善用新科学信息 促进生物学教学

科学技术、社会发展日新月异,科学、技术与社会信息丰富多元,部分新科学信息已成为潜在的生物学课程资源。着重阐释、列举了"新科学信息",并通过系列教学实例说明新科学信息在生物学教学应用中的诸多价值。     

系统生物学和合成生物学研究在生物燃料生产菌株改造中的应用

基于生物质资源生产环境友好的生物燃料,对经济和社会的可持续发展具有重要意义,但其生产成本高的问题十分突出,而高效生产菌株的获得是解决这一问题的根本出路。以下综述了利用系统生物学研究所获得的信息进行菌种改造的过程,重点论述了生产菌株胁迫耐受性方面的研究进展,并讨论了系统生物学、合成生物学和代谢工程技术在改造生物燃料生产菌株中的应用,展望了合成生物学在构建高效生物能源生产菌株方面应用的前景。     

互联网上生物学信息资源的检索

本文对因特网上生物学资源的查询途径和利用方法进行了探讨,介绍了一些较为重要的生物学期刊资源站点,讨论了如何通过互联网检索各种生物信息资源,最大限度地利用互联网为生物科学科研服务。     

生物数据库专栏导读北大核心CSCD

近年来,随着生物科技和信息科技的迅猛发展,基于生命组学的大数据积累和应用均已达到了前所未有的程度。多元的生物数据库资源,特别是急剧增长的生物学大数据在生物化学与分子生物学研究中得到了广泛应用,对生物学、生物医学的基础研究和转化应用起到了助推器的作用。但是,由于专业的局限性和研究者的着重点不同,部分从事生物学和生物医学的研究者对数据库资源的了解,对大数据的分析、处理和整合能力存在不足,制约了他们对已有数据资源的充分和有效的利用。为此,本期专栏选择了近年来的一些热门研究领域,特邀长期活跃在相关研究领域的一线科研工作者,结合他们自己的相关工作,分别就抗体信息数据库、细胞外囊泡数据库、蛋白质相互作用数据库、细菌sRNA数据库和RNA二级结构数据库的现状、特点和应用进行了较为系统的综述。下面对各篇文章内容给予简单介绍。     

药用植物保育云服务平台设计与实现

药用植物资源是中医药事业和生物医药产业赖以生存和发展的重要资源,同时也是我国的中医药文化遗产的载体。而药用植物资源的保育工作是药植资源可持续性开发与应用的基础。随着生物信息学与信息化技术的快速发展,利用包括云计算在内的新兴信息化技术,在传统种质资源保护与管理等方面的应用越来越多,然而,在药用植物资源保育方面还有待开发与应用。利用云计算、数据库应用及生物信息学等相关技术,对我国药用植物资源的保育数据进行信息化及平台建设,构建药用植物保育云服务平台系统。该系统通过收集、整理和加工药用植物资源信息,开展药用植物数据信息化与应用开发,完成药用植物保育云服务平台,可提供药用植物保护及新物种培育等方面信息查询服务。该平台对于药用植物研究相关的数据标准化、保育学科研究,以及信息共享与服务,具有较为重要的应用价值与社会意义。     

近红外光谱技术在生物学研究中的应用

分析了利用近红外(NIR)光谱技术进行生物学研究的原理与优势,概述了这一技术在生物体成分的定量分析、生物生理与病理信息的获取以及分类鉴定等领域中的应用,并讨论了其在生物学研究中的局限性与前景.     

单细胞测序技术及其在传染病研究领域中的应用

单细胞测序技术是在单个细胞水平上对基因组或者转录组进行测序,从而分析相同表型细胞的遗传异质性,或获得难以培养微生物的遗传信息。单细胞测序技术的应用已经深刻地改变了我们对一系列生物学现象的理解,包括基因转录、胚胎发育、癌变。对单细胞测序技术的方法和应用进行了概述,并对其在传染病研究中的应用进行了详细介绍。     

人工定制细胞与精准医疗的最新研究进展

合成生物学研究为生命医学领域中所需求的综合性、多元化基因网络实现时间和空间复杂维度基因调控提供可能,并助力临床医学应用研究实现信息精准化、智能诊疗一体化发展,为未来医疗卫生事业革命性快速发展提供强大的技术支撑。该文以合成生物学技术平台设计开发的人工定制细胞、电子药物、智能诊疗一体化系统等方向为核心内容,对最新的合成生物学生命医学研究案例进行综述分析,讨论当前合成生物学在医学应用研究中存在的问题和未来所面临的挑战,并对其发展前景进行展望。     

中国几种果树传粉壁蜂授粉技术与开发

对我国壁蜂的资源、生物学特性,壁蜂驯化和管理,授粉技术的应用等方面进行较全面的综述和讨论。分析壁蜂繁育过程中的病害及敌害的情况,介绍建立壁蜂繁育基地的管理技术。     

我国植物种质资源的搜集、保护与发展

为了解国内种质资源保护状况,我们通过查阅相关资料,对其保护方法、信息平台建设及有关研究进行了总结.目前对于搜集发现的新、老品种,主要以种植、种子或离体方式对其进行保存或保护.农作物、中药材、林木及花卉等基础信息平台的建设与完善,方便了植物种质资源的深入研究与应用.我国近年来有关种质资源的文章及专利量呈逐年上升趋势,主要...     

NFU-Enabled FASTA: moving bioinformatics applications onto wide area networks

Background  

Advances in Internet technologies have allowed life science researchers to reach beyond the lab-centric research paradigm to create distributed collaborations. Of the existing technologies that support distributed collaborations, there are currently none that simultaneously support data storage and computation as a shared network resource, enabling computational burden to be wholly removed from participating clients. Software using computation-enable logistical networking components of the Internet Backplane Protocol provides a suitable means to accomplish these tasks. Here, we demonstrate software that enables this approach by distributing both the FASTA algorithm and appropriate data sets within the framework of a wide area network.     

基于第二代测序技术的基因资源挖掘

转录组研究一直是生命科学研究的一个重要方向,在第二代测序技术问世以前,已经产生了一些行之有效的转录组研究方法,但这些方法存在一定的局限性。第二代测序技术的出现不仅使转录组研究很快进入了高速发展期,同时也为遗传资源的挖掘提供了一套全新的技术平台。本文简要介绍了第二代测序技术的化学原理和特性,重点阐述了利用第二代测序技术进行转录组测序,从而在此基础上挖掘遗传资源的研究。     

基因传感器在环境微生物功能基因检测中的应用

分子生物学的快速发展和人们对核酸的深入研究, 给基因传感器的研制和发展奠定了坚实的基础。基因传感器是分子生物学与微电子学、电化学、光学等相结合的产物, 将在生命科学与信息科学之间架起一座桥梁, 成为DNA信息分析检测最有效的手段之一。在近年研究文献的基础上, 评述了基因传感器的工作原理、分类及近年来国内外利用其进行环境微生物功能基因检测等方面的研究现状, 并提出堆肥微生物功能基因检测将是基因传感器的一个重要发展方向。     

基因传感器在环境微生物功能基因检测中的应用

分子生物学的快速发展和人们对核酸的深入研究,给基因传感器的研制和发展奠定了坚实的基础.基因传感器是分子生物学与微电子学、电化学、光学等相结合的产物,将在生命科学与信息科学之间架起一座桥梁,成为DNA信息分析检测最有效的手段之一.在近年研究文献的基础上,评述了基因传感器的工作原理、分类及近年来国内外利用其进行环境微生物功能基因检测等方面的研究现状,并提出堆肥微生物功能基因检测将是基因传感器的一个重要发展方向.     

构建基于磁珠微流控芯片的iFlora遗传信息高效获取系统

磁珠以其比表面积大、易与生物分子耦联、操控方便等优点,在生命科学中得到了广泛应用。随着微机电系统（MicroElectroMechanicalSystems,MEMS）技术的发展,将磁珠应用到微流控芯片中构建磁珠微流控分析系统,为生物样品分离、检测提供了一种全新方法。新一代植物志iFlora融入现代DNA测序技术．应用高速发展的信息、网络技术及云计算分析平台,收集、整合和管理植物物种相关信息,以实现物种智能鉴定和数据提取,而包括DNA条形码在内的遗传信息及其获取技术在iFlora中的作用至关重要。本文重点概述了基于纳米磁珠的微流控芯片技术及其在分子生物学领域中的应用,提出构建基于纳米磁珠微流控芯片的iFlora遗传信息采集系统,在微芯片上完成从DNA提取到测序全过程,实现物种遗传信息的快速、高效获取。     

高通量筛选技术及其应用

主要介绍了高通量筛选技术(HTS,HighThroughputScreening)的原理,包括非细胞相筛选、细胞相筛选和生物表型筛选及其在生命科学和药学领域中的应用以及高通量筛选技术的发展趋势。     

Grid Support for Collaborative Control Room in Fusion Science

The National Fusion Collaboratory project seeks to enable fusion scientists to exploit Grid capabilities in support of experimental science. To this end we are exploring the concept of a collaborative control room that harnesses Grid and collaborative technologies to provide an environment in which remote experimental devices, codes, and expertise can interact in real time during an experiment. This concept has the potential to make fusion experiments more efficient by enabling researchers to perform more analysis and by engaging more expertise from a geographically distributed team of scientists and resources. As the realities of software development, talent distribution, and budgets increasingly encourage pooling resources and specialization, we see such environments as a necessary tool for future science. In this paper, we describe an experimental mock-up of a remote interaction with the DIII-D control room. The collaborative control room was demonstrated at SC03 and later reviewed at an international ITER Grid Workshop. We describe how the combined effect of various technologies—collaborative, visualization, and Grid—can be used effectively in experimental science. Specifically, we describe the Access Grid, experimental data presentation tools, and agreement-based resource management and workflow systems enabling time-bounded end-to-end application execution. We also report on FusionGrid services whose use during the fusion experimental cycle became possible for the first time thanks to this technology, and we discuss its potential use in future fusion experiments.     

中国微生物资源研究现状及未来发展态势分析

[目的]微生物资源由于其对于生命科学基础研究和生物经济的重要价值,一直是全球生物技术竞争的战略重点。中国目前已经成为在生命科学研究领域最有影响力的国家之一,每年发表的论文数量居全球第二位。通过微生物资源的保藏和利用的分析能够一定程度反映我国微生物研究的整体状况和进展,并进一步反映生命科学研究和生物产业的发展趋势。[方法]本文通过分析我国微生物资源保藏、文献、专利等数据,阐述了我国微生物资源的保藏和利用现状,并同相关国家进行了比较,基于此分析,为我国微生物资源挖掘与利用提供战略方向和建议。[结论]近年来,我国建立了微生物资源国家平台,每年发表论文数量居全球第二位,申请和授权专利数量居全球第一位,充分反映了我国微生物资源研究及其在生物产业的应用现状。我国正在形成一个微生物资源保藏、研究和应用的完整体系,为我国乃至全球的生物经济的发展提供支撑。     

中美脑科学领域比较分析

通过定性、定量分析,比较中美脑科学研究的投入、产出差距及各自的重点布局领域,以期对中国的脑科学发展提供借鉴。主要通过分析梳理两国的重大计划、规划以及重要资助机构对脑科学研究的投入和布局,比较两国对脑科学研究的投入情况;综合运用多个数据库和分析工具,定量分析了中美脑科学的论文、专利产出量及影响力。分析结果表明,中国脑科学领域还需要加大投入,重点加强相关技术的研究与开发,提高研究的质量和影响力。