生物体系的多层次计算设计与合成生物学

合成生物学的核心思想是将现代工程学的原理与方法引入对生命系统的改造和构建中.生命活动覆盖从分子到细胞再到有机体等不同层次.合成生物学研究同样跨越了多个层次,例如,在分子层次进行生物元件和器件的设计和标准化、通过合成基因线路研究生物网络的设计和调控原理、在途径和网络层次进行细胞内代谢网络和代谢途径的人工设计改造等.本文一方面试图对与此有关的既有计算机模拟与设计方法加以总结和介绍,另一方面探讨这些不同层次的计算模拟与设计工具可应用于哪些方面的合成生物学问题,以及既有方法可能在哪些方向上还有比较大的发展潜力,能更好满足合成生物学研究需求.     

产业动向

美国发布国家生物经济蓝图美国白宫近日发布了"国家生物经济"蓝图,宣布将加大对生物学研究的支持力度,并将生物学作为推动美国科技创新和经济发展的主要驱动力之一。美国科技政策办公室(OSTP)生物学研究专家指出,一个更强大的生物经济能够带来一系列好处:使美国国民更健康,活得更长久;帮助国家     

分子微生物学研究动态与发展趋势

在基因组学、蛋白质组学、转录组学和代谢组学等不同层次展开的分子微生物学研究取得了丰硕成果。分子微生物学正在从分析生物学迈向统一生物学的研究阶段,其研究成果必将对揭开生命活动的奥秘和推动第三生物产业的发展具有重要的意义。     

保护生物学的现状、挑战和对策

现代社会中的重大环境热点问题研究推动了保护生物学的发展。学科融合使得保护生物学正在发展成为保护科学(Conservation Science)。保护生物学需要广泛参与, 然而, 根据Google Search Volume, 中国互联网用户对保护生物学与生物多样性概念的兴趣不高。全球生物多样性的主要部分在发展中国家, 研究发现主要保护生物学项目或最活跃的研究工作在发展中国家进行。然而科技投入不足限制了发展中国家保护生物学论文的产出。到目前为止, 中国作者(含在华工作的外国作者)在ISI Web of Knowledge数据库中保护生物学主流刊物上发表的论文数量少, 与中国的生物多样性占全球的比例不相称。保护生物学研究面临一系列的挑战: (1)保护生物学研究因过分强调价值与实用而受到了批评; (2)保护生物学缺少机理探讨、缺少实验、缺少对比研究, 还没有形成完整的理论体系; (3)保护生物学是一门涉及空间尺度的学科, 不同局部、不同空间尺度的保护生物学问题往往缺乏可比性; (4)许多保护生物学数据没有正式发表, 这些“灰色文献”限制了保护生物学的发展; (5)与生物多样性有关的国际法和国内法的制定和实施为保护生物学带来了新的发展机遇。我们提出如下对策: (1)明确保护生物学的价值取向; (2)建立保护生物学研究方法和理论体系; (3)重视和探讨保护生物学的空间尺度问题; (4)充分收集利用“灰色”数据和文献, 建立与发表在同行评议科学刊物上的文献库相对应的初级生物多样性网络数据库, 促进保护生物学的荟萃分析和大研究; (5)积极围绕生物多样性有关的国际法开展相关研究。保护生物学这一门大科学的完善离不开各国保护生物学的深入研究, 部分中国学术期刊用英文发稿, 是中国保护生物学工作者研究汇入世界主流的途径之一。     

土壤生物多样性的研究概况与发展趋势

本文概括性地介绍了土壤生物类群的多样性及其在生态系统中的作用; 同时简要地回顾和比较了国内外在土壤生物学方面的研究动态, 分析了土壤生物学今后的发展趋势。鉴于土壤生物在生态系统中的重要性以及我国在土壤生物学研究方面的不足, 《生物多样性》本期刊登了一系列有关土壤生物的文章, 目的是为了使国内科学家对土壤生物多样性在生态系统中的作用有更好的认识, 并希望能够唤起更多的年轻学者加入到土壤生物学研究的行列, 以推动土壤生物学在我国的迅速发展并将土壤生物学的研究成果应用于国民经济的发展中。     

中国科学院生物物理研究所生物大分子开放研究实验室

生物大分子研究是当今生物学的前沿领域,主要包括三方面内容,蛋白质体系(包括酶),蛋白质—核酸体系(中心是分子遗传学),蛋白质—脂质体系(即生物膜)。它们的结构和功能涉及生命现象最本质的内容,与各个层次的重要生命活动密切相关。对生物大分子研究知识的积累,不仅成为生物学一些重要的新生长点的主要基础,同时为人类控制改造生物开辟了新途径。因此,已受到科学发达国家的高度重视。我国的生物大分于研究,在酶的作用机理、蛋白质空间结构、核酸以及生物膜等方面具有国内外公认的学术水平和雄厚的研究力量。为了在这发展迅速的研究领域做出更大成绩和     

继往开来 再创辉煌——纪念《生物多样性》创刊二十周年

《生物多样性》从1993年创刊到现在已经20周年了。它是我国生物学研究领域最综合的期刊,涉及的研究类群包含了整个生物界,研究层次从基因、居群(群体)、物种、群落、生态系统到景观。随着学科的发展,生物多样性研究已从最初的物种及植被保护,发展成为一门有完整学术思想体系的     

浅谈生物课的复习

生物学研究涵盖了几十亿年的生命演化,涉及几百万种生命的形态,结构,生理,遗传,变异等方面的问题;微观领域深入到细胞,分子水平,宏观层次深入到生物个体和群体发展规律;生物学的研究和学习必需以一定的物理,化学等自然科学发展为基础,形成了包括形态,     

浅谈生物课的复习

生物学研究涵盖了几十亿年的生命演化,涉及几百万种生命的形态,结构,生理,遗传,变异等方面的问题;微观领域深入到细胞,分子水平,宏观层次深入到生物个体和群体发展规律;生物学的研究和学习必需以一定的物理,化学等自然科学发展为基础,形成了包括形态,     

云南抚仙湖鱼类的若干生物学特性及其对湖泊环境的适应

作者于１９８８年１１月至１９８９年１１月逐月取样研究了抚仙湖鱼类的的生物学特性。在此基础上,本文尝试从生物与环境相统一的观点出发,结合湖泊环境的演变历史,进一步探讨了其生物学特性对湖泊环境的适应。研究结果表明,仙湖鱼类具有一系列共同的生物学特性。依其性质可把这些生物学特性区分为原始性状或特化性状。原始性状提示了抚仙湖现生鱼类是源自该湖所属的江河鱼类区系。特化性状则是鱼类在长期的进化过程中适应相同湖     

浅谈高中生物试验教材

生物学教材是生物学教学大纲的具体化,是教师进行生物学教学的教学用书,也是学生学习生物学知识和培养学生能力的主要材料。现谈谈在两省一市进行试验的人教版高中生物教材（试验本）,培养学生能力的途径（以下简称“试验教材”）。新的高中生物教学大纲规定生物教学应当培养学生的观察能力、思维能力、实验能力、自学能力与初步的研究能力和创造能力。这六种能力反映在教材中并不是同一层次,观察力、思维力（包括记忆力和想象力）是基本能力,实验能力、自学能力是具体能力,而初步的研究能力和创造能力是综合能力。生物教材由课文、图…     

高中生物教学中运用谐音、口诀巧记忆

生物学是一门自然科学,有很多生物学理论要记忆,生物又不能教成“死物：因此生物教学的高效率必须在理解的基础上进行。教师必须千方百计让学生把知识理解透彻,在此基础上,引导学生把复杂的问题进行加工整理,把知识变成便于记忆的层次清楚的简单形式,这样学生不仅理解了基础知识,而且学会了学习方法,记住的知识才能记得扎实。     

基于合成基因线路的智能药物

合成生物学自诞生以来对生物学领域的研究产生了重要的影响。利用工程学思维与方法,合成生物学揭开了生命系统许多调控机制,改造并扩展了一系列生物元件,同时带来了广泛的生物医学应用,为疾病诊断与治疗提供了新的思路。本文综述了适用于哺乳动物细胞或者细菌的合成基因线路并用于疾病诊断与治疗领域的最新进展,为未来智能药物设计提供新的思路。     

混合配位体络合物的结构稳定性及其生物学意义(下)

混配络合物在生物体系中的重要性随着现代生物学进入分子水平的研究——分子生物学的发展,人们对于生物大分子的组成、结构、功能以及生物反应过程的化学本质有了更深入的认识,混配络合物在生命过程中所扮演的重要角色愈益清楚。最近,北大西洋组织的高级研究机构发表了一系列名为“配位化学与金属酶“的综合性研究报告,着重阐述了配位化学在金属酶化学中的中心位置。1983年6月第一届国际生物无机化学大会上的348篇论文中,很大一部分论述金属蛋白。这些都     

纳米生物学与纳米酶学：新兴交叉科学

纳米科学技术是20世纪80年代末期诞生并蓬勃发展的新兴科学技术,以多学科交叉融合为特色,为物理、化学、材料和生命科学等提供新的技术手段和研究视角.纳米材料的结构及表面物理化学性质直接决定了其与生物分子、细胞、组织、器官及个体的相互作用方式,并由此产生独特的生物效应——纳米生物效应.纳米生物学是从个体、细胞及分子水平深入研究纳米生物效应、阐明其精确机制的交叉科学,现已成为极具挑战性的热点前沿领域.中国科学家在纳米生物学领域已取得一系列令国际同行瞩目的重要进展,其中纳米酶(nanozyme)的开发及应用研究是极具代表性的原创发现之一.     

三向表在高中生物学会考中的应用

三向表是三个相互联系的双向表所组成的综合表格,在考试研究中所使用的三项表一般包括内容单元、知识类别、能力层次三个要素。内容单元就是按教材体系划分的教学内容的各个部分。例如高中生物学包括第一章细胞,第二章生物的新陈代谢、第三章生物的生殖和发育、第四章生命活动的调节、第五章遗传和变异、第六章生命的起源和生物的进化、第七章生物与环境等七个单元。知识类别就是按照知识的性质所划分的知识的种类。高中生物学的知识可分为事实、术语、理论、方法等四类。事实就是对生物学现象(组成、结构、过程等)的客观描述,例如细胞的化学成份、精子的形成过程、生态系统的结构等,事实的知识是生物学中     

生物实验教学的层次与思维能力的培养

生物学是一门以实验为基础的科学,加强实验教学,培养以思维能力为核心的各种能力,是提高生物教学质量的基本环节。我们认为:生物实验教学和思维能力的培养是一个多层次、阶梯式向上发展的过程。在生物实验教学中存在着由低级到高级的三个层次:验证性模仿实验、获得性独立实验和启发性探索实验。与之相应的思维能力发展层次是:模仿性思维、程序性思维和创造性思维。     

结构生物学专题序言

<正>结构生物学是一门研究生物大分子的三维空间结构、动态过程和生物学功能的交叉性学科,结构生物学研究可以提供生物大分子在原子分辨率水平的原子坐标、相互作用的细节信息以及生物大分子在行使其功能时的动态变化,这些结构信息与功能研究相结合,不仅能促进人们对生物大分子的生物功能和分子机理的认识,阐述重要的生物学问题,同时也能为探索与生物大分子功能失调相关疾病的发病机     

基于合成生物学的微生物制造研究进展

基于合成生物学的微生物制造在天然产物药物、生物能源、生物基化学品及生物传感器件的研究中发挥越来越重要的作用。本文系统地介绍了合成生物学研究领域的最新技术进展,包括DNA和染色体合成、新生物元件开发与元件库标准化、染色体工程与最小基因组技术、途径装配技术等,并阐述了合成生物学在微生物制造领域内所取得的突破和巨大的应用价值。     

中国遗传学会模式生物与人类健康研讨会第一轮通知

<正>模式生物是指一类被深入研究旨在揭示特定生命现象普遍规律的生物物种。大多数生物学过程在长期的进化过程中是高度保守的,因此,许多生物学过程在大多数或所有的模式生物中都是类似的,模式生物也因此在生物学研究中具有不