分子生物学的寻根

目前生命科学中最时髦是分子生物学。分子生物学究竟是什么样的一门学科,它的起源,内容和性质等作者在“试论分子生物学”和“再论分子生物学:科学的革命”两文中讨论过但没有寻根。量子物理学家E.Schrodinger和Max Delbruck可以认为是与分子生物学的根有密切关系的。 Schrodinger和生物学之间的关系在他写的一本小册子“生命是什么”(“What     

基于统计模型的基因预测

基因预测是指预测DNA序列中编码蛋白质的部分。随着多数生物基因组的测序工作的完成 ,基因预测更显得尤为重要。基因预测主要包括两种方法 ,首先是同源方法 ,也称为“外在方法” ,其次是基因预测方法或称为“内在方法”。主要对隐马尔可夫模型、傅立叶变换、动态规划等几种“外在方法”进行介绍。     

《细胞》：研究开发出细胞重新编程新方法

据物理学家组织网近日报道，美国波士顿大学和哈佛医学院、马萨诸塞州总医院合作。开发出一种给细胞重新编程、设计基因线路的新方法，能大大增加基因”零件”的数量，构建更大更复杂的基因网络。相关论文在线发表于8月2日的《细胞》（Cell）杂志上。     

以姓氏为钥匙,打开人类遗传奥秘之门——崭露头角的"姓氏基因"理论

姓氏与每个人都息息相关 ,但一直以来许多人只是把姓氏当作沿袭后代的一种标志、一个符号。很少有人知道姓氏以其特殊的血缘文化记录了中华民族从形成、演变到今天的近 1 3亿大家庭的五千年社会进化史和人类遗传的奥秘。 2 0 0 2年 8月 1 6日 ,新华社发布消息 :我国姓氏遗传学专家关于“姓氏基因”的最新研究成果引人注目 ,研究者称。查一查Y染色体上的“姓氏基因” ,就可以帮助中国人寻根问祖。奇 !基因与姓氏有关在一般人看来 ,“姓氏”与“基因”是风马牛不相及的两个概念。然而 ,在一些科学家的眼里 ,两者在遗传学上却有着千丝万缕的联…     

耐药微生物和抗生素耐药基因与全健康

因人类的各种活动,耐药微生物和抗生素耐药基因在“人-动物-环境”界面发生跨物种和跨生境的传播。将人类、动物和环境视作有机整体的“全健康”（One Health）理念有望成为解决这种传播的有效策略。抗生素及其代谢活性产物在环境中富集,再经动物及动物制品传播到人,产生耐药微生物并造成耐药基因的传播。本文综述了人-动物-环境界面耐药菌和抗生素耐药基因传播的流动与循环,总结了我国和其他国家应对抗生素耐药性问题的政策,倡导更多的国家和地区将“全健康”理念和方法用于控制抗生素耐药性传播;通过医疗卫生部门、食品药品监督管理部门、农林渔牧部门与教育、财政等多部门合作来应对抗生素耐药性的全球挑战。     

《自然-医学》：科学家发现诱发肿瘤的新蛋白质

据美国物理学家组织网报道,西班牙巴塞罗那生物医学研究所的教授劳尔·门德兹和巴塞罗那医院的皮勒·纳瓦罗在《自然-医学》杂志上撰文指出。蛋白质CPEB4就像”细胞管弦乐队的指挥”,能激活”与肿瘤发育有关的数百个基因”。将健康细胞变成癌细胞。因此抑制CPEB4有望为科学家们治疗癌症开辟全新途径。     

找化石、寻铀矿,开发新能源

1942年费米等人在美国建造了第一座核反应堆,燃起了原子之“火”,引起世界各国物理学家对核能利用的极大关注和研究兴趣,在1954年终于建造了世界上第一座原子能发电站并投入运行。自此,核能的和平利用便跻身于世界能源利用的行列,和石油、煤炭、天然气、水力一起构成当今世界的五大能源。1973年波及全球的“石油危机”后而暴露出来的问题,提醒人们除开采煤炭、石油等传统能源以外,核能,也是当今颇有前途的能源。所谓核能,就是指那些具有放射性的元素,在一定的物理化学条件下,原子核发生裂变或聚变时释放出巨大的能量。虽然很多元素都有放射性,但目前常用     

微生物基因组研究

人基因组计划(Human Genome Project HGP)是一项国际性的研究计划,其目标是要把人基因组大约10万个基因、30亿对核苷酸定位和序列分析,是一项可与“人类登月计划”相比拟的空前浩大的工程,它的实施对医学和人类认识自身有着划时代的意义,它的完成对人类疾病的控制有极其重要的作用。要完成这样的项目,如果用传统的方法来进行,几乎是不可思议的,而各种自动化的大规模基因分析技术和计算机为基础的信息处理技术不断出现,大大加快了基因组分析的进程。对微生物基因组进行分析,在人基因组计划中仅是作为一种“模式生物”(model organism),用它们来试验方法,验证     

肝癌相关基因研究进展

肝癌相关基因研究进展顾健人（上海市肿瘤研究所）肝癌是我国高发而且死亡率极高的一种癌症。上海市肿瘤研究所,“癌基因与相关基因”国家重点实验室十年来从事寻找和肝癌发生、发展相关的基因,即那些与生长有关但处于“静止”状态的基因被“激活”了（癌基因）,以及那...     

肌萎缩侧索硬化症（“渐冻人”）会遗传吗？

问：我在网络上看到称为“渐冻人”的患者,据说英国著名的物理学家霍金也患有此病,症状很严重。我想请问这种病是不是遗传而来的？目前有没有根治的办法？ 答：“渐冻人”是指患有肌萎缩侧索硬化症（ALS）的患者。ALS又称卢迦雷氏病（Lou Gehrig’s disease）,一般中年起病,主要表现为支配肌肉的运动神经元的变性死亡,表现为受累部位肌肉萎缩。通常以手肌无力、萎缩（爪形手）为首发症状,逐步蔓延到对侧和身体其它部位。     

δ差异显示筛选武定乌骨鸡"乌色"性状相关基因

“乌色”是乌骨鸡的一个主要性状,乌骨鸡的经济价值与药用价值关键在于乌骨鸡的“乌色”性状。为筛选与乌骨鸡“乌色”性状可能相关的基因,应用δ差异显示方法,系统比较全同胞武定乌骨鸡与非乌骨鸡的基因表达情况,回收、再扩增与纯化差异片段,并通过Northern blot验证、克隆和测序后,获得29个ESTs。序列分析结果表明,有8个ESTs分别与鸡已知基因骨骼肌-β原肌球蛋白基因(A17)、贲门肌球蛋白碱轻链基因(B57)、插入激活ras致癌基因(A36)、fra-2致癌基因(B36)、16S rRNA基因(A35)及线粒体基因组序列(D36、C39和D9)同源,序列相似性分别为97％、100％、98％、98％、98％、99％、99％和97％。5个ESTs分别与其他生物已知基因同源,它们是人TTN基因转录本变异novex-2(B53)、人磷酸葡糖变位酶5基因(B109)、人信号识别物54kD基因(B20)、人与鼠核糖核酸酶／血管形成抑制因子基因(C26、D31),差异片段与它们的序列相似性分别为82％、82％、87％、99％和99％,这些基因在鸡中还没被克隆。13个ESTs属于新基因片段,其中9个与数据库中ESTs序列相似性较高,4个属于全新基因片段,在数据库中没有与它们序列相似性较高的ESTs。选择16条差异片段,根据测序结果设计特异性引物,利用12个随机采集的武定乌骨鸡或非乌骨鸡样本,进行基因表达分析,结果表明,1个新基因(A7)片段、2个已知基因(插入激活ras致癌基因A36、信号识别物54kD基因B20)片段具有乌骨鸡或非乌骨鸡表达特异性,从而初步确定它们与武定乌骨鸡“乌色”性状相关。     

强直性脊椎炎的遗传模型分析

强直性脊稚炎（ankylosing spondylitis,简称 AS)是一种结缔组织疾病,表现为脊椎和骼骼 关节疼痛以至强直,男性患者约为女性的10 倍。家系调查表明该病的发生有遗传倾向;群 体调查表明,在蒙古种人、高加索种人和尼格罗 种人中AS都与人体白细胞抗原系统中的 HLA-B27抗原有强的关联(association)。目前 多数人认为这是由于存在一个与B27基因连锁 的‘`AS易感基因”(AS susceptibility gene),带 有这个基因的个体容易患病,在群体水平上表 现出与B27关联。Thomson等人E13根据高加索 种人中的调查资料推测这个基因可能是个显性 基因。本文对Thomson方法作了修正,根据国 内调查资料,对AS遗传模型进行了分析。     

枯草杆菌中性蛋白酶基因在大肠杆菌中的表达

蛋白酶是枯草杆菌(Bacillus subtilis)产生的具有重要工业价值的水解酶。对蛋白酶基因的分离与高效率表达一直是基因工程研究领域的重要内容之一^[1-4]。蛋白酶基因的筛选可采用不同的方法,如“免疫法”、“DNA 杂交法”、“遗传互补法”等。大肠杆菌(Escherichia coli)是基因工程中最常用的宿主菌, 若能以E．Coli作为筛选蛋白酶基因的宿主苗,那么使用E．Coli的常规载体,便可直接获得完整的蛋白 酶基因。枯草杆菌的蛋白酶基因能否在大肠杆菌中表达．则是实现这一目标的关键。Koide等人^[5]报道过枯草杆菌的胞内丝氨酸蛋白酶基因在大肠杆菌中的表达。转化细胞在含有脱脂牛奶的平板上可产生十分微弱的水解圈。Ikeraara等人^[6]将Subtilisin E(枯草杆菌蛋白酶E)插人大肠杆菌的表达载体,具有活性的Subtilisin E便可分泌到大肠杆菌的细胞周质中。吴汝平撰文指出^[7]。克隆的枯草杆菌蛋白酶基因不能在大肠杆菌中表达。是因为大肠杆菌不能转录枯草杆菌的促使生长调节基因。Wang等人^[8]则认为,在大肠杆菌中观察不到野生型的中性蛋白酶基因E(nprE)的表达。是因为nprE的表达产物对大肠杆菌有致死作用．除去该基因上的核糖体结合位点,nprE便能在大肠杆菌中低水平表达,并能将表达产 物分泌至胞外。由上可知．枯草杆菌的蛋白酶基因能否在大肠杆菌中表达以及表达的位置仍然是一个众说纷纭的问题,这一问题也正是能否用大肠杆菌作为宿主菌筛选蛋白酶基因的关键。     

限制性核酸内切酶或特异位点的DNA内切酶

目前对那些在原核生物中看来普遍存在的特异位点核酸内切酶的看法,由于探索重组DNA技术学的工具而受到了严重地歪曲。仅分离到了具有识别3—7个特异碱基范围序列的酶。当然这些内切酶在复合组基因的分析、“逆转遗传学”(“reverse genetics”)的兴起以及在真核中基因表达区的最近突破,特别是在了解肿瘤病毒RNA的作用过程中和免疫球蛋白的表达中基因重排等方面的用途上在过去的五年深为分子和细胞生物学家们体会到了。已发现了在识别顺序中有交错、对称、不对称及简并巨大多样性。同时考虑到特异位点重组和(或)DNA降解方面的遗传学资料,说明我们现在所收集的内切酶只能代表一个程度极其复杂的特异性窄谱。这些酶本身也为生物物理学家们和生物化学家们提供了探索DNA—蛋白质相互作用的微妙问题的丰富材料。     

四大春季,四大飞跃——"天地生人"系列讲座(20)

据地质学家研究 ,地球演变的历史是井然有序的 ,不是杂然无章的 ;据古生物学家研究 ,生物进化的历程也是井然有序的 ,也不是杂然无章的。它们究竟依什么为序 ?《周易》说 ,“与四时合其序”。这是与事实相符的。当代的物理学家对时间的本质缺乏认识。在本系列讲座之(17) ,我曾引了爱因斯坦的话 ,“对我们这些坚信物理学的人来说 ,过去 ,现在和未来之间的区别 ,尽管老缠着我们 ,不过是一个幻觉而已。”因此 ,以爱因斯坦为代表的物理学家对时间的本质尚无认识。我们认为 ,时间的本质是四时 :春夏秋冬。 1997年 7月 15日我在以“生物进化论为主…     

利用巴西橡胶树寡核苷酸芯片筛选死皮相关基因

以健康和死皮巴西橡胶树品系热研7．33—97树皮为实验材料,利用定制橡胶树寡核苷酸芯片筛选橡胶树死皮相关基因。在橡胶树寡核苷酸芯片包含的566个基因中,死皮与健康树树皮差异表达倍数在2倍或2倍以上的有56个,占筛选转录本总数的9．9％。在56个死皮相关基因中,死皮树中上调表达基因有3个,下调表达基因有53个。这些死皮相关基因共涉及8个功能分类,“抗性及防御反应”所占比例最高,接下来是“蛋白质合成、加工及转运”和“代谢和能量”,以上三类功能基因占66．07％。此外,死皮相关基因还涉及“细胞结构、生长及分化”、“细胞信号转导”、“转录相关”、“橡胶生物合成”和“未知功能”。为验证芯片结果的可信性,随机选取18个基因进行RT-PCR分析,结果表明被检测基因表达模式均与芯片结果完全一致。本研究鉴定并分析了死皮相关基因,为进一步揭示橡胶树死皮发生机制奠定了基础。     

等位基因多态性群体遗传结构的多元非线性分析方法

长期以来,对于多维基因多态性数据的多元统计分析,如计算遗传距离时昕用的聚类分析、分析群体遗传结构时所用的主成分分析、因子分析和典型相关分析等,一直应用为无约束条件数据而设计的经典多元线性分析方法,并没有注意基因多态性数据的“闭合效应”所带来的问题。从分析基因多态性数据的分布和结构特征入手,文中指出了基因多态性分布具有“闭合数据”的特点,分析了由于“闭合效应”的影响,经典多元线性方法用于群体遗传结构分析昕面临的困难。根据成分数据统计分析的理论和方法,提出了基因多态性群体遗传结构的多元非线性分析基本方法。并以主成分分析为例,通过实例比较和分析了经典线性主成分分析和“对数比”非线性主成分分析的结果,证明“对数比”非线性主成分分析方法是研究基因多态性群体遗传结构的良好方法,具有特异、灵敏等优点,其结果符合群体遗传学规律。     

高级中学开设“达尔文主义基础”新课程的意义

一、新中国的中学课程为什么要撤消“高中生物学”这个旧的课程呢? 我们知道,现在世界上有两种生物学:旧的生物学和新的生物学。旧的生物学就是反动的孟德尔、魏斯曼、摩尔根主义的生物学。它主张生物体是由“种质”和“体质”组成的。所谓“种质”是一种永生不灭的物质,不受体质和外界环境的影响。所谓“种质”根据旧的生物学说来,就是生殖细胞里的染色体。旧的生物学认为染色体是唯一的遗传物质,包办一切的遗传工作。旧的生物学更进一步假定所谓“基因”是染色体中的主要物质,一切遗传工作都依靠基因。基因是什么呢?基因是孟德尔、魏斯曼、摩尔根主义者所假设出来的物质微粒,以为它是一有生     

鱼类的基因转移

1982年美国科学家Palmiter等人在世界上首次运用基因工程技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵,获得了具有快速生长效应的“超级鼠”,其成熟大小为一般小鼠的两倍。虽然“超级鼠”没有什么实际应用价值,但这一实验的成功却为运用基因工程技术培育具有优良性状(如快速生长,抗病及抗寒等)的经济动物投下了希望的曙光。果然,在Palmiter等的结果宣布不久,一个世界范围的转基因动物研究已经兴起,相继开展了猪、兔、鸡、羊等的转基因研究,并都取得了令人鼓舞的进展。我们知道,鱼类是我国人民的主要蛋白质食物     

小鼠胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的永生化研究

本文探讨了小鼠胚胎干细胞(ES细胞)诱导分化的血管内皮细胞永生化。在体外培养系统中,以维甲酸(RA)和转化生长因子-β1(TGF-β1)诱导小鼠胚胎干细胞(ES细胞)的拟胚体(EB)分化为“圆形细胞”和由这些“圆形细胞”组成的血管样结构。经光学和扫描电镜及免疫荧光等法分析检测,证明组成血管样结构的细胞具有专一性vWF荧光染色,表明是血管内皮样细胞。利用脂质体将人端粒酶催化亚基逆转录酶(hTERT)基因转染诱导分化中的“圆形细胞”。应用Dot-blot,RT-PCR,Western blot及免疫组织化学等方法分析、观察和证明了诱导分化的组成血管样结构的园形细胞和被hTERT基因转染的“圆形”细胞的形态和生物学特性。结果表明,携带hTERT基因的从ES细胞分化来的圆形细胞在体外可大量增殖,持续传代,95%具有血管内皮细胞的一些特有标志和管道化生长特性。因此,通过人端粒酶基因的转染途径可解决由ES细胞诱导分化而来的内皮细胞扩增和永生化问题,为构建组织工程化血管及其它人工血管的内皮化提供种子细胞来源打下基础。