❶ 生物動物基因工程 目前研究重點、方向、及最新成果
基因工程的應用
基因工程已經成為生物科學中不可或缺的一部分.也是最令人類充滿無限遐想的一門科學.自從解開人類基因組後,長生不老等就古老的傳說又再度流行起來.盡管現在的基因技術還不能做到讓你真的長生不老,但是基因療法等技術的出現已經讓人們看到了基因工程的生命力.本文從環境保護,軍事等方面淺談了基因工程的應用.</P>
目前世界許多國家將生物技術,信息技術和新材料技術作為三大重中之重技術,而生物技術可以分為傳統生物技術,工業生物發酵技術和現代生物技術。
現在人們常說的生物技術實際上就是現代生物技術。現代生物技術包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等五大工程技術。其中基因工程技術是現代生物技術的核心技術。基因工程的核心技術是DNA的重組技術,也就是基因克隆技術。既然基因工程這么重要,那麼什麼是基因工程呢?
基因工程是指在體外將核酸分子插入病毒、質粒或其它載體分子,構成遺傳物質的新組合,並使之參入到原先沒有這類分子的寄主細胞內,而能持續穩定地繁殖。根據這個概念,人們可以從一個生物的基因中提取有用的基因片斷,植入到另外一個生物體內,從而使該生物獲得某些新的遺傳性狀。從而獲得所需要的新的生物的變種.運用基因工程可以加快生物的變異,並使生物的變異朝著有益於人類的方向發展.而且,基因工程是處在分子水平上的操作,因而可以跨越不同的物種進行操作.大大改善了傳統的只能同類生物雜交並且不能控制變異方向的方法.例如,傳統的水稻培養方法是讓很多不同的水稻雜交,然後將種子都培養成水稻,再從中選擇優良的品種.但是這種方法不僅工作量大,而且效果也不是很好.根據DNA重組原理,有些隱性性狀大約只有1/4的概率能表達出來.這樣就做了大量的無用功.但是利用基因工程,我們只需要從不同的水稻中提取所需要表達出來的性狀的核苷酸組合,將其移植到另外的水稻上,就可以表達出來.這樣做,大大節省了工程的周期,也提高了基因性狀表現的精確度.另外,不同種的生物一般是不能交配的.例如魚和牛,就不能進行交配而生出下一代.但是利用基因工程,我們可以把魚的某些基因移植到牛的受精卵上,或者把牛的基因移植到魚的受精卵上,加以培養,就可以產生既有牛的性狀又有魚的性狀的新的物種.雖然基因工程有這么多的好處,但是也不是說可以濫用的.因為每種生物經過適者生存的自然選擇,都能適應所處的生存環境.如果移植了外來的基因,可能會打破其體內的細胞的平衡,從而導致細胞的快速衰老甚至死亡.可見,基因工程要正確處理好細胞的相容性.</P>
那麼,基因工程都有那些應用呢?
一:在生產領域,人們可以利用基因技術,生產轉基因食品.例如,科學家可以把某種肉豬體內控制肉的生長的基因植入雞體內,從而讓雞也獲得快速增肥的能力.但是,轉基因因為有高科技含量, 怕吃了轉基因食品中的外源基因後會改變人的遺傳性狀,比如吃了轉基因豬肉會變得好動,喝了轉基因牛奶後易患戀乳症等等。華中農業大學的張啟發院士認為:「轉基因技術為作物改良提供了新手段,同時也帶來了潛在的風險。基因技術本身能夠進行精確的分析和評估,從而有效地規避風險。對轉基因技術的風險評估應以傳統技術為參照。科學規范的管理可為轉基因技術的利用提供安全保障。生命科學基礎知識的科普和公眾教育十分重要。<BR>」<BR>
二:軍事上的應用.生物武器已經使用了很長的時間.細菌,毒氣都令人為之色變.但是,現在傳說中的基因武器卻更加令人膽寒.基因武器只對具有某種基因的人(例如某一種族)有殺傷力,而對其他種族的人毫無影響.這種武器的使用無疑會使遭受基因武器襲擊的種族面臨滅頂之災.</P>
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三: 環境保護上,也可以應用基因武器.我們可以針對一些破壞生態平衡的動植物,研製出專門的基因葯物,既能高效的殺死它們,又不會對其他生物造成影響.還能節省成本.例如一直危害我國淡水區域的水葫蘆,如果有一種基因產品能夠高校殺滅的話,那每年就可以節省幾十億了.</P>
<P>科學是一把雙刃劍.基因工程也不例外.我們要發揮基因工程中能造福人類的部分,抑止它的害處.
四,醫療方面
隨著人類對基因研究的不斷深入,發現許多疾病是由於基因結構與功能發生改變所引起的。科學家將不僅能發現有缺陷的基因,而且還能掌握如何進行對基因診斷、修復、治療和預防,這是生物技術發展的前沿。這項成果將給人類的健康和生活帶來不可估量的利益。<BR> 所謂基因治療是指用基因工程的技術方法,將正常的基因轉如病患者的細胞中,以取代病變基因,從而表達所缺乏的產物,或者通過關閉或降低異常表達的基因等途徑,達到治療某些遺傳病的目的。目前,已發現的遺傳病有6500多種,其中由單基因缺陷引起的就有約3000多種。因此,遺傳病是基因治療的主要對象。<BR> 第一例基因治療是美國在1990年進行的。當時,兩個4歲和9歲的小女孩由於體內腺苷脫氨酶缺乏而患了嚴重的聯合免疫缺陷症。科學家對她們進行了基因治療並取得了成功。這一開創性的工作標志著基因治療已經從實驗研究過渡到臨床實驗。1991年,我國首例B型血友病的基因治療臨床實驗也獲得了成功。<BR>
基因治療的最新進展是即將用基因槍技術於基因治療。其方法是將特定的DNA用改進的基因槍技術導入小鼠的肌肉、肝臟、脾、腸道和皮膚獲得成功的表達。這一成功預示著人們未來可能利用基因槍傳送葯物到人體內的特定部位,以取代傳統的接種疫苗,並用基因槍技術來治療遺傳病。<BR>
目前,科學家們正在研究的是胎兒基因療法。如果現在的實驗療效得到進一步確證的話,就有可能將胎兒基因療法擴大到其它遺傳病,以防止出生患遺傳病症的新生兒,從而從根本上提高後代的健康水平。</P>
五,基因工程葯物研究</STRONG></P>
<P> 基因工程葯物,是重組DNA的表達產物。廣義的說,凡是在葯物生產過程中涉及用基因工程的,都可以成為基因工程葯物。在這方面的研究具有十分誘人的前景。<BR>
基因工程葯物研究的開發重點是從蛋白質類葯物,如胰島素、人生長激素、促紅細胞生成素等的分子蛋白質,轉移到尋找較小分子蛋白質葯物。這是因為蛋白質的分子一般都比較大,不容易穿過細胞膜,因而影響其葯理作用的發揮,而小分子葯物在這方面就具有明顯的優越性。另一方面對疾病的治療思路也開闊了,從單純的用葯發展到用基因工程技術或基因本身作為治療手段。<BR>
現在,還有一個需要引起大家注意的問題,就是許多過去被征服的傳染病,由於細菌產生了耐葯性,又卷土重來。其中最值得引起注意的是結核病。據世界衛生組織報道,現已出現全球肺結核病危機。本來即將被消滅的結核病又死灰復燃,而且出現了多種耐葯結核病。據統計,全世界現有17.22億人感染了結核病菌,每年有<BR>900萬新結核病人,約300萬人死於結核病,相當於每10秒鍾就有一人死於結核病。科學家還指出,在今後的一段時間里,會有數以百計的感染細菌性疾病的人將無葯可治,同時病毒性疾病日益曾多,防不勝防。不過與此同時,科學家們也探索了對付的辦法,他們在人體、昆蟲和植物種子中找到一些小分子的抗微生物多肽,它們的分子量小於4000,僅有30多個氨基酸,具有強烈的廣普殺傷病原微生物的活力,對細菌、病菌、真菌等病原微生物能產生較強的殺傷作用,有可能成為新一代的「超級抗生素」。除了用它來開發新的抗生素外,這類小分子多肽還可以在農業上用於培育抗病作物的新品種。</P>
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六,加快農作物新品種的培育</STRONG></P>
<P> 科學家們在利用基因工程技術改良農作物方面已取得重大進展,一場新的綠色革命近在眼前。這場新的綠色革命的一個顯著特點就是生物技術、農業、食品和醫葯行業將融合到一起。 <BR>
本世紀五、六十年代,由於雜交品種推廣、化肥使用量增加以及灌溉面積的擴大,農作物產量成倍提高,這就是大家所說的「綠色革命」。但一些研究人員認為,這些方法目前已很難再使農作物產量有進一步的大幅度提高。<BR>
基因技術的突破使科學家們得以用傳統育種專家難以想像的方式改良農作物。例如,基因技術可以使農作物自己釋放出殺蟲劑,可以使農作物種植在旱地或鹽鹼地上,或者生產出營養更豐富的食品。科學家們還在開發可以生產出能夠防病的疫苗和食品的農作物。<BR> 基因技術也使開發農作物新品種的時間大為縮短。利用傳統的育種方法,需要七、八年時間才能培育出一個新的植物品種,基因工程技術使研究人員可以將任何一種基因注入到一種植物中,從而培育出一種全新的農作物品種,時間則縮短一半。<BR>
雖然第一批基因工程農作物品種5年前才開始上市,但今年美國種植的玉米、大豆和棉花中的一半將使用利用基因工程培育的種子。據估計,今後5年內,美國基因工程農產品和食品的市場規模將從今年的40億美元擴大到200億美元,20年後達到750億美元。有的專家預計,「到下世紀初,很可能美國的每一種食品中都含有一點基因工程的成分。」<BR>
盡管還有不少人、特別是歐洲國家消費者對轉基因農產品心存疑慮,但是專家們指出,利用基因工程改良農作物已勢在必行。這首先是由於全球人口的壓力不斷增加。專家們估計,今後40年內,全球的人口將比目前增加一半,為此,糧食產量需增加75%。另外,人口的老齡化對醫療系統的壓力不斷增加,開發可以增強人體健康的食品十分必要。 <BR>
加快農作物新品種的培育也是第三世界發展中國家發展生物技術的一個共同目標,我國的農業生物技術的研究與應用已經廣泛開展,並已取得顯著效益。</P>
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七,分子進化工程的研究</STRONG></P>
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分子進化工程是繼蛋白質工程之後的第三代基因工程。它通過在試管里對以核酸為主的多分子體系施以選擇的壓力,模擬自然中生物進化歷程,以達到創造新基因、新蛋白質的目的。<BR>
這需要三個步驟,即擴增、突變、和選擇。擴增是使所提取的遺傳信息DNA片段分子獲得大量的拷貝;突變是在基因水平上施加壓力,使DNA片段上的鹼基發生變異,這種變異為選擇和進化提供原料;選擇是在表型水平上通過適者生存,不適者淘汰的方式固定變異。這三個過程緊密相連缺一不可。<BR>
現在,科學家已應用此方法,通過試管里的定向進化,獲得了能抑制凝血酶活性的DNA分子,這類DNA具有抗凝血作用,它有可能代替溶解血栓的蛋白質葯物,來治療心肌梗塞、腦血栓等疾病。<BR>
我國基因研究的成果</STRONG></P>
<P> 以破譯人類基因組全部遺傳信息為目的的科學研究,是當前國際生物醫學界攻克的前沿課題之一。據介紹,這項研究中最受關注的是對人類疾病相關基因和具有重要生物學功能基因的克隆分離和鑒定,以此獲得對相關疾病進行基因治療的可能性和生產生物製品的權利。<BR>
人類基因項目是國家「863」高科技計劃的重要組成部分。在醫學上,人類基因與人類的疾病有相關性,一旦弄清某基因與某疾病的具體關系,人們就可以製造出該疾病的基因葯物,對人類健康長壽產生巨大影響。據介紹,人類基因樣本總數約10萬條,現已找到並完成測序的約有8000條。<BR>
近些年我國對人類基因組研究十分關注,在國家自然科學基金、「863計劃」以及地方政府等多渠道的經費資助下,已在北京、上海兩地建立了具備先進科研條件的國家級基因研究中心。同時,科技人員緊跟世界新技術的發展,在基因工程研究的關鍵技術和成果產業化方面均有突破性的進展。我國人類基因組研究已走在世界先進行列,某些基因工程葯物也開始進入應用階段。<BR> 目前,我國在蛋白基因的突變研究、血液病的基因治療、食管癌研究、分子進化理論、白血病相關基因的結構研究等項目的基礎性研究上,有的成果已處於國際領先水平,有的已形成了自己的技術體系。而乙肝疫苗、重組α型干擾素、重組人紅細胞生成素,以及轉基因動物的葯物生產器等十多個基因工程葯物,均已進入了產業化階段。</P>
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基因技術:進退兩難的境地和兩面性的特徵</STRONG><BR> <BR> 基因作物在輿論界引發爭議不足為怪。但在同屬發達世界的大西洋兩岸,轉基因技術的待遇迥然不同卻是一種耐人尋味的現象。當美國40%的農田種植了經過基因改良的作物、消費者大都泰然自若地購買轉基因食品時,此類食品在歐洲何以遭遇一浪高過一浪的喊打之聲?<BR> 從直接社會背景看,目前歐洲流行「轉基因恐懼症」情有可原。從1986年英國發現瘋牛病,到今年比利時污染雞查出致癌的二惡英和可口可樂在法國導致兒童溶血症,歐洲人對食品安全頗有些風聲鶴唳,關於轉基因食品可能危害人類健康的假設如條件反射一般讓他們聞而生畏。<BR>
同時,歐洲較之美國在環境和生態保護問題上一貫採取更為敏感乃至激進的態度,這是轉基因食品在歐美處境殊異的另一緣故。一方面,歐洲各國媒介的環保意識日益強烈,往往對可能危害環境和生態的問題窮追不舍甚至進行誇張的報道,這在很大程度上左右著公眾對諸如轉基因問題的態度。另一方面,以「綠黨」為代表的「環保主義勢力」近年來在歐洲政壇崛起,在政府和議會中的勢力不斷擴大,對決策過程施加著越來越大的影響。<BR>
但是,歐洲人對轉基因技術之所以採取如此排斥的態度,似乎還有一個較為隱蔽卻很重要的深層原因。實際上,在轉基因問題上歐美之間既有價值觀念之差,更是經濟利益之爭。與一般商品不同,轉基因技術具有一種獨特的壟斷性。在技術上,美國的「生命科學」公司一般都通過生物工程使其產品具有自我保護功能。其中最突出的是「終止基因」,它可以使種子自我毀滅而不能象傳統作物種子那樣被再種植。另一種技術是使種子必須經過只為種子公司所掌握的某種「化學催化」方能發育和生長。在法律上,轉基因作物種子一般是通過一種特殊的租賃制度提供的,消費者不得自行保留和再種植。美國是耗資巨大的基因工程研究最大的投資者,而從事轉基因技術開發的美國公司都熟諳利用知識產權和專利保護法尋求巨額回報之道。美國目前被認為已控制了相當大份額的轉基因產品市場,進而可以操縱市場價格。因此,抵制轉基因技術實際上也就是抵制美國在這一領域的壟斷。<BR>
生物技術在許多領域正在發揮越來越重要的作用:遺傳工程產品在農業領域無孔不入,遺傳工程作物開始在美國農業中佔有重要位置;生物技術在醫學領域取得顯著進展,已有一些遺傳工程葯物取代了常規葯物,醫學界在幾方面從基因研究中獲利;克隆技術的進展為拯救瀕危物種及探索多種人類疾病的治療方法提供了前所未有的機會。目前研究人員正准備將生物技術推進到更富挑戰性的領域。但近來警惕遺傳學家的行為的聲音越來越受到重視。<BR>
今天,人們藉助於所謂的DNA切片已能同時研究上百個遺傳基質。基因的研究達到了這樣一個發展高度,幾年後,隨著對人類遺傳物質分析的結束,人們開始集中所有的手段對人的其他部分遺傳物質的優缺點進行有系統地研究。但是,生物學的發展也有其消極的一面:它容易為種族主義提供新的遺傳學方面的依據對新的遺傳學持批評態度的人總喜歡描繪出一幅可怕的景象:沒完沒了的測試、操縱和克隆、毫無感情的士兵、基因很完美的工廠工人……遺傳密碼使基因研究人員能深入到人們的內心深處,並給他們提供了操縱生命的工具。然而他們是否能使遺傳學朝好的研究方向發展還完全不能預料。
❷ 生物多樣性的研究進展
生物多樣性是如何從有限的基因庫演化而來的呢?越來越多的科學證據顯示,驚人復雜性的關鍵在於轉錄因子對基因表達的調控。隨著越來越多生物的基因組被測序,人們發現基因組中的基因總數並不能反映生物的復雜性,而轉錄因子往往以多種組合的形式起作用,由此帶來了更大的復雜性。
研究人員通過單顆粒冷凍電子顯微鏡,發現TFIID轉錄因子有兩種不同的結構狀態並存。這兩種狀態(標准態和重排態)的差別只在於一個亞結構元件lobe A的易位,而這一結構轉換能夠起始轉錄,將DNA的遺傳學信息轉錄到RNA中以便進行蛋白合成。盡管在多細胞動物的進化過程中,蛋白編碼基因的數量相對穩定,但DNA調控元件的數量卻在顯著增加,研究人員發現TFIID存在兩種結構和功能形式,展示了轉錄因子組合調控基因表達水平從而增加多樣性的機制。 全球生物多樣性重組 研究稱物種數量未降反增。
2014年5月,美國佛蒙特大學、聖安德魯斯大學和蘇格蘭和緬因大學的一項新的物種研究並未對此有所發現。相反研究人員驚訝地發現,隨著時間的推移,從極地到熱帶,從海洋到陸地,很多地方的物種數量甚至有所增加。
❸ 基因工程最近幾年的研究成果有哪些
基因工程最近幾年的研究成果有哪些
關於轉基因生物的安全性,沒有科學性共識。盡管如此,基因工程農作物已被大規模投放,生物醫學應用也日益增加。轉基因生物還被投入工業使用和環境恢復,而公眾對此卻知之甚少。最近幾年,越來越多的證據證明存在生態、健康危害和風險,對農民也有不利影響.
基因工程細菌影響土壤生物,導致植物死亡
1999出版的研究資料例舉了基因工程微生物釋放到環境中將如何導致廣泛的生態破環。
當把克氏桿菌的基因工程菌株與砂土和小麥作物加入微觀體中時,餵食線蟲類生物的細菌和真菌數量明顯增加,導致植物死亡。而加入親本非基因工程菌株時,僅有餵食線蟲類生物的細菌數量增加,而植物不會死亡。沒有植物而將任何一種菌株引入土壤都不會改變線蟲類群落。
克氏桿菌是一種能使乳糖發酵的常見土壤細菌。基因工程細菌被製造用來在發酵桶中產生使農業廢物轉換為乙醇的增強乙醇濃縮物。發酵殘留物,包括基因工程細菌亦可於土壤改良。
研究證明,一些土壤生態系統中的基因工程細菌在某些條件下可長期存活,時間之長足以刺激土壤生物產生變化,影響植物生長和營養循環進程。雖然仍不清楚此類就地觀測的程度,但是基因工程細菌引起植物死亡的發現也說明如果使用此種土壤改良有殺傷農作物的可能。
致命基因工程鼠痘病毒偶然產生
澳大利亞研究員在研發對相對無害的鼠痘病毒基因工程時竟意外製創造出可徹底消滅老鼠的殺手病毒。
研究員們將白細胞間介素4的基因(在身體中自然產生)插入到一種鼠痘病毒中以促進抗體的產生,並創造出用於控制鼠害的鼠類避妊疫苗。非常意外的是,插入的基因完全抑制了老鼠的免疫系統。鼠痘病毒通常僅導致輕微的症狀,但加入IL-4基因後,該病毒9天內使所有動物致死。更糟的是,此種基因工程病毒對接種疫苗有著異乎尋常的抵抗力。
經改良的鼠痘病毒雖然對人類無影響,但卻與天花關系十分密切,讓人擔心基因工程將會被用於生物戰。一名研究員在談及他們決定出版研究成果的原因時曾說: 我們想警告普通民眾,現在有了這種有潛在危險的技術,我們還想讓科學界明白,必須小心行事,製造高危致命生物並不是太困難。
殺蟲劑使用的增加大部分是由於HT作物,尤其是HT大豆使用的殺蟲劑增加,這一點可追溯到對HT作物的嚴重依賴性以及雜草管理的單一除草劑(草甘磷)使用。這已導致轉移到更加難以控制的雜草,而某些雜草中還出現了遺傳抗性,迫使許多農民在基因工程作物上噴灑更多的除草劑以對雜草適當進行控制。HT大豆中的抗草甘膦杉葉藻(marestail)於2000年在美國首次出現,在HT棉花中也已鑒別出此種物質[27]。
其它研究顯示,基因工程農作物本身也會對其使用的除草劑產生抗性,引發嚴重的自身自長作物問題(同一塊地里早先種植的作物種子發芽的植物後來變成雜草)並迫使進一步使用除草劑。加拿大科學家證實了抗多種除草劑之基因工程油菜的迅速演化,此種作物因花粉長距離傳播而融合了不同公司研製的單價抗除草劑特性。
此外,科學家還在2002年確認了轉基因可從Bt向日葵移動到附近的野生向日葵,使雜化物更強、對化學葯品更具抗性,因為較之無基因控制的情況,雜化物多了50%的種子,且種子健康,甚至在乾旱條件下也如此。
北卡羅萊那州大學的研究顯示,Bt油菜與相關雜草、鳥食草之間的交叉物可產生抗蟲性雜合物,使雜草控制更困難。
所有這些事件使預防方法和嚴格的生物安全管理變得突出。預防原則在《卡塔赫納生物安全協議》這一主要管理轉基因微生物的國際法律中已得到重申。尤其是第 10(6)條聲稱,如果缺乏科學定論,締約方可限制或禁止轉基因生物的進口,以避免或使生物多樣性及人類健康的不利影響降到最低。
❹ 基因工程在研究動植物物種起源方面有哪些成果
基因工程還可應用於研究動植物的物種起源———科學家利用基因比較發現,鯨與牛的親緣關系比魚更接近;中國、美國、加拿大三國科學家通過基因研究宣布鳥類起源於恐龍。
基因工程在其他領域的應用也很廣泛。美國科學家利用基因工程在山羊奶中煉出了「生物鋼」,他們將蜘蛛蛋白基因轉移到山羊的乳房細胞中,使山羊乳汁中產生蜘蛛蛋白,以此製造出一種嶄新的蜘蛛絲式纖維。這種纖維不僅可降解,而且其強度足以防彈。科學家們還一直試圖從恐龍化石中找到恐龍基因,希望由此復活已滅絕的恐龍。
❺ 生物學,基因問題解答
1.幹細胞(stem cells, SC)是一類具有自我復制能力(self-renewing)的多潛能細胞,在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞。根據幹細胞所處的發育階段分為胚胎幹細胞(embryonic stem cell,ES細胞)和成體幹細胞(somatic stem cell)。根據幹細胞的發育潛能分為三類:全能幹細胞(totipotent stem cell,TSC)、多能幹細胞(pluripotent stem cell)和單能幹細胞(unipotent stem cell)。幹細胞(Stem Cell)是一種未充分分化,尚不成熟的細胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫學界稱為「萬用細胞」。
2.抗生素(antibiotics)是由微生物(包括細菌、真菌、放線菌屬)或高等動植物在生活過程中所產生的具有抗病原體或其它活性的一類次級代謝產物,能幹擾其他生活細胞發育功能的化學物質。現臨床常用的抗生素有微生物培養液液中提取物以及用化學方法合成或半合成的化合物。目前已知天然抗生素不下萬種。其作用原理為抗生素殺菌作用主要有4種機制 抑制細菌細胞壁的合成:抑制細胞壁的合成會導致細菌細胞破裂死亡,以這種方式作用的抗菌葯物包括青黴素類和頭孢菌素類,哺乳動物的細胞沒有細胞壁,不受這些葯物的影響。 與細胞膜相互作用:一些抗菌素與細胞的細胞膜相互作用而影響膜的滲透性,這對細胞具有致命的作用。以這種方式作用的抗生素有多粘菌素和短桿菌素。 干擾蛋白質的合成:干擾蛋白質的合成意味著細胞存活所必需的酶不能被合成。干擾蛋白質合成的抗生素包括福黴素(放線菌素)類、氨基糖苷類、四環素類和氯黴素。 抑制核酸的轉錄和復制:抑制核酸的功能阻止了細胞分裂和/或所需酶的合成。以這種方式作用的抗生素包括萘啶酸和二氯基吖啶。
3.目的基因、運載體、工具酶、受體細胞
步驟:基本操作步驟
1.獲取目的基因是實施基因工程的第一步。如植物的抗病(抗病毒 抗細菌)基因,種子的貯藏蛋白的基因,以及人的胰島素基因干擾素基因等,都是目的基因。 要從浩瀚的「基因海洋」中獲得特定的目的基因,是十分不易的。科學家們經過不懈地探索,想出了許多辦法,其中主要有兩條途徑:一條是從供體細胞的DNA中直接分離基因;另一條是人工合成基因。 直接分離基因最常用的方法是「鳥槍法」,又叫「散彈射擊法」。鳥槍法的具體做法是:用限制酶將供體細胞中的DNA切成許多片段,將這些片段分別載入運載體,然後通過運載體分別轉入不同的受體細胞,讓供體細胞提供的DNA(即外源DNA)的所有片段分別在各個受體細胞中大量復制(在遺傳學中叫做擴增),從中找出含有目的基因的細胞,再用一定的方法把帶有目的基因的DNA片段分離出來。如許多抗蟲抗病毒的基因都可以用上述方法獲得。 用鳥槍法獲得目的基因的優點是操作簡便,缺點是工作量大,具有一定的盲目性。又由於真核細胞的基因含有不表達的DNA片段,一般使用人工合成的方法。 目前人工合成基因的方法主要有兩條。一條途徑是以目的基因轉錄成的信使RNA為模版,反轉錄成互補的單鏈DNA,然後在酶的作用下合成雙鏈DNA,從而獲得所需要的基因。另一條途徑是根據已知的蛋白質的氨基酸序列,推測出相應的信使RNA序列,然後按照鹼基互補配對的原則,推測出它的基因的核苷酸序列,再通過化學方法,以單核苷酸為原料合成目的基因。如人的血紅蛋白基因胰島素基因等就可以通過人工合成基因的方法獲得。 2.基因表達載體的構建(即目的基因與運載體結合)是實施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。 將目的基因與運載體結合的過程,實際上是不同來源的DNA重新組合的過程。如果以質粒作為運載體,首先要用一定的限制酶切割質粒,使質粒出現一個缺口,露出黏性末端。然後用同一種限制酶切斷目的基因,使其產生相同的黏性末端。將切下的目的基因的片段插入質粒的切口處,再加入適量DNA連接酶,質粒的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端就會因鹼基互補配對而結合,形成一個重組DNA分子。如人的胰島素基因就是通過這種方法與大腸桿菌中的質粒DNA分子結合,形成重組DNA分子(也叫重組質粒)的。 3.將目的基因導入受體細胞是實施基因工程的第三步。目的基因的片段與運載體在生物體外連接形成重組DNA分子後,下一步是將重組DNA分子引入受體細胞中進行擴增。 基因工程中常用的受體細胞有大腸桿菌,枯草桿菌,土壤農桿菌,酵母菌和動植物細胞等。 用人工方法使體外重組的DNA分子轉移到受體細胞,主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。例如,如果運載體是質粒,受體細胞是細菌,一般是將細菌用氯化鈣處理,以增大細菌細胞壁的通透性,使含有目的基因的重組質粒進入受體細胞。目的基因導入受體細胞後,就可以隨著受體細胞的繁殖而復制,由於細菌的繁殖速度非常快,在很短的時間內就能夠獲得大量的目的基因。 4.目的基因導入受體細胞後,是否可以穩定維持和表達其遺傳特性,只有通過檢測與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作。
在自然科學還沒有發展的古代,人們對生物的五光十色、絢麗多彩迷惑不解,他們往往把生命和無生命看成是截然不同、沒有聯系的兩個領域,認為生命不服從於無生命物質的運動規律。不少人還將各種生命現象歸結為一種非物質的力,即「活力」的作用。這些無根據的臆測,隨著生物學的發展而逐漸被拋棄,在現代生物學中已經沒有立足之地了。20世紀特別是40年代以來,生物學吸收了數學、物理學和化學等的成就,逐漸發展成一門精確的、定量的、深入到分子層次的科學。人們已經認識到生命是物質的一種運動形態。生命的基本單位是細胞,它是由蛋白質、核酸、脂質等生物大分子組成的物質系統。生命現象就是這一復雜系統中物質、能和信息三個量綜合運動與傳遞的表現。生命有許多為無生命物質所不具備的特性。例如,生命能夠在常溫、常壓下合成多種有機化合物,包括復雜的生物大分子;能夠以遠遠超出機器的生產效率來利用環境中的物質和能製造體內的各種物質,而不排放污染環境的有害物質;能以極高的效率儲存信息和傳遞信息;具有自我調節功能和自我復制能力;以不可逆的方式進行著個體發育和物種的演化等等。揭露生命過程中的機制具有巨大的理論和實踐意義。 現代生物學是一個有眾多分支的龐大的知識體系,本文著重說明生物學研究的對象、分科、方法和意義。關於生命的本質和生物學發展的歷史,將分別在「生命」、「生物學史」等條目中闡述。
生態學
是研究生物與生物之間以及生物與環境之間的關系的學科。研究范圍包括個體、種群、群落、生態系統以及生物圈等層次。揭示生態系統中食物鏈、生產力、能量流動和物質循環的有關規律,不但具有重要的理論意義,而且同人類生活密切相關。生物圈是人類的家園。人類的生產活動不斷地消耗天然資源,破壞自然環境。特別是進入20世紀以後,由於人口急劇增長,工業飛速發展,自然環境遭到空前未有的破壞性沖擊。保護資源、保持生態平衡是人類當前刻不容緩的任務。生態學是環境科學的一個重要組成成分,所以也可稱環境生物學。人類生態學涉及人類社會,它已超越了生物學范圍,而同社會科學相關聯。 生命活動不外物質轉化和傳遞、能的轉化和傳遞以及信息的傳遞三個方面。因此,用物理的、化學的以及數學的手段研究生命是必要的,也是十分有效的。交叉學科如生物化學、生物物理學、生物數學就是這樣產生的。 生物化學是研究生命物質的化學組成和生物體各種化學過程的學科,是進入20世紀以後迅速發展起來的一門學科。生物化學的成就提高了人們對生命本質的認識。生物化學和分子生物學的內容有區別,但也有相同之處。一般說來,生物化學側重於生命的化學過程、參與這一過程的作用物、產品以及酶的作用機制的研究。例如在細胞呼吸、光合作用等過程中物質和能的轉換、傳遞和反饋機制都是生物化學的研究內容。分子生物學是從研究生物大分子的結構發展起來的,現在更多的仍是研究生物大分子的結構與功能的關系、以及基因表達、調控等方面的機制問題。 生物物理學是用物理學的概念和方法研究生物的結構和功能、研究生命活動的物理和物理化學過程的學科。早期生物物理學的研究是從生物發光、生物電等問題開始的,此後隨著生物學的發展,物理學新概念,如量子物理、資訊理論等的介入和新技術如 X衍射、光譜、波譜等的使用,生物物理的研究范圍和水平不斷加寬加深。一些重要的生命現象如光合作用的原初瞬間捕捉光能的反應,生物膜的結構及作用機制等都是生物物理學的研究課題。生物大分子晶體結構、量子生物學以及生物控制論等也都屬於生物物理學的范圍。 生物數學是數學和生物學結合的產物。它的任務是用數學的方法研究生物學問題,研究生命過程的數學規律。早期,人們只是利用統計學、幾何學和一些初等的解析方法對生物現象做靜止的、定量的分析。20世紀20年代以後,人們開始建立數學模型,模擬各種生命過程。現在生物數學在生物學各領域如生理學、遺傳學、生態學、分類學等領域中都起著重要的作用,使這些領域的研究水平迅速提高,另一方面,生物數學本身也在解決生物學問題中發展成一獨立的學科。 有少數生物學科是按方法來劃分的,如描述胚胎學、比較解剖學、實驗形態學等。按方法劃分的學科,往往作為更低一級的分支學科,被包括在上述按屬性和類型劃分的學科中。 生物界是一個多層次的復雜系統。為了揭示某一層次的規律以及和其他層次的關系,出現了按層次劃分的學科並且愈來愈受人們的重視。 分子生物學是研究分子層次的生命過程的學科。它的任務在於從分子的結構與功能以及分子之間的相互作用去揭示各種生命過程的物質基礎。現代分子生物學的一個主要分科是分子遺傳學,它研究遺傳物質的復制、遺傳信息的傳遞、表達及其調節控制問題等。 細胞生物學是研究細胞層次生命過程的學科,早期稱細胞學是以形態描述為主的。以後,細胞學吸收了分子生物學的成就,深入到超微結構的水平,主要研究細胞的生長、代謝和遺傳等生物學過程,細胞學也就發展成細胞生物學了。 個體生物學是研究個體層次生命過程的學科。在復式顯微鏡發明之前,生物學大都是以個體和器官系統為研究對象的。研究個體的過程有必要分析組成這一過程的器官系統過程、細胞過程和分子過程。但是個體的過程又不同於器官系統過程、細胞過程或分子過程的簡單相加。個體的過程存在著自我調節控制的機制,通過這一機制,高度復雜的有機體整合為高度協調的統一體,以協調一致的行為反應於外界因素的刺激。個體生物學建立得很早,直到現在,仍是十分重要的。 種群生物學是研究生物種群的結構、種群中個體間的相互關系、種群與環境的關系以及種群的自我調節和遺傳機制等。種群生物學和生態學是有很大重疊的,實際上種群生物學可以說是生態學的一個基本部分。 以上所述,還僅僅是當前生物學分科的主要格局,實際的學科比上述的還要多。例如,隨著人類的進入太空,宇宙生物學已在發展之中。又如隨著實驗精確度的不斷提高,對實驗動物的要求也越來越嚴,研究無菌生物和悉生態的悉生生物學也由於需要而建立起來。總之,一些新的學科不斷地分化出來,一些學科又在走向融合。生物學分科的這種局面,反映了生物學極其豐富的內容,也反映了生物學蓬勃發展的景象。
❻ 當前分子生物學與基因工程的研究熱點有哪些
我學的也是生物 我郁悶呢 以後怎麼考研 不知道方向呀 1、禽流感 2、幹細胞研究 3、食品健康,如蘇丹紅事件,劣質奶粉等 4、生態農業 5、新農村建設中涉及到的生物學方面的問題,如農村沼氣的利用等 6、SARS 7、生物工程方面,如克隆、基因工程、發酵工程、細胞工程等 8、艾滋病 9、免疫,如皮膚移植等 10、人體健康問題,如減肥,飲食衛生等 11、相關環境問題 12、相關獲得若貝爾獎的的生物學方面的成就. 分子生物學應該算熱門吧
❼ 基因組學的研究熱點是什麼
這個問得太寬泛了,回答壓力大啊。首先要看是根據研究對象分類,還是關注的層面分類
- 根據研究對象可以大致分為動植物,人類健康和微生物
1. 動植物方向近年熱點包括基因組輔助分子育種,和雜合物種(如水產、林木等)基因組圖譜繪制。當然群體進化一直是生物學永恆的問題,熱度從未衰減。
2. 人類健康方面主要是各類疾病的研究,首先,基因組學是定位單基因病(孟德爾遺傳病)致病位點的利器;其次,基因組學被廣泛應用於篩選復雜疾病(如2型糖尿病、免疫類疾病等)的致病基因;最後,癌症一直被認為是基因病,癌症基因組學也在近年成為一個獨立的方向,快速發展。
3. 微生物這塊關注點包括環境微生物,能源微生物和致病微生物等。基因組圖譜繪制、宏基因組,以及和其他方向(如合成生物學)的結合交叉等也都是近年熱點。
- 按照關注層面分類可分為DNA層面,表觀修飾層面和RNA層面
1. DNA層面逐步開始由單鹼基的改變(SNP或point mutation)逐步過渡到結構變異等序列級別的差異。變異檢測的靈敏度和准確度在近年都有很大的提升。
2. 表觀修飾層面對於DNA甲基化和組蛋白修飾的關注也是一直未減退,越來越多的甲基化圖譜被繪制,用於觀測細胞發育、癌症發展等;ChIP-chip和ChIP-seq也用來檢測了大量的組蛋白和DNA的互作情況。
3. RNA層面除了基因表達、可變剪切和microRNA之外,長非編碼RNA(lncRNA)成為近年的熱點。表達和調控一直以來被認為更適合解釋我們觀察到的表型差異。
不斷發展的測序技術和越來越多的尖端成果(如單細胞測序)正在推動著基因組學的發展。
❽ 生物植物基因工程 目前研究重點、方向、及最新成果
(1)病毒外殼蛋白(coat protein, CP)基因:在植物中表達病毒外殼蛋白基因可以阻止病毒的侵染或症狀的產生。
病毒外殼蛋白的抗性機理:一種假說認為,當入侵病毒的裸露核酸進入植物細胞後,它們立即被細胞中的自由CP所重新包裹,從而阻止了入侵病毒核酸的翻譯和復制。在離體條件下,附加自由CP能夠抑制末裝配病毒的翻譯的實驗結果支持了上述假說;另一假說認為,抗性機制是在CP水平上抑制病毒脫殼,此說法最有力的證據是轉基因植株可抗完整病毒的侵染.但不能抵禦裸露病毒RNA的入侵;還有一種觀點認為病毒外殼蛋白的抗性機制不是外殼蛋白在起作用,而可能是它的RNA轉錄物與入侵病毒RNA之間的相互作用
(2)病毒復制酶基因:RNA病毒(如煙草花葉病毒)的復制酶是依賴於RNA的RNA聚合酶。病毒復制酶一般是在病毒核酸進入寄主細胞並結合到寄主核糖體之後形成的。在植物中表達不完整的病毒復制酶基因可以顯著提高植物對病毒的抗性,作用機制還不十分清楚,可能與基因轉錄後沉默有關。
下面是文獻:
植物抗病毒基因工程
植物病毒病難以防治已成為植物界的「癌症」,給全球農業生產造成巨大的損失。有效地防治植物病毒病,減少經濟損失,滿足日益增長的世界人口需求。是農業生產當務之急。病毒分子生物學,植物基因工程的迅速發展,為篩選培育抗病、優質、豐產的新植物開辟了廣闊的前景。自1986年,全球范圍內興起了多種利用分子生物學及基因工程研究成果防治植物病毒病害的策略,並成功地培育篩選出多種抗病毒的工程植物。
1.病毒外殼蛋白介導的基因工程抗病性
外殼蛋白是形成病毒顆粒的結構蛋白,它的功能是將病毒基因組核酸包被起來,保護核酸;與宿主互相識別,決定宿主范圍;參與病毒的長距離運輸等。1986年,美國的Beachy實驗室的Powell-Abel等第一次將煙草花葉病毒外殼蛋白(TMV-Cp)基因插入修飾過的農桿菌質粒中,並置於花椰菜花葉病毒(CaMV)35S啟動子下,經農桿菌侵染而將TMV-Cp基因轉入煙草,並在煙草中表達TMV-Cp,分子生物學檢測表明TMV-Cp基因已整合到煙草的基因組中,並能穩定地遺傳給子代,在轉基因煙草中TMV-Cp表達量占葉蛋白0.1%左右。攻毒試驗表明:轉基因煙草能夠抑制TMV的復制,在一定程度上降低或阻止TMV的系統侵染;並延遲發病12~30天。這一突破性的研究成果標志著植物抗病毒基因工程的誕生。自此科學家繼續用黃瓜花葉病毒(CMV),馬鈴薯病毒X和Y,大豆花葉病毒(SMV),苜蓿花葉病毒(AiMV)等病毒的外殼蛋白基因導入植物體後,均得到類似的實驗結果,使轉基因植物獲得對該病毒的抗性。至今世界各地科學家已在15個病毒組中的30多種病毒中,證實了由病毒外殼蛋白介導的抗病性,許多抗性工程植物相繼進入大田試驗。目前認為外殼蛋白介導的抗病性是比較成熟的植物抗病毒基因工程策略,有人認為其機制是外殼蛋白在轉基因植物中的積累干擾了病毒脫衣殼,從而抑制了病毒在植物體中的復制,轉運與積累,但許多實驗結果預示其機制的復雜性。
2.復制酶介導的抗病性
復制酶即特異性依賴於病毒RNA的RNA多聚酶。是病毒基因組編碼的自身復制不可缺少的部分,特異地合成病毒的正負鏈RNA。1990年Golemboski等報道他們將TMVU1株編碼的復制酶的一部分基因序列,即54kD蛋白基因轉入煙草中得到的工程植株用很高濃度的TMVU1(500μg/mL)及TMV RNA(300μg/mL)接種時,均表現出很高的抗性,比一般轉外殼蛋白基因的植物介導的植物抗病性高得多。後來豌豆早枯病毒54kD的蛋白基因和CMVFny RNA2編碼的切去活性中心部位GDD(Gly-Asp-Asp)的復制酶部分基因片段轉入煙草,均獲得了高抗的工程植物。此外在馬鈴薯病毒X和Y中也報道了同樣成功的研究結果。轉入的這些基因均為切除了復制酶活性中心部位GDD核苷酸序列,大多數人認為表達的這些不穩定蛋白產物會干擾病毒復制過程中復制酶復合體的形成及其功能的行使,從而使工程植株具有抗病性。復制酶策略很有應用前景。
3.衛星RNA介導的抗病性
衛星RNA是獨立於病毒基因組之外,依賴於其輔助病毒復制的小分子RNA,是病毒分子寄生物。我國田波實驗室自1981年首次在國際上開展了利用衛星RNA防治病毒病害的研究工作,結果表明黃瓜花葉病毒(CMV)衛星RNA作為生物防治因子能有效地防治由強毒株系CMV引起的嚴重病害。1986年英國Baulcombe等首次將CMV I-17N衛星 RNA以雙聯體基因形式轉入煙草,並得到抗CMV的工程植物。此後陸續將煙草環斑病毒和CMV的衛星RNA轉入煙草和番茄中並得到抗病植株。一般認為由衛星RNA介導的抗病機制是衛星RNA與病毒RNA競爭復制酶,從而干擾病毒基因組的復制,使表達衛星RNA工程植株得到保護。因具衛星RNA的病毒數量很少,使衛星RNA介導的抗病性的應用受到限制。
4.反義RNA和核酶策略
反義RNA對基因表達具有一定的抑製作用,尤其在細菌中,與轉錄起始區互補的反義RNA最為有效。在真核生物中,與3′-末端序列互補的反義RNA有一定的抑製作用。Baulcombe等1987年和Cuozzo等1988年分別得到煙草環斑病毒的4個基因組RNA的反義序列和CMV-Cp反義序列的轉基因植株。轉基因工程株未獲得對病毒的抗性或只表現微弱的抗性。Day等1991和Lindo等1992分別在雙生病毒番茄金黃葉病毒和煙草蝕紋病毒上得到轉反義RNA的抗性煙草。
核酶是一種高效特異的RNA內切酶,其結構包括一個幾乎完全相同的17個高度保守核苷酸序列,其中有3對鹼基配對形成的莖和環結構,整個結構很象一個錘頭,具自我切割的活性,錘頭結構是自身切割活性的結構基礎。只要已知某一RNA的序列,就可以設計出用於不同目的核酶進行特異地切割。因為植物病毒大多數是RNA病毒,並且許多已被測序,可以設計出特定的核酶,切割病毒RNA基因,從而破壞其生存的功能,達到抗病毒的目的。目前由核酶介導的抗病毒策略也成功的報道。但是也存在一定的危險性,核酶也有可能將生物體內的有用的RNA作為耙子進行切割,破壞正常細胞的生理功能。以反義RNA和核酶介導的抗性還有待於進一步的研究。
5.復合基因策略
由外殼蛋白基因,缺損復制酶基因和衛星RNA介導的抗病性是比較成熟的研究策略。但這些工程植株抗病性有一定的局限性,例如轉基因植物只抗一種病毒或抗親緣關系較近的病毒。自然界中往往是幾種病毒復合侵染植物。1990年Lawson將馬鈴薯病毒X和Y的外殼蛋白基因串聯後轉入馬鈴薯中,使轉基因馬鈴薯表現出對這兩種病毒的抗性。而且抗性高於轉單一基因的對照植株。
6.其它抗病毒策略
封閉和干擾病毒的移動蛋白。病毒侵染植物體後,可以移動進行系統侵染,這種移動被認為是通過病毒編碼的移動蛋白與胞間聯絲相互作用,打開胞間聯絲通道而進行的。封閉和干擾移動蛋白就可以限制病毒的擴散侵染。
植物抗體基因策略。1989年,Hiatt等將分泌特異性抗體的雜交瘤中得到的抗體的重鏈和輕鏈基因片段轉入煙草,在轉化株中表達了抗體的重鏈和輕鏈,通過表達重鏈和輕鏈的單株雜交,其後代體內得到完整的具有免疫活性的抗體。目前許多抗體基因在轉基因植物體中得到表達,並用於防治植物病毒病。這表明動物的免疫系統同樣能夠在植物體內發揮抗病毒的作用。
缺陷RNA策略。Marsh等1991年在原生質體體系中發現缺陷型的雀麥花葉病毒RNA可以干擾野生病毒的增殖。缺陷干擾RNA在動物病毒中普遍存在,然而植物病毒中僅存在於Tombvirus和Carmovirus兩個病毒組中,能幹擾輔助病毒的復制,增強或減弱輔助病毒的症狀由缺陷干擾RNA介導的抗病性還在探索中。
另外植物體自身的一些抗病毒的基因也被克隆,並用於抗病毒植物基因工程中。
目前隨著植物分子生物學,植物生理學,病毒分子生物學的發展以及基因工程技術的不斷完善,將會出現更有效更安全的抗植物病毒的策略。
❾ 最近有哪些生物工程的最新進展
生物工程又稱生物技術或生物工藝學。它是在生命科學的最新成就與現代工程技術相結合的基礎上,利用諸如基因重組、細胞融合、固定化酶、固定化細胞和生物反應器等技術,對生物系統加以調控、加工,從而進行物質生產的綜合性科學技術。
從嚴格的意義上說,生物工程的發展歷史很短。分子生物學、分子遺傳學、微生物
學、生物化學、免疫學、細胞生物學和生物反應器等生化工程技術的發展為這門綜合性科學技術的形成提供了基礎。它主要包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等4個方面,已不同程度地開始在農業上研究、應用。
生物技術在農業的應用是非常的廣泛的,在我們的生活中已經屢見不鮮,現代生物技術主要是基於基因修飾的理論、利用重組DNA技術,包括了發酵工程、遺傳工程、細胞工程、酶工程、組織培養、生物反應器等處理生物性材料和物質的方法,目前已在農牧業、醫葯保健業等方面取得了巨大的成就,而且不斷地、快速地向食品行業滲透和發展。那麼生物技術在食品和農業領域的應用現狀,運用生物技術對農作物品質進行改良,已生產出許多高品質的新品種,除延熟保鮮的果蔬外,還有有益於健康的植物油、增強營養價值的食品、富含抗癌蛋白質的大豆、高營養飼料等都是可以滿足人民。如在作物育種上就利用了孟德爾發現遺傳規律的,但是傳統的常規育種技術利用有性雜交技術進行基因重組,工作效率低且工作量大而繁瑣,目的基因的出現有時不決定於育種者的意志,況且遠緣雜交不親和性,可供選擇基因的局限性一直困擾著育種者,一個有成就的育種者通過艱苦的田間觀察,選擇鑒定,一生中也不見得能育出幾個品種。有了轉基因技術則不同了,轉基因技術不僅打破了生物間的界限,不同種、屬親緣等問題,而且目的基因是可操作的,只要是想得到的,符合人類需求、有益於人類、有益於環境的基因都可以應用到育種中來,育種效率大為提高。目前生物技術在棉花、水稻、玉米、大豆、油菜等農作物中都已經有了轉基因品種。
❿ 有關生物遺傳與變異最新進展的一些資料
1.「肺癌基因」浮出水面
吸煙增加肺癌危險,然而吸煙者也不是個個都會患肺癌。冰島、法國、美國等國研究者發表在《自然》雜志[Nature 2008, 452(7187): 633;638]和《自然遺傳學》雜志(Nat Genet 4月2日在線發表)上的三項獨立研究對這種現象進行了闡釋:除吸煙及相關環境因素外,遺傳因素也影響肺癌發病危險。三組研究者都發現,位於15號染色體長臂尼古丁乙醯膽鹼受體基因簇的變異,影響肺癌發病危險。
另一項發表在11月2日《自然遺傳學》雜志(Nat Genet)上的研究顯示,位於5號染色體TERT和CRR9基因的變異也可使患肺癌的幾率增加高達60%。
2.KRAS成為結直腸癌靶向治療的第一個重要分子標志物
今年美國臨床腫瘤學會(ASCO)年會公布的CRYSTAL、OPUS、EVEREST等研究及發表在《新英格蘭醫學雜志》[N Engl J Med 2008, 359(16): 1757]上的研究顯示,對轉移性結直腸癌,KRAS有無突變與西妥昔單抗的療效明確相關,KRAS野生型患者從西妥昔單抗聯合化療中獲益更大,而突變型患者並不能從聯合化療中獲益,KRAS野生型與突變型患者的不良反應無顯著性差異。2008年10月,KRAS基因檢測被寫入最新版《美國國立綜合癌症網路(NCCN)結直腸癌臨床實踐指南》。
3.晚期非小細胞肺癌:外周血表皮生長因子受體(EGFR)突變預示靶向治療效果不佳
西班牙研究者在ASCO-NCI-EORTC第二屆癌症分子標志物年會上報告,接受EGFR靶向葯物治療的晚期非小細胞肺癌患者,若血液和腫瘤組織中同時存在EGFR基因突變,則其與只有腫瘤EGFR突變者相比生存轉歸較差。EGFR突變檢測可作為基因分型無創輔助工具,用於EGFR拮抗劑個體化治療患者選擇。
4.「解碼」癌症基因
美國科學家首次從1例急性髓性白血病(AML)患者提供的細胞中, 通過全基因組測序的方法發現10個與AML發生、進展相關的突變基因。這些基因以前未被其他基因研究發現,而且以抑癌基因的突變為主。研究者推薦對其他癌症患者也採用類似的研究方法,可能在癌症致病機制等方面取得成果。相關論文發表在《自然》雜志(Nature 2008,456:66)上。