造就诺贝尔奖神话的科学巨人:弗雷德里克·桑格

<正>弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger),英国著名的生物化学家,也是唯一一位两次荣获诺贝尔化学奖的科学家。1958年,因完整定序胰岛素内的氨基酸序列,且证明蛋白质具有明确构造,桑格获得首个诺贝尔化学奖;1980年,桑格又发明了快速测定DNA序列的"双脱氧链终止法",除了对生物技术药物的发展至关重要,也为之后的科学家解码人体所有基因提供了最基本的解读工具,再次获得诺贝尔化学奖。     

弗雷德里克·桑格

自1900年诺贝尔奖设奖以来, 许多科学家获得这一科学上的最高奖, 但能两次摘取诺贝尔奖桂冠的科学家少之又少, 弗雷德里克·桑格就是这样的杰出科学家。桑格于1955年完成了第一个蛋白质——牛胰岛素化学结构的测定, 获得1958年的诺贝尔化学奖;1977年, 他的研究小组成功地测定了第一个噬菌体ΦX174全基因组5 386碱基对的核苷酸序列, 并发明快速测定DNA序列的新方法。因此, 与美国分子生物学家伯格(P. Berg)和吉尔伯特(W. Gilbert)分享1980年诺贝尔化学奖。     

RNA序列测定始末

一、历史的回顾 生物大分子的序列分析,即一级结构的测定,是分子生物学的核心问题,许多科学家为之呕心沥血奋斗终生,取得了巨大成就。 1963年著名的英国科学家Sanger和Thompson揭开了生物大分子序列分析的帷幕,成功的测出了胰岛素51个氨基酸的顺序,获得了1968年诺贝尔奖。1965年Holley等用经典法测定了酵母tRNA~(Ala)的75个核苷酸的全序列。同年Sanger又创造了测定RNA的指纹图谱法,但DNA序列测定的研究工作进展缓慢。     

1980年三位分子生物学家获得化学诺贝尔奖

三位分子生物学家获得化学诺贝尔奖的是:F.Sanger(英国剑桥,分子生物学实验室)以发展核酸分子技术、W.Gibert(美国哈佛大学)以发展核酸序列的各种技术以及P.Berg(美国加州,斯坦福大学)从事核酸和遗传操纵方面的研究而著称。     

胰岛素的性质,运输和作用机理

1886年Von Moring发现狗胰脏全切除后导致类似人的糖尿病症状。1921年Banting分离出胰岛素粗提物。1962年Abel获得胰岛素的结晶。1955年Sanger测定了胰岛素分子的氨基酸序列。1965年中国科学工作者第一次人工合成了有生物活性的牛胰岛素。70年代英国和中国的科学家,利用高分辨率的X—     

一个完整DNA序列的分析

据英国《自然》杂志报道,剑桥大学的桑格(Sanger,F.)小组第一次成功的完成了φX174病毒完整DNA序列的分析。φX174病毒的DNA由5,375个核苷酸组成,已完成了5,372个核苷酸序列的分析。这一完整DNA序列分析的成功,对于了解基因的结构与功能以及病毒的本质等许多方面,将会有很大的帮助。 原报告发表于Nature,265(5596):687,1977。     

DNA序列分析技术的发展

测定DNA的核苷酸序列,对于了解基因及其产物的结构、基因表达、及其表达的调控机制,乃至对于基因改造和分子进化研究等方面,均具有重要的意义。本文将就DNA序列分析技术的产生、应用和发展作一简单综述。一、DNA序列间接测定技术在分子生物学研究的早期,DNA序列信息只能由获得的氨基酸序列或RNA序列推测而来。在Waston和Crick的DNA双螺旋模型建立(1953年)不久,Sanger发明了氨基酸序列测     

保罗·伯格

20世纪, 生物学领域乃至整个科学领域最有影响的事件, 莫过于基因工程的诞生了。基因工程的产生并不是偶然的, 它是分子生物学发展到一定的阶段或时期的一种历史的必然。从20世纪40年代开始, 许多科学家对基因进行了一系列的探索, 为基因工程的产生作出了理论和技术上的准备。美国分子生物学家保罗·伯格在这中间进行了关键性的研究, 他领导的研究小组在体外完成了两种DNA分子的重组, 成为基因工程的开拓性人物。因而与分子生物学家桑格(F. Sanger)和吉尔伯特(W. Gilbert)分享1980年诺贝尔化学奖。     

激素和活性多肽

<正> 测定了鲤鱼(CyPrinus earpio)的前胰岛素原cDNA的核苷酸序列,并克隆于pBR322的Pstl位点上。序列中插人T 439对核苷酸的鲤鱼前胰岛素原(108个氨基酸)完整的密码信息;另外还有5端的10对核苷酸以及一个105对核苷酸的非翻译区。     

我国痘苗病毒疫苗株(天坛)25kb核苷酸序列及其与非疫苗株(WR)差异的比较

本文就我国痘苗病毒疫苗株(天坛株TT)基因组的Hind Ⅲ-L、J、I、N、M片段及部分K、F、A片段,共24765bp的核苷酸序列,采用Sanger的双脱氧末端链终止法进行了测定。其中L片段全长4123bp,J片段全长5010bp,I片段全长6498bp,M片段全长2221bP,N片段全长1567bp。总体上AT较为丰富(65.6％),其中A、T、C、G各占32.9％,32.7％,17.4％,17.0％。 TT诛的核苷酸序列与已发表的非疫苗株(WR株)基因组中相同区段的核苷酸序列进行了对比。结果表明,在所分析的序列中,两株病毒在核苷酸水平上有0.42％的差异;其中2/3为同-Py(T或C)或Pu(A或G)间的转换,而且位于病毒基因组中央区域的核苷酸序列的变异小于侧翼区,核苷酸的变异基本上没有造成开放读码框架(ORF)数量和编码容量的改变。     

Sanger和Pyrosequencing测序法分析健康成人口腔菌群

目的对比Sanger和Pyrosequencing测序法分析健康人口腔菌群组成。方法收集6例健康成人唾液、舌背、黏膜、龈上及龈下菌斑并构建16SrRNA基因文库,分别用Sanger和Pyrosequencing测序法分析。结果 Sanger测序所得已知的序列有5,794条(占6,535总序列数88.7%)、75个属,396个序列划分操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs,占总OTUs的61.4%)。Pyrosequencing测序所得已知的序列有10,771条(占11,103总序列数97.0%)、66个属,322个OTUs(占总OTUs的68.0%)。Sanger和Pyrosequencing测序法所得口腔菌群在门、属的水平分布趋势基本一致,但在种的水平分布差异显著。Sanger和Pyrosequencing测序法构建的口腔菌群文库均匀度值分别为0.016和0.007,说明Pyrosequencing分析口腔菌群物种数量分布比Sanger测序方法的文库均匀性稍差,但优势种更显著。结论 Pyrosequencing测序时所构建基因文库能代表口腔菌群的多样性且经济、省时,可以应用于口腔细菌物种的分析。     

凡纳滨对虾虾头内源性蛋白酶同源性分析

以凡纳滨对虾 (Litopenaeus vannamei shrimp) 虾头为原料,采用Q- Sepharose F F和Sephadex G-150对虾头内源碱性蛋白酶进行了纯化,通过SDS-PAGE测定分子量为79.95 kD|采用DEAE-Sepharose F.F和Sephadex G-100对内源酸性蛋白酶进行了纯化,通过SDS-PAGE测定分子量为27.45 kD. 利用HPLC-ESI-MS/MS对虾头内源碱性和酸性蛋白酶同源性进行了初步分析,将检测到内源性蛋白酶的部分氨基酸序列分别与不同物种的胰蛋白酶和胃蛋白酶氨基酸序列于Vector NTI suite 8.0软件上进行序列比对. 结果表明,内源性碱性蛋白酶与猪胰蛋白酶具有很高的同源性,均含有氨基酸序列LSSPATLNSRVATVSLPR|内源性酸性蛋白酶与非洲蟾蜍胃亚蛋白酶具有很高的同源性,均含有氨基酸序列EFGLSETEPGTNF.     

DNA序列分析新进展

自从生物学家发现DNA是生命的遗传物质之后,便迫切地想知道它是如何携带信息及控制遗传的.这取决于对DNA分子中的碱基序列的分析.序列分析对于发现旧的基因,促进基因工程的发展有着重大意义.本世纪七十年代,世界上许多生物实验室相继进行这方面的研究.1977年,英国的Sanger序列测定的末端终止法,随后,Maxam和Gilbert等人提出     

Isolation and characterization of wheat ω-gliadin genes

The DNA sequences of two full-length wheat ω-gliadin prolamin genes (ωF20b and ωG3) containing significant 5′ and 3′ flanking DNA sequences are reported. The ωF20b DNA sequence contains an open reading frame encoding a 30,460-Dalton protein, whereas the ωG3 sequence would encode a putative 39,210-Dalton protein except for a stop codon at amino-acid residue position 165. These two ω-gliadin genes are closely related and are of the ARQ-/ARE-variant type as categorized by the derived N-terminal amino-acid sequences and amino-acid compositions. The ω-gliadins were believed be related to the ω-secalins of rye and the C-hordeins of barley, and analyses of these complete ω-gliadin sequences confirm this close relationship. Although the ω-type sequences from all three species are closely related, in this analysis the rye and barley ω-type sequences are the most similar in a pairwise comparison. A comparison of ω-gliadin flanking sequences with respect to that of their orthologs and with respect to wheat gliadin genes suggests the conservation of flanking DNA necessary for gene function. Sequence data for members of all major wheat prolamin families are now available. Received: 24 August 2000 / Accepted: 15 December 2000     

一株引起严重急性呼吸道感染病例的A亚型人呼吸道合胞病毒全基因组基因特征分析

人呼吸道合胞病毒(Human respiratory syncytial virus,HRSV)是导致儿童急性呼吸道感染的最重要的呼吸道病毒之一。根据对单克隆抗体的反应,HRSV分为A、B两个亚型。为探讨严重急性呼吸道感染(Severe acute respi-ratory infection,SARI)病例中HRSV全基因组基因特征,本研究对2017年河南省漯河市住院SARI病例中检测到的1株HRSV A亚型病毒通过Sanger测序方法对其全基因组序列进行了测定和分析。通过Sequencher 5.4.5、MEGA 5.05、BioEdit 7.0.5等生物信息学软件进行序列拼接和比对,进行了基因亲缘性关系分析、氨基酸变异和糖基化位点分析。基于HRSV全基因组序列和11个单个蛋白基因序列构建的亲缘性关系分析结果提示本研究中检测到的这株HRSVA病毒(RSVAs/Luohe.Henan/CHN/42.17)属于ON1基因型,该型是我国近年流行的优势基因型。该病毒全基因组序列与35条全球代表株的核苷酸和氨基酸同源性分别为92.69%～99.82%和93.63%～99.67%;G蛋白编码区氨基酸变异最高,而F蛋白相对保守。糖基化位点分析发现,该病毒的F蛋白有6个N-糖基化位点,未发现O-糖基化位点,此结果与原型株long株相同;G蛋白N-糖基化位点有6个,O-糖基化位点为82个,而原型株long株有11个N-糖基化位点,15个O-糖基化位点。本研究对2017年河南省漯河市SARI病例中一株HRSVA病毒全基因组序列进行了测定,与世界其他地区报道的HRSVA亚型病毒全基因组序列进行了对比分析,揭示了SARI病例中我国HRSV优势流行ON1基因型病毒全基因组的核苷酸和氨基酸变异特征,以及G蛋白和F蛋白编码区糖基化情况,丰富了我国HRSV基因数据库,也为HRSV的核酸检测方法的建立、疫苗研发和预防性单克隆抗体的评价提供了核苷酸和氨基酸的基础数据。     

国际基因组科学家完成人类第22号染色体DNA序列测定

1999年 1 2月 2日 ,《自然》杂志刊载一则举世瞩目的消息 :英国 Sanger中心的 Ian Dunham研究室联合日本、美国、加拿大和瑞典等国其他 8个研究室完成了人类第 2 2号染色体 DNA序列测定 (Nature,1 999,40 2 :489～ 495) .这一成就堪称人类基因组计划的里程碑 ,因为这是自该计划实施以来首次完成的人类常染色体的几乎全部 (占 2 2号染色体的 97% ) DNA序列 .2 2号染色体在人类各染色体中 DNA含量列倒数第二 ,仅占整个基因组 DNA的 1 .6%～ 1 .8% .2 2号染色体也是 5个近端着丝的染色体之一 ,其短臂 (2 2 q)主要为串联重复的核糖体 RN…     

HIV-1融膜肽的编码DNA序列比较

通过分析GenBank中的全部95个HIV-1完整基因组序列,设计融膜肽"探针序列",对所获得的95段融膜肽的编码DNA序列进行了翻译、对准和分析.得到融膜肽及其编码序列的"优势序列"及突变分布。 Abstract:Fusion peptide coding DNA sequences were retrieved from 95 HIV-1 complete genome entries of GenBank.Results of translation,alignment and analysis led to "the dominant sequence" and the mutation distribution of the fusion eptide coding DNA sequences.     

人神经营养因子4基因的分子克隆及序列分析

以正常人血淋巴细胞染色体DNA为模板,PCR扩增出神经营养因子4(NT4)编码基因.将所得基因片段重组于噬菌体载体M13mp18RF,筛选得到含人NT4基因的克隆.采用Sanger单链末端终止法测出其全部的核苷酸序列,该序列与国外文献所报道的完全一致.     

新城疫病毒分离株的生物学特性鉴定及F蛋白基因序列分析

通过部分生物学特性鉴定、RT-PCR及F基因的序列测定与遗传进化分析,对2005~2006年从我国江苏省和广西省部分地区的发病鸡群和鹅群中分离到的20株新城疫病毒(NDV)进行了研究。各分离株经典毒力测定结果显示:MDT在45.3h~58.2h之间,ICPI在1.61~2.00之间,均为新城疫病毒强毒株特征。血凝解脱及血凝素热稳定性试验显示:各分离株的血凝解脱时间短,血凝素热稳定性较差,符合NDV强毒株的特征。F基因的序列测定表明,分离株之间的核苷酸序列具有79.7%~100%的同源性,与疫苗株LaSota的同源性为78.1%~83.4%;与国内标准强毒株F48E8同源性为80.2%~90.1%。推导其氨基酸序列分析表明,各分离株的F蛋白的裂解位点氨基酸组成为112R-R-Q-R/K-R-F117,具有NDV强毒株特征,与毒力测定结果相符。根据序列所绘制系统进化发生树,表明20株NDV分离株中有18株为基因Ⅶd型,2株为基因Ⅲ型。     

基于PC/Linux的核酸序列电子延伸系统的构建及其应用

新基因全长cDNA序列的获得常常是分子生物学工作者面临的难题。人类基因组计划及其相关计划的实施导致了大量表达序列标签(EST)的产生。利用一定的生物信息学算法,这些EST序列往往可用来对新基因片段进行延伸。采用Linux操作系统,利用Blast软件和Phrap软件以及EST数据库在微机上构建了EST序列的电子延伸系统,并对来自于人胎肝的11386条EST序列和511条插入片段全长cDNA序列进行了电子延伸,结果显示8373条EST序列和389条插入片段全长cDNA序列得到了程度不等的延伸,部分结果通过RACE实验得到证实。该套系统可高效地、规模化进行EST序列的延伸,可为通过实验获得新基因全长cDNA序列提供重要线索。 Abstract:Normally it is difficult to obtain full-length cDNA sequence of novel genes.More and more expressed sequence tags(ESTs) have been obtained since the start-up of human genome project.Powerful system is badly needed for data mining on these EST sequences.Based on a personal computer coupled with Linux operating system and EST database,the Blast software and Phrap software were used to construct a platform for in silico elongation of ESTs in our lab.The performance was tested using 11386 EST sequences and 511 partial-length cDNA sequences.Results demonstrated that 8373 EST and 389 cDNA sequence were elongated using this system.Thus the platform seems to be a fast way for full-length cDNA sequence cloning of new genes.