① 生物学最新成就
最新生物学研究成果
一、阿尔茨海默病研究新发现
在对果蝇和小鼠的研究中,研究者证实了一种造成Alzheimer病人伤害性脑斑块积累的蛋白实际上是一种分子运输系统的重要部分,在脑中作为蛋白运输的信号。此外,研究者还分析了这种称为“淀粉样前体蛋白(APP)”的蛋白质,这种蛋白可导致脑运输通道的阻碍并最终神经细胞死亡。
这一发现是描述APP运输作用的第一批数据,而且对于Alzheimer患者脑内蛋白的细胞间运输功能,此提出了一个关于β-淀粉样蛋白的伤害性斑块沉淀物的新假说。
这一发现的研究者是Howard Hughes医学院,加州大学圣地亚哥医学院细胞和分子药物教授,Lawrence S.B. Goldstein博士。研究结果发表于11月8日的Neuron 杂志和12月6日的Nature杂志。
“虽然这还只是对APP轴突输送和β-淀粉样蛋白产生部位二者之间相互联系的初步了解,但是我们的工作对Alzheimer病人的治疗提供了一种新的可能的方式,即直接地针对β-淀粉样蛋白和APP运输” Goldstein说,“重要的是我们需要更多的研究来了解APP产生β-淀粉样蛋白的机制。”
他还说,人体内所有的细胞都能产生β-淀粉样蛋白,但是只有神经系统会被这种蛋白伤害。“这就是我们要研究神经元易于被APP损伤的原因。”
虽然科学家已经知道了APP形成的斑块产生于β-淀粉样蛋白,但是他们并不清楚这种蛋白是怎样在哺乳动物体内发生作用的,也不清楚APP是在哪里转化为β-淀粉样蛋白的。
在2000年11月 Neuron 研究首次公布的研究结果中,Goldstein领导的小组描述了APP与一种轴突内物质转移信号的关键酶之间生化反应第一个证据,这种酶使得中枢神经系统在轴突内进行长距离的物质传送。
在2001年11月8日出版的 Neuron 中,研究者用果蝇作材料,确定了APP在轴突运输中的关键作用。缺失APP会导致轴突物质运输功能的丧失。在另外的一系列实验中,当他们在果蝇体内引入了过量的APP,则轴突系统则阻塞并死亡。
在他们最近的Nature发表的文章中,研究小组用一个小鼠模型鉴定了决定分子移动的运输系统——被称作β-secretase (Bace)和presenilin的酶系,这些酶也作用于APP 转化为β-淀粉样蛋白的过程中。 这一过程发生于轴突运输过程中细胞中的APP, Bace和 presenilin。
“一旦产生了β-淀粉样蛋白,轴突运输就可能被阻断,” Goldstein说,“我们认为这种阻断可以看作运输通道阻碍和神经元死亡的标志”。(基因潮)
二、追踪病原体:新的数据库开发成功
Cornell大学12月4日消息:食品科学,工程和计算机系的学生联合开发出了基于网络的软件和数据库,用于追踪和比较细菌的遗传印记和特征病原体追踪软件使得从事追踪毒性菌源及其蔓延的科学家进行冗长的菌株对照程序的耗时,从原来的几天或几小时缩短至几分钟。.
“在进行病源体追踪以前,实验室使用了三种不同的数据库和两种表格程序”,Cornell 大学食品科学系的助理教授Martin Wiedmann说道:“我们寻找工程和计算机系学生合作的原因是因为我们虽然目的明确,但我们不知道怎样将这些想法组合起来。”
“在进行病源体追踪以前,实验室使用了三种不同的数据库和两种表格程序”,Cornell 大学食品科学系的助理教授Martin Wiedmann说道:“我们寻找工程和计算机系学生合作的原因是因为我们虽然目的明确,但我们不知道怎样将这些想法组合起来。”
该数据库的新颖之处在于使菌株特征比较和分子亚型影象(DNA指纹技术)变得更简洁,研究者可以使用这种工具从不同实验室快速收集菌株的亚型数据,来分析许多感染性疾病的爆发和流行,并总体评估细菌的生物多样性。
在1999年Wiedmann首次应用他的原始数据库从而协助降低了李斯特杆菌病爆发的死亡人数。1998年十月和1999年2月之间,全国有100多人因为食用了单核细胞增多性李斯特罕见杆菌污染的热狗而遭受感染,Wiedmann的工作使Atlanta疾病控制中心(CDC)确定了疾病爆发的原因,结果污染的热狗立即被禁售,成为历史上最大的食物禁售事件。病原追踪的早期版本发现15个样品中有7个具相同的遗传指纹,这意味着这7个病人感染了同一菌株,CDC也注意到了李斯特杆菌病感染病例的上升,但直到有Wiedmann的指纹技术以后,他们才认识到了所寻找的菌株。
Wiedmann实验室开发新的数据库的学生之一,Michael Chung,先是开始组织了数据库所需要的病原体特征,这些特征包括区带DNA序列及其显型特征,然后与开发该软件的计算机系的学生团队合作,建立了网络服务器,并发展了软件的图象识别能力。
项目在2000年秋末完成,然而Chung说该程序还不能转移到多台计算机中使用,增加新特性也比较困难。但在过去的一年内,Chung和Cornell大学已毕业的学生Steven Cai,在校三年级学生Mike Bohlander,已经极大的改进了该程序使得其能在大型网络服务器上安装并能处理大容量的数据和查寻。
数据库中含有数以千计的指纹数据,及食物污染病原体,酸败有机体及其他如单核细胞增多性李斯特杆菌,假单胞菌,弧菌,溶血链球菌,乳酸菌的数据。为Cornell 大学“世界冠军机器人足球”团队(RoboCup)开发过图象识别软件的99级计算机系学生Thibet Rungrotkitiyot,开发了病原体追踪的图象识别软件,为不同菌株遗传印迹进行图象比较。
病原体追踪软件的编程是由计算机系2000级学生Xiaozheng Zhong,Joe Cheng-Yu Huang ,2001级的David Wang,Rungrotkitiyot, Jian-Ning Janet Cheng,Ernie Ho共同完成的。文库和搜索引擎由Cai Chung, Wiedmann 和 Roger Jagoda研究员开发。项目经过Cornell 大学食品科学系的副教授Kathryn Boor的努力,得到了美国农业部和Dairy Management公司的支持。
母爱来自恐龙?
2004年09月21日15:33 国际先驱导报 人们通常认为父母对子女的爱护行为由鸟类进化而来,但最新古生物学的研究成果显示,鸟类的这种行为很可能是继承自恐龙 国际先驱导报文章 在恐龙灭绝后,类似于鳄鱼这样的爬行动物以及鸟类,对自己的后代都有本能的关爱行为,它们孵育和喂养自己的子女,并为自己的子女挡风遮雨,保护子女的安全。古生物学家一直迷惑不解的是,这种养育行为是从爬行类和鸟类开始独立进化的,还是继承自它们共同的祖先——恐龙? 最近,中美科学家所做的一项联合研究对动物养育行为的起源提供了初步的答案。他们所利用的正是中国辽宁发现的一处非常奇特的恐龙化石遗迹。 中国有着丰富的恐龙化石资源,在中国的内蒙、辽宁、广东、四川、河南等省都发现了大量的恐龙化石群。这处恐龙化石遗迹是辽宁省农民发现的,恐龙化石现在保存在大连自然博物馆。 这处恐龙化石遗迹的主角是一个成年鹦鹉嘴龙,但令人称奇的是这只成年鹦鹉嘴龙的周围蜷缩着34只小鹦鹉嘴龙,这处遗迹将一幅舐犊情深的场面完整地展现在人们面前。“这是生活在1.25亿年前的一个恐龙家庭,而不是35只互不相干的恐龙凑巧聚在了一起。”研究的参加者之一,美国蒙大拿州立大学的戴维·瓦里基奥教授说,“人们通常认为父母对子女的爱护行为由鸟类进化而来,但这项发现显示,这种关爱行为是一种更为原始的本能,鸟类的这种行为很可能是继承自它们的祖先——恐龙。” 鹦鹉嘴龙生活在1亿多年前的亚洲东北部,也被称为“鹦鹉蜴”,因为它们有着鹦鹉一样的喙。鹦鹉嘴龙强壮、敏捷,用两个后腿行走,以坚硬的植物枝干和果实为食。这处化石遗迹保存的相当完好,研究人员没有发现分离的骨骼,这表明当时这些恐龙是在活着的状态下被迅速埋葬的。而且它们死亡的姿态并不是像通常那样侧卧在地上,而是直立并且头向上伸着。当时发生了什么,让这35条鹦鹉嘴龙定格在这一刻? 有人猜测是火山爆发的火山灰掩埋了这些恐龙,但戴维· 瓦里基奥认为火山灰埋葬的速度不会这么快,不可能形成今天这样的场景。他更倾向于当时突然发生了塌方或洪水,使这一家子恐龙顷刻之间就被埋葬,直立并向上伸着头的化石让我们看到了它们当时垂死挣扎的景象。 有些种类的恐龙,如兽脚龙和鸭嘴龙被认为也可以筑巢,但辽宁鹦鹉嘴龙化石是第一个显示恐龙具有养育行为的清楚的例证。现在还无法确定这个长75厘米的成年恐龙的性别,但无论雌性还是雄性动物都有照顾后代的本能,许多鸟类父母双方都具有照顾子女的天性。从化石还无法判断幼鹦鹉嘴龙的大小,但幼龙的骨骼发育良好,已经完全骨化,说明这些幼龙当时非常健康,也间接说明了成年龙对这些幼龙照顾得很好。 密歇根大学的古生物学家杰夫·威尔逊说:过去通过化石来识别古生物的养育行为非常困难,因为生物的行为和生物外表或结构不同,无法从只能显示单一时间断面的化石来推断。而辽宁鹦鹉嘴龙化石的可贵之处是不仅显示了恐龙的个体,而且显示了个体之间可能的关系,也可以说显示了一种生活状态,这是非常罕见的。1.25亿年前的一次灾难如同一架相机,清楚地拍摄了一群幼小恐龙围绕在母(父)亲身旁的画面。但动物的养育行为是复杂的,如果恐龙具有这种行为,那么它们达到何种程度还不得而知。也许成年恐龙只是为了能看到自己的子女,而简单地把幼龙聚拢在一起? 人们常常认为恐龙是一种很笨的动物,现在越来越多的事实证明恐龙可能远比我们想象的聪明和复杂。我们可以设想,作为地球上多种动物的祖先,恐龙把养育子女的技能传给了后代,凭借这样的技能,这些后代在经过了亿万年痛苦的进化后终于走到了今天。
② 你还了解我国生物科学发展的哪些成果
1、中国在超级杂交稻育种技术与应用、转基因植物研究等领域达到国际先进水平;
2、动物体细胞克隆技术也日臻完善,废水处理新型反应器和新工艺的开发研究取得重要进展;
3、一大批生物技术成果或已申报专利,或进入临床阶段,或正处于规模生产前期阶段,若干生物技术公共研发平台初步形成;
4、中国的基因检测服务能力在全球已处于领先地位,出口药品已从原料药向技术含量更高的制剂拓展,高端医疗器械核心技术的突破大幅降低了相关产品和服务的价格;
5、超级稻亩产突破1000公斤,达到国际先进水平;生物发酵产业产品总量居世界第一。
(2)今年有哪些生物方面的成就扩展阅读:
生物技术的发展可以划分为三个不同的阶段:传统生物技术、近代生物技术、现代生物技术。传统生物技术的技术特征是酿造技术,近代生物技术的技术特征是微生物发酵技术,现代生物技术的技术特征就是以基因工程为首要标志。
现代生物技术在70年代开始异军突起,近一、二十年来发展极为神速。它与微电子技术、新材料技术和新能源技术并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱,被认为是21世纪世界知识经济的核心。
生物技术的应用范围十分广泛,主要包括医药卫生、食品轻工、农牧渔业、能源工业、化学工业、冶金工业、环境保护等几个方面。其中医药卫生领域是现代生物技术最先登上的舞台,也是目前应用最广泛、成效最显着、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。
③ 生命科学方面近年来取得的成就有哪些
21世纪生命科学的研究进展和发展趋势 20世纪后半叶生命科学各领域所取得的巨大进展,特别是分子生物学的突破性成就,使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。很多科学家认为,在未来的自然科学中,生命科学将要成为带头学科,甚至预言21世纪是生物学世纪,虽然目前对这些论断还有不同看法,但勿庸置疑,在21世纪生命科学将继续蓬勃发展,生命科学对自然科学所起的巨大推动作用,决不亚于19世纪与20世纪上半叶的物理学。假如过去生命科学曾得益于引入物理学、化学和数学等学科的概念、方法与技术而得到长足的发展,那么,未来生命科学将以特有的方式向自然科学的其他学科进行积极的反馈与回报。当21世纪来临的时候,一些有远见的科学家、思想家与政治家将日益严重的诸多人类社会问题,如人口、地球环境、食物、资源与健康等重大问题的解决,莫不寄希望于生命科学与生物技术的进步。 2· 08·生命科学将成为21世纪自然科学的带头学科 20世纪50年代DNA双螺旋结构模型的发现,随后遗传信息传递“中心法则”的确立与DNA重组技术的建立使生命科学的面貌起了根本性的变化。分子生物学与遗传学的结合将用10一15年测定出人类基因组30亿个碱基对(遗传密码)的全序列,人体细胞约有10万个基因。人类基因组的“工作草图”迄今20%的测序已达99.99%的准确率和完成率,今后将要继续发现与阐明大量新的重要基因,诸如控制记忆与行为的基因,控制细胞衰老与程序性死亡的基因,新的癌基因与抑癌基因,以及与大量疾病有关的基因。将利用这些成果去为人类健康服务。 70年代后,分子生物学的发展,以基因工程为代表的生物工程的出现,生物技术通过对DNA链的精确切割与有目的地重组,使有目的地改良生物的性状与品质成为可能。迄今生物工程所取得的成就已在生产上显示出诱人的前景,尽管还存在有不少争议的问题,但很有可能成为21世纪的新兴产业。 发育生物学将要快速地兴起,它将要回答无数科学家100多年来孜孜以求而未解决的重大课题,一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为结构与功能无比复杂的个体,阐明在个体发育中时空上有条不紊的程序控制机理,从而为人类彻底控制动植物生长、发育创造条件。 RNA分子既有遗传信息功能又有酶功能的发现,为数十年踏步不前的难题“生命如何起源”的解决提供了新的契机。在21世纪,人们还要试图在实验室人工合成生命体。人们己有可能利用生物技术将保存在特殊环境中的古生物或冻干的尸体的DNA扩增,揭示其遗传密码,建立已绝灭生物的基因库,研究生物的进化与分类问题。 神经科学的崛起,预示着生命科学又一个高峰的来临。脑是含有1011细胞的无比复杂的高级结构体系,21世纪初从分子到行为水平的各个层次对脑功能的研究都将有重大突破,在阐明学习。记忆。思维。行为与感情机理等方面也将有重大进展。脑机能在理论上的进展将会促进新一代智能计算机的研制,这可能成为未来生命科学对自然科学与技术科学回报的最好例子。 生态学可能是最直接为人类生存环境服务并对国民经济持续与协调发展起重要作用的科学。生态学的理论与实践为中国三峡水库建设提供的决策依据就是一个例证。保护生物的多样性是当前生命科学最紧迫的任务之一。据可靠的数据说明每天约有100多种生物在地球上绝灭,很多生物在没有被人类认识以前就已消亡,这对人类无疑是一种灾难。生态学与生物多样性保护与利用的研究成果将指导人类遵循自然规律积极保护自己生存环境,否则人类的物质文明与精神文明都要受到灾难性影响。 顺应生命科学迅速发展的形势,发达国家政府及一些国际组织先后提出了《国际地圈及生物圈计划》、《人类基因组作图与测序计划》、《人类前沿科学计划》、《脑的十年》及《生物多样性利用与保护研究》等投资巨大的生命科学研究计划。其中仅《人类基因组作图与测序计划》,一项预算就高达30亿美元。 由于生命科学的发展,人才的需求量激增,近年除越来越多的物理学家,化学家与技术科学家被吸引到生物学研究领域外,以美国为例,近年统计48万博士学位获得者中从事生命科学的占51%。优秀青年科学家流向生命科学前沿,这是21世纪生命科学欣欣向荣的动力与源泉。 2. 08. 2 21世纪初生命科学的重大分支学科和发展趋势 80年代有远见的生物学家把分子生物学(包括分子遗传学)、细胞生物学、神经生
④ 跪求近两年生物科学的新成就
2006年诺贝尔生理学或医学奖由两个美国科学家,安德鲁·法尔和克雷格·梅洛获得,以表彰他们发现了RNA(核糖核酸)干扰机制。虽然奖项名目既涉及生理学,也涉及医学,但针对本年度两位获奖者及其成果,欧美媒体无不把今年这一奖项称为诺贝尔医学奖
对生物体内RNA的研究,是近年来生物学界和医学界无可争议的热点。曾有科学家形容:这是一个RNA时代的到来。而这样一个热门领域的产生,源于1998年美国人安德鲁·法尔和克雷格·梅洛在《自然》杂志上发表的一项研究成果:他们首次将双链RNA导入线虫基因中,并发现双链RNA较单链RNA更能高效地特异性阻断相应基因的表达,他们称这种现象为RNA干扰。他们的这一发现也促使后来的科学家认识到,生物体的基因转化的最终产物不仅仅是蛋白质,还包括相当一部分RNA。
“幕后使者”左右基因沉默.有人这样比喻:DNA是电影胶卷,RNA是放映机,蛋白质是在银幕上播放的电影。那么,放映的过程就是“基因表达”。
20世纪70年代以来,生物科学的新进展,新成就如雨后春笋,层出不穷。从总体上看,当代生物科学主要朝着微观和宏观两个方面发展:在微观方面,生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质;在宏观方面,生态学的发展正在为解决全球性的资源和环境等问题发挥着重要作用。下面仅通过生物工程和生态学方面的几个实例来说明。
生物工程方面 生物工程(也叫生物技术)是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性的科学技术。也就是说,它是以生物科学为基础,运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料,如DNA、蛋白质、染色体、细胞等,从而生产出人类所需要的生物或生物制品。生物工程在近些年来迅猛发展,硕果累累。
生物工程在医药方面有着广泛的应用。例如,长期以来,预防乙型肝炎的疫苗是从乙肝病毒携带者的血液中提取和研制的,这样的疫苗生产周期长,产量低,价格昂贵。现在,采用生物工程的方法,将乙肝病毒中的有关基因分离出来,引人细菌的细胞中,再采用发酵的方法,或者引人哺乳动物的细胞中,再采用细胞培养的方法,就能让细菌或哺乳动物的细胞生产出大量的疫苗。我国研制的生物工程乙肝疫苗已经在1992年投放市场,在预防乙型肝炎中发挥了重要作用。除乙肝疫苗以外,还有抑制病毒在细胞内增殖的干扰素等多种生物工程药物已经问世。我们知道,人类的许多疾病都与基因有关。在基因水平上对人类的疾病进行诊断和治疗,是科学家们正在探求的另一个重大课题。为了弄清人类约10万个基因的结构和功能,美国从1988年开始实施“人类基因组计划”,目前这项研究已经成为国际间合作的一项重大科研课题。
生物工程在农业生产上的应用前景更为诱人,1988年,我国科学家人工合成了抗黄瓜花叶病毒的基因,并且将这种基因导人烟草等作物的细胞中,得到了抵抗病毒能力很强的作物新系,1989年,我国科学家成功地将人的生长激素基因导人鲤鱼的受精卵中,培育成转基因鲤鱼。与非转基因鲤鱼相比,转基因鲤鱼的生长速度明显加快,1993年,我国研制的两系法杂交水稻开始大面积试种,与原来普遍种植的三系法杂交水稻相比,平均每公顷增产15%,1995年,我国科学家将某种细菌的抗虫基因导人棉花,培育出了抗棉铃虫效果明显的棉花新品种。
生物工程在开发能源和环境保护等方面同样有着广泛的应用。我们知道,煤炭、石油等能源终将枯竭,目前全世界已经面临着能源危机。使用煤炭、石油等能源,还造成严重的环境污染。因此,科学家们正在努力探索开发新的能源,其中很重要的一个方面就是用生物工程开发生物能源。美国科学家在1978年成功地培育出能直接生产能源物质的植物新品种——“石油草”,这种植物的茎秆被割开后,就会流出白色乳状的液体,经提炼就得到石油。在利用细菌治理石油污染方面,由于石油中的不同组成成分往往需要用不同的细菌来分解,科学家就将不同细菌的基因分离出来,集中到一种细菌内,从而得到了“超级菌”。这种“超级菌”分解石油的速度比普通细菌快得多,净化石油污染的能力得到明显的提高。
生态学方面 生态学是研究生物与其生存环境之间相互关系的科学。20世纪60年代以来,人类社会面临的人口爆炸、环境污染、资源匮乏、能源短缺和粮食危机等问题日益突出。要解决这些问题,都离不开生态学。因此,生态学的研究受到高度重视,并且取得了显着的进展。生态系统的能量流动和物质循环的基本原理,已经成为人类谋求与大自然和谐共处、实现社会和经济可持续发展的理论基础;运用生态学原理,我国推行生态农业的建设,已经取得了令人瞩目的成就,涌现了一批生态村、生态农场和生态林场,为实现农业的可持续发展积累了经验。例如,安徽省颖上县小张庄,从前是个穷地方,生态环境恶劣,旱涝灾害频繁,农业结构单一,粮食产量很低。70年代中期,小张庄开始进行生态农业的建设,整治土地,兴修水利,大力营造防护林,使当地生态环境得到了明显改善。小张庄在大力发展种植业和林业的同时,还利用当地的饲草资源和鱼塘,大力发展养殖业。养殖业为农田提供了大量的有机肥,从而改良了土壤。这个村还利用人畜粪便生产沼气,发展沼气能源。沼气池的渣液用来喂养鱼,塘泥肥田,从而建立起了良性循环的农业生态系统。
上面举例说明了20世纪70年代以来生物科学的新进展。当然,生物科学的新进展远不止这些。除了在生物工程和生态学领域以外,生物科学在其他许多领域也取得了令人鼓舞的进展,向人们展示出美好的前景。例如,脑科学的研究已经深入到分子水平,这不仅对脑病的防治和智力的开发有重要意义,而且将为研究生物计算机提供理论基础。光合作用和生物固氮的研究,细胞生物学的研究,等等,也都获得一系列的成就,在21世纪将会有更大的发展。由于生物科学的迅猛发展和它对人类社会所产生的巨大影响,许多科学家都认为,生物科学将是21世纪领先的学科之一。
⑤ 中国近年来生物学的成就是什么
中国近年来生物学的成就主要包括以下四个方面:
第一、生物科技原始创新能力迅速提升。学术论文水平迅速提高。“十五”期间,中国生物领域的科学家分别在《自然》《科学》《细胞》等国际顶级学术刊物上发表论文30余篇。特别是中国科学家打破了连续20多年未在《细胞》杂志上发表论文的尴尬沉默,仅在2005年一年就连续发表了5篇论文。
第二、农业发展得到生物科技强力支撑。近五年来,中国共育成通过审定的超级杂交稻组合60个,其中产量验收达到每亩800公斤的新组合有7个;累计推广超级杂交稻1.5亿多亩,按照每亩增产50公斤稻谷计算,累计增产稻谷750万吨。
第三、医药产业创新不足局面初步改变 。在国家863计划的推动下,中国生物医药产业水平近年得到大幅提升:45种具有自主知识产权的创新药物被批准上市,41个新药证书正在申报,109个药物被批准进入临床试验,206个候选创新药物即将完成实验室研究。
第四、中国生物芯片亮相国际市场 。据科技部介绍,近年来,中国在北京、上海、陕西、天津、南京建立了五大生物芯片研发和产业化基地,初步形成了以五大基地为核心的生物芯片研发格局。经过五年的大力培育,一个科技含量和产品附加值都很高的新兴产业——生物芯片产业在中国初见端倪,一些产品开始进入国际市场。
⑥ 人类目前在生物圈研究领域的成就都有哪些
1、重磅!世界上首例体细胞克隆猴在中国诞生
克隆羊多莉(Dolly)诞生于1996年7月5日,1997年首次向公众披露。它被美国《科学》杂志评为1997年世界十大科技进步的第一项,也是当年最引人注目的国际新闻之一。
在培育多莉羊的过程中,科学家们采用体细胞克隆技术,这种技术也称作体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)。
SCNT是动物细胞工程技术的一种常用技术手段,涉及将供者体细胞核移入去核的卵母细胞中,使后者不经过精子穿透等有性过程(即无性繁殖)就可被激活、分裂并发育为新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物个体。
2、华人团队解决异种器官移植难题
近日,《科学》杂志在线刊登了一项重量级的研究。来自浙江大学、云南农业大学、重庆第三军医大学、哈佛大学以及其他科研机构与公司的团队使用CRISPR-Cas9基因编辑技术。
一举解决了将猪器官移植到人体内的关键难题。这项研究的通讯作者是2017全球青年领袖,80后科学家杨璐菡博士。
器官移植手术影响了全球数百万人的生命。以美国为例,此时此刻,正在排队等待器官移植的患者人数高达12万。然而,每年能够用于移植的器官数量非常有限,成功进行的器官移植手术仅有3万多例。据估计,在2016年,每天都有22名患者在等待器官移植的过程中死去。
3、核移植技术重编程能力比诱导型多能干细胞技术更强
核移植(somatic cell nuclear transfer)和诱导型多能干细胞(iPSCs)是体细胞重编程的两种最主要的技术手段。核移植技术与诱导型多能干细胞的重编程能力是否存在差异一直是人们非常关注的问题。
2009年,高绍荣实验室通过四倍体互补实验,获得了全部由ips细胞发育而来的小鼠,证明了诱导型多能干细胞和核移植胚胎干细胞一样具有真正的多能性。但是,这是以健康个体来源的体细胞作为供体细胞的情况。未来的体细胞重编程应用于临床研究时,主要面向的是病人而非健康个体。
4、中国科学家建立单倍体体细胞遗传筛选体系
单倍体细胞在遗传筛选和转基因动物培育中具有重要价值。前期研究获得了哺乳动物的单倍体胚胎干细胞,但是单倍体胚胎干细胞在体外培养和分化过程中会发生自发二倍化,对建立单倍体体细胞遗传筛选体系带来挑战。
中国科学院院士、中科院动物研究所研究员周琪研究组通过活细胞观察,证实单倍体胚胎干细胞在分裂时发生有丝分裂滑移使细胞从中期直接进入间期,从而导致二倍化。用调控分裂中期关键靶点的小分子抑制剂进行筛选,发现CDK1和ROCK通路是调控单倍体胚胎干细胞二倍化的关键通路。
通过添加ROCK抑制剂,能将单倍体胚胎干细胞分化为三个胚层的单倍体体细胞,包括神经干细胞(可进一步分化为成熟神经元和星形胶质细胞)、心肌细胞和胰岛细胞。
5、机器人操作体细胞克隆猪诞生
经过两个多月漫长等待,一份特殊的“亲子鉴定”报告近日出炉。13头克隆小猪与“代孕”母亲无血缘关系,仅与供体细胞存在“亲子关系”。这从医学上表明了世界首例机器人操作的体细胞克隆猪在天津诞生。
较之以往的“手工操作”克隆技术,此次机器人自动化“操刀”,用力更小,对细胞伤害更少,精度更高,体细胞克隆技术成功的关键指标“囊胚率”也从10%提高至20%。
“机器人操作体细胞克隆猪”研究来自南开大学机器人所赵新教授领导的跨学科研究团队。体细胞克隆是改良生物品种的经典方法之一。它将普通品种卵母细胞的细胞核去除后,注入优良品种的体细胞,获得的后代一定是优良品种。
⑦ 求近来来世界生物领域上获得的成就
中华人民共和国成立以后,中国的生物科学事业进入了一个新的历史时期。在这30多年中尽管经历了一些大的曲折,但是总的来说,从生物科学的机构、队伍到研究的领域、范围和规模,都取得了很大的发展。1949年11月中国科学院成立,对原有的中央研究院和北平研究院的几个生物学研究机构进行了调整与充实,以后又陆续建立了许多新的生物学研究机构。到1985年为止,中国科学院共有34个与生物学有关的研究所或中心。1955年6月成立生物学地学部,聘任生物学方面的学部委员60人;1957年单独成立生物学部,增聘了5名学部委员;1981年生物学部又增选了53名学部委员。它在编制全国科学规划、评审全国自然科学奖和科学基金项目、评议中国科学院所属各研究所的工作、组织重大学术活动等方面起了积极作用。1957年先后成立了中国农业科学院和中国医学科学院。它们都设有若干与生物学有关的研究机构。50年代初,高等学校经过院系调整后得到了很大发展。不但在全国综合性大学和师范院校中都设有生物学系,而且陆续增设了许多新专业,使现代生物学的主要分支学科都有了相应的专业,某些重点高等学校还陆续设立了一些生物学的研究机构。30多年来学校招生人数剧增,生物学研究队伍迅速壮大,学会组织也不断发展。例如,中国植物学会和中国动物学会50年代初期,只有会员数百人。到1982年已分别发展到6000余人。30年内增加了20倍。中国古生物学会会员也从不足百人发展到1200余人。除了原有学会不断扩大外,在70年代末、80年代初,还先后建立了中国遗传学会、中国生态学会等新的学会。到1985年为止,全国共有14个生物科学方面的学会。随着生物科学研究工作的开展,生物学方面的刊物也成倍增加。50年代大约有20种刊物,到80年代初已增至60多种。
中华人民共和国成立后,有计划地开展了大规模自然条件和自然资源的综合考察,其中生物资源的调查研究工作占有重要地位。青藏高原、塔里木盆地、大兴安岭原始森林、西双版纳热带雨林、西沙群岛和南沙群岛等地,都留下了中国生物学家的足迹。对全国的近海也作了大规模的普查工作。生物新种、新属和新科屡有发现。在自然资源调查的基础上,经过整理研究陆续编写各种生物学志书。由中国植物学家分工协作共同编写的《中国植物志》已出版了40卷。这是一部集中国植物分类大成的重要着作,此外,还出版了《中国经济植物志》、《中国高等植物图鉴》、《中国真菌志》、《中国经济海藻志》、《中国黄海海藻志》等。在分类学上另一部集大成的着作是《中国动物志》,现已出版 5卷。在动物分类方面,还先后完成了《中国经济昆虫志》25册以及《中国经济动物·鸟类》、《中国经济动物·兽类》、《中国鲤科鱼类志》、《中国软骨鱼类志》、《中国动物图谱》、《西藏鸟类志》、《西藏昆虫》等专着。由中国植物学家、生态学家和地植物学家通力合作。调查了全国的植被类型及其地理分布特征,并开展了植被生态地理和植被区域的研究,在此基础上编成了各种不同比例尺的植被图和植被专着。其中《中国植被》一书,总结了中国30多年关于植被类群和植被区划的研究成果。在古生物学方面,伴随着大规模的地质调查,在研究的地区、深度和广度上,都有了很大的发展,并建立和发展了孢子花粉学和微体古生物学的研究工作。在古植物学、古无脊椎动物学等方面也取得了重要的进展。1949年后很快就恢复了北京周口店古人类遗址的发掘工作。并先后在陕西发现了“蓝田人”化石、在安徽发现了“和县人”化石,以及其他不少代表不同阶段的古人类化石。
30多年来,中国科学工作者把现代生物学成就和社会主义建设的实际结合起来,开展有关农业、医药等领域新技术、新途径、新方法的研究,将科学技术转化为生产力,取得了不少成就,并获得了显着的经济效益和社会效益。例如,在育种方面,50年代开展了玉米的杂种优势利用工作,取得了良好的经济效益;60年代开始了水稻的杂交优势利用的研究,获得了具有国际先进水平的科研成果,其中湖南杂交水稻研究中心袁隆平等,首次用“野败”与栽培稻杂交,培育出水稻雄性不育系,接着育成“三系”,并育出了优良杂交水稻,使中国成为世界上第一个培育并推广杂交水稻的国家。中国在远缘杂交和异源多倍体的研究上也取得了重大成果,其中有些已育成了推广品种,前者如西北植物研究所李振声等用小麦和偃麦草杂交,育成了小麦新品种“小偃6号”。后者如鲍文奎(1916~)等,用小麦黑麦杂种加倍育成的小黑麦品种。在植物自交不亲和系的利用方面,中国农科院蔬菜研究所等单位,完成了甘蓝自交不亲和系的选育,并配置出多个系列的新品种。在花药培养和花粉单倍体育种研究方面,已选育出一些较好的烟草、小麦、水稻品系或品种,其中“京花一号”小麦、“中花8号”水稻已推广8万亩以上。建国以来,对海洋和淡水生物的研究,有力地推动了水产养殖事业的发展。如青岛海洋研究所曾呈奎等在甘紫菜生活史、海带生物学等方面的研究就为中国海藻养殖事业的兴起打下了基础:长江水产研究所、水生生物研究所等单位,在鱼类生殖生理的研究上取得了重要成果,并建立起一整套鱼类育种技术和繁育体系,在家鱼的人工排卵、受精方面,南海水产研究所钟麟、中国科学院实验生物研究所朱洗等,先后使用了鱼脑垂体激素和孕妇尿液中提取的绒毛膜促性腺激素进行人工催产受精都取得了成功,从而结束了只能在江河捞取鱼苗的历史。70年代上海生物化学研究所人工合成了丘脑下部分泌的多肽激素——促性腺激素释放因子及其高效类似物,用于促进家鱼排卵、受精也获得了成功。
中国的昆虫学家、生态学家对中国几种主要害虫进行了深入的研究,取得重大成果。如中国科学院动物研究所马世骏等阐明了东亚飞蝗蝗区的结构与转化,北大生物系和中国农业科学院植物保护研究所、中国科学院动物研究所共同揭示了粘虫的越冬和迁飞规律,江苏省农科院等单位搞清楚了褐稻飞虱的迁飞规律。以上成果对这些害虫发生的预测预报及防治具有重要的指导意义。在昆虫激素的成份、合成和应用研究上也取得了一定的进展。如中国科学院动物研究所昆虫激素室提出了梨小食心虫,性外激素的简便合成方法,还研制出两种高效诱芯。有机化学研究所和上海昆虫研究所合成了棉红铃虫性诱剂,并研制出用于测报的剂型:中山大学李瑞声等合成了昆虫保幼激素类似物731-Ⅱ,并提出了一套与此有关的养蚕增丝技术,制出两种高效诱芯。这些新技术无论在害虫的防治和益虫的利用上都有着广阔的前途。在寄生生物学的研究上也取得了相当的进展。如汤飞凡等完成了沙眼衣原体的分离培养;冯兰洲等阐明了中华按蚊在自然情况下传染马来丝虫的过程;厦门大学唐仲璋等揭示了阔盘胰吸虫和矛形双腔吸虫的生物学规律。这些研究对于人畜传染病的防治都有重要意义。上海实验生物研究所朱洗等成功地驯化了原产印度的蓖麻蚕,促进了蚕丝的生产。中国科学院微生物研究所与有关工厂合作研究的二步发酵生产维生素C的新工艺,1975年在国际上首次用于工业生产。此外,上海生物化学研究所等单位将细胞固定化技术应用于制备6-氨基青霉烷酸方面的研究等也都取得了具有较大实用价值的成果。
经过多年的努力,在中国形成了一个门类基本齐全的生物学研究体系,无论是在经典的形态科学领域还是在实验科学领域,都取得了一些重要的研究成果。例如胡先□曾发表了一个属于“真花说”学派的多元被子植物系统。钟补求根据花冠的形式、叶序等的变化,以及种类的地理分布规律,论证了马先蒿属的物种形成及该属植物的起源中心,以及各种之间的亲缘关系,提出了这个属的一个新系统。殷宏章、沈允纲等在世界上最早发现光合磷酸化高能态的存在。上海药物研究所邹冈及其导师张昌绍提出第三脑室周围灰质和大脑导水管是吗啡发挥镇痛作用部位的新观点,是吗啡镇痛机理研究的重要成果。在生物学众多的分支学科的基础研究中,建国以来,中国科学家都取得了不少研究成果,对中国生物科学的发展具有重大意义,这里不分科一一列举了。值得提出的是,在分子生物学和遗传工程方面中国科学家也取得了可喜的成就。例如,1965年9月,上海生化所王应睐、钮经义、邹承鲁等,上海有机化学研究所汪猷等,北京大学化学系邢其毅等共同协作,经过6年零9个月的艰苦努力,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质——结晶牛胰岛素。1971年9月,中国科学院物理研究所梁栋材等,生物物理研究所林正炯以及北京大学生物系等单位合作,成功地用X射线衍射法完成了分辨率为2.5埃的猪胰岛素晶体结构的分析工作,1974年又完成了分辨率为 1.8埃猪胰岛素晶体结构的分析工作。1981年11月,上海生物化学研究所、上海细胞生物研究所、上海有机化学所、生物物理所、北京大学生物系和上海试剂二厂等单位协作,在王应睐、汪猷的领导下,王德宝等人经过13年的努力,完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成,合成产物具有与天然转移丙氨酸相同的生物活性。在分子遗传学方面,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测得 nif基因的物理间距,矫正了国外关于 nif基因组分为两簇,其间有静止区的论点。在基因工程方面,人工构建的青霉素酰化酶工程菌株,已完成了中间生产试验;预防乙型肝炎的基因工程疫苗正在扩大临床试验;预防仔猪腹泻的基因工程疫苗也在进行扩大试验:还构建了人胰岛素原和人生长激素的基因工程菌。此外还获得了一些抗病的基因工程植株,如抗烟草花叶病毒的烟草,抗枯萎病和黄萎病的棉花、抗除草剂的大豆等,转基因鱼和转基因兔也初获成功。
综上所述,经过30多年艰苦奋斗,中国生物学的科研和教学机构已遍布全国各地,形成了一个包括基础研究和应用研究在内的、门类比较齐全、从整体到生物大分子水平之间的多层次的生物科学体系,拥有一支素质较好、水平较高的生物科学专业队伍,具有一定的科技攻坚能力。在生物资源的调查研究、应用研究、生物学的基础理论探索以及前沿领域研究等方面,均取得了一定的成果,为中国今后生物科学的更大发展奠定了基础。
⑧ 目前生物科技有什么最新发展成果
目前生物科技有什么最新发展成果
1.我国科学家发现阿尔茨海默症致病的新机制
2006年11月19日,国际着名学术期刊《自然·医学》网络版在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究组关于β淀粉样蛋白产生过程新机制的最新研究成果。这项成果揭示了阿尔茨海默症致病的新机制,并且提示β2-肾上腺素受体有可能成为研发阿尔茨海默症的治疗药物的新靶点。
2.我国抗糖尿病新药研究取得开创性进展
中科院上海药物所科学家2006年在非肽类小分子胰高血糖素样肽-1受体激动剂的研究领域取得了重要进展,相关成果于2007年元月第一周发表在国际权威科学期刊《美国科学院院刊(PNAS)》网络版上。美国科学院院刊编辑部在向媒体的书面新闻发布中指出,这类口服有效的非肽类小分子激动剂有可能成为糖尿病、肥胖症和其他相关代谢性疾病的一种新型疗法。
3.揭示果蝇记忆奥秘,探索记忆的神经生物学基础
中科院生物物理研究所研究组关于果蝇的最新研究成果,揭示了果蝇的脑中并不存在一个通用的记忆中心,而是不同感觉记忆储藏在不同的区域里,并且像人类能记住图像的高度、大小、颜色等不同参数一样,果蝇的图像记忆也有对应的不同参数。通过对果蝇记忆基因的研究,可进一步运用到小白鼠、哺乳动物甚至人类身上,从而解决人类失眠、老年痴呆等精神性疾病。
4.饮用水质安全风险的末端控制技术与应用
为及时评价水质状况及应对突发事件,中科院生态环境研究中心和中科院广州地球化学研究所合作开发出适合末端水质监控的生物在线监测与预警技术,建立并完善生物毒性测试方法,在分子、细胞水平上形成一套适用于水质评估的技术体系。研究中开发的关键技术拥有自主知识产权,共产生发明专利22项,发表论文61 篇,其中SCI收录论文23篇。
5.美国科学家制出“仿生眼”助盲人恢复视力
美国科学家说,将可在两年内提供“仿生眼睛”植入手术,帮助数百万盲人恢复视力。
美国的研究人员已获准于两年内在五个治疗中心为50到70名病人安装这种“仿生眼睛”。
以希腊神话中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的“阿古斯二型”系统利用一个安装在眼镜上的照相机,把视觉信号传送到眼睛里的电极。
以前接受不够先进的人工视网膜移植手术的病人能够“看到” 光线、影像和物体的运动。但图像不够清晰。
一名失明者在1999年接受了这种手术,现在他上街时能够避开长的或较低的树枝,但看人时好像是看到一团黑影。
不过美国加州大学的科学家说,他们研造的“仿生眼睛”尝试从相机取得实时的图像,然后把它们变成微弱的电信号,输送到一个接收器后,在通过电极,刺激视网膜的视觉神经向大脑发出信号,让失明者能够“看到”景物。
这种新的装置比传统的人工视网膜更细小,但拥有多达60个电极,使解像度更高。而且面积只有一平方毫米,植入手术也更容易。