围绕“分子生物学中心法则”展开的实验方法体系

“分子生物学中心法则”是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录（transcription）和翻译（translation）的过程；也可从DNA 传递给DNA，完成DNA的复制（replication）；这是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。在病毒中广泛存在RNA自我复制和以RNA为模板逆转录成DNA的过程，是中心法则的补充。现代生物医学基础研究中的各类实验方法，基本围绕“DNA-RNA-蛋白质”这条线上的这三个点的变化情况展开（图1-3）。

图1-3　生物医学基础研究的实验方法体系

在DNA层面，如使用流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡的方法就是基于碘化丙啶（propidium iodide，PI）染料可嵌入双链DNA并发出红色荧光的原理。其他技术有聚合酶链式反应（PCR）、荧光定量PCR（qPCR）、数字PCR（dPCR）技术等。各种基因编辑（gene editing）技术对细胞或动物基因组进行激活和敲除实验、小鼠基因型鉴定试验方法（genotyping）等均是在DNA层面上展开。(https://www.daowen.com)

在RNA层面，常见实验方法有RNA抽提、逆转录（reverse transcription，RT）、荧光定量RT-PCR（qRT-PCR）、shRNA 敲低、microRNA 转染、RNA 干扰实验（siRNA）、Northern印迹实验（Northern blot）、RNA 与蛋白质的互相作用、长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）、环状RNA（circular RNA，circRNA）相关的实验方法等。

在蛋白质层面，如本书介绍的蛋白质免疫印迹实验（Western blot，WB）、免疫组织化学（IHC）实验、免疫荧光（IF）实验、酶联免疫吸附实验（ELISA）、四唑盐（MTT）实验和流式细胞术（FACS）等，均是针对细胞表面、细胞质、细胞器或细胞核中的蛋白质分子进行。还有研究蛋白质-蛋白质互相作用、蛋白质-RNA 互相作用、蛋白质-染色质相互作用的免疫共沉淀（IP）实验；通过高通量分析和大数据方法获取生理、病理条件下的蛋白质组学、代谢组学、转录组学等相关变化；质谱分析、质谱-液相色谱联用等，这些技术也是中药基础研究中药物构成成分分析的最重要技术手段。在本书中介绍了高效液相色谱（HPLC）、中药网络药理学及常用数据库和代谢组学、蛋白质组学技术研究方法等。

随着技术手段的不断进步和生物医学理论知识的日新月异，新的实验方法越来越多，令人目不暇接。通过学习基础的理论原则和框架，如分子生物学中心法则，则可以将众多的实验方法归纳到一条主线上，真正实现积累实验经验、开拓理论视野、增进科学判断力的医学科学研究目的。