藤原惠津子
在一项新的研究中，来自美国普林斯顿大学的研究人员惊奇地发现，他们以为是对癌症如何在体内扩散---癌症转移---的直接调查却发现了液-液相分离的证据：这个生物学研究的新领域研究生物物质的液体团块如何相互融合，类似于在熔岩灯或液态水银中看到的运动。相关研究结果作为封面文章发表在2021年3月的Nature Cell Biology期刊上，论文标题为“TGF-β-induced DACT1 biomolecular condensates repress Wnt signalling to promote bone metastasis”。
论文通讯作者、普林斯顿大学分子生物学教授Yibin Kang说，“我们相信这是首次发现相分离与癌症转移有关。”
他们的研究不仅将相分离与癌症研究联系在一起，而且融合后的液体团块产生了比它们的部分之和更多的东西，自组装成一种以前未知的细胞器（本质上是细胞的一个器官）。
Kang说，发现一种新的细胞器是革命性的。他将其比作在太阳系内发现一颗新的星球。“有些细胞器我们已经认识了100年或更久，然后突然间，我们发现了一种新的细胞器！”
论文第一作者、Kang实验室博士后研究员Mark Esposito说，这将改变人们对细胞是什么和做什么的一些基本看法，“每个人上学，他们都会学到‘线粒体是细胞的能量工厂’，以及其他一些有关细胞器的知识，但是如今，我们对细胞内部的经典定义，对细胞如何自我组装和控制自己的行为的经典定义开始出现转变。我们的研究标志着在这方面迈出了非常具体的一步。”
这项研究源于普林斯顿大学三位教授实验室的研究人员之间的合作。这三位教授是Kang、Ileana Cristea（分子生物学教授，活体组织质谱学的领先专家）；Cliff Brangwynne（普林斯顿大学生物工程计划主任，生物过程中相分离研究的先驱）。
Kang说，“Ileana是一名生物化学者，Cliff 是一名生物物理学者和工程师，而我是一名癌症生物学家和细胞生物学者。普林斯顿大学刚好是一个让人们联系和合作的美妙地方。我们有一个非常小的校园。所有的科研部门都紧挨着。Ileana实验室实际上与我的实验室在Lewis Thomas的同一层楼! 这些非常紧密的关系存在于非常不同的研究领域之间，让我们能够从很多不同的角度引入技术，让我们能够突破性地理解癌症的代谢机制--它的进展、转移和免疫反应--也能想出新的方法来靶向它。”
这项最新的突破性研究，以这种尚未命名的细胞器为特色，为Wnt信号通路的作用增加了新的理解。Wnt通路的发现导致普林斯顿大学分子生物学教授Eric Wieschaus于1995年获得诺贝尔奖。Wnt通路对无数有机体的胚胎发育至关重要，从微小的无脊椎动物昆虫到人类。Wieschaus已发现，癌症可以利用这个通路，从本质上破坏了它的能力，使其以胚胎必须的速度生长，从而使肿瘤生长。
随后的研究揭示，Wnt信号通路在 健康 的骨骼生长以及癌症转移到骨骼的过程中发挥着多重作用。Kang和他的同事们在研究Wnt、一种名为TGF-b的信号分子和一个名为DACT1的相对未知的基因之间的复杂相互作用时，他们发现了这种新的细胞器。
Esposito说，把它想象成风暴前的恐慌购物。事实证明，在暴风雪前购买面包和牛奶，或者在大流行病即将到来时囤积洗手液和卫生纸，这不仅仅是人类的特征。它们也发生在细胞水平上。
下面是它的作用机制：惊慌失措的购物者是DACT1，暴风雪（或大流行病）是TGF-ß，面包和洗手液是酪蛋白激酶2（CK2），在暴风雪面前，DACT1尽可能多地抓取它们，而这种新发现的细胞器则把它们囤积起来。通过囤积CK2，购物者阻止了其他人制作三明治和消毒双手，即阻止了Wnt通路的 健康 运行。
通过一系列详细而复杂的实验，这些研究人员拼凑出了整个故事：骨肿瘤最初会诱导Wnt信号，在骨骼中传播（扩散）。然后，骨骼中含量丰富的TGF-b激发了恐慌性购物，抑制了Wnt信号传导。肿瘤随后刺激破骨细胞的生长，擦去旧的骨组织。( 健康 的骨骼是在一个两部分的过程中不断补充的：破骨细胞擦去一层骨，然后破骨细胞用新的材料重建骨骼)。这进一步增加了TGF-b的浓度，促使更多的DACT1囤积和随后的Wnt抑制，这已被证明在进一步转移中很重要。
通过发现DACT1和这种细胞器的作用，Kang和他的团队找到了新的可能的癌症药物靶点。Kang说，“比如，如果我们有办法破坏DACT1复合物，也许肿瘤会扩散，但它永远无法‘长大’成为危及生命的转移瘤。这就是我们的希望。”
Kang和Esposito最近共同创立了KayoThera公司，以他们在Kang实验室的合作为基础，寻求开发治疗晚期或转移性癌症患者的药物。Kang说，“Mark所做的那类基础研究既呈现了突破性的科学发现，也能带来医学上的突破。”
这些研究人员发现，DACT1还发挥着许多他们才开始 探索 的其他作用。Cristea团队的质谱分析揭示了这种神秘细胞器中600多种不同的蛋白。质谱分析可以让科学家们找出在显微镜玻片上成像的几乎任何物质的确切成分。
Esposito说，“这是一个比控制Wnt和TGF-b更动态的信号转导节点。这只是生物学新领域的冰山一角。”
Brangwynne说，相分离和癌症研究之间的桥梁仍处于起步阶段，但它已经显示出巨大的潜力。
他说，“生物分子凝聚物在癌症---它的生物发生，特别是它通过转移进行扩散---中发挥的作用仍然不甚了解。这项研究为癌症信号转导通路和凝聚物生物物理学之间的相互作用提供了新的见解，它将开辟新的治疗途径。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料： 1.Mark Esposito et al. TGF-β-induced DACT1 biomolecular condensates repress Wnt signalling to promote bone metastasis. Nature Cell Biology, 2021, doi:10.1038/s41556-021-00641-w. 2.Kiran D. Patel et al. Condensing and constraining WNT by TGF-β. Nature Cell Biology, 2021, doi:10.1038/s41556-021-00649-2.
快乐的陆小晶
教育技术学实验室系统分析论文
论文摘要:通过对相关课程设计与开发能力在教育技术人才培养中核心地位的论证，总结出课程设计与开发实验中心在教育技术实验室中所起的作用—功能，并依此对课程设计与开发实验中心的组成模块做了大致的功能性分析.
论文关键词:课程设计 课程建设 课程设计与开发实验中心 教育技术学实验室 微格教学
课程建设是高学校深入开展教育教学改革、提高教学质量的重要环节.面对教育技术专业在全国遍地开花的景象，一个能够适应社会的前进和发展、体现自己特色的教育技术专业课程体系就成为各高校教育技术学科科研人员研究的重点.对于教育技术学科来讲，教学系统设计在教育技术理论中具有核心的地位，相应的课程设计与开发能力也应该成为教育技术专业学生能力培养中的重点能力的培养，离不开一个完善的实践环境.对于开发类课程来说，一个理想的实验室更是可以起到强大的支持作用.根据教育技术的学科性质及教育技术学实验室在高校中的地位，课程开发实验室的功能不仅仅是支持本专业学生的实验教学，它还要能够支持其它师范类专业学生的实验教学;同时还要具有科研功能，支持相应的课程建设研究仁作.由此，笔者提出了教育技术学实验室建设的一个分实验模块—课程设计与开发实验中心，用以支持与课程设计开发有关的教学和科研任务
1 课程设计与开发实验中心的功能分析
结合AECT’94定义，教育技术有五大研究范畴即设计、开发、运用、管理和评价.而设计和开发的对象里面都包含一个重要的因素—教学系统，按照-I匕京师范大学出版社出版的2002年版《教育技术学》里的描述，教学系统开发和课程开发具有相同的理论基础，都要依据学习理论、教学理论所提供的基本原理，可以将教学系统引中为课程，课程的设计与开发在教育技术研究中同样具有核心的地位，针对教育技术人才培养来讲，课程的'设计与开发能力培养更是重中之重.一切对学习过程和学习资源的设计、开发、运用、管理和评价工作都包含在对课程的设计与开发里面，因为一个完整课程的成型都少不了这五个方面.设计与开发技能具有实践性强的特点，除了一定的课程设计理论的讲授外，锻炼实际动手能力也应成为教学计划的一部分.
参照教育部高等学校实验教学指导委员会倡导的建设具有产学研功能的高校实验室的思想，结合本学科性质和教育技术学实验室在高校实验室建设中的地位，笔者认为，课程设计与开发实验中心应该具有四大主要功能:支持教育技术研究人员进行教育技术学专业课程开发、支持教育技术专业学生进行课程设计实验、支持师范类学生教学技能实验、支持学校开展精品课程建设.实现了这四大功能，才能真正实现教育技术实验室在高校实验室中应该发挥的作用，完成对本校教育技术学科发展的支持作用.在研究过程中，笔者还对西北师范大学、华南师范大学、北京师范大学、华中师范大学、东北师范大学、江西师范大学等六所国内开办教育技术专业较早的师范类院校的实验室建设情况进行了调研，发现这五所高校都设置了与课程设计相关的实验项日，成立了相关的配套设施，但功能不完善，除了华中师范大学成立了专门的教育技术课程设计实验室外，其它学校都将这些实验项目安排在微格教学实验室进行，目标定位在对学生教学技能的培养上，基本没有体现科研这一功能.综合以上分析，笔者将与课程设计有关的实验室统一命名为课程设计与开发实验中心，包括两个模块:课程设计与开发实验室、数字化微格教学实验室.
2 模块系统分析
2.1课程设计与开发实验室
该分实验室土要具有两大功能:为教育技术人员进行教育技术学专业课程开发提供环境;为教育技术专业学生进行课程设计实验提供实践环境.
作为一门迅速“发展”起来的学科，当人们看到教育技术专业教育呈现繁荣景象的同时，也发出了许多反思性的声音，其中最显著的问题就是专业设置方面的问题，如一些高校设置庞杂的教育技术专业课程体系;教育技术专业课程体系老化和僵化;教育技术专业课程设置缺乏自身的特色等，这些问题不由得让我们感受到了高校教育技术专业课程体系建设的紧迫压力，这似乎成了目前各高校教育技术专业发展最急需解决的问题.教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高脾005]2号)明确指出，高校课程建设要以加强师资队伍建设、改革教学内容、教学方法和教学手段为重点;以加强教学基础条件建设与课程评估体系为保障;通过系统的课程建设，达到有利于加强学生的自学能力，分析问题、解决问题的能力，促进教育教学质量不断提高.分析文件精神，不难发现，课程建设不仅需要一个强大的师资队伍，更需要完善的教学基础设施做保障.因此，作为教育技术实验室一部分的课程设计与开发实验室必须具有支持教育技术人员进行教育技术学专业课程开发提供环境的功能。
该分实验室的另外一个功能就是为教育技术专业学生进行课程设计实验提供实践环境它可以为教育技术专业大部分专业课或专业基础课提供综合性、设计性、研究性实验环境，为教育技术专业学生学生提供课程设计、毕业设计、各类计算机应用竞赛提供学习、研究、实验、培训及参赛的实验环境，培养学生高水平实验能力.
参考华中师范大学对课程设计实验室的功能定位，该分实验室可以承担三方面的实验任务:信息技术与课程整合研究;CAI课件设计与开发;网络课程的设计与开发.该实验室是一个教学与科研并重的实验室，不仅承担针对教育技术专业学生的课程设计教学任务，而且承担教育技术人员进行课程设计研究的任务，甚至可以利用这个环境开发一些可以投放市场的教学产品，真正实现实验室的产学研并进发展.
整个系统的组成要体现高度的资源共享性、充分的协作性，具备多媒体教学网的各种功能，方便教师进行个别化教学、小组教学和团体教学，各电脑终端连入校园资源中心和互联网.大致如下，硬件:多媒体计算机、服务器、防火墙等网络一设备;软件:操作系统、网络课程开发软件、课件开发软件、媒体素材处理软件等一系列课程开发所需的辅助应用软件.
2.2数字化微格实验室
微格教学是一种建立在现代教学理论和现代教学技术基础上系统培训师范生和在职教师基本技能的方法冈.随着以多媒体计算机和网络通信技术为代表的信息技术的发展，有效地实现信息技术与课程的整合成为现代教育技术促进教育改革所关注的重点，于是数字化微格实验室就成为了教育技术学实验室建设的一部分. 数字化微格教学实验室承担教育技术专业的教学设计实验和师范专业的教育技能公共课教学，以及为相关的研究工作提供支持.针对教育技术学专业本专科层次学生，其毕业后很有可能走上初高中教学工作岗位，这就对他们的教学技能提出了更高的要求，特别是能熟练地将信息技术应用到学科教学当中去.通过微格实验室提供的教学模拟环境及先进的现场录播设备，学生可以直接在教学实践中发现问题，进而解决在教学当中存在的问题.另外，微格实验室还支持相关信息技术与课程整合的研究工作，例如基于信息技术，对现代教育教学理念和方法论的研究;对基于信息技术教学的数字化评价的研究;基于课堂的网络教学研究;信息化教学的实验对比研究等.教师和学生都可以利用实验室进行现代教学的研究工作，为师生提供把书本知识转化为实践能力的机会，并且在实践活动中还能够培养学生的创新思维和精神.学生利用这块基地，进行自主学习和协作学习，自己制作课件，自己使用课件教学，充分体现了学生是教学过程中的主体.
为了推动高等学校教育质量的提高，现在全国的高校都在开展国家精品课程建设评比工作.网络精品课程建设都有教学录像这一栏目，如果只是一些讲授性的课程，就可以将课程直接安排在微格实验室进行.利用该实验室先进的录播设备，可以实现最佳的录制效果，满足国家精品课程对录象品质的高质量追求.另外，现在流行的课程教学录播设备都支持网络直播，而且可以同时进行多场景切换，均采用国际标准ASF流媒体文件格式，只要学生的终端接入了互连网，学生就可以通过IE浏览器和流媒体播放器直接观看.如上海卓越睿新电子有限公司研发和生产的SMART-PR全自动录播系统.当然，如果不是一些纯粹的讲授性课程，如电子技术实验、化学实验等一些需要在实验室进行的实验课程教学，微格实验室就需要配备一套便携式精品课程录播设备，工作人员将其带到教室或实验室进行现场录播，只要实验室接进了校园网，照样可以方便的实现精品课程输出，并且质量不减.如可以选用现代中庆公司生产的育港便携式精品课程工作站，该工作站具有两大突出功能:精品课程直播:将教师的多媒体课件、讲解实况、教室实况合成一个画面，同步压缩，同步网络传输，现场直播;精品课程实录:将精品课程的教师视频、学生视频、多媒体课件的VGA图像三流合一，录制成一个文件，供网络点播，或分别录制成二个文件供课后编辑.
系统大致组成:共分成两部分，微格教学室和控制室.微格教学室:各种教学媒体(白板、投影、视频展视仪、录像机、DVD机、多媒体计算机等)、一整套全自动录播系统等;控制室主要设备有:多媒体与网络教学控制平台、彩色四画面分割器、彩色电视机、视频切换器、录相机等.另外，再配备一套便携式精品课程工作站.
3 结束语
在参与北京联合大学应用文理学院朱根宜教授主持的北京市教委重点建设课题《首都高校数字化教育技术实验室的系统分析与集成》的研究过程中，参考教育部高等学校教育技术学专业指导委员会制定的课程教学大纲要求以及对六所重点师范院校教育技术专业实验室建设情况的调研，笔者将教育技术实验室大致分成六大块.之所以将课程设计与开发实验中心独立分成一块，不仅仅是因为本专业现行课程体系具有不成熟、多样化、变化快的特点，更因为课程设计与开发能力培养在本专业人才技能培养中的重要地位.在教育技术助推教育改革的大潮中，教育技术专业人员如果不懂课程设计，不能熟练地将信息技术与课程和谱得整合起来，就不能称其为一名合格的教育技术人才，更不用谈去促进教育改革和发展.另外一个重要原因是，在教育部倡导的建设具有一流教师队伍、教学内容、教学方法和教材等特点的示范课程的精神指引下，教育部2003年正式启动的国家精品课程建设.随着精品课程建设近几年在全国产生的良好示范效应，精品课程评审指标体系事实上己成为引导高校课程建设的重要标准，这促使各高校将精品课程建设作为一项长期工作来抓，于是作者就想到可以利用教育技术学科的资源优势，将微格实验室和课程设计与开发实验室统一划归为课程建设实验中心，把这个中心作为国家精品课程建设的基地，保证这项工作长期、系统、高效、高质量地进行下去.笔者希望通过对这个中心的系统分析，能够为各高校进行教育技术学实验室建设，以及有关课程建设方面的研究提供一些参考，尽一个教育技术研究人员应尽的绵薄之力。
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