动物活体内细胞光操控的研究进展

动物活体环境下单细胞的光操控对于研究细胞的结构和功能,细胞与组织之间的相互作用,以及细胞病变机理、血栓形成机制和肿瘤细胞迁移等生物医学问题具有重要意义。2013年,光镊技术首次应用于活体动物内单细胞的捕获和操控,开辟了活体动物内光学操控新领域。本文就该领域涉及的活体操控技术及近来取得的重要研究进展进行概述,简要分析了实现深度组织内细胞操控所遇到的技术瓶颈并讨论了解决方案。     

遗传密码格式的组合编码数分析

用N个密码子对m个编码对象进行编码的编码格式是m元N维空间中的一个顶点。64个密码子对20种氨基酸和终止密码子进行编码格式的组合编码数是一个十分巨大的数字。对多元高维编码空间的拓扑特性进行了分析和研究 ,并由此推导出m -N空间的特性三角的排列方式以及给出特性三角公式的数学证明。指出 ,目前的遗传密码的编码格式是21元64维编码空间的一个顶点。应用组合数学分析的方法 ,计算了遗传密码格式的最大组合编码数CM =4.19×1084 ,基因组遗传密码的组合编码数CG =1.13×1080 以及线粒体遗传密码的组合编码数CT =1.38×1079 等。分析结果表明 ,遗传密码的指定是一个小概率事件 ,可能来源于λ简并后的偶数三联密码配对的组合编码的对称破缺     

遗传密码的高维空间对称性

对称性是由均衡比例产生的匀称美。对称性和对称破缺在自然界和生命现象中普遍存在。20种氨基酸和终止码共有64个遗传密码子,组成一个6维的编码空间。遗传密码空间以对称轴将空间分成对称的两大部分：嘌呤空间和嘧啶空间。遗传密码子的简并以对称轴为参考轴,呈平行排列。高简并度氨基酸（6,4,3,简并度）和低筒并度氨基酸（1,2简并度）的简并子空间近似呈周期性的双方错方式排列。遗传密码的简并与4种核苷酸的二进制数字编码,具有密切的关系。经过分析,可得出遗传密码的连通性λλ简并法则：“除丝氨酸的密码子分成两个与对称轴平行的,分离的子空间之外,其余氨基酸和终止密码的密码子,都通过与空间对称轴平行的λλ平面或λ边简并,组成独立的,单一的连通子空间。”并对氨基酸密码子的惯用率与编码空间的对称关系,以及数字生物学的意义进行了分析和讨论。     

神经信息学的原理与展望

神经信息学是研究神经系统信息的载体形式,神经信息的产生、传输、加工、编码、存储与提取机理,以及建立神经数据库系统的科学。它是脑科学,信息科学和计算机科学相互交叉的边缘学科。神经信息学可分为分子神经信息学和系统神经信息学两个层次。神经信息编码可分为神经元脉冲序列的数字编码和突触联结权重编码两种编码方式。对21世纪神经信息学可能取得的新进展进行分析和预测,并论证开展人类神经组计划（HuNP）和建立神经数据库系统的必要性与可行性。对人类神经计划与人类脑计划的异同步,进行比较和讨论。     

一种费氏丙酸杆菌细胞离位转化生产维生素B_(12)的方法

为建立费氏丙酸杆菌的半连续耦合发酵工艺,克服DMB对维生素B_(12)连续发酵的不利影响,考察了费氏丙酸杆菌菌体细胞离位转化合成维生素B_(12)的可行性,优化了其离位转化工艺,确定了最佳的转化时机、转化体系及DMB添加方式,具体如下:当发酵进行至84 h时,将发酵液离心,收集菌体,然后用离心上清液重悬菌体,配成5倍浓度的菌液,加入终浓度为4.5 mg/L的DMB,于30℃条件下转化48 h,维生素B_(12)的产量达到108.06 mg/L,转化效率为2.26 mg/(Lh)。     

DNA序列的“双符三阶”图形编码

DNA的图形编码是在几何意义下,在不同位置,用不同的标记符号及不同的方向线段,对DNA的序列进行编码．DNA图形编码相对于DNA的字符编码而言,具有直观、简明、形象和便于比较局部DNA序列的相似性等特点。在分析已知各类：DNA的图形表示模式的基础上,提出一种DNA序列的“双符三阶”图形编码,并以此对一些特异DNA编码序列进行分析。DNA图形编码与DNA字符编码呈一一对应关系,具有简便易行、编译方便、形象丰富、便于比较等优点。适用于DNA短序列的相似性检测与分析,在生物信息学上有一定的应用前景。     

DNA计算机的研究和展望

DNA计算机是计算机科学和分子生物学互相结合、互相渗透而产生的新兴交叉研究领域.目前已取得较大进展.DNA计算机是以编码的DNA序列为运算对象,通过分子生物学的运算操作以解决复杂的数学难题.DNA计算机的重要特点是信息容量的巨量性和密集性,和处理操作的高度并行性,通过强力搜索策略迅速得出正确的答案,从而使其运算速度大大超过常规计算机的计算速度.介绍了DNA计算机的近期进展和工作原理及其分子生物学的运算操作过程.并对DNA计算机的未来发展前景及在生物信息学中的意义,进行了分析和讨论.     

氨基酸的分子结构与遗传密码简并及二维集合分类

根据氨基酸遗传密码子的简并程度,可将64个遗传密码子分为高简并度类（3,4,6度简并组）和低简并度类（1,2度简并组）两大类。高简并度类有9个氨基酸,其分子量比较小,等电点的分布比较集中。低简并度类有11个氨基酸,其分子结构比较复杂,参考Taylor对氨基酸特性的分类图,本文提出以分子量（M）及等电点（P）作为氨基酸的化学特性坐标,作出其二维集合MP分类图,MP分类图可以反映出氨基酸的各种属性,如分子量的大小,简并度的高低,极性与非极性、带电荷或不带电荷,疏水性与亲水性,以及氨基酸残基的种类等。根据氨基酸的分类分析,可以认为：高简并度氨基酸多数是脂烃类和羟脂烃类的氨基酸,分子量比较小,分子结构比较简单,大部分为疏子性,主要组成跨膜结构或蛋白质的结构域,可能是出现较早的氨基酸;而低简并度的氨基酸,分子结构比较复杂,分子量比较大,多数是和蛋白质功能有密切联系的基团,可能是进化出现较晚的结构。     

大鼠大脑皮质与纹状体显微拉曼光谱的研究

用Spex-1428显微激光拉曼光谱仪测定正常大鼠大脑皮质和纹状体的激光拉曼光谱的变化,发现正常大鼠大脑皮质和纹状体的激光拉曼光谱在模式上大同小异,包含有十分丰富的生物大分子结构信息。结果如下：（1）在大脑皮质和纹状体同时出现且性状亦相似的有以下一些特征峰：808cm^-1的特征峰,对应于A型DNA的特征峰;832cm^-1和836cm^-1对就于酪氨酸（Tyr)环的振动峰;1020cm^-1和1046cm^-1相当于蛋白质中氨基酸内的C－N伸缩振动峰;1330cm^-1相当于腺嘌呤环的C＝C和C－N伸缩振动峰;1544cm^-1相当于酰胺Ⅱ的N－H平面内弯曲振动和C－N伸缩援峰;1684cm^-1对应蛋白质二级结构中的转角（turn)结构。（2）大脑皮质较纹状体明显的特征峰：1092cm^-1的DNA骨架的对3称振动峰;1350cm^-1的色氨酸峰;1690cm^-1为尿嘧啶的C＝O振动峰。（3）纹状体较大脑皮质明显的特征峰;1450－1463cm^-1为蛋白质CH2弯曲振动的特征峰带,纹状体在此区段有1454cm^-1峰,而大脑皮质在此区域比较低平;1490cm^-1,为鸟嘌呤的特征峰。结果显示：显微拉曼光谱揭示的大脑皮质和纹状体的生物大分子的结构成分信息十分丰富,既有共性也有差异,显微拉曼光谱是一种十分灵敏的研究手段。     

山西沁水盆地早三叠世肋木属的发现及其地层意义

本文描述了在山西沁水盆地和尚沟段地层新发现的两种肋木化石(Pleuromeia sternbergi,Pl.rossica)及有关的一些茎和根托标本,这在国内尚系首次报道,并据此对华北早三叠世的地层问题进行了讨论。