基因组药物学与个人化医药

上期文章,我讲到了建立一个生物数据库(biobank)的国际伦理规范问题,与之相关的生物数据库应用,同样会有一些伦理问题。人类基因组测序完成之后,如何进一步利用这个庞大的数据库是基因科学家们最关注的问题,也是公众关心的问题。基因的研发即是对基因的干预,即干预人类基因的功能和演变。基因的干预有直接的和间接的方式。直接的方式就是通常所说的基因治疗、基因增强等基因工程,直接改变基因结构或组织以获得我们想要的结果。间接的方式则是通过基因药物的研发,以发挥某个基因的特殊功能,去达成     

优化个人化医药

个人化医药能否成功部分取决于药物能否引起某特异生物标记的特异变化。马萨诸塞州剑桥市Millennium：The Takeda Oncology Company的一个例子说明了生物标记在个人化医药中的重要性。     

MiSeq：新一代个人化测序仪

近年来ILLUMINA公司先后推出了HiSeq和MiSeq高性能测序仪，而后者更是新一代小型化的“椅上型”（bench-top）测序仪的代表，备受期待。MiSeq因其卓越的性能和小型化的优势，潜在的应用领域十分广泛，已不在局限于传统的生物实验室。下面是本刊记者就MiSeq的相关话题对ILLUMINA亚太区总裁Tim Orpin做了专访。     

基于学以致用教育理念的“微生物药物学”课程教学实践与思考

培养符合社会发展需要的应用型专业技术人才,提升学生的科学素养、创新意识和解决实际问题的高阶能力是高等教育专业课程教学的根本目标。“微生物药物学”是生命科学本科生和研究生的专业方向课程,为学生今后从事科学探索、应用研究和工业生产奠定理论基础和实践能力。本文基于应用导向型教学理念,就教学内容和教学体系改革进行探讨,构建“主题知识—专题讨论—项目驱动—科研训练—仿真平台—实践学习”多元化实践教学模式,并提出破解制度障碍和条件约束等困境的对策。教学评价结果表明,学生对课程的教学效果和教学方式持肯定态度,实现了“学以致用”的教学目标,为加强应用型微生物学课程建设提供了参考。     

微生物基因组注释系统MGAP

利用生物信息学方法和工具开发了微生物基因组注释系统（Microbial genome annotation package, MGAP）,并用于蓝细菌PCC7002的基因组注释。该系统由基因组注释系统和基于Web的用户接口程序两部分组成。基因组注释系统整合多个基因识别、功能预测和序列分析软件;以及蛋白质序列数据库、蛋白质资源信息系统和直系同源蛋白质家族数据库等。用户接口程序包括基因组环状图展示、基因和开放读码框在染色体上的分布图,以及注释信息检索工具。该系统基于PC微机和Linux操作系统,用MySQL作数据库管理系统、用Apache作Web服务器程序,用Perl脚本语言编写应用程序接口,上述软件均可免费获得。     

微生物药物学课程教学的改革与实践

微生物药物学是针对生命科学相关专业所开设的一门主干选修课。在生物技术高速发展的今天,如何有效建立合理的微生物药物学课程教学体系是教学工作者值得深思的课题。本文从微生物药物学教学内容及教学理念方面入手,简要阐述了作者对微生物药物学课程教学改革和实践所进行的一些有益的尝试和探索。     

古核生物基因组的关联分析

以频谱分析和信息关联为分析工具,系统地考察了古核生物（Ａｒｃｈａｅａ）Ｍ．ｊａｎｎａｓｃｈｉ的全基因组及数种真核和原核基因组的长程和短程关联特性。结果表明,古核生物的短程关联信号与真核生物的接近：即呈现１０ｂｐ和１１ｂｐ双峰周期信号;它的长程关联也存在。可见,古核生物的染色质包装过程和遗传信息的组织方式可能更象真核。此关联分析的结果为生命的三界学说提供了新的证据。     

优秀的基因组数据库管理软件——ACEDB

ACEDB作为一个优秀的基因组数据库管理系统,已被用作包括从细菌、真菌、寄生虫、植物、昆虫、动物到人类等许多生物的基因组数据库.ACEDB基因组数据库管理系统在许多生物类数据库中都得到应用     

《自然》：新一代高速测序技术完成沃森基因组

在4月17日的《自然》杂志上,美国的科学家发表了首个利用新一代高速测序技术得到的“DNA之父”詹姆斯。沃森的全基因组。该成果标志着人类基因组测序领域的又一个里程碑,新技术向个人化基因组这一伟大目标又迈进了一步。     

昆虫基因组及数据库研究进展

基因组序列为昆虫分子生物学研究提供丰富的数据资源,推动系统生物学在古老的昆虫学中蓬勃发展。昆虫基因组学研究已经成为当前的研究热点,目前在NCBI登录注册的昆虫基因组测序计划有494项,其中已提交原始测序数据的昆虫有225种,完成基因组拼接的有215种,具有基因注释的有65种,公开发表的昆虫基因组有43篇。本文综述了测序技术发展的历史及其对昆虫基因组研究的推动作用、昆虫基因组的组装和注释及其存在的问题、昆虫基因组测序进展、昆虫基因组数据库的发展及基因数据挖掘利用的基本思路和对策,以及昆虫基因大数据在害虫防治和资源昆虫利用中的应用前景。     

酵母全基因组芯片的应用

酵母作为最常用的模式生物,其全基因组测序最先完成。利用已知的酵母基因组信息,结合基因芯片技术,可进一步系统研究酵母的功能基因组表达。基因芯片技术是上世纪末发展起来的一项集分子生物学、生物信息学和电子学等科目的生物高新技术。酵母全基因组芯片,可以用以从基因表达水平,研究环境、物理、化学因子、毒理和药物作用的机制,在最终阐明酵母基因组功能的同时,为生物学研究提供更优化的模式生物模型。     

基于微生物基因组序列开发疫苗的研究进展与分析

疫苗的问世,使得许多危害人类健康的疾病得到了控制,对全世界人类预防和治疗疾病方面发挥了不可磨灭的作用,而一些特殊的病原体所引起的人类疾病的危害性是极大的,但采用传统的方法根本无法制备其安全有效的疫苗。直到20世纪末,微生物全基因组测序、生物信息学分析、蛋白质组学和DNA芯片技术的发展为疫苗研究领域带来了前所未有的变革。基于微生物基因组序列开发疫苗的新方法应运而生,为采用传统方法无法取得成功的疫苗的制备带来了光明。本文从基于微生物基因组序列开发疫苗的可行性、原理、实验方法以及应用等方面进行了综述。     

基因组中开阅读框架长度的分布模型与基因组进化

分析了5种真核、15种细菌和10种古菌基因组中开阅读框架(open reading flame,ORF)的数目随长度的分布,发现不同生物的分布相似且有明显的规律性。用各种分布模型进行拟合比较,结果显示每种生物的这类分布均符合Г（α,β）分布,由此提出生物基因组中ORF的数目随长度的分布是Г（α,β）分布的假设。分析各生物基因组的拟合参数,发现α和β值与基因组进化存在明显的相关性;讨论了α和β值的生物进化意义,并给出了真核生物偏好使用长基因的结论;依照Г（α,β）分布估计了酵母基因组中ORF数目的上限为5870个。该方法对于研究生物基因组进化以及评估理论预测基因的可靠性具有建设性意义。     

新款桌式基因组测序仪Ion Torrent发布

2011年3月17日,Life Technologies公司在北京科技会堂举行2011年生命科学新技术报告会并发布了利用半导体芯片实现高通量测序的Ion Torrent个人化操作基因组测序仪。     

单细胞全基因组扩增技术与应用

同一组织中的细胞往往具有类似的结构和功能,然而通过对单个细胞进行测序分析后,发现每个细胞都具有一定异质性.单细胞全基因组扩增技术是进行单细胞测序的前提,该技术可用于揭示单细胞基因组结构差异,同时在肿瘤研究、发育生物学、微生物学等研究中发挥重要作用,并成为生命科学研究技术的热点之一.单细胞全基因组扩增技术的难点在于单细胞的分离和全基因组的扩增.本文介绍了单细胞全基因组扩增技术中常用的单细胞分离技术和单细胞全基因组扩增技术,并对各技术间的优缺点进行比较,同时着重讨论该技术在肿瘤研究、发育生物学和微生物学研究中的应用.     

放线菌基因组与生物技术

天蓝色链霉菌全基因组序列的公布 ,对目前工业生产生物活性代谢产物菌株的遗传改造 ,构建生产高价值药物的超级菌 ,以及由微生物资源去寻找新的生物活性代谢产物将产生巨大影响。文中就基因组时代如何发展由基因组信息和化合物库预测次生代谢路径、研究功能基因组学时代的放线菌次生代谢调控、基因工程技术在放线菌抗生素生产中的应用以及体外分子定向进化与分子育种等生物技术问题进行文献综述。     

基因组重排技术选育乙醇高产菌株

里氏木霉（Trichoderma reesei）被认为是最合适联合生物加工（consolidated bioprocessing）的微生物之一。原始里氏木霉菌株产乙醇能力太低,需要进一步提高其产酒量。我们通过基因组重排技术提高了里氏木霉菌株产乙醇能力和乙醇耐受力。首先对CICC40360菌株孢子进行NTG诱变得到正向突变菌株,再以此为出发菌株进行基因组重排。进行基因组重排后,重组菌株在含不同乙醇浓度的原生质体再生培养基上进行筛选。突变菌株和原始菌株一起做摇瓶发酵实验进行比较以确定产乙醇能力的提高。经过两轮基因组重排后,筛选获得表现最优异的重组菌S2-254。该菌株能在利用50g/l葡萄糖发酵出6.2g/l乙醇,同时能耐受3.5% （v/v）浓度乙醇。上述结果表明,本实验采用的基因组重排技术能够有效而且快速获得具有目的性状的优良菌株。     

基因组印记与疾病研究进展

基因组印记是一种特别的非孟德尔遗传现象,即来自双亲的等位基因在子代中的差异性表达,是遗传后的基因调控方式,主要与基因组甲基化模式有关,包括去甲基化、重新甲基化及甲基化维持三个过程。印记基因主要通过对启动子、边界元件及非编码RNA的作用来调控基因表达。基因组印记异常与一些先天性疾病相关,也与肿瘤发生和易感性有关,     

烟曲霉基因组与致病机制

烟曲霉(Aspergillus fumigatus)是环境中普遍存在的丝状腐生真菌,也是重要的机会致病菌。随着免疫受损人群的增多,由烟曲霉引起的系统性感染发病率不断升高,已成为重症免疫受损患者死亡的主要原因之一。文章结合烟曲霉全基因组序列信息对烟曲霉感染过程、致病机制等做一概述。     

高等植物基因组测序回顾与展望

全基因组序列测定为揭示植物重要性状形成的分子和遗传机制提供了强大工具,基因组学研究正开始指引着农作物新品种培育向定向化和精确化转变.在新一代测序技术的带动下,植物全基因组测序的热潮已经到来.对迄今开展的高等植物基因组测序工作进行简要回顾,并对未来的研究热点进行展望.