基因工程国内外进展和差距

基因工程是分子水平上的遗传工程。它主要运用重组DNA技术,在特殊酶的作用下,在体外人工连接来自不同生物体的目的基因于有自主复制能力的载体(质粒)DNA中,建成重组DNA的质粒:将此重组质粒送入受体生物细胞去复制和表达,达到遗传物质的转移,产生所需蛋白质。重组DNA技术的主要环节有:目的基因的分离或克隆、体外重组、载体传递或转染和复制、受体细胞繁殖和表达、蛋白质提纯和制备等。基因工程的最大特点是,打破了生物种间界限,使微生物、动植物、甚至人类之间的遗传物质可以互相转移和重组。     

D-环丝氨酸浓缩重组质粒菌优选条件的研究

体外DNA重组技术是分子遗传学研究的有力工具。近年来,国内外已经报道了包括原核和真核基因组中DNA片段无性繁殖的许多有意义的实验。1976年Bernardi等利用限制性核酸内切酶EcoRI及粘着末端连接法,将λ噬菌体DNA片段与pSC101质粒在体外建成了含有所有λ-EcoRI片段的重组DNA,并在     

DNA组装新方法的研究进展

2010年,蕈状支原体Mycoplasma mycoides的人工合成,迎来了合成生物学的崭新时代.这种突破性的进展主要得益于酵母自身强大的DNA体内重组能力.近几年来,除了利用体内重组的DNA大片段拼接技术,基于连接或聚合思想的不同尺度的DNA体外组装方法也相继出现,如Biobrick\Bglbrick、SLIC与Gibson等温一步法等,这些方法的应用加快了合成生物学功能元件库、生物合成途径乃至微生物染色体的人工构建.事实上,目前所建立的各种DNA组装方法,均是由DNA分子拼接理念(包括两分子衔接思想与多片段组装模式)衍生而来.文中将在介绍DNA组装基本理念的基础上,对体内、体外主要的DNA组装方法进行简要梳理,希望为不同类型的合成生物学功能器件及生物合成途径的构造提供参考与借鉴.     

重组酶介导扩增技术及其在病原微生物快速检测中的应用进展*

建立快速的病原学诊断方法对动物疫病的预防和控制、公共卫生安全等方面具有重要意义。重组酶介导扩增法(RAA)是一种新型恒温体外核酸扩增技术,在体外较低温度下就可以实现对DNA或RNA的快速扩增。RAA具有操作简便、快速、准确、节能、便捷等优点。重组酶、单链结合蛋白和DNA聚合酶是该技术的三大核心物质,利用这三种物质可替代传统PCR的热循环解链过程。该技术将会在病原微生物检测方面发挥重要作用。对RAA技术及其在病原检测方面的应用进行了综述,以期为相关领域的研究提供参考。     

DNA重组技术在水稻育种上的应用

七十年代相继发现的限制性内切酶、质粒、转形变异现象等已发展成为分子生物学研究的基础。微生物领域开发的DNA重组技术(基因操作),在高等植物上的应用正方兴未艾。 DNA重组技术是指用能识别、切断特定碱基序列的限制酶,切出担当遗传信息的DNA,用DNA连接酶与在寄主内自动增殖具有双连结构的DNA质粒接合,形成重组DNA,再将重组DNA返回寄主细胞所进行的操作。转移进来的外源DNA与质粒DNA在寄主内同时增殖,来发现目的性状。在水稻等多种高等植物上,即使能鉴定、分离出目的基因,但运载其基因的有效媒介体,还大部分未被开发出来。     

代谢工程中基因修饰与基因表达的工具

代谢工程利用重组DNA技术导入定向改造的基因 ,以改进微生物细胞的某些代谢特性 ,已经发展成为一个工业微生物育种和优化发酵过程的强有力工具。基因的修饰与表达是代谢工程的重要组成部分。本文介绍了近年来代谢工程中基因修饰与表达所用的工具方面的进展。     

导读

<正>本期主要围绕DNA重组技术，生物活材料，可控裂解系统，酶的快速检测、理性设计和高效表达，酶的金属有机框架固定化技术，血红素、胶原蛋白和甾体化合物，电活性微生物和金属生物浸出进行导读。DNA重组技术微生物中一些代谢产物的生物合成，往往由一个长度为几kb到几十kb的基因簇负责完成。若希望实现这些代谢产物的异源生物合成，除了通过质粒进行重组DNA操作，研究者更希望能够将大片段DNA整合到染色体中，以获得具有稳定表型的工程菌株。     

重组RNA技术

重组DNA技术已成为生物工程的重要支柱。利用这一技术人们已经开始以工业的规模生产对人类有重要意义的蛋白质。但目前应用重组DNA技术还存在一些难以解决的困难:生产成本昂贵;某些产品的安全性存在一些问题;真核重组DNA分子在现有转录系统中难以表达或表达效率不够理想。然而近年来出现的重组RNA技术将会避免重组DNA技术应用上存在的问题。具有区别于重组DNA突出的特点。     

植物细胞基因工程研究的现况和问题

现代生物学无论在理论上和方法上所取得的突飞猛进发展正给植物科学以巨大的推动。由于植物细胞培养、突变体选择、原生质体和细胞融合等方面的研究迅速进展,以及DNA分子体外重组和基因无性繁殖等技术的引入,已使利用培养的原生质体或细胞作为实验系统,来进行植物细胞的遗传操作成为     

Red/ET同源重组技术及其在微生物基因组挖掘中的应用进展

Red/ET同源重组技术(Red/ET recombineering)是由来源于大肠杆菌λ噬菌体的蛋白对Redα/Redβ或来源于Rac原噬菌体的蛋白对Rec E/Rec T所介导的基于短同源臂(40–50 bp)的同源重组技术,能对宿主DNA序列进行快速、高效、精确的修饰和操作。本文主要综述了2010年以来Red/ET同源重组技术在大肠杆菌及其他细菌中的研究进展,同时简要介绍了该技术在微生物基因组挖掘,尤其是在微生物基因簇的异源表达领域的应用进展。     

基因组时代的放线菌系统分类学及其研究进展

由于放线菌在生物技术、医药卫生和环境治理等领域中的实际重要性,已经成为人们研究得最为深入的微生物类群之一。现代放线菌分类学是建立在对16S rRNA基因保守分子序列的系统发育学分析基础上、综合利用多种微生物信息的多相分类学(polyphasic taxonomy)。随着大规模基因测序技术的飞速发展,已经完成了超过100株放线菌的全基因组序列。近年来发展起来的"基因组系统发育学"有助让人们更加系统地理解放线菌类群的发生、演化,以及不同生境类群之间的相互关系。随着越来越多的以系统发育学为指导的基因组测序研究项目,例如"细菌和古菌基因组百科全书(Genomic Encyclopedia of Bacteria andArchaea,GEBA)计划"的出现,标志着放线菌系统学进入了基因组学研究时代。本文对基因组时代的放线菌系统学方法,以及国内外的相关研究成果进行综述。     

重组PCR技术的应用及优化

重组PCR是通过DNA重叠序列的衔接作用,使多个DNA分子融合在一起的体外扩增技术。它使基因全序列的拼接、基因融合、基因破坏及启动子交换等DNA操作变得简单易行。如今重组PCR已成为DNA分析的有效利器。本研究通过重组PCR在分子进化、基因敲除及基因敲入、启动子研究和转基因植物转化载体的构建等方面的实际应用,分析了该技术的影响因素,并针对引物设计、DNA碱基重叠长度、温度参数等重要反应条件提出了优化方案。     

土壤环境中转基因植物重组DNA持留与水平转移研究进展

基因水平转移(horizontal gene transfer,HGT)是转基因植物环境风险评估的重要内容之一。转基因植物重组DNA通过根系分泌、花粉、残体等方式向土壤环境释放。已有研究表明,外源重组DNA很可能被土壤微生物通过同源重组的方式整合到基因组中,直接或间接地造成微生物群落结构和功能的改变,这将造成土壤生态环境系统的改变。本文论述了转基因植物重组DNA在土壤环境中的持留、水平转移及其影响因素和相关检测方法,讨论了转基因植物重组DNA在土壤环境中持留和水平转移的研究重点,并对其研究方法进行比较分析,提出今后的重点研究方向和方法,以期为转基因植物风险评估和安全管理提供技术支撑。     

我国放线菌系统学研究历史、现状及未来发展趋势

放线菌系统学是以实现对放线菌进行分类、鉴定、命名为目标的基础学科, 因此它是放线菌资源研究和开发利用的重要理论基础。自20世纪50年代起, 我国放线菌系统学的奠基人阎逊初院士及同事们就开创了我国放线菌系统学的研究, 经过近六十年、几代人的艰苦努力, 我国放线菌系统学工作者在国际微生物系统学权威杂志(International Journal of Systematics and Evolutionary of Microbiology, IJSEM)发表的有关放线菌新分类单元的论文数量连续十年排名稳居前列, 部分学者在国际上发表的某些改良的分类技术和新修订的分类系统等为国际同行所广泛采用, 这些均标志着我国放线菌系统学研究在国际上已成为微生物系统学界的一支重要力量。本文全面介绍了我国放线菌系统学研究的发展历程, 同时对其发展现状给予理性分析, 并就未来发展方向进行了展望。     

一种简易的抽提共价闭合环状DNA的方法1)

纯净的、具有生物学活性的共价闭合环状 DNA是DNA体外重组技术的一个重要基础。     

一种可能使生物技术工业改观的蛋白质生产技术——重组RNA代替重组DNA

基国拼接(或者说DNA重组)技术是刚露锋芒的生物技术工业的主要支柱。利用这一技术人们已经开始以工业的规模生产对人类有重要意义的蛋白质,如胰岛素、干扰素以及各种重要酶类等。然而应用重组DNA技术存在着一些难以解决的问题。首先是生产成本问题。因为这一技术涉及了强迫细菌或其它细胞生产我们所需要的而它们本身并不需要的蛋白质。而在这一过程中,细菌或其它细胞不可避免地也同时生产了它们自己需要的蛋白质。这样,我们就需从数百种蛋白质中分离提纯我们所希望的一种。     

RAPD技术在微生物生物多样鉴定中的应用

RAPD（随机放大多态性DNA）是1种新的DNA分子标记技术。与RFLp、AFLP及ARDRA相比,RAPD具有可在一次试验中同时观察到大量的DNA多态性片段,方法更具简单、敏感、花费少等优点。阐述了RAPD的原理方法,及目前在微生物分类鉴定研究中的应用,并分析了RAPD技术在共生固氮放线菌Frankia分类鉴定及系统发育研究中的应用前景。     

限制性内切酶Bam HI的制备

限制性内切酶是DNA体外重组极其重要的工具。Bam HI是使用最多的一种工具酶。它识别碱基的序列为:5′G↓GATTC3′。对质粒_PBR322_PBR317等只有一个酶切位点,同时它恰好切在质粒_PBR322的抗四环素基因上,所以使受体菌失去抗四环素的能力,因此,用这种质粒作DNA体外重组的载体,则便于筛选重组子。目前,Bam HI除广泛用于DNA的体外重组外,还用于DNA的限制性酶切图,DNA     

重组DNA技术(续)

四、DNA的体外重组 DNA重组技术,当用于干扰素、胰岛素、疫苗、免疫球蛋白等物质的生产时,目前多半采用从mRNA反转录成cDNA,然后和载体DNA重组,再转化至大肠杆菌内进行复制和表达。在某一基因结构已清楚的情况下,亦可人工合成该基因(如人胰岛素基因等),再将该基因嵌入载体引进大肠杆菌中。若从基因库中分离出的基因,由于已含有内含子(Intron),     

大DNA体内组装技术进展

DNA组装技术是合成生物学的关键共性技术。目前,小分子DNA组装大多采用体外组装策略,而大分子DNA的组装则更多地借助宿主自身的重组机制在体内完成,常用的宿主包括酿酒酵母、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等。本文中,笔者综述了近年来体内大分子DNA组装的研究进展。