合成生物学及其在生物技术中的应用进展

合成生物学是一门21世纪生物学的新兴学科,它着眼生物科学与工程科学的结合,把生物系统当作工程系统"从下往上"进行处理,由"单元"(unit)到"部件"(device)再到"系统"(system)来设计,修改和组装细胞构件及生物系统.合成生物学是分子和细胞生物学、进化系统学、生物化学、信息学、数学、计算机和工程等多学科交叉的产物.目前研究应用包括两个主要方面:一是通过对现有的、天然存在的生物系统进行重新设计和改造,修改已存在的生物系统,使该系统增添新的功能.二是通过设计和构建新的生物零件、组件和系统,创造自然界中尚不存在的人工生命系统.合成生物学作为一门建立在基因组方法之上的学科,主要强调对创造人工生命形态的计算生物学与实验生物学的协同整合.必须强调的是,用来构建生命系统新结构、产生新功能所使用的组件单元既可以是基因、核酸等生物组件,也可以是化学的、机械的和物理的元件.本文跟踪合成生物学研究及应用,对其在DNA水平编程、分子修饰、代谢途径、调控网络和工业生物技术等方面的进展进行综述.     

2022年合成生物学发展态势

合成生物学已经进入快速发展阶段,突破性成果不断涌现,技术转化与产业应用也初见成效。DNA合成、基因编辑、计算机辅助设计和过程自动化、机器学习等技术的进步和相关平台的建设,以及政策的支持和投融资的持续活跃,有望进一步推动生物产业及生物经济的发展。在新一轮科技变革与保护自然环境、减少碳排放的背景下,世界主要国家更加注重生物经济的可持续发展。该文系统梳理了全球合成生物学在2022年的战略规划、研发和产业等方面的进展,展望了未来在技术创新、产业应用等方面的发展前景。     

抓好衔接有的放矢的进行教学

我所谈的衔接是指小学自然课与中学生物课的衔接,抓好衔接有利于教学。下面我就谈谈自然课与生物课的衔接。一、首先抓好教学大纲的衔接自然学科与生物学科是中小学必修的基础课。在德育、智育、技能、能力等方面都提出了具体的要求: (一)德育方面的要求自然学科与生物学科都强调通过基础知识的学习,使学生了解到,世界上形形色色的植物都是逐渐进化来的,一切生物和它们的生活环境都是分不开的,生物必须依赖于它们的环境而生活,而生物的生命活动反过来又时时刻刻在改变着环境。     

Windows下16S rRNA基因扩增子测序数据分析的简易流程

微生物组数据分析需要掌握Linux系统操作,这对缺乏计算机知识的生物研究人员是一个很大的障碍。为此我们设计了一套在Windows的Linux子系统(WSL)下分析16S rRNA基因扩增子高通量测序数据的简易流程。本流程整合常用的开源软件VSEARCH与QIIME等,能对16S rRNA测序数据进行质量控制、OTU聚类、多样性分析及结果可视化呈现。以唾液微生物组分析为例,详细介绍从原始数据到多样性统计分析过程的参数和命令,及结果解读。教学实践证明,此流程易于学习,并有助于掌握微生物组的基本概念与方法。利用Windows系统最新的WSL功能,本流程方便Windows用户使用大量在Linux上运行的生物信息工具,有助于促进微生物组研究的发展。流程的安装程序与测序数据可从网址(http://www. ligene. cn/win16s/)免费下载使用。     

MicroRNA研究进展

MicroRNA(miRNA)是生物体内源长度约为21-25个核苷酸的非编码小RNA,通过与靶mRNA互补配对而在转录水平上对基因的表达进行负调控,导致mRNA的翻译抑制或降解。miRNA虽然微小,但它在真核生物发育和基因表达中通过与靶mRNA形成完全或不完全互补配对从而扮演着重要角色。它们参与动物体发育、细胞增殖与死亡、细胞分化等各种过程。综述了miRNA的发现、生物合成、特征与功能、靶基因的预测等方面的研究进展。     

合成生物学在生物基化学品上的应用趋势及展望

合成生物学(synthetic biology)将工程学和生物学相结合, 它不同于对自然基因模拟的基因工程和对代谢途径模拟的代谢工程,而是在以基因组解析技术和化学合成技术为核心的现代生物技术基础上,以系统生物学思想和知识为指导,综合生物化学、生物物理和生物信息技术,建立基于基因和基因组、蛋白质和蛋白质组的基本要素(模块)及其组合的工程化的资源库和技术平台,旨在设计、改造、重建或制造生物分子、生物部件、生物系统、代谢途径与发育分化过程,以及具有生命活动能力的细胞和生物个体.     

多媒体在优化生物教学中的作用

多媒体在优化生物教学中的作用朱禾勤（江苏省丹阳中学,２１２３００）当前,多媒体已逐步进入中学生物教学领域。多媒体是指以计算机为中心,能够同时获取、编辑、存储和展示两种以上不同类型信息媒体的技术,这些信息媒体包括声音、文字、静态或动态图像、动画等。由于...     

生态学与进化生物学

生态学,这门研究生物与环境之关系的学科,在19世纪就已成为一门有较明确定义的科学,至今已发展成为一门涉及到多个科学与文化领域的综合性学科。现代生态学的一些研究动态现代生态学的研究与发展,很重要的方面是在时间与空间尺度上不断向微观和宏观扩展。从一般的时间单位(秒、小时、日等)到地质量度单位(百万年);从细胞、个体到整     

microRNA的功能及其临床应用

microRNA(miRNA)是一类长度为19~25个核苷酸的非常保守的非编码小RNA分子,在真核生物体内通过与m RNA的3'非翻译区序列不完全互补结合促使m RNA降解或抑制翻译,从而在转录后水平调控基因表达。miRNA在生物体内参与了细胞增殖与凋亡、生长发育、代谢活化、DNA修复等一系列生物学过程,与多种疾病尤其是肿瘤的发生发展密切相关。对miRNA的功能研究已发展到其分子机制层面,大量集中于其靶基因的预测和鉴定及调控相关表观遗传因子,为疾病的诊断、治疗及预后提供了新的线索。我们就miRNA的合成、功能研究及miRNA在临床上的应用前景做简要综述。     

地理信息系统及其在自然保护区科研与管理中的应用

地理信息系统是管理空间数据与信息的计算机系统,是地学、资源环境科学、遥感等空间分析技术领域与计算机技术相结合的产物。它具有空间特征数据的采集、存贮、分析处理、转换及显示等功能。随着计算机的普及与信息系统的发展,地理信息系统已成为城乡发展规划,土地管理、环境保护、自然资源开发与管理以及生物保护的重要工具。本文在系统介绍地理信息系统的发展     

质粒绘图软件PCircle的编制及Flash作为生物软件编制工具的可行性分析

以Flash作为软件编程工具 ,根据Flash在生物软件编制方面具有的优点 ,利用其优秀的图形图像处理能力与动作脚本语言 (ActionScript)相结合所具有的优势 ,编制了质粒绘图软件Pcircle。该软件克服了以往的质粒绘图软件在绘制图谱过程中不能随意修改操作的缺点 ,在绘制过程中 ,可在任意时候对生成的部件进行修改甚至删除。该软件已被生物软件网收录 ,供免费下载。同时详细分析了Flash作为生物软件编制工具所具有的优缺点 ,确定了作为生物软件编制工具的适用范围 ,可为Flash作为生物软件编制工具的使用起到指引作用。     

领略生命世界的精彩体验科学探究的乐趣--《生物学》(北师大版)教科书的设计思路和特点

新世纪之初,教育部颁发了《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》（以下简称《生物课程标准》）。这是我国生物学课程发展中的一件大事,它为我们投入新一轮生物学课程改革吹响了进军的号角。为了推进生物学课程改革,实施《生物课程标准》,我们编写了适合7～8年级使用的《生物学》（北师大版）教科书和配套教材。下面就将编写教材的指导思想、编写思路、特色、内容结构、教材体例及教学建议作简要的介绍,以便大家更好地理解编写意图,使用好本套教材。     

系统型硬化症尿液lncRNA-mRNA差异表达基因筛选及生物信息学分析

为探讨系统性硬化症(SSc)患者尿液样本中的长链非编码RNA(lncRNA)、信使RNA(mRNA)的表达谱和生物学功能。选取6名SSc患者和3名健康对照者(HC),采集样本为中段晨尿,应用mRNA和lncRNA微阵列检测总RNA表达变异,SSc组与 HC 组相比。检测尿液lncRNA和mRNA 表达,Gene ontology (GO)分析Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) 信号通路分析差异表达的lncRNA 功能分布;STRING 在线网站和 Cytoscape 软件网络应用分析构建蛋白质相互作用网络(PPI)并筛选出核心基因(Hub Gene)。结果发现:与HC相比,SSc患者尿液中共有645个(上调546,下调99)mRNA 和1 888个(上调1 647,下调241)lncRNA 差异表达(Fold Change绝对值≥2,且P≤ 0.05)。KEGG通路结果显示富集TGF-β信号通路、氧化磷酸化、磷酸戊糖通路。SSc 的GO分析显示与转录调控、DNA去甲基化、白介素6反应等相关;PPI 网络分析表明主要富集在氧化磷酸化、细胞凋亡、自噬途径通路。通过采用lncRNA基因芯片分析SSc患者尿液样本,发现存在异常表达的lncRNA和mRNA,说明SSc尿液生物学特征与HC组存在差异改变;尿液lncRNA可能可以为该病提供生物标志物及治疗靶点研究方向和手段,尿液线粒体基因可能是SSc生物标记物。     

《生物工艺学》计算机组卷的成绩分析

旨在对计算机组卷的可靠性、科学性进行研究,通过使用SPSS软件对西北民族大学2010级生物工程专业的生物工艺学计算机组卷进行分析可知,分别从试卷成绩的正态分布、难度、信度区分度方面,对每一题型进行分析。说明试卷具有较高的科学性。     

生物再生及其相关的几个问题

人类对生物科学的研究,经历了一个从生物宏观现象描述到个体生物形态的解剖,从生物个体形态解剖到生物机能微观分析的发展过程。再生现象广泛存在于整个生物界,它与生物的发育、生长、繁殖等诸多方面息息相关。尤其是飞速发展的现代生物学及其相关学科的许多研究领域的问题,如农林学方面的科学育种、快速繁殖涉及的接合力和组织培养的关键性问题,医学手术中的伤口愈合等等,无不与生物的再生相联系。所以作者深信:对生物再生现象在生物界广泛性的重视;对生物再生现象意义和作用的     

构建初中生物学实验目标考核体系

生物学是一门以实验为主的学科。在提倡素质教育的今天 ,必须改革考试的方式和方法 ,建立全面的、科学的、可检测和可操作的学生素质综合考试目标和评价标准 ,增加实验考核便是其中一项。如何在初中生物教学中进行实验目标考核 ,以提高学生的能力 ?笔者在初一上学期进行了生物实验目标考核的探索 ,尝试构建与素质教育相适应的实验目标考核模式及评价模式。初一《生物》(沿海版 )第 1册主要的实验是用显微镜观察装片 ,与之有关的实验有 8个 ,故学会使用显微镜和临时装片的制作 ,是初中生物实验的重要目标之一。故以此为内容对学生进行考核。1…     

高中生物学课程的目标是提高公民科学素养--苏教版高中《生物》新教材简介

《普通高中生物课程标准(实验)》确定的高中生物学课程的目标是提高公民科学素养。苏教版高中《生物》新教材正是通过素质教育的教学目标、紧扣课标的教学内容、自主学习的学习方式和图文并茂的表现形式等方面的特色达到全面提高公民科学素养的目标。     

人硫氧化还原蛋白系统生物学意义的研究进展

硫氧化还原蛋白Thioredoxin(Trx)是一种重要的氧化还原调节分子,广泛存在于生物体内,与Trx还原酶和NADPH共同组成一个广谱的蛋白二硫键还原系统,在稳定细胞内氧化还原环境与调节蛋白－蛋白,蛋白－核酸相互作用等方面起重要作用,人类的多种肿瘤中均存在Trx的异常表达,Trx直接应用于临床或作为抗肿瘤物的靶分子已引起广泛关注。     

鱼类多样性监测的理论方法及中国内陆 水体鱼类多样性监测

近年来, 生物多样性监测网络的建设得到广泛重视, 全球、地区或国家生物多样性观测网不断组建。生物多样性观测的理论框架得到发展, 提出了生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables, EBV)。鱼类多样性监测的理论框架包含于生物多样性核心监测指标之内, 在遗传、物种、生态系统等多层次进行。基于鱼类监测提出的生物完整性指数(index of biotic integrity, IBI)强调不同物种的生态功能, 可以综合反映群落结构和功能的变化, 得到广泛应用。鱼类多样性的监测方法是传统网具和现代水声学等方法的结合。监测结果的分析可以进行简单的指数比较, 也可以进行长期的趋势分析, 寻找关键节点, 探讨宏观生态格局的变化。中国内陆水体鱼类多样性监测网隶属于中国生物多样性监测与研究网络, 拟选取长江、黄河、黑龙江、珠江、澜沧江、怒江、塔里木河及青海湖8大流域, 对25个重要区域和24个重点物种(类群)进行监测, 从重要区域鱼类群落结构、重点物种(类群)种群动态和个体生物学特征、遗传多样性、早期资源等不同层次, 全面监测我国内陆水体鱼类生物多样性状况。     

上海嘉龙教仪厂专业生产生理、药理、生物学实验仪器

SMUP型生物信号处理系统（复旦大学上海医学院生理学教研究研制） 系统能在80586、P2、P3等微机上使用。功能多,实时处理能力强,可对血压、心电、脑电、细胞放电、脉搏、呼吸等生物信号进行多种处理,适用于循环、神经、呼吸、感官等系统的联机实验和资料处理。系统硬件系列化,A／D转换器及信号调理器可选配不同档次（A／D转换器分8位／20微秒和12位／10微秒两档;信号调理器分4路／8倍／手调、4路／10000倍／手调和4路／8000倍／程控三档）。程控刺激器最大输出5V,选配刺激电压输出器,可将最大输出幅度提升到40V。最近推出的并口传送接口,使系统与计算机的连接更加方便。实验软件在WINDOWS9x下运行,软件内容多,包括教学和科研的常用实验程序。系统提供的实验编辑软件,使用户能自行设计实验,大大拓宽了系统的功能。系统能同时采集4路原始信号,并能对各路信号分别作频率、直方图、微分、积分或触发积分等实时处理,还可对信号作拟合、双信息图、相关、功率谱分析及叠加平均等处理,软件包还具有BMP件生成、本件生成、DDE数据交换功能。本产品曾获上海市科技进步奖。