遗传工程技术公司基因拼接研究的几项重大成就和最新突破

近几年来,随着重组DNA技术或者叫基因拼接技术的发展,提出了许多新的方法来生产有治疗作用的人类蛋白质。这些方法都是基于将编码蛋白质的基因片段拼入细菌的正常DNA内,然后进行无性增殖,以微生物发酵法生产大量的人类蛋白质或其它有用物质。不仅如此,用基因拼接技术,还可对自然界中的天然药物进行鉴定,并将其中有明显用处的那些天然药物以更新更有效的基因拼接方法进行大量生产。     

蛋白质工程的现状和未来

七十年代末,随着基因操纵技术的建立,分离、合成目的基因,对其进行切割、拼接,从而使利用微生物--如大肠杆菌和酵母菌生产出其遗传产物蛋白质成为可能,结果,开发出了利用生物组织来大量生产激素及生理活性物质的方法。 在过去的五、六年间,已经利用基因工程产生了胰岛素、生长激素、干扰素等物质,并且进行了这些药物的商品化生产。以前很难获取的蛋白质,现在已经很容易地得到了。因此,人们很自然地产生出一个愿望,即生产活性更强,更加稳定,并且具有新的功能的蛋白质,这就是所谓的蛋白质工程。     

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。     

模仿自然界——基于基因高频突变的蛋白质人工进化技术

从上世纪50年代发现DNA双螺旋结构以来,科学家积累了大量的有关生物的生理和病理分子机理的知识。人们期望从生物学的基础研究中衍生出高效、环保的生物相关制造产业,为人类服务。为了发展生物制造产业,生物基础元件蛋白质和基因的制造技术必不可少。最近出现了一种基于基因高频突变的蛋白质人工进化技术。这一技术已成功应用于新抗体的产生,以及抗体和荧光蛋白质的改造。这一技术的进一步发展将成为蛋白质改造、乃至新蛋白质制造的重要工具。     

重组DNA产物在哺乳动物细胞中的表达

重组DNA技术通过克隆的(即设计的)基因在适当宿主细胞中的表达,为大量生产从前难得的或全新的蛋白质的生产提供了可能性。最近已经明确,细菌表达系统常不适合复杂的真核蛋白,但引入哺乳动物细胞的基因的高水平表达,意味着动物细胞的大量发酵能为有价值的蛋白质的生产提供另一种重要的途径。     

酶工程:应用和希望

DNA重组技术比传统蛋白质化学更方便地提供生产天然的和修饰的蛋白质的方法。设计与重组DNA定向改变酶,或酶工程,为了解蛋白质结构对酶功能及活性的关系提供丰富信息。 酶的结构适应于体内特殊代谢需要而进化。     

蛋白质的化学修饰

蛋白质种类繁多,结构各异,各有不同的功能,是生命活动不可缺少的重要角色,在疾病的治疗上有着广泛的应用。天然蛋白质在有其重要功能的同时,也有一些人们不希望有的缺点,如有抗原性,功能单一,半衰期太短等。为寻找理想的药用蛋白,人们试图对现有的蛋白质进行改造,这种改造主要有两种方式:一是通过基因工程的手段,改变蛋白质的编码基因,使蛋白质的氨基酸序列乃至空间结构发生改变,从而达到改变蛋白质性质和功能的目的;另一种方法是通过化学修饰来改变蛋白质的性质和生物学特性。虽然DNA技术     

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。     

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。     

平末端DNA随机连接构建重组质粒

目的:拼接DNA片段并克隆。方法:用T4DNA连接酶将DNA片段以平末端随机连接,随后用限制性内切酶切割,琼脂糖电泳分离酶切产物,挑选特定片段纯化回收,与线性化的载体质粒连接,转化大肠杆菌感受态细胞。结果:通过以上步骤,成功拼接了不同DNA片段,构建了含有目的拼接片段的重组质粒。结论:该方法简便、易行、可靠,可作为拼接、克隆DNA的备选方案,在分子生物学研究和基因工程中应用。     

生物技术专业建设的实践与探索

现阶段,生物技术拥有着较广的涵盖范围以及较宽的涉及领域,是当前生物学开展,同时和有关学科有效结合的产物。在生物的技术涵盖上分别为:细胞工程、蛋白质工程以及基因工程等范畴,主要将DNA技术作为核心开展的基因产业。能够对人类生存的环境带来和谐的一面,并能够提升人类的生活质量。本文以生物技术专业建设的实践与探索为基本点,进行详细的分析。     

略述基因工程技术在现代医学上的应用

基因工程也叫遗传工程。它是用人工方法将我们所需要的某一供体生物中的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下进行切割后,将它和作为载体的DNA分子连接起来,然后导入某一受体细胞中,以让外来的这种遗传物质在其中“安家落户”(进行正常的复制与表达)。继而产生出人类所需要的物质或达到预期的目的。换言之,基因工程技术就是利用分子遗传学的技术与方法将一个生物的基因引进到另一个生物中去,使前一个生物的某些基因所控制的性状在后一个生物中表达。由于这项技术操作的对象具有繁殖迅速,作用条件温和,不需大量能源与材料,所以基因工程技术     

人类β-1,4-半乳糖苷转移酶Ⅲ基因的分离与克隆

以人、牛、鼠、鸡、蜗牛的β-1,4-半乳糖苷转移酶催化区的编码核苷酸序列为探针,在NCBI GenBank EST数据库中进行同源搜寻,获得若干有高度同源的EST.在拼接序列的两端设计引物,以从人胎盘cDNA文库中PCR扩增获得的片段为探针,在人胎盘cDNA分子库中步移获得一个长1,907bp的cDNA片段,包含一个长1,179bp的开放阅读框(ORF,open reading frame),编码393个氨基酸残基。该基因与已知的人类β1,4-GalTI的氨基酸同源性为43.8%,在蛋白质催化区的同源性更高达60.9%。表达谱分析发现该基因在人体16种组织中均有不同程度的表达,转录本大小约为2.4kb.通过该cDNA人/啮齿类杂种细胞株DNA Southern杂交将该基因定位在1号染色体。     

染色质免疫共沉淀实验方法

染色质免疫共沉淀(ChIP)技术是一种检测蛋白质与DNA结合的实验技术。该方法可以先进行样品交联, 然后将蛋白质与DNA复合物进行随机DNA切断, 再借助免疫学方法特异性富集与目的蛋白相结合的DNA片段, 从而检测转录因子等目的蛋白质与DNA的结合情况, 鉴定基因启动子或其它DNA结合位点。该方法同时也可应用于研究基因组特定位点的组蛋白修饰情况。该文介绍了依赖交联固定的常规免疫共沉淀(X-ChIP), 以及适用于10³细胞级别微量实验材料的基于微球菌核酸酶非交联免疫共沉淀(ULI-NChIP)具体操作过程和注意事项。     

染色质免疫共沉淀实验方法

染色质免疫共沉淀(ChIP)技术是一种检测蛋白质与DNA结合的实验技术。该方法可以先进行样品交联,然后将蛋白质与DNA复合物进行随机DNA切断,再借助免疫学方法特异性富集与目的蛋白相结合的DNA片段,从而检测转录因子等目的蛋白质与DNA的结合情况,鉴定基因启动子或其它DNA结合位点。该方法同时也可应用于研究基因组特定位点的组蛋白修饰情况。该文介绍了依赖交联固定的常规免疫共沉淀(X-ChIP),以及适用于10~3细胞级别微量实验材料的基于微球菌核酸酶非交联免疫共沉淀(ULI-NChIP)具体操作过程和注意事项。     

人头发DNA的提取及其基因扩增

头发是犯罪现场最容易得到的材料之一。本文报道从人的头发中提取DNA的方法以及利用PCR(聚合酶链反应)技术,从少量人发DNA扩增大量拷贝数的基因片段。对基因扩增得到的大量基因片段进行进一步的基因分析,将为法医物证学提供客观证据,具有重要价值。     

基因工程制药的研究现状与发展前景

简要叙述了近年来基因工程技术在医药工业中的应用进展,主要包括基因工程技术在药物生产、新药开发及药物生产工艺改进的应用.随着基因组和蛋白质组研究的深入,基因工程药物将有更多的机会获得突破性进展.     

真菌天然产物异源生产研究进展

真菌天然产物是天然药物的重要来源之一,大规模真菌基因组序列测序的完成表明真菌具有产生丰富的次级代谢产物的潜能。然而,许多真菌或生长缓慢,或不适宜在实验室条件下培养,或难以进行遗传操作,或化合物产量极低等,这些因素导致大量有价值的真菌天然产物无法获得。利用异源表达系统对真菌天然产物进行生产是发现新天然产物及解析其生物合成途径的有效手段,并为定向的以合成生物学的手段去合成重要活性分子奠定基础。本文对目前用于真菌天然产物生产的各种异源表达系统进行了综述,并结合最新的DNA组装技术展望了异源表达系统在真菌天然产物研究中的应用价值和前景。     

遗传密码扩充技术

遗传密码的扩充打破了天然生命体基因只能编码天然氨基酸的限制.遗传密码扩充技术使人们可以将具有特殊性质的非天然氨基酸通过基因表达到生物活体的蛋白质中.该文对遗传密码扩充的原理、方法及意义进行简述.     

SnRNA对基因表达的调控

基因表达的调控机制研究是生物学中十分活跃的领域,基因重组技术对基因的分离和结构分析的报道不胜枚举,其目的在于阐明基因表达的调控机理;在原核生物中,已发现蛋白质作为基因表达调节因子,因此,大部分研究者注重于蛋白质分子在基因表达中的调控作用,对于DNA分子不重视,只是把它看作是基因表达过程中的过渡阶段如mRNA、tRNA、rRNA。近年来发现RNA具有酶功能、参予mRNA成熟过程中的拼接、DNA复制、染色质结构及基因表达的调控,种类繁多,已引起了生物学者的关注。