① 生物學最新成就
最新生物學研究成果
一、阿爾茨海默病研究新發現
在對果蠅和小鼠的研究中,研究者證實了一種造成Alzheimer病人傷害性腦斑塊積累的蛋白實際上是一種分子運輸系統的重要部分,在腦中作為蛋白運輸的信號。此外,研究者還分析了這種稱為「澱粉樣前體蛋白(APP)」的蛋白質,這種蛋白可導致腦運輸通道的阻礙並最終神經細胞死亡。
這一發現是描述APP運輸作用的第一批數據,而且對於Alzheimer患者腦內蛋白的細胞間運輸功能,此提出了一個關於β-澱粉樣蛋白的傷害性斑塊沉澱物的新假說。
這一發現的研究者是Howard Hughes醫學院,加州大學聖地亞哥醫學院細胞和分子葯物教授,Lawrence S.B. Goldstein博士。研究結果發表於11月8日的Neuron 雜志和12月6日的Nature雜志。
「雖然這還只是對APP軸突輸送和β-澱粉樣蛋白產生部位二者之間相互聯系的初步了解,但是我們的工作對Alzheimer病人的治療提供了一種新的可能的方式,即直接地針對β-澱粉樣蛋白和APP運輸」 Goldstein說,「重要的是我們需要更多的研究來了解APP產生β-澱粉樣蛋白的機制。」
他還說,人體內所有的細胞都能產生β-澱粉樣蛋白,但是只有神經系統會被這種蛋白傷害。「這就是我們要研究神經元易於被APP損傷的原因。」
雖然科學家已經知道了APP形成的斑塊產生於β-澱粉樣蛋白,但是他們並不清楚這種蛋白是怎樣在哺乳動物體內發生作用的,也不清楚APP是在哪裡轉化為β-澱粉樣蛋白的。
在2000年11月 Neuron 研究首次公布的研究結果中,Goldstein領導的小組描述了APP與一種軸突內物質轉移信號的關鍵酶之間生化反應第一個證據,這種酶使得中樞神經系統在軸突內進行長距離的物質傳送。
在2001年11月8日出版的 Neuron 中,研究者用果蠅作材料,確定了APP在軸突運輸中的關鍵作用。缺失APP會導致軸突物質運輸功能的喪失。在另外的一系列實驗中,當他們在果蠅體內引入了過量的APP,則軸突系統則阻塞並死亡。
在他們最近的Nature發表的文章中,研究小組用一個小鼠模型鑒定了決定分子移動的運輸系統——被稱作β-secretase (Bace)和presenilin的酶系,這些酶也作用於APP 轉化為β-澱粉樣蛋白的過程中。 這一過程發生於軸突運輸過程中細胞中的APP, Bace和 presenilin。
「一旦產生了β-澱粉樣蛋白,軸突運輸就可能被阻斷,」 Goldstein說,「我們認為這種阻斷可以看作運輸通道阻礙和神經元死亡的標志」。(基因潮)
二、追蹤病原體:新的資料庫開發成功
Cornell大學12月4日消息:食品科學,工程和計算機系的學生聯合開發出了基於網路的軟體和資料庫,用於追蹤和比較細菌的遺傳印記和特徵病原體追蹤軟體使得從事追蹤毒性菌源及其蔓延的科學家進行冗長的菌株對照程序的耗時,從原來的幾天或幾小時縮短至幾分鍾。.
「在進行病源體追蹤以前,實驗室使用了三種不同的資料庫和兩種表格程序」,Cornell 大學食品科學系的助理教授Martin Wiedmann說道:「我們尋找工程和計算機系學生合作的原因是因為我們雖然目的明確,但我們不知道怎樣將這些想法組合起來。」
「在進行病源體追蹤以前,實驗室使用了三種不同的資料庫和兩種表格程序」,Cornell 大學食品科學系的助理教授Martin Wiedmann說道:「我們尋找工程和計算機系學生合作的原因是因為我們雖然目的明確,但我們不知道怎樣將這些想法組合起來。」
該資料庫的新穎之處在於使菌株特徵比較和分子亞型影象(DNA指紋技術)變得更簡潔,研究者可以使用這種工具從不同實驗室快速收集菌株的亞型數據,來分析許多感染性疾病的爆發和流行,並總體評估細菌的生物多樣性。
在1999年Wiedmann首次應用他的原始資料庫從而協助降低了李斯特桿菌病爆發的死亡人數。1998年十月和1999年2月之間,全國有100多人因為食用了單核細胞增多性李斯特罕見桿菌污染的熱狗而遭受感染,Wiedmann的工作使Atlanta疾病控制中心(CDC)確定了疾病爆發的原因,結果污染的熱狗立即被禁售,成為歷史上最大的食物禁售事件。病原追蹤的早期版本發現15個樣品中有7個具相同的遺傳指紋,這意味著這7個病人感染了同一菌株,CDC也注意到了李斯特桿菌病感染病例的上升,但直到有Wiedmann的指紋技術以後,他們才認識到了所尋找的菌株。
Wiedmann實驗室開發新的資料庫的學生之一,Michael Chung,先是開始組織了資料庫所需要的病原體特徵,這些特徵包括區帶DNA序列及其顯型特徵,然後與開發該軟體的計算機系的學生團隊合作,建立了網路伺服器,並發展了軟體的圖象識別能力。
項目在2000年秋末完成,然而Chung說該程序還不能轉移到多台計算機中使用,增加新特性也比較困難。但在過去的一年內,Chung和Cornell大學已畢業的學生Steven Cai,在校三年級學生Mike Bohlander,已經極大的改進了該程序使得其能在大型網路伺服器上安裝並能處理大容量的數據和查尋。
資料庫中含有數以千計的指紋數據,及食物污染病原體,酸敗有機體及其他如單核細胞增多性李斯特桿菌,假單胞菌,弧菌,溶血鏈球菌,乳酸菌的數據。為Cornell 大學「世界冠軍機器人足球」團隊(RoboCup)開發過圖象識別軟體的99級計算機系學生Thibet Rungrotkitiyot,開發了病原體追蹤的圖象識別軟體,為不同菌株遺傳印跡進行圖象比較。
病原體追蹤軟體的編程是由計算機系2000級學生Xiaozheng Zhong,Joe Cheng-Yu Huang ,2001級的David Wang,Rungrotkitiyot, Jian-Ning Janet Cheng,Ernie Ho共同完成的。文庫和搜索引擎由Cai Chung, Wiedmann 和 Roger Jagoda研究員開發。項目經過Cornell 大學食品科學系的副教授Kathryn Boor的努力,得到了美國農業部和Dairy Management公司的支持。
母愛來自恐龍?
2004年09月21日15:33 國際先驅導報 人們通常認為父母對子女的愛護行為由鳥類進化而來,但最新古生物學的研究成果顯示,鳥類的這種行為很可能是繼承自恐龍 國際先驅導報文章 在恐龍滅絕後,類似於鱷魚這樣的爬行動物以及鳥類,對自己的後代都有本能的關愛行為,它們孵育和喂養自己的子女,並為自己的子女擋風遮雨,保護子女的安全。古生物學家一直迷惑不解的是,這種養育行為是從爬行類和鳥類開始獨立進化的,還是繼承自它們共同的祖先——恐龍? 最近,中美科學家所做的一項聯合研究對動物養育行為的起源提供了初步的答案。他們所利用的正是中國遼寧發現的一處非常奇特的恐龍化石遺跡。 中國有著豐富的恐龍化石資源,在中國的內蒙、遼寧、廣東、四川、河南等省都發現了大量的恐龍化石群。這處恐龍化石遺跡是遼寧省農民發現的,恐龍化石現在保存在大連自然博物館。 這處恐龍化石遺跡的主角是一個成年鸚鵡嘴龍,但令人稱奇的是這只成年鸚鵡嘴龍的周圍蜷縮著34隻小鸚鵡嘴龍,這處遺跡將一幅舐犢情深的場面完整地展現在人們面前。「這是生活在1.25億年前的一個恐龍家庭,而不是35隻互不相乾的恐龍湊巧聚在了一起。」研究的參加者之一,美國蒙大拿州立大學的戴維·瓦里基奧教授說,「人們通常認為父母對子女的愛護行為由鳥類進化而來,但這項發現顯示,這種關愛行為是一種更為原始的本能,鳥類的這種行為很可能是繼承自它們的祖先——恐龍。」 鸚鵡嘴龍生活在1億多年前的亞洲東北部,也被稱為「鸚鵡蜴」,因為它們有著鸚鵡一樣的喙。鸚鵡嘴龍強壯、敏捷,用兩個後腿行走,以堅硬的植物枝乾和果實為食。這處化石遺跡保存的相當完好,研究人員沒有發現分離的骨骼,這表明當時這些恐龍是在活著的狀態下被迅速埋葬的。而且它們死亡的姿態並不是像通常那樣側卧在地上,而是直立並且頭向上伸著。當時發生了什麼,讓這35條鸚鵡嘴龍定格在這一刻? 有人猜測是火山爆發的火山灰掩埋了這些恐龍,但戴維· 瓦里基奧認為火山灰埋葬的速度不會這么快,不可能形成今天這樣的場景。他更傾向於當時突然發生了塌方或洪水,使這一家子恐龍頃刻之間就被埋葬,直立並向上伸著頭的化石讓我們看到了它們當時垂死掙扎的景象。 有些種類的恐龍,如獸腳龍和鴨嘴龍被認為也可以築巢,但遼寧鸚鵡嘴龍化石是第一個顯示恐龍具有養育行為的清楚的例證。現在還無法確定這個長75厘米的成年恐龍的性別,但無論雌性還是雄性動物都有照顧後代的本能,許多鳥類父母雙方都具有照顧子女的天性。從化石還無法判斷幼鸚鵡嘴龍的大小,但幼龍的骨骼發育良好,已經完全骨化,說明這些幼龍當時非常健康,也間接說明了成年龍對這些幼龍照顧得很好。 密歇根大學的古生物學家傑夫·威爾遜說:過去通過化石來識別古生物的養育行為非常困難,因為生物的行為和生物外表或結構不同,無法從只能顯示單一時間斷面的化石來推斷。而遼寧鸚鵡嘴龍化石的可貴之處是不僅顯示了恐龍的個體,而且顯示了個體之間可能的關系,也可以說顯示了一種生活狀態,這是非常罕見的。1.25億年前的一次災難如同一架相機,清楚地拍攝了一群幼小恐龍圍繞在母(父)親身旁的畫面。但動物的養育行為是復雜的,如果恐龍具有這種行為,那麼它們達到何種程度還不得而知。也許成年恐龍只是為了能看到自己的子女,而簡單地把幼龍聚攏在一起? 人們常常認為恐龍是一種很笨的動物,現在越來越多的事實證明恐龍可能遠比我們想像的聰明和復雜。我們可以設想,作為地球上多種動物的祖先,恐龍把養育子女的技能傳給了後代,憑借這樣的技能,這些後代在經過了億萬年痛苦的進化後終於走到了今天。
② 你還了解我國生物科學發展的哪些成果
1、中國在超級雜交稻育種技術與應用、轉基因植物研究等領域達到國際先進水平;
2、動物體細胞克隆技術也日臻完善,廢水處理新型反應器和新工藝的開發研究取得重要進展;
3、一大批生物技術成果或已申報專利,或進入臨床階段,或正處於規模生產前期階段,若干生物技術公共研發平台初步形成;
4、中國的基因檢測服務能力在全球已處於領先地位,出口葯品已從原料葯向技術含量更高的制劑拓展,高端醫療器械核心技術的突破大幅降低了相關產品和服務的價格;
5、超級稻畝產突破1000公斤,達到國際先進水平;生物發酵產業產品總量居世界第一。
(2)今年有哪些生物方面的成就擴展閱讀:
生物技術的發展可以劃分為三個不同的階段:傳統生物技術、近代生物技術、現代生物技術。傳統生物技術的技術特徵是釀造技術,近代生物技術的技術特徵是微生物發酵技術,現代生物技術的技術特徵就是以基因工程為首要標志。
現代生物技術在70年代開始異軍突起,近一、二十年來發展極為神速。它與微電子技術、新材料技術和新能源技術並列為影響未來國計民生的四大科學技術支柱,被認為是21世紀世界知識經濟的核心。
生物技術的應用范圍十分廣泛,主要包括醫葯衛生、食品輕工、農牧漁業、能源工業、化學工業、冶金工業、環境保護等幾個方面。其中醫葯衛生領域是現代生物技術最先登上的舞台,也是目前應用最廣泛、成效最顯著、發展最迅速、潛力也最大的一個領域。
③ 生命科學方面近年來取得的成就有哪些
21世紀生命科學的研究進展和發展趨勢 20世紀後半葉生命科學各領域所取得的巨大進展,特別是分子生物學的突破性成就,使生命科學在自然科學中的位置起了革命性的變化。很多科學家認為,在未來的自然科學中,生命科學將要成為帶頭學科,甚至預言21世紀是生物學世紀,雖然目前對這些論斷還有不同看法,但勿庸置疑,在21世紀生命科學將繼續蓬勃發展,生命科學對自然科學所起的巨大推動作用,決不亞於19世紀與20世紀上半葉的物理學。假如過去生命科學曾得益於引入物理學、化學和數學等學科的概念、方法與技術而得到長足的發展,那麼,未來生命科學將以特有的方式向自然科學的其他學科進行積極的反饋與回報。當21世紀來臨的時候,一些有遠見的科學家、思想家與政治家將日益嚴重的諸多人類社會問題,如人口、地球環境、食物、資源與健康等重大問題的解決,莫不寄希望於生命科學與生物技術的進步。 2· 08·生命科學將成為21世紀自然科學的帶頭學科 20世紀50年代DNA雙螺旋結構模型的發現,隨後遺傳信息傳遞「中心法則」的確立與DNA重組技術的建立使生命科學的面貌起了根本性的變化。分子生物學與遺傳學的結合將用10一15年測定出人類基因組30億個鹼基對(遺傳密碼)的全序列,人體細胞約有10萬個基因。人類基因組的「工作草圖」迄今20%的測序已達99.99%的准確率和完成率,今後將要繼續發現與闡明大量新的重要基因,諸如控制記憶與行為的基因,控制細胞衰老與程序性死亡的基因,新的癌基因與抑癌基因,以及與大量疾病有關的基因。將利用這些成果去為人類健康服務。 70年代後,分子生物學的發展,以基因工程為代表的生物工程的出現,生物技術通過對DNA鏈的精確切割與有目的地重組,使有目的地改良生物的性狀與品質成為可能。迄今生物工程所取得的成就已在生產上顯示出誘人的前景,盡管還存在有不少爭議的問題,但很有可能成為21世紀的新興產業。 發育生物學將要快速地興起,它將要回答無數科學家100多年來孜孜以求而未解決的重大課題,一個受精卵通過細胞分裂與分化如何發育成為結構與功能無比復雜的個體,闡明在個體發育中時空上有條不紊的程序控制機理,從而為人類徹底控制動植物生長、發育創造條件。 RNA分子既有遺傳信息功能又有酶功能的發現,為數十年踏步不前的難題「生命如何起源」的解決提供了新的契機。在21世紀,人們還要試圖在實驗室人工合成生命體。人們己有可能利用生物技術將保存在特殊環境中的古生物或凍乾的屍體的DNA擴增,揭示其遺傳密碼,建立已絕滅生物的基因庫,研究生物的進化與分類問題。 神經科學的崛起,預示著生命科學又一個高峰的來臨。腦是含有1011細胞的無比復雜的高級結構體系,21世紀初從分子到行為水平的各個層次對腦功能的研究都將有重大突破,在闡明學習。記憶。思維。行為與感情機理等方面也將有重大進展。腦機能在理論上的進展將會促進新一代智能計算機的研製,這可能成為未來生命科學對自然科學與技術科學回報的最好例子。 生態學可能是最直接為人類生存環境服務並對國民經濟持續與協調發展起重要作用的科學。生態學的理論與實踐為中國三峽水庫建設提供的決策依據就是一個例證。保護生物的多樣性是當前生命科學最緊迫的任務之一。據可靠的數據說明每天約有100多種生物在地球上絕滅,很多生物在沒有被人類認識以前就已消亡,這對人類無疑是一種災難。生態學與生物多樣性保護與利用的研究成果將指導人類遵循自然規律積極保護自己生存環境,否則人類的物質文明與精神文明都要受到災難性影響。 順應生命科學迅速發展的形勢,發達國家政府及一些國際組織先後提出了《國際地圈及生物圈計劃》、《人類基因組作圖與測序計劃》、《人類前沿科學計劃》、《腦的十年》及《生物多樣性利用與保護研究》等投資巨大的生命科學研究計劃。其中僅《人類基因組作圖與測序計劃》,一項預算就高達30億美元。 由於生命科學的發展,人才的需求量激增,近年除越來越多的物理學家,化學家與技術科學家被吸引到生物學研究領域外,以美國為例,近年統計48萬博士學位獲得者中從事生命科學的佔51%。優秀青年科學家流向生命科學前沿,這是21世紀生命科學欣欣向榮的動力與源泉。 2. 08. 2 21世紀初生命科學的重大分支學科和發展趨勢 80年代有遠見的生物學家把分子生物學(包括分子遺傳學)、細胞生物學、神經生
④ 跪求近兩年生物科學的新成就
2006年諾貝爾生理學或醫學獎由兩個美國科學家,安德魯·法爾和克雷格·梅洛獲得,以表彰他們發現了RNA(核糖核酸)干擾機制。雖然獎項名目既涉及生理學,也涉及醫學,但針對本年度兩位獲獎者及其成果,歐美媒體無不把今年這一獎項稱為諾貝爾醫學獎
對生物體內RNA的研究,是近年來生物學界和醫學界無可爭議的熱點。曾有科學家形容:這是一個RNA時代的到來。而這樣一個熱門領域的產生,源於1998年美國人安德魯·法爾和克雷格·梅洛在《自然》雜志上發表的一項研究成果:他們首次將雙鏈RNA導入線蟲基因中,並發現雙鏈RNA較單鏈RNA更能高效地特異性阻斷相應基因的表達,他們稱這種現象為RNA干擾。他們的這一發現也促使後來的科學家認識到,生物體的基因轉化的最終產物不僅僅是蛋白質,還包括相當一部分RNA。
「幕後使者」左右基因沉默.有人這樣比喻:DNA是電影膠卷,RNA是放映機,蛋白質是在銀幕上播放的電影。那麼,放映的過程就是「基因表達」。
20世紀70年代以來,生物科學的新進展,新成就如雨後春筍,層出不窮。從總體上看,當代生物科學主要朝著微觀和宏觀兩個方面發展:在微觀方面,生物學已經從細胞水平進入到分子水平去探索生命的本質;在宏觀方面,生態學的發展正在為解決全球性的資源和環境等問題發揮著重要作用。下面僅通過生物工程和生態學方面的幾個實例來說明。
生物工程方面 生物工程(也叫生物技術)是生物科學與工程技術有機結合而興起的一門綜合性的科學技術。也就是說,它是以生物科學為基礎,運用先進的科學原理和工程技術手段來加工或改造生物材料,如DNA、蛋白質、染色體、細胞等,從而生產出人類所需要的生物或生物製品。生物工程在近些年來迅猛發展,碩果累累。
生物工程在醫葯方面有著廣泛的應用。例如,長期以來,預防乙型肝炎的疫苗是從乙肝病毒攜帶者的血液中提取和研製的,這樣的疫苗生產周期長,產量低,價格昂貴。現在,採用生物工程的方法,將乙肝病毒中的有關基因分離出來,引人細菌的細胞中,再採用發酵的方法,或者引人哺乳動物的細胞中,再採用細胞培養的方法,就能讓細菌或哺乳動物的細胞生產出大量的疫苗。我國研製的生物工程乙肝疫苗已經在1992年投放市場,在預防乙型肝炎中發揮了重要作用。除乙肝疫苗以外,還有抑制病毒在細胞內增殖的干擾素等多種生物工程葯物已經問世。我們知道,人類的許多疾病都與基因有關。在基因水平上對人類的疾病進行診斷和治療,是科學家們正在探求的另一個重大課題。為了弄清人類約10萬個基因的結構和功能,美國從1988年開始實施「人類基因組計劃」,目前這項研究已經成為國際間合作的一項重大科研課題。
生物工程在農業生產上的應用前景更為誘人,1988年,我國科學家人工合成了抗黃瓜花葉病毒的基因,並且將這種基因導人煙草等作物的細胞中,得到了抵抗病毒能力很強的作物新系,1989年,我國科學家成功地將人的生長激素基因導人鯉魚的受精卵中,培育成轉基因鯉魚。與非轉基因鯉魚相比,轉基因鯉魚的生長速度明顯加快,1993年,我國研製的兩系法雜交水稻開始大面積試種,與原來普遍種植的三系法雜交水稻相比,平均每公頃增產15%,1995年,我國科學家將某種細菌的抗蟲基因導人棉花,培育出了抗棉鈴蟲效果明顯的棉花新品種。
生物工程在開發能源和環境保護等方面同樣有著廣泛的應用。我們知道,煤炭、石油等能源終將枯竭,目前全世界已經面臨著能源危機。使用煤炭、石油等能源,還造成嚴重的環境污染。因此,科學家們正在努力探索開發新的能源,其中很重要的一個方面就是用生物工程開發生物能源。美國科學家在1978年成功地培育出能直接生產能源物質的植物新品種——「石油草」,這種植物的莖稈被割開後,就會流出白色乳狀的液體,經提煉就得到石油。在利用細菌治理石油污染方面,由於石油中的不同組成成分往往需要用不同的細菌來分解,科學家就將不同細菌的基因分離出來,集中到一種細菌內,從而得到了「超級菌」。這種「超級菌」分解石油的速度比普通細菌快得多,凈化石油污染的能力得到明顯的提高。
生態學方面 生態學是研究生物與其生存環境之間相互關系的科學。20世紀60年代以來,人類社會面臨的人口爆炸、環境污染、資源匱乏、能源短缺和糧食危機等問題日益突出。要解決這些問題,都離不開生態學。因此,生態學的研究受到高度重視,並且取得了顯著的進展。生態系統的能量流動和物質循環的基本原理,已經成為人類謀求與大自然和諧共處、實現社會和經濟可持續發展的理論基礎;運用生態學原理,我國推行生態農業的建設,已經取得了令人矚目的成就,涌現了一批生態村、生態農場和生態林場,為實現農業的可持續發展積累了經驗。例如,安徽省穎上縣小張庄,從前是個窮地方,生態環境惡劣,旱澇災害頻繁,農業結構單一,糧食產量很低。70年代中期,小張庄開始進行生態農業的建設,整治土地,興修水利,大力營造防護林,使當地生態環境得到了明顯改善。小張庄在大力發展種植業和林業的同時,還利用當地的飼草資源和魚塘,大力發展養殖業。養殖業為農田提供了大量的有機肥,從而改良了土壤。這個村還利用人畜糞便生產沼氣,發展沼氣能源。沼氣池的渣液用來喂養魚,塘泥肥田,從而建立起了良性循環的農業生態系統。
上面舉例說明了20世紀70年代以來生物科學的新進展。當然,生物科學的新進展遠不止這些。除了在生物工程和生態學領域以外,生物科學在其他許多領域也取得了令人鼓舞的進展,向人們展示出美好的前景。例如,腦科學的研究已經深入到分子水平,這不僅對腦病的防治和智力的開發有重要意義,而且將為研究生物計算機提供理論基礎。光合作用和生物固氮的研究,細胞生物學的研究,等等,也都獲得一系列的成就,在21世紀將會有更大的發展。由於生物科學的迅猛發展和它對人類社會所產生的巨大影響,許多科學家都認為,生物科學將是21世紀領先的學科之一。
⑤ 中國近年來生物學的成就是什麼
中國近年來生物學的成就主要包括以下四個方面:
第一、生物科技原始創新能力迅速提升。學術論文水平迅速提高。「十五」期間,中國生物領域的科學家分別在《自然》《科學》《細胞》等國際頂級學術刊物上發表論文30餘篇。特別是中國科學家打破了連續20多年未在《細胞》雜志上發表論文的尷尬沉默,僅在2005年一年就連續發表了5篇論文。
第二、農業發展得到生物科技強力支撐。近五年來,中國共育成通過審定的超級雜交稻組合60個,其中產量驗收達到每畝800公斤的新組合有7個;累計推廣超級雜交稻1.5億多畝,按照每畝增產50公斤稻穀計算,累計增產稻穀750萬噸。
第三、醫葯產業創新不足局面初步改變 。在國家863計劃的推動下,中國生物醫葯產業水平近年得到大幅提升:45種具有自主知識產權的創新葯物被批准上市,41個新葯證書正在申報,109個葯物被批准進入臨床試驗,206個候選創新葯物即將完成實驗室研究。
第四、中國生物晶元亮相國際市場 。據科技部介紹,近年來,中國在北京、上海、陝西、天津、南京建立了五大生物晶元研發和產業化基地,初步形成了以五大基地為核心的生物晶元研發格局。經過五年的大力培育,一個科技含量和產品附加值都很高的新興產業——生物晶元產業在中國初見端倪,一些產品開始進入國際市場。
⑥ 人類目前在生物圈研究領域的成就都有哪些
1、重磅!世界上首例體細胞克隆猴在中國誕生
克隆羊多莉(Dolly)誕生於1996年7月5日,1997年首次向公眾披露。它被美國《科學》雜志評為1997年世界十大科技進步的第一項,也是當年最引人注目的國際新聞之一。
在培育多莉羊的過程中,科學家們採用體細胞克隆技術,這種技術也稱作體細胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)。
SCNT是動物細胞工程技術的一種常用技術手段,涉及將供者體細胞核移入去核的卵母細胞中,使後者不經過精子穿透等有性過程(即無性繁殖)就可被激活、分裂並發育為新的胚胎,這個胚胎最終發育為動物個體。
2、華人團隊解決異種器官移植難題
近日,《科學》雜志在線刊登了一項重量級的研究。來自浙江大學、雲南農業大學、重慶第三軍醫大學、哈佛大學以及其他科研機構與公司的團隊使用CRISPR-Cas9基因編輯技術。
一舉解決了將豬器官移植到人體內的關鍵難題。這項研究的通訊作者是2017全球青年領袖,80後科學家楊璐菡博士。
器官移植手術影響了全球數百萬人的生命。以美國為例,此時此刻,正在排隊等待器官移植的患者人數高達12萬。然而,每年能夠用於移植的器官數量非常有限,成功進行的器官移植手術僅有3萬多例。據估計,在2016年,每天都有22名患者在等待器官移植的過程中死去。
3、核移植技術重編程能力比誘導型多能幹細胞技術更強
核移植(somatic cell nuclear transfer)和誘導型多能幹細胞(iPSCs)是體細胞重編程的兩種最主要的技術手段。核移植技術與誘導型多能幹細胞的重編程能力是否存在差異一直是人們非常關注的問題。
2009年,高紹榮實驗室通過四倍體互補實驗,獲得了全部由ips細胞發育而來的小鼠,證明了誘導型多能幹細胞和核移植胚胎幹細胞一樣具有真正的多能性。但是,這是以健康個體來源的體細胞作為供體細胞的情況。未來的體細胞重編程應用於臨床研究時,主要面向的是病人而非健康個體。
4、中國科學家建立單倍體體細胞遺傳篩選體系
單倍體細胞在遺傳篩選和轉基因動物培育中具有重要價值。前期研究獲得了哺乳動物的單倍體胚胎幹細胞,但是單倍體胚胎幹細胞在體外培養和分化過程中會發生自發二倍化,對建立單倍體體細胞遺傳篩選體系帶來挑戰。
中國科學院院士、中科院動物研究所研究員周琪研究組通過活細胞觀察,證實單倍體胚胎幹細胞在分裂時發生有絲分裂滑移使細胞從中期直接進入間期,從而導致二倍化。用調控分裂中期關鍵靶點的小分子抑制劑進行篩選,發現CDK1和ROCK通路是調控單倍體胚胎幹細胞二倍化的關鍵通路。
通過添加ROCK抑制劑,能將單倍體胚胎幹細胞分化為三個胚層的單倍體體細胞,包括神經幹細胞(可進一步分化為成熟神經元和星形膠質細胞)、心肌細胞和胰島細胞。
5、機器人操作體細胞克隆豬誕生
經過兩個多月漫長等待,一份特殊的「親子鑒定」報告近日出爐。13頭克隆小豬與「代孕」母親無血緣關系,僅與供體細胞存在「親子關系」。這從醫學上表明了世界首例機器人操作的體細胞克隆豬在天津誕生。
較之以往的「手工操作」克隆技術,此次機器人自動化「操刀」,用力更小,對細胞傷害更少,精度更高,體細胞克隆技術成功的關鍵指標「囊胚率」也從10%提高至20%。
「機器人操作體細胞克隆豬」研究來自南開大學機器人所趙新教授領導的跨學科研究團隊。體細胞克隆是改良生物品種的經典方法之一。它將普通品種卵母細胞的細胞核去除後,注入優良品種的體細胞,獲得的後代一定是優良品種。
⑦ 求近來來世界生物領域上獲得的成就
中華人民共和國成立以後,中國的生物科學事業進入了一個新的歷史時期。在這30多年中盡管經歷了一些大的曲折,但是總的來說,從生物科學的機構、隊伍到研究的領域、范圍和規模,都取得了很大的發展。1949年11月中國科學院成立,對原有的中央研究院和北平研究院的幾個生物學研究機構進行了調整與充實,以後又陸續建立了許多新的生物學研究機構。到1985年為止,中國科學院共有34個與生物學有關的研究所或中心。1955年6月成立生物學地學部,聘任生物學方面的學部委員60人;1957年單獨成立生物學部,增聘了5名學部委員;1981年生物學部又增選了53名學部委員。它在編制全國科學規劃、評審全國自然科學獎和科學基金項目、評議中國科學院所屬各研究所的工作、組織重大學術活動等方面起了積極作用。1957年先後成立了中國農業科學院和中國醫學科學院。它們都設有若干與生物學有關的研究機構。50年代初,高等學校經過院系調整後得到了很大發展。不但在全國綜合性大學和師范院校中都設有生物學系,而且陸續增設了許多新專業,使現代生物學的主要分支學科都有了相應的專業,某些重點高等學校還陸續設立了一些生物學的研究機構。30多年來學校招生人數劇增,生物學研究隊伍迅速壯大,學會組織也不斷發展。例如,中國植物學會和中國動物學會50年代初期,只有會員數百人。到1982年已分別發展到6000餘人。30年內增加了20倍。中國古生物學會會員也從不足百人發展到1200餘人。除了原有學會不斷擴大外,在70年代末、80年代初,還先後建立了中國遺傳學會、中國生態學會等新的學會。到1985年為止,全國共有14個生物科學方面的學會。隨著生物科學研究工作的開展,生物學方面的刊物也成倍增加。50年代大約有20種刊物,到80年代初已增至60多種。
中華人民共和國成立後,有計劃地開展了大規模自然條件和自然資源的綜合考察,其中生物資源的調查研究工作佔有重要地位。青藏高原、塔里木盆地、大興安嶺原始森林、西雙版納熱帶雨林、西沙群島和南沙群島等地,都留下了中國生物學家的足跡。對全國的近海也作了大規模的普查工作。生物新種、新屬和新科屢有發現。在自然資源調查的基礎上,經過整理研究陸續編寫各種生物學志書。由中國植物學家分工協作共同編寫的《中國植物志》已出版了40卷。這是一部集中國植物分類大成的重要著作,此外,還出版了《中國經濟植物志》、《中國高等植物圖鑒》、《中國真菌志》、《中國經濟海藻志》、《中國黃海海藻志》等。在分類學上另一部集大成的著作是《中國動物志》,現已出版 5卷。在動物分類方面,還先後完成了《中國經濟昆蟲志》25冊以及《中國經濟動物·鳥類》、《中國經濟動物·獸類》、《中國鯉科魚類志》、《中國軟骨魚類志》、《中國動物圖譜》、《西藏鳥類志》、《西藏昆蟲》等專著。由中國植物學家、生態學家和地植物學家通力合作。調查了全國的植被類型及其地理分布特徵,並開展了植被生態地理和植被區域的研究,在此基礎上編成了各種不同比例尺的植被圖和植被專著。其中《中國植被》一書,總結了中國30多年關於植被類群和植被區劃的研究成果。在古生物學方面,伴隨著大規模的地質調查,在研究的地區、深度和廣度上,都有了很大的發展,並建立和發展了孢子花粉學和微體古生物學的研究工作。在古植物學、古無脊椎動物學等方面也取得了重要的進展。1949年後很快就恢復了北京周口店古人類遺址的發掘工作。並先後在陝西發現了「藍田人」化石、在安徽發現了「和縣人」化石,以及其他不少代表不同階段的古人類化石。
30多年來,中國科學工作者把現代生物學成就和社會主義建設的實際結合起來,開展有關農業、醫葯等領域新技術、新途徑、新方法的研究,將科學技術轉化為生產力,取得了不少成就,並獲得了顯著的經濟效益和社會效益。例如,在育種方面,50年代開展了玉米的雜種優勢利用工作,取得了良好的經濟效益;60年代開始了水稻的雜交優勢利用的研究,獲得了具有國際先進水平的科研成果,其中湖南雜交水稻研究中心袁隆平等,首次用「野敗」與栽培稻雜交,培育出水稻雄性不育系,接著育成「三系」,並育出了優良雜交水稻,使中國成為世界上第一個培育並推廣雜交水稻的國家。中國在遠緣雜交和異源多倍體的研究上也取得了重大成果,其中有些已育成了推廣品種,前者如西北植物研究所李振聲等用小麥和偃麥草雜交,育成了小麥新品種「小偃6號」。後者如鮑文奎(1916~)等,用小麥黑麥雜種加倍育成的小黑麥品種。在植物自交不親和系的利用方面,中國農科院蔬菜研究所等單位,完成了甘藍自交不親和系的選育,並配置出多個系列的新品種。在花葯培養和花粉單倍體育種研究方面,已選育出一些較好的煙草、小麥、水稻品系或品種,其中「京花一號」小麥、「中花8號」水稻已推廣8萬畝以上。建國以來,對海洋和淡水生物的研究,有力地推動了水產養殖事業的發展。如青島海洋研究所曾呈奎等在甘紫菜生活史、海帶生物學等方面的研究就為中國海藻養殖事業的興起打下了基礎:長江水產研究所、水生生物研究所等單位,在魚類生殖生理的研究上取得了重要成果,並建立起一整套魚類育種技術和繁育體系,在家魚的人工排卵、受精方面,南海水產研究所鍾麟、中國科學院實驗生物研究所朱洗等,先後使用了魚腦垂體激素和孕婦尿液中提取的絨毛膜促性腺激素進行人工催產受精都取得了成功,從而結束了只能在江河撈取魚苗的歷史。70年代上海生物化學研究所人工合成了丘腦下部分泌的多肽激素——促性腺激素釋放因子及其高效類似物,用於促進家魚排卵、受精也獲得了成功。
中國的昆蟲學家、生態學家對中國幾種主要害蟲進行了深入的研究,取得重大成果。如中國科學院動物研究所馬世駿等闡明了東亞飛蝗蝗區的結構與轉化,北大生物系和中國農業科學院植物保護研究所、中國科學院動物研究所共同揭示了粘蟲的越冬和遷飛規律,江蘇省農科院等單位搞清楚了褐稻飛虱的遷飛規律。以上成果對這些害蟲發生的預測預報及防治具有重要的指導意義。在昆蟲激素的成份、合成和應用研究上也取得了一定的進展。如中國科學院動物研究所昆蟲激素室提出了梨小食心蟲,性外激素的簡便合成方法,還研製出兩種高效誘芯。有機化學研究所和上海昆蟲研究所合成了棉紅鈴蟲性誘劑,並研製出用於測報的劑型:中山大學李瑞聲等合成了昆蟲保幼激素類似物731-Ⅱ,並提出了一套與此有關的養蠶增絲技術,制出兩種高效誘芯。這些新技術無論在害蟲的防治和益蟲的利用上都有著廣闊的前途。在寄生生物學的研究上也取得了相當的進展。如湯飛凡等完成了沙眼衣原體的分離培養;馮蘭洲等闡明了中華按蚊在自然情況下傳染馬來絲蟲的過程;廈門大學唐仲璋等揭示了闊盤胰吸蟲和矛形雙腔吸蟲的生物學規律。這些研究對於人畜傳染病的防治都有重要意義。上海實驗生物研究所朱洗等成功地馴化了原產印度的蓖麻蠶,促進了蠶絲的生產。中國科學院微生物研究所與有關工廠合作研究的二步發酵生產維生素C的新工藝,1975年在國際上首次用於工業生產。此外,上海生物化學研究所等單位將細胞固定化技術應用於制備6-氨基青黴烷酸方面的研究等也都取得了具有較大實用價值的成果。
經過多年的努力,在中國形成了一個門類基本齊全的生物學研究體系,無論是在經典的形態科學領域還是在實驗科學領域,都取得了一些重要的研究成果。例如胡先□曾發表了一個屬於「真花說」學派的多元被子植物系統。鍾補求根據花冠的形式、葉序等的變化,以及種類的地理分布規律,論證了馬先蒿屬的物種形成及該屬植物的起源中心,以及各種之間的親緣關系,提出了這個屬的一個新系統。殷宏章、沈允綱等在世界上最早發現光合磷酸化高能態的存在。上海葯物研究所鄒岡及其導師張昌紹提出第三腦室周圍灰質和大腦導水管是嗎啡發揮鎮痛作用部位的新觀點,是嗎啡鎮痛機理研究的重要成果。在生物學眾多的分支學科的基礎研究中,建國以來,中國科學家都取得了不少研究成果,對中國生物科學的發展具有重大意義,這里不分科一一列舉了。值得提出的是,在分子生物學和遺傳工程方面中國科學家也取得了可喜的成就。例如,1965年9月,上海生化所王應睞、鈕經義、鄒承魯等,上海有機化學研究所汪猷等,北京大學化學系邢其毅等共同協作,經過6年零9個月的艱苦努力,在世界上第一次用人工的方法合成了具有生物活性的蛋白質——結晶牛胰島素。1971年9月,中國科學院物理研究所梁棟材等,生物物理研究所林正炯以及北京大學生物系等單位合作,成功地用X射線衍射法完成了解析度為2.5埃的豬胰島素晶體結構的分析工作,1974年又完成了解析度為 1.8埃豬胰島素晶體結構的分析工作。1981年11月,上海生物化學研究所、上海細胞生物研究所、上海有機化學所、生物物理所、北京大學生物系和上海試劑二廠等單位協作,在王應睞、汪猷的領導下,王德寶等人經過13年的努力,完成了酵母丙氨酸轉移核糖核酸的人工合成,合成產物具有與天然轉移丙氨酸相同的生物活性。在分子遺傳學方面,70年代末上海植物生理研究所沈善炯在固氮基因方面的研究中測得 nif基因的物理間距,矯正了國外關於 nif基因組分為兩簇,其間有靜止區的論點。在基因工程方面,人工構建的青黴素醯化酶工程菌株,已完成了中間生產試驗;預防乙型肝炎的基因工程疫苗正在擴大臨床試驗;預防仔豬腹瀉的基因工程疫苗也在進行擴大試驗:還構建了人胰島素原和人生長激素的基因工程菌。此外還獲得了一些抗病的基因工程植株,如抗煙草花葉病毒的煙草,抗枯萎病和黃萎病的棉花、抗除草劑的大豆等,轉基因魚和轉基因兔也初獲成功。
綜上所述,經過30多年艱苦奮斗,中國生物學的科研和教學機構已遍布全國各地,形成了一個包括基礎研究和應用研究在內的、門類比較齊全、從整體到生物大分子水平之間的多層次的生物科學體系,擁有一支素質較好、水平較高的生物科學專業隊伍,具有一定的科技攻堅能力。在生物資源的調查研究、應用研究、生物學的基礎理論探索以及前沿領域研究等方面,均取得了一定的成果,為中國今後生物科學的更大發展奠定了基礎。
⑧ 目前生物科技有什麼最新發展成果
目前生物科技有什麼最新發展成果
1.我國科學家發現阿爾茨海默症致病的新機制
2006年11月19日,國際著名學術期刊《自然·醫學》網路版在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所研究組關於β澱粉樣蛋白產生過程新機制的最新研究成果。這項成果揭示了阿爾茨海默症致病的新機制,並且提示β2-腎上腺素受體有可能成為研發阿爾茨海默症的治療葯物的新靶點。
2.我國抗糖尿病新葯研究取得開創性進展
中科院上海葯物所科學家2006年在非肽類小分子胰高血糖素樣肽-1受體激動劑的研究領域取得了重要進展,相關成果於2007年元月第一周發表在國際權威科學期刊《美國科學院院刊(PNAS)》網路版上。美國科學院院刊編輯部在向媒體的書面新聞發布中指出,這類口服有效的非肽類小分子激動劑有可能成為糖尿病、肥胖症和其他相關代謝性疾病的一種新型療法。
3.揭示果蠅記憶奧秘,探索記憶的神經生物學基礎
中科院生物物理研究所研究組關於果蠅的最新研究成果,揭示了果蠅的腦中並不存在一個通用的記憶中心,而是不同感覺記憶儲藏在不同的區域里,並且像人類能記住圖像的高度、大小、顏色等不同參數一樣,果蠅的圖像記憶也有對應的不同參數。通過對果蠅記憶基因的研究,可進一步運用到小白鼠、哺乳動物甚至人類身上,從而解決人類失眠、老年痴獃等精神性疾病。
4.飲用水質安全風險的末端控制技術與應用
為及時評價水質狀況及應對突發事件,中科院生態環境研究中心和中科院廣州地球化學研究所合作開發出適合末端水質監控的生物在線監測與預警技術,建立並完善生物毒性測試方法,在分子、細胞水平上形成一套適用於水質評估的技術體系。研究中開發的關鍵技術擁有自主知識產權,共產生發明專利22項,發表論文61 篇,其中SCI收錄論文23篇。
5.美國科學家制出「仿生眼」助盲人恢復視力
美國科學家說,將可在兩年內提供「仿生眼睛」植入手術,幫助數百萬盲人恢復視力。
美國的研究人員已獲准於兩年內在五個治療中心為50到70名病人安裝這種「仿生眼睛」。
以希臘神話中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的「阿古斯二型」系統利用一個安裝在眼鏡上的照相機,把視覺信號傳送到眼睛裡的電極。
以前接受不夠先進的人工視網膜移植手術的病人能夠「看到」 光線、影像和物體的運動。但圖像不夠清晰。
一名失明者在1999年接受了這種手術,現在他上街時能夠避開長的或較低的樹枝,但看人時好像是看到一團黑影。
不過美國加州大學的科學家說,他們研造的「仿生眼睛」嘗試從相機取得實時的圖像,然後把它們變成微弱的電信號,輸送到一個接收器後,在通過電極,刺激視網膜的視覺神經向大腦發出信號,讓失明者能夠「看到」景物。
這種新的裝置比傳統的人工視網膜更細小,但擁有多達60個電極,使解像度更高。而且面積只有一平方毫米,植入手術也更容易。