⑴ 中国有哪些生物技术的研究
我国生物技术研究与开发也取得了令人瞩目的成绩,如已在两系法杂交稻、抗虫转基因棉花和玉米、基因工程药物和疫苗、人血液代用品、人重大疾病相关基因研究和动物乳腺生物反应器、农作物组织培养和基因转移、家畜胚胎分隔和试管牛、羊等方面形成自己的特色和优势,并具备与世界发达国家整体竞争与抗衡的能力。
但是,与西方发达国家相比,我国生物技术产品缺乏创新,极易丧失发展后劲。
因此,我国应高度重视产品和技术的创新,必须深刻认识到生命科学的发展和生物技术的发展是相辅相成的。
为迎接生命科学世纪的挑战,更好地参与新世纪激烈的生物技术产业的竞争,必须大力发展关键的生物技术,如基因组学技术,生物信息技术,基因克隆、重组、表达技术,动植物体细胞克隆技术,生物芯片技术、微阵列技术(Microarray)和生物传感器的基础研究,人工组织与器官研制技术,并带动农业生物技术、医药生物技术、环境生物技术、海洋生物技术和工业生物技术的高速发展。
1986年3月经党中央、国务院批准实施的我国高科技研究发展计划(863计划),也将生物技术确定为主攻方向之一,选择了高产、优质、抗逆性的植物新品种选育,新型药物、疫苗和基因诊疗,蛋白质工程研究与应用等三项对我国国民经济发展有重大影响的项目进行跟踪和创新研究,有力地推动了农业生物技术研究与发展。在基础理论、实验技术和实际应用等方面都有了明显进展,大大缩短了与世界发达国家的差距,在发展中国家处于领先地位。
⑵ 生命科学近年来有哪些新技术
NO.1
SARAH TEICHMANN: Expand single-cell biology(扩展单细胞生物学)
Head of cellular genetics, Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, UK.
在过去的十年里,我们看到研究人员可以分析的单细胞数量大幅增加,随着细胞捕获技术的发展,结合条形码标记细胞和智能化技术等方法,在未来数量还将继续增加,对此,大家可能不以为然,但这可以让我们以更高的分辨率来研究更为复杂的样品,我们可以做各种各样的实验。比如说,研究人员不再只关注一个人的样本,而是能够同时观察20到100个人的样本,这意味我们能够更好的掌握人的多样性,我们可以分析出更多的发展时间点,组织和个体,从而提高分析的统计学意义。
我们的实验室最近参与了一项研究,对6个物种的250000个细胞进行了分析,结果表明,控制先天免疫反应的基因进化速度快,并且在不同物种间具有较高的细胞间变异性,这两个特征都有助于免疫系统产生有效的微调反应。
我们还将看到在单个细胞中同时观察不同基因组模式的能力发展。例如,我们不局限于RNA,而是能够看到染色质的蛋白质-DNA复合物是开放还是封闭。这对理解细胞分化时的表观遗传状态以及免疫系统和神经系统中的表观遗传记忆具有重要意义。
将单细胞基因组学与表型关联的方法将会发生演变,例如,将蛋白质表达或形态学与既定细胞的转录组相关联。我认为我们将在2019年看到更多这种类型的东西,无论是通过纯测序还是通过成像和测序相结合的方法。事实上,我们已经见证了这两种技术的一种融合发展:测序在分辨率上越来越高,成像也越来越多元化。
NO.2
JIN-SOO KIM: Improve gene editors(改进基因编辑)
Director of the Center for Genome Engineering, Institute for Basic Science, and professor of chemistry, Seoul National University.(首尔国立大学基因学研究所基因组工程中心主任、化学教授。)
现如今,蛋白质工程推动基因组工程的发展。第一代CRISPR基因编辑系统使用核酸酶Cas9,这是一种在特定位点剪切DNA的酶。到目前为止,这种方法仍然被广泛使用,但是许多工程化的CRISPR系统正在用新变体取代天然核酸酶,例如xCas9和SpCas9-NG,这拓宽了靶向空间——基因组中可以被编辑的区域。有一些酶比第一代酶更具特异性,可以将脱靶效应最小化或避免脱靶效应。
去年,研究人员报告了阻碍CRISPR基因组编辑引入临床的新障碍。其中包括激活p53基因 (此基因与癌症风险相关);不可预料的“靶向”效应;以及对CRISPR系统的免疫原性。想要将基因组编辑用于临床应用,就必须解决这些限制。其中一些问题是由DNA双链断裂引起的,但并非所有基因组编辑酶都会产生双链断裂——“碱基编辑”会将单个DNA碱基直接转换成另一个碱基。因此,碱基编辑比传统的基因组编辑更干净利索。去年,瑞士的研究人员使用碱基编辑的方式来纠正小鼠中导致苯丙酮尿症的突变基因,苯丙酮尿症是一种先天性代谢异常疾病,患者体内会不断累积毒素。
值得注意的是,碱基编辑在它们可以编辑的序列中受到了限制,这些序列被称为原间隔相邻基序。然而蛋白质工程可以用来重新设计和改进现有的碱基编辑,甚至可以创建新的编辑,例如融合到失活Cas9的重组酶。就像碱基编辑一样,重组酶不会诱导双链断裂,但可以在用户定义的位置插入所期望的序列。此外,RNA引导的重组酶将会在新的维度上扩展基因组编辑。
基因编辑技术在临床上的常规应用可能还需要几年的时间。但是我们将在未来一两年看到新一代的工具,将会有很多的研究人员对这项技术感兴趣,到时候他们每天都会使用这些技术。届时必然会出现新的问题,但创新的解决方案也会随之出现。
NO.3
XIAOWEI ZHUANG(庄小威): Boost micros resolution (提高显微镜分辨率)
Professor of chemistry and chemical biology, Harvard University, Cambridge, Massachusetts; and 2019 Breakthrough Prize winner.
超分辨率显微镜的原理验证仅仅发生在十几年前,但今天这项技术相对来说再平常不过,生物学家可以接触到并丰富知识。
一个特别令人兴奋的研究领域是确定基因组的三维结构和组织。值得一提的是,基因组的三维结构在调节基因表达中起到的作用越来越大。
在过去的一年里,我们报道了一项工作,在这项工作中,我们对染色质进行了纳米级的精准成像,将它与数千个不同类型细胞的序列信息联系起来。这种空间分辨率比我们以前的工作好一到两个数量级,使我们能够观察到各个细胞将染色质组织成不同细胞之间差异很大的结构域。我们还提供了这些结构域是如何形成的证据,这使我们更好地理解染色质调节的机制。
除了染色质,我们预见到在超分辨率成像领域空间分辨率有了实质性的提高。大多数实验的分辨率只有几十纳米,虽然很小,但与被成像的分子相比却没有什么差别,特别是当我们想解决分子间的相互作用时。我们看到荧光分子和成像方法的改进,大大提高了分辨率,我们预计1纳米分辨率的成像将成为常规。
同时,瞬时分辨率变得越来越好。目前,研究人员必须在空间分辨率和成像速度之间做出妥协。但是通过更好的照明策略和更快的图像采集,这些限制可以被克服。成千上万的基因和其他类型的分子共同作用来塑造细胞的行为。能够在基因组范围内同时观察这些分子的活动,将为成像创造强有力的机会。
NO.4
JEF BOEKE: Advance synthetic genomes (先进的合成基因组)
Director of the Institute for Systems Genetics, New York University Langone Medical Center, New York City.
当我意识到从头开始写一个完整的基因组变成可能的时候,我认为这将是一个对基因组功能获得新观点的绝佳机会。
从纯科学的角度来看,研究小组在合成简单的细菌和酵母基因组方面取得了进展。但是在合成整个基因组,特别是哺乳动物基因组方面仍然存在技术挑战。
有一项降低DNA合成成本的技术将会对行业产生帮助,但是目前还没有上市。今天发生的大多数DNA合成都是基于亚磷酰胺化学过程。所得核酸聚合物的最大长度和保真度都受到限制。
许多公司和实验室都在研究酶促DNA合成——这种方法有可能比化学合成更快、更准确、更便宜。目前,还没有一家公司在商业上提供这种分子。但是去年10月,一家总部位于巴黎的叫做DNA Script的公司宣布,它已经合成了一种150碱基的寡核苷酸,几乎符合化学DNA合成的实际限制。
作为一个群体,我们还研究了如何组装人类染色体DNA的大片段,并且我们可以使用这种方法构建100千碱基或更多的区域。现在,我们将使用这种方法来解剖大的基因组区域,这些区域对于识别疾病易感性非常重要,或者是其他表型特征的基础。
我们可以在酵母细胞中快速合成这些区域,因此我们应该能够制造数十到数百种以前不可能检测到的基因组变体。使用它们,我们将能够检查全基因组关联研究中涉及的数千个基因组基因座,它们在疾病易感性方面具有一定意义。这种解剖策略可能使我们最终能够确定这些变体的作用。
NO.5
CASEY GREENE: Apply AI and deep learning(应用人工智能和深度学习)
Assistant professor of systems pharmacology and translational therapeutics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia.
⑶ 细胞生物学中常用的实验技术或者方法
第二节 细胞生物学实验方法与技术
当前细胞生物学与医药保健事业联系的较为紧密的热点问题主要有以下几种:1)真核细胞基因结构及其表达调控;2)细胞膜、膜系、受体与信号传递研究;3)细胞生长、分化、衰老、癌变、死亡,尤其是程序性细胞死亡的研究;4) 细胞工程,包括基因工程及体细胞核移植的研究。
一、细胞培养常用方法
1、细胞原代培养(primay culture) 又称初代培养,即直接从机体取下细胞、组织、或器官、让他们在体外维持与生长。原代细胞的特点是细胞或组织刚离开机体,他们的生物状态尚未发生很大的改变,一定程度上可反映他们在体内的状态,表现出来源组织或细胞的特性,因此用于药物实验尤其是药物对细胞活动、结构、代谢、有无毒性或杀伤作用等研究是极好工具。常用的原代培养方法有组织快培养法及消化培养法。前者方法简单,细胞也较易生长,尤其是培养心肌有时能观察到心肌组织块的搏动。细胞从组织块外长并铺满培养皿或培养瓶后即可进行传代。2、细胞的传代培养 当细胞生长至单层汇合时,便需要进行分离培养否则会因无繁殖空间、营养耗竭而影响生长,甚至整片细胞脱离基质悬浮起来直至死亡。为此当细胞达到一定密度时必须传代或再次培养,目的是借此繁殖更多的细胞,另一方面是防止细胞的退化死亡。
二、器官培养方法
器官培养(organ culture)是指用特殊的装置使器官、器官原基或它们的一部分在体外存活,幷保持其原有的结构和功能。器官培养可模拟体内的三维结构,用于观察组织间的相互反应、组织与细胞的分化以及外界因子包括药物对组织细胞的作用。
器官培养方法很多,最经典的方法即表玻皿器官培养法;一种最常用的方法是不锈钢金属网格法及Wolff培养法和扩散盒培养法,实验者可根据情况选择采用。
三、放射自显影术测定
放射自显影术(autoradiography)是利用放射性同位素电离辐射对核子乳胶的感光作用,显示标本或样品中放射物的分布、定量以及定位的方法。放射性同位素能在紧密接触的感光乳胶中记录下它存在的部位和强度,准确显示出形态与功能的定位关系。现已可将放射自显影术与电镜以及生物分子结合起来。不但可以研究放射性物质在组织和细胞内的分布代谢,而且可以揭示核酸合成及其损伤等改变,目前已在生命科学各领域被广泛应用。
四、染色体分析技术
染色质或染色体是遗传物质在细胞水平的形态特征。前者是指当细胞处于合成期时遗传物质经碱性染料着色后,呈现出细丝状弥漫结构;当细胞进入分裂期时,染色质细丝高度螺旋化凝聚为形态有特征的染色体。特别是在分裂中期,复制后的染色体达到最高程度的凝聚,称为中期染色,是进行染色体形态观察分析的最佳时期。染色体分析应用领域越来越广,主要用于以下几方面:1)为临床诊断提供新手段;2)研究不育和习惯性流产发生的遗传基础;3) 通过检查胎儿的染色体,预防有染色体异常患儿出生(先天愚型);4)根据染色体的多肽性进行亲子和异型配子的起源研究;结合DNA重组技术可以将基因定位于染色体的具体区带上。
五、电镜技术
早在1940年,英国剑桥大学首先试制成功扫描电子显微镜,但因分辨率低无实用价值。1965年英国剑桥科学仪器有限公司开始生产出商品扫描电镜,其以显着优点广泛用于生物学、医学、物理学、化学、电子学及勘探、冶金、国防、公安、机械与轻工业等诸多领域,并已成为非常有用的研究工具。
⑷ 孟德尔在生物学研究方法上有什么创新
首先孟德尔的豌豆杂交试验中,采用了统计学的方法进行数据统计,统计得数量极大,得出了相应的性状分离比3:1。
其次,孟德尔在研究相对性状时,虽然发现了豌豆有许多的相对性状,但却先研究其中的一对相对性状,得到了基因的分离定律;然后又研究多对相对性状,得到了自由组合定律。
选材正确,因为豌豆是自花传粉,并且是闭花授粉,因此自然界的豌豆都是纯种。因此设计杂交试验能得出正确结论。
希望能帮到您,满意请采纳。
⑸ 现代生物医学科学实验技术的主要成就有哪些
现代生物医学科学实验技术的主要成就:
摩尔根于1910年用红眼果蝇实验,提出了基因连锁假说和其1926年发表的《基因论》丰富和发展了孟德尔的遗传学说,形成了较完整的基因理论。
1936年瑞典化学家柏尔采留斯提出了蛋白质由氨基酸组成,并先后发现了组成蛋白质的20余种氨基酸。
1953年,美国沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型,之后法国生物学家雅各布、勒尔夫和莫诺于1961年提出DNA复制的机制。DNA双螺旋结构的发现被称为20世纪生物学中最伟大的发现,标志着分子生物学的诞生。
1961年,克里克与布伦纳用实验证明遗传密码是由三个碱基组成,决定一个氨基酸;
1963年,20种氨基酸全部密码被译出;1969年64种密码的含义全部被测出。
1999年公布了由多国科学家完成了人类基因组计划,绘制出了人类基因谱,为从分子生物学角度研究疾病发展的病因、诊断和治疗,展示了发展前景。
⑹ 120项生物医学新技术有哪些
生物医学新技术是医学生物学发展的支撑和基础.现代医学生物学的发展离不开生物医学技术的进展.从显微镜、离心机、电泳仪、同位素、X-Ray到现在的高通量、高灵敏的分析、测序、重组、克隆、转移、芯片、荧光、成像、纳米、合成、信息技术的发展,无一不引领着现在医学生物学的进步.没有生物医学技术的创新和进步,就不会有现在和未来医学生物学的发展.这里我们从Science,Nature,PNAS,Cell 以及国内外生物医学网站上摘录了近年120多项生物医学的新技术,供大家参考.此外,我们在CMBI特别报道专栏中也全文报道了新技术(379)、心血管成像(368)、彗星测定(366)、荧光蛋白(363)、人工生命(331)、代谢修复技术(376)、方法学(303)、系统生物学(272)、纳米医学(271)、生物标记(267)、抗体工程(251)、细胞与分子生物学方法(240)、活细胞成像(226)、组合化学(216)、虚拟细胞(199)、组织工 程(186)、DNA疫苗(176)、生物芯片(122)等近20项做了专题报道,约有7000篇文献. 人工生命(AL:Artificial life)是通过人工模拟生命系统,来研究生命的领域.人工生命的概念,包括两个方面内容:1)、属于计算机科学领域的虚拟生命系统,涉及计算机软件工程与人工智能技术,以及2)、基因工程技术人工改造生物的工程生物系统,涉及合成生物学技术.AL是首先由计算机科学家Christopher Langton在1987年在Los Alamos National Laboratory召开的"生成以及模拟生命系统的国际会议"上提出. 代谢修复技术:在调动泛素-蛋白体酶系统充分代谢、分解病原性蛋白质的同时,引导代谢产生的巨大能量释放细胞自我复制的潜能,最终通过细胞自我复制的方式完成组织、器官的自我修复,从而使系统功能恢复正常、机体重新获得健康的前沿生命科学.代谢修复技术发端于2004年诺贝尔化学奖成果. 虚拟细胞(virtualcell)亦称电子细胞(e2cell)"它是应用信息科学的原理和技术,通过数学的计算和分析,对细胞的结构和功能进行分析!整合和应用,以模拟和再现细胞和生命的现象的一门新兴学科"因此,虚拟细胞亦称人工细胞或人工生命" 生物芯片,又称DNA芯片或基因芯片,它们是DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶.该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息.
⑺ 初中生物实验创新,具体的实验。
你好,我为你准备的实验是测空气和看似干净的水壶所含细菌类型及多少,目的及意义是让人们了解到卫生的重要性及不要轻易被物体的表面所蒙蔽。 首先准备两个培养皿(事先用肉羹或牛奶铺好一层营养膜为细菌的培养提供营养。并高温或低温灭菌,防止空气中的细菌在内繁殖影响实验)用棉棒涂抹水壶再涂抹到培养皿中(细菌接种),接种之后迅速封闭培养皿。另一个培养皿开口在空气中放置1到2分钟(接种),之后封闭培养皿。将两个培养皿都放在常温下培养,这样细菌的生长需要的条件就满足了(适宜的温度、充足的营养)过几天观察现象即可。 纯用手机打的,望采纳、欢迎提问!
⑻ 细胞生物学实验技术有哪些
细胞生物学研究所用的实验技术包括:遗传学、病理学、免疫学、生物化学、基因组学、蛋白质组学和分子生物学的理论和方法探讨疾病发生和发展的分子机制。为整个疾病过程寻求特异的分子诊断指标,以及利用分子生物学技术为这些分子诊断指标建立临床实用的检测方法。
细胞培养技术指的是细胞在体外条件下的生长,在培养的过程中细胞不再形成组织(动物)。
培养物是单个细胞或细胞群。细胞在培养时都要生活在人工环境中,由于环境的改变,细胞的移动或受一些其他因素的影响,培养时间加长,传代导致细胞出现单一化型。
⑼ 现代生物技术及科学研究发展前沿有哪些
第一目“科技战略的发展”.
一、建立科研机构。1949年成立了中国科学院,逐步建立了由中央各部门、高等院校和地方组成的科学研究体系。二、制定科技发展规划。1956年1月,毛泽东在最高国务会议上提出:“要在几十年内,努力改变我国在经济上和科学文化上的落后状况,迅速达到世界上的先进水平。”同年,中共中央召开全国知识分子大会,发出了“向科学进军”的号召。随后,制定实施了中国科技发展的远景规划(即《1956~1967年科学技术发展远景规划纲要》)和“十年规划”(即《1963年至1972年科学技术发展规划》)。两个规划的实现,使我国科学技术有了较全面的发展,为我国科学技术现代化奠定了基础。第二个阶段是“文化大革命”时期,我国的科学技术事业遭受严重破坏,但取得了突破性进展。这一阶段所取得的科技成就有:第一颗导弹和氢弹爆炸成功,南京长江大桥落成,“东方红”1号发射成功,杂交水稻育成等。第三个阶段是1978年“文革”以后,我国的科技事业进入了一个蓬勃发展的新时期。1978年是我国社会主义建设的一个转折点,也是我国科技事业发展的一个分水岭。这一阶段,我国科技发展经历了三个时期:1.1978年3月,中共中央召开了全国科学技术大会,制定了全国科学技术发展规划纲要。邓小平肯定了“科学技术是第一生产力”,他指出:“四个现代化,关键是科学技术现代化。没有现代科学技术,就不可能建设现代农业、现代工业、现代国防。没有科学技术的高速发展,也就不可能有国民经济的高速发展。”科学技术得到重视,知识分子政策得以落实,我国科技事业迎来了新的春天。2.1985年中共中央作出了《关于科技体制改革的决定》,邓小平在全国科技工作会议上讲话:“经济体制,科技体制,这两个方面的改革都是为了解放生产力。新的经济体制,应该是有利于技术进步的体制。新的科技体制,应该是有利于经济发展的体制。双管齐下,长期存在的科技与经济脱节的问题,有可能得到比较好的解决。”以此为指导,科技体制改革全面展开。3.1995年,党和政府提出“科教兴国”战略,进一步推动了科技与经济的结合,科技进步促进了生产力的发展,经济的发展也推动科技事业进入了一个日新月异的新阶段。
第二目“从两弹一星”到载人航天。
第一,党和政府作出发展“两弹一星”战略决策的时代背景。新中国成立后,美国敌视中国,想要扼杀新生的人民政权;60年代中苏关系也急剧恶化;美苏两个大国的争霸,导致世界局势紧张。中国面对非常恶劣的国际环境,为了冲破美苏两大国对核技术和空间技术的垄断,积极发展高新科技,以巩固国防,维护中国的安全,为社会主义建设创造一个安定的环境。第二,“两弹一星”计划的重大成果。中国第一颗原子弹爆炸成功,打破了美国和苏联的核垄断;中国自行设计制造的导弹实验成功,加强了国防力量;第一枚中国自行研制的火箭发射成功和第一颗人造地球卫星的发射成功,宣告中国进入了航天时代。教师应使学生深刻理解,我国在核科学的发展中,始终坚持维护世界和平,为人类造福的一贯立场。第三,中国在“两弹一星”之后,不断向更高的科学高峰攀登,在核科学和空间技术上硕果累累,已跻身于世界先进行列。第四,我国载人航天工程的战略决策和“神舟”5号飞天的巨大成就。中国已经成为世界上第三个掌握载人航天技术的国家,成为世界航天大国。
第三目“袁隆平与杂交水稻”。现代生物技术发展突飞猛进,属于现代科技发展的前沿科学,意义重大。袁隆平的杂交水稻,和人类的生活息息相关,其影响和作用尤为重要,是我国高科技发展的代表。