原子力显微镜在病毒学研究中的应用

1982年德裔物理学家G.Binnig和H.Rohrer发明了具有原子级分辨率的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,STM),使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和相关的理化性质,两位科学家因此荣获1986年诺贝尔物理学奖[1].在STM基础上发展起来的利用探针扫描技术的一类显微镜统称为扫描探针显微镜(SPM),包括扫描隧道显微镜、原子力显微镜、摩擦力显微镜、磁力显微镜、近场光学显微镜和弹道电子发射显微镜等.档     

用隧道扫描电镜直接观察DNA的碱基

当科学家正在用十分麻烦的化学方法分析人类基因组序列的时候,美国新墨西哥州的两位科学家用隧道扫描电子显微镜首次获得了DNA单个碱基的图象。他们的这一成功,使得人们梦寐以求的直接观察DNA序列的愿望更接近了现实。长期以来,不少科学家利用各种先进的电子显微镜对DNA进行观察,他们获得的只是DNA分子的螺旋形状。此次所获得的单个     

钝顶螺旋藻中一种新的模型藻胆体

以钝顶螺旋藻为材料 ,分离得到完整的藻胆体 ,然后用扫描隧道显微镜(STM)对其结构进行研究 .结果表明钝顶螺旋藻藻胆体的结构与传统的半圆盘状结构模型不同 ,藻胆体的杆不是排列在同一平面内 ,而是呈放射状向空间的各个方向伸展 ,藻胆体的直径为 70nm左右 ,杆的长度为 5 0nm左右 ,并且可清楚地观察到藻胆体的杆中圆盘状的藻胆蛋白面对面的聚集在一起 .从藻胆体LB膜的STM图像中也观察到了相同的结果 .藻胆体解离之后 ,STM图像中没有完整藻胆体的结构特征 ,进一步证实前面得到的是完整藻胆体的STM图像 .Chang等人用计算机模拟方法构建了这种放射状结构的藻胆体的理论模型 ,首次用扫描隧道显微镜从三维实空间直接观察到钝顶螺旋藻中这种结构模型的藻胆体的存在 ,并对这种放射状模型的藻胆体的功能进行了讨论 .     

阿尔布雷希特·科塞尔附:约翰·米歇尔,菲伯斯·莱文

在遗传学发展史上,遗传物质DNA(或RNA)的发现和鉴定经历了一个漫长而曲折的过程。从1869年米歇尔的“核素”以及1879年科塞尔对核素的研究,到1944年艾弗里关于DNA是遗传物质的论断,再到1953年华生和克里克对DNA双螺旋空间结构的阐明,前后花了80余年的时间,数十位科学家投入了这     

天然纤维素超显微结构的扫描隧道显微镜研究

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）对天然纤维素脱脂棉的超显微结构进行了研究,结果表明用ＳＴＭ可直接观察到脱脂棉的微纤丝和基原纤丝。另外,还直接观察到了脱脂棉中纤维素分子的结晶区和非结晶区以及分叉状结构,从而表明棉花纤维素是一种结晶不完全的多聚物。     

DNA三辫结构质疑

自1953年J. D. Watso。和F. H. Crick提出 DNA分子的双织旋结构的模式以来,已经过了38年, 虽然在人类历史的长河中仅是霎那之间,然而在生物 学界却发生了翻天反地的变化,在这期间,遗传学和生 物化学已经在分子水平上阐明了遗传物质的结构,遗 传信息的i0t存和传递的规律。确定了生命活动的中心 法则CDNA--RNA-"+蛋白质,从而促使生物学各学科 迸人分子水平,迎来了分子生物学xL勃发展的黄金时 代．七十年代中期,由于DNA限制性内切酶的使用,又 诞生了造传工程,最近一项投资近30亿美元的,堪与曼 哈顿原予弹计划和阿彼岁登月计划比拟的人类_,}.因组 泌序计划在美国开始实施。所有这一切成就,无一不 足以DNA双螺旋构型为理论基砒的,因此,有关DNA 结为的任何新发现,必将受到生物学界的关注。在八 十年代即将结束时,《中Pq科学报》、《科扶日报》、《人 民口报海外版》以及中[i*'7 q际广播电台等相继报道了 中国科学院化学研究所青年科学家白春礼领导的实验 空对生命科学研元的“新发现”《我国首次利用STM Arn寮到DNA三辫链状结构》以及对该项发现将产生 的生物学=it }1:意义作了种种顶测,引起了我国科学界 的高度ccrf ,."}>f《中1.9科学报,和《科技日报》都把该项 发涎评为1990年我国十大科技新闻之一。最近有机会 续了+I;NA变异结构的扫描隧道显微镜的研究》的原 文（科学通报1990,24; 1841-1842,以下简称白文＼后, 我觉得对待一项新发现,尤其儿讨补象D NA双螺旋 结构那样的研究领域的髓盖iKi极大。并已为科学界公 认的重大自然科学理论持有异议的“新发现”必须十分 郑重421码要进行同行评估,对其实验设计的合理性, 得到结果的可靠性进行必要的审查和论证,否则,万一 设计的实验有疏忽,越宜传它的“重要意义”,越影响科 学工作的严肃性,甚至影响国际声誉,因此本文试从生 物学的几个方面,谈谈对“三辫结构”在生物体内存在 的可能性和它的港在生物学意义,最后对“白文”的实 验设计和结果进行初浅的分析。     

食管癌患者口腔脱落上皮细胞微核的观察

自1953年J. D. Watso。和F. H. Crick提出 DNA分子的双织旋结构的模式以来,已经过了38年, 虽然在人类历史的长河中仅是霎那之间,然而在生物 学界却发生了翻天反地的变化,在这期间,遗传学和生 物化学已经在分子水平上阐明了遗传物质的结构,遗 传信息的i0t存和传递的规律。确定了生命活动的中心 法则CDNA--RNA-"+蛋白质,从而促使生物学各学科 迸人分子水平,迎来了分子生物学xL勃发展的黄金时 代．七十年代中期,由于DNA限制性内切酶的使用,又 诞生了造传工程,最近一项投资近30亿美元的,堪与曼 哈顿原予弹计划和阿彼岁登月计划比拟的人类_,}.因组 泌序计划在美国开始实施。所有这一切成就,无一不 足以DNA双螺旋构型为理论基砒的,因此,有关DNA 结为的任何新发现,必将受到生物学界的关注。在八 十年代即将结束时,《中Pq科学报》、《科扶日报》、《人 民口报海外版》以及中[i*'7 q际广播电台等相继报道了 中国科学院化学研究所青年科学家白春礼领导的实验 空对生命科学研元的“新发现”《我国首次利用STM Arn寮到DNA三辫链状结构》以及对该项发现将产生 的生物学=it }1:意义作了种种顶测,引起了我国科学界 的高度ccrf ,."}>f《中1.9科学报,和《科技日报》都把该项 发涎评为1990年我国十大科技新闻之一。最近有机会 续了+I;NA变异结构的扫描隧道显微镜的研究》的原 文（科学通报1990,24; 1841-1842,以下简称白文＼后, 我觉得对待一项新发现,尤其儿讨补象D NA双螺旋 结构那样的研究领域的髓盖iKi极大。并已为科学界公 认的重大自然科学理论持有异议的“新发现”必须十分 郑重421码要进行同行评估,对其实验设计的合理性, 得到结果的可靠性进行必要的审查和论证,否则,万一 设计的实验有疏忽,越宜传它的“重要意义”,越影响科 学工作的严肃性,甚至影响国际声誉,因此本文试从生 物学的几个方面,谈谈对“三辫结构”在生物体内存在 的可能性和它的港在生物学意义,最后对“白文”的实 验设计和结果进行初浅的分析。     

美科学家将外源基因导入叶绿体

美国纽约州华斯曼研究所的科学家通过基因工程,已将外源遗传物质导入植物的叶绿体,并使这种外源DNA稳定地整合于其后代的叶绿体。上述研究是基因工程上的突破。它可使科学家有可能操纵涉及光合作用的基因,阐明光合作用的某些最基本的过程,从而进一步改造植物和改良农作物品种。这些科学家以烟草N.tabacum SPC2为试材。这种烟草的质粒pZS148(9.6千碱基)含有可编码壮观霉素抗性突变的DNA片段。用这种DNA包衣的钨粒子轰击烟草植株的叶组织。然后通过叶组织培养的壮观霉素抗性     

扫描探针显微镜及其在生物医学研究中的应用

本文介绍了一类可以从原子水平到微米尺寸观察物质结构的三维成像工具——扫描探针显微镜(SPM),重点介绍了扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)的基本原理,以及SPM在细胞生物学、核酸和小分子成像等生物医学研究领域的一些应用。SPM不久将可能成为大多数生命科学实验室的一项重要技术。     

棉花纤维超微结构的扫描隧道显微镜观察

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）对鲁棉１１棉花纤维的超微结构进行了直接观察,并与扫描电子显微镜（ＳＥＭ）的观察结果进行了比较。结果表明,ＳＥＭ只能观察到纤丝在棉花纤维表面的排列,但很难进一步观察到纤丝的精细结构。ＳＴＭ可以清晰地观察到纤丝的超微结构。随着扫描范围的逐渐缩小和分辨率的不断提高,可以进一步观察到纤丝是由二级结构单元“微纤丝”组成,而“微纤丝”是由更小的结构单元“基原纤丝”组成,以平行方式排列     

应用光学显微镜揭示寒武纪化石胚胎的表面结构

寒武纪化石胚胎是演化发育生物学研究的热点。传统的扫描电子显微镜可以观察到胚胎表面的三维结构,同步辐射X射线断层扫描显微镜等技术可以揭示胚胎的内部结构,但是胚胎表面由于矿物颜色差异表现出的结构在扫描电子显微镜和同步辐射成像下均无法观察,而光学显微镜恰恰能清晰地揭示这种结构。本研究应用光学显微镜和扫描电子显微镜对比观察了寒武纪化石胚胎,证明了光学显微镜在"光球"类胚胎观察方面有无可比拟的优势。从而揭示了在化石胚胎Olivooides multisulcatus的胚胎发育过程中,五辐射对称的口部要先于星状结构出现,证明辐射对称是Olivooides multisulcatus胚胎发育早期就已经建立的基本体构。     

中心法则导论(二)

一.从DNA双螺旋模型到中心法则 1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋互补结构模型,DNA热潮席卷了整个生物学界,因为这个模型暗示了DNA自我复制的机制,并使我们能首次从原子水平上提出遗传物质自我复制的详细假说。但是Watson和Crick清楚地知道仅仅具有复制能力并不一定就是遗传物质,他们说:“一种遗传物质必须以某种方式行使两种功能,即自我复制和对细胞高度特异性影响,我们的DNA模型为第一个过程提出了一     

胚胎发育的精细表观遗传调控

正表观遗传学的概念起源于对进化和发育的研究,早期的表观遗传学涵盖了个体从受精卵到发育成熟过程中的所有事件.而随着对遗传物质的鉴定和DNA双螺旋结构的解析,分子生物学日益成熟起来,科学家们逐渐清楚地意识到,成熟个体的细胞中含有的基因是相同的,但却产生了各种不同的细胞表型.这种基因表达的空间和时间差异性使得科学家们更加明确地进行基因表达调控的研究,从而形成了现代表观遗传学的概念,即不改变DNA序列的可遗传性改变.     

世界干细胞实验室研究进展

首例人类克隆胚胎2004年2月,韩国科学家黄禹锡(Hwang Woo-suk)领导的科研小组在世界上首次成功克隆出人类胚胎,并从中提取出胚胎干细胞。这是科学家首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞,有助于进一步加快用干细胞治疗疾病的研究。克隆胚胎干细胞中的遗传物质与病人的遗传物质完全一致,不会遭病人免疫系统排斥,因此这种干细胞优于从其他胚胎获得的干细胞。科学界认为,这是治疗性克隆研究中的重大突破,有助于研究人员找到治疗帕金森病、糖尿病等疾病的方法。     

扫描隧道显微术研究脂双层表面结构

扫描隧道显微术可用于研究生命物质表面结构,为人类认识生物物质的微观世界打开一条新途径.本文探讨国产扫描隧道显微镜直接观测脂双层膜表面分子的排布,以线扫描像和灰度扫描像显示出脂双层膜上磷脂头部的排列.     

1990年生物科学进展信息集萃(国外部分)

1月△美国新墨西哥大学的研究人员,用扫描隧道显微镜(STM)进行基因定序的研究。此法比目前可行的定序方法节省材料,并且快得多。△意大利科学家发现一种能控制神经细胞分化的神经肽——存在于嗅神经中的一种与降钙素相关的肽(CGRP)。△美国科学家发现一种新型蛋白质,通过影响细胞里微管的活动,促进细胞分裂和神经细胞的生长。这种蛋白质取名为“Dynamin”。 2月△加拿大科学家经过10年努力,开发出一种鉴别7日龄牲畜胚胎性别的技术。     

胆固醇对脂双层结构影响的SAXS和STM研究

用小角X射线散射（SAXS)和扫描隧道显微镜（STM）技术分别研究了模拟生物膜脂质体的结构以及胆固醇对生物膜双层结构的影响。结果表明,在扫描隧道显微镜照片中,磷脂分子在石墨表面形成规则的二维点状排列图像;磷脂胆固醇脂质体在石墨表面形成规则的二维波纹状排列图像。用小角X射线散射研究结果表明,DPPC脂质体是片层相结构,DPPC＋Chol脂质体是复相片层结构,DPPE＋Chol脂质体是片层立方相结构,DPPC＋DPPE＋Chol脂质体是立方六角形相结构。     

体外三链辫结DNA的原子力显微镜证据

采用原子力显微镜(AFM)观察了λ-DNA/HindⅢ体外加热变性后,快速冷却所形成的一种对DNaseⅠ酶有抗性的新结构DNA.其表观宽度和高度明显不同于同条件下测定的双螺旋DNA.将该DNA样品再次加热变性后,可观察到局部形成的三链辫结结构.因此,认为这种新结构DNA可能是一种有序的三链辫结DNA.     

原子力显微镜在生物医学上的应用

原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)是扫描探针显微镜(SPM)的一种,其分辨率达到纳米级,能对从原子到分子尺度的结构进行三维成像和测量,能观察任何活的生命样品及动态过程。本文概述了AFM的基本工作原理及在生物医学上对DNA、蛋白质、细胞及生物过程等方面进行的研究。     

理查德·约翰·罗伯茨

1944年,艾弗里通过肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质,从而使人们对基因的认识有了根本性改变.在20世纪70年代,尽管转座子的存在已被证明,但大多数科学家都认为基因是连续排列在DNA上的一段有功能的片段(转座子插入破坏了这种完整性而使基因失活),然而1977年两位科学家"基因内不编码序列(内含子)"的独立发现使传统的基因概念发生了动摇,大大推动了分子生物学的迅猛发展.两位科学家之一就是美国新英格兰生物实验室的理查德·约翰·罗伯茨(Richard John Roberts).