我们的兴趣在于开发能有助于脂质研究,改善人类营养,利于诊断、预防和治疗人类疾病的新技术、新方法和新设备。在过去的几年里,我们已经取得了多项技术的突破。目前,我们正与不同学科的研究人员进行合作,目的在于创造可用于科学研究和临床实践的革命性的新技术或新产品。
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Omega-3多不饱和脂肪酸(主要存在于鱼油)对人类健康有诸多益处,这一点已经被公众广泛接受,因此这些脂肪酸的需求逐年增长。在食品工业领域尝试将omega-3脂肪酸掺入食物中,尤其是肉类产品,因为现时的肉类食物中含有大量的omega-6脂肪酸,而只含很少的omega-3脂肪酸。由于必需omega-3脂肪酸在体内不能重新合成,也不能从哺乳动物或其它可食用的动物的其它脂肪衍生合成,它们必须从饮食中获得。因此,到目前唯一可行的方法来增加肉食动物中的omega-3的含量是通过喂养添加omega-3脂肪酸饲料(比如喂养亚麻籽、鱼粉或其它的海产品),但这是不可持续的,因为不仅昂贵、耗时而且海产品来源是有限的、污染的。 为了解决这一难题,我们发明了一种可持续的方式来提供基于陆地食物来源的omega-3脂肪酸,利用转基因技术使动物自身合成omega-3脂肪酸,而不是通过喂养。我们的策略是导入线虫的fat-1基因(omega-3脂肪酸去氢酶),使omega-6脂肪酸增加一个双键,最终实现将omega-6转化为omega-3脂肪酸。2001年我们在细胞水平证明了这一方法的可行性(PNAS 2001;98:4050),在2004年通过对线虫基因的改造并使用显微注射的手段,成功地培育出了世界上第一个能产生omega-3的哺乳动物(小鼠)(Nature 2004;427:504)。随后在2006年,通过合作利用核移植克隆技术又成功地培育出了omega-3家禽(猪)(Nature Biotechnology 2006;24:435)。这一发现改变了哺乳动物不能合成omega-3的现实,即转基因动物现在能够在无需膳食补充情况下,把omega-6转化成omega-3脂肪酸,致使它们所有器官和组织中均含有大量的omega-3。 这项技术提供了一种生产富含omega-3脂肪酸动物食品(如肉、牛奶和鸡蛋)的新策略。这将允许在不改变人们饮食习惯的前提下,可获得有益的omega-3脂肪酸。这一技术将避免过分依赖有限而昂贵深海鱼的现状。因此,将极大地影响现代农业的发展和人类营养。 目前我们正与其它科学家合作,尝试研究能产生omega-3脂肪酸的牛、鸡和鱼。此外,我们还对开发其它增强营养食品也有浓厚的兴趣。我们长期的目标是通过基因工程技术,创造健康的食品(尤其是优化脂肪酸结构的可食用动物)。
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与哈佛大学Prof. Sunney Xie共同合作下,我们开发了一种无标记的活细胞成像技术,该方法可以细胞内脂质成像并进行定量分析。这一领域,我们特别感兴趣的是多不饱和脂肪酸(尤其是在活细胞中omega-3)的检测,一般地,荧光标记可用于示踪脂肪分子,但是荧光材料的引入将改变脂质分子原有的结构。而多种非图像分析技术,如气相色谱与质谱,都是破坏性的,并且不能给出亚细胞结构。最近,我们开发出一种新的基于多光子振动的拉曼散射显微镜成像技术,用这种方法,我们可以观察细胞的脂类分布和相互作用,如没有破坏细胞和不需要标签的情况下,对活细胞中omega-3脂肪酸的进行图像分析。该技术作为一种新的工具,在脂质研究中具有巨大的潜力。目前我们正在开发其它成像技术,目的在于能描绘脂质分布的时空动力学以及它们与活细胞内其它分子之间的互相作用。
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