‘壹’ 当前细胞生物学研究的热点有哪些
从20世纪70年代基因重组技术的出现到当前,细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密,研究细胞的分子结构及其在生命活动中的作用成为主要任务,基因调控、信号转导、肿瘤生物学、细胞分化和凋亡是当代的研究热点。
细胞生物学是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次,(斯。诺。美。A11-走在生物医学的最前沿)以动态的观点, 研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一,主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。从生命结构层次看,细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间,同它们相互衔接,互相渗透。
运用近代物理学和化学的技术成就和分子生物学的方法、概念,在细胞水平上研究生命活动的科学,其核心问题是遗传与发育的问题。
‘贰’ 谁能帮我找一些生物的前沿知识啊,
处于高速发展阶段,具有高科技的特点细胞生物学是研究细胞的形态结构。细胞生物学的研究需要分子层次的实验器材,目前研究得较多的是蛋白质学。我感觉你可能是想问生命科学、生理机能, 细胞凋亡。这也只是我看《环球科学》上的感觉。研究范围专注在生物学的微观下与分子层次、细胞周期, 以及各种胞器及讯息传递路径的学科,细胞分裂,邮局有卖(通常高中或大学校旁边的报刊亭都会出售)值得高中及高中以上人看。(可举例)细胞生物学的研究发展随着科学的进步和技术的完善日新月异,也向你推荐,神经细胞学,这本杂志是Scientific American的中文版
‘叁’ 细胞生物学的前沿科学研究有哪些
细胞信号转导;细胞衰亡;基因与疾病等等
‘肆’ 老师,我想知道细胞生物学学的最新研究领域有哪些
细胞生物学主要是在细胞水平研究细胞结构、细胞生命活动。肿瘤、干细胞一直是研究热点。
‘伍’ 简述细胞生物学今后的主要发展趋势
随着分子生物学的兴起和向各方面的渗透,生物科学的各分支学科也经历着兴衰更替的变化。从目前的发展状况来看,分子生物学仍将保持带头分支学科的地位,重点研究的领域是:生物大分子的结构和功能的研究;真核生物基因及基因表达调控的研究;分子神经生物学的研究;医学分子生物学的研究;植物分子生物学的研究;分子进化的研究,等等。由此可见,分子生物学带动了整个生物科学的全面发展,这是当代生物科学的一个显着特点和发展趋势。
现代生物科学的发展,是生物科学与数学、物理学、化学等科学之间相互交叉、渗透和相互促进的结果。其他相关科学推动了生物科学对生命现象和本质的研究不断深入和扩大,生物科学的发展也为其他相关科学提出了许多新的研究课题,开辟了许多新的研究领域。可见,生物科学与有关科学的高度的双向渗透和综合,也已经成为当代生物科学的一个显着特点和发展趋势。
现代生物科学的新进展,许多是在采用先进的技术和手段的条件下取得的,这些新技术有:DNA重组技术,DNA合成技术,快速DNA序列测定技术,蛋白质人工合成技术,蛋白质序列测定技术,核酸分子杂交技术,限制性内切酶片段长度多样性技术,反义RNA技术,聚合酶链反应扩增技术,单克隆抗体技术,脉冲电泳技术,磁力共振技术,扫描隧道和原子力显微技术,同步辐射技术,电子计算机技术,等等。可见,研究技术和手段的革新是当代生物科学的另一个显着特点和发展趋势。
近些年来,生态学的研究特别引起人们的关注。由于人类在全球的生存条件日趋恶化,生态学正与数学、地球科学等学科联合起来,研究地球各个圈层的相互作用及其引起的全球变化。随着分子生物学的发展,生物学家也开始在分子水平上研究生物与环境的关系。这种宏观与微观两方面的发展和结合是当代生态学发展的一个重要特征。生态学正在成为指导未来全球经济持续发展的准则和科学依据。可见,对生态学研究的高度重视,也是当代生物科学的一个显着特点和发展趋势。
未来生物学研究的热点领域从现在到21世纪初,分子生物学的研究将带动生物科学全面迅速地发展,生物科学的众多分支学科,将在更高层次上实现理论的大综合。促使生物科学向高层突破的热点研究领域有:生物大分子的结构和功能,基因和细胞,遗传、发育和进化的统一,脑科学,行为科学,生态学等。
‘陆’ 细胞生物学主要研究的内容是什么
细胞生物学是研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。细胞生物学由细胞学发展而来,细胞学是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。现代细胞生物学从显微水平,超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。在我国基础学科发展规划中,细胞生物学与分子生物学,神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。
细胞生物学以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次,以动态的观点,研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一,主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。从生命结构层次看,细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间,同它们相互衔接,互相渗透。
运用近代物理学和化学的技术成就和分子生物学的方法、概念,在细胞水平上研究生命活动的科学,其核心问题是遗传与发育的问题。
‘柒’ 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.
‘捌’ 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。
‘玖’ 近10年来细胞生物学领域的重大技术突破或发明、发现。
在技术上有重大突破的,那是极难的事情,因为现在很多基本的技术都很成熟了!
我去年看到一种技术的重大突破。是细胞转换技术,讲的是哈佛大学的研究者在
患糖尿病小鼠的体内,将小鼠的胰腺细胞转换成能够产生胰岛素的细胞。最后成果
发表在Nature上。
‘拾’ 现今生物科技前沿问题主要是哪些方面
现今生物科技前沿问题主要是哪些方面
生物化学与分子生物学专业主要是从微观即分子的角度来研究生物现象,在分子水平探讨生命的本质,研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节。该专业涉及物理、化学、数学、生物学等多学科的交叉,渗透于生物学的其他专业之中,属于基础性研究专业。生物化学与分子生物学是目前自然科学中进展最迅速、最具活力的前沿领域。 通过学习,将具备以下几方面的能力:
1、掌握数理化、生物科学和计算机科学等方面的基础理论、基础知识和技术;
2、掌握生物化学、分子生物学等方面的基础理论、基础知识和基本实验技能;
3、了解国家科技政策、知识产权等有关政策和法规;
4、了解生物化学与分子生物学的理论前沿、应用前景和最新发展动态;
5、掌握生物化学与分子生物学资料的查询、文献检索及运用现代信息技术获得相关信息的基本方法;
6、具有一定的该领域的实验设计、分析实验结果、撰写论文、参与学术交流的能力。 化学、植物学、动物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、现代遗传学、现代分子生物学、生化工程、生物技术制药、基因组学与生物信息学、蛋白组学等。