❶ 生物动物基因工程 目前研究重点、方向、及最新成果
基因工程的应用
基因工程已经成为生物科学中不可或缺的一部分.也是最令人类充满无限遐想的一门科学.自从解开人类基因组后,长生不老等就古老的传说又再度流行起来.尽管现在的基因技术还不能做到让你真的长生不老,但是基因疗法等技术的出现已经让人们看到了基因工程的生命力.本文从环境保护,军事等方面浅谈了基因工程的应用.</P>
目前世界许多国家将生物技术,信息技术和新材料技术作为三大重中之重技术,而生物技术可以分为传统生物技术,工业生物发酵技术和现代生物技术。
现在人们常说的生物技术实际上就是现代生物技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术。其中基因工程技术是现代生物技术的核心技术。基因工程的核心技术是DNA的重组技术,也就是基因克隆技术。既然基因工程这么重要,那么什么是基因工程呢?
基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子,构成遗传物质的新组合,并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内,而能持续稳定地繁殖。根据这个概念,人们可以从一个生物的基因中提取有用的基因片断,植入到另外一个生物体内,从而使该生物获得某些新的遗传性状。从而获得所需要的新的生物的变种.运用基因工程可以加快生物的变异,并使生物的变异朝着有益于人类的方向发展.而且,基因工程是处在分子水平上的操作,因而可以跨越不同的物种进行操作.大大改善了传统的只能同类生物杂交并且不能控制变异方向的方法.例如,传统的水稻培养方法是让很多不同的水稻杂交,然后将种子都培养成水稻,再从中选择优良的品种.但是这种方法不仅工作量大,而且效果也不是很好.根据DNA重组原理,有些隐性性状大约只有1/4的概率能表达出来.这样就做了大量的无用功.但是利用基因工程,我们只需要从不同的水稻中提取所需要表达出来的性状的核苷酸组合,将其移植到另外的水稻上,就可以表达出来.这样做,大大节省了工程的周期,也提高了基因性状表现的精确度.另外,不同种的生物一般是不能交配的.例如鱼和牛,就不能进行交配而生出下一代.但是利用基因工程,我们可以把鱼的某些基因移植到牛的受精卵上,或者把牛的基因移植到鱼的受精卵上,加以培养,就可以产生既有牛的性状又有鱼的性状的新的物种.虽然基因工程有这么多的好处,但是也不是说可以滥用的.因为每种生物经过适者生存的自然选择,都能适应所处的生存环境.如果移植了外来的基因,可能会打破其体内的细胞的平衡,从而导致细胞的快速衰老甚至死亡.可见,基因工程要正确处理好细胞的相容性.</P>
那么,基因工程都有那些应用呢?
一:在生产领域,人们可以利用基因技术,生产转基因食品.例如,科学家可以把某种肉猪体内控制肉的生长的基因植入鸡体内,从而让鸡也获得快速增肥的能力.但是,转基因因为有高科技含量, 怕吃了转基因食品中的外源基因后会改变人的遗传性状,比如吃了转基因猪肉会变得好动,喝了转基因牛奶后易患恋乳症等等。华中农业大学的张启发院士认为:“转基因技术为作物改良提供了新手段,同时也带来了潜在的风险。基因技术本身能够进行精确的分析和评估,从而有效地规避风险。对转基因技术的风险评估应以传统技术为参照。科学规范的管理可为转基因技术的利用提供安全保障。生命科学基础知识的科普和公众教育十分重要。<BR>”<BR>
二:军事上的应用.生物武器已经使用了很长的时间.细菌,毒气都令人为之色变.但是,现在传说中的基因武器却更加令人胆寒.基因武器只对具有某种基因的人(例如某一种族)有杀伤力,而对其他种族的人毫无影响.这种武器的使用无疑会使遭受基因武器袭击的种族面临灭顶之灾.</P>
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三: 环境保护上,也可以应用基因武器.我们可以针对一些破坏生态平衡的动植物,研制出专门的基因药物,既能高效的杀死它们,又不会对其他生物造成影响.还能节省成本.例如一直危害我国淡水区域的水葫芦,如果有一种基因产品能够高校杀灭的话,那每年就可以节省几十亿了.</P>
<P>科学是一把双刃剑.基因工程也不例外.我们要发挥基因工程中能造福人类的部分,抑止它的害处.
四,医疗方面
随着人类对基因研究的不断深入,发现许多疾病是由于基因结构与功能发生改变所引起的。科学家将不仅能发现有缺陷的基因,而且还能掌握如何进行对基因诊断、修复、治疗和预防,这是生物技术发展的前沿。这项成果将给人类的健康和生活带来不可估量的利益。<BR> 所谓基因治疗是指用基因工程的技术方法,将正常的基因转如病患者的细胞中,以取代病变基因,从而表达所缺乏的产物,或者通过关闭或降低异常表达的基因等途径,达到治疗某些遗传病的目的。目前,已发现的遗传病有6500多种,其中由单基因缺陷引起的就有约3000多种。因此,遗传病是基因治疗的主要对象。<BR> 第一例基因治疗是美国在1990年进行的。当时,两个4岁和9岁的小女孩由于体内腺苷脱氨酶缺乏而患了严重的联合免疫缺陷症。科学家对她们进行了基因治疗并取得了成功。这一开创性的工作标志着基因治疗已经从实验研究过渡到临床实验。1991年,我国首例B型血友病的基因治疗临床实验也获得了成功。<BR>
基因治疗的最新进展是即将用基因枪技术于基因治疗。其方法是将特定的DNA用改进的基因枪技术导入小鼠的肌肉、肝脏、脾、肠道和皮肤获得成功的表达。这一成功预示着人们未来可能利用基因枪传送药物到人体内的特定部位,以取代传统的接种疫苗,并用基因枪技术来治疗遗传病。<BR>
目前,科学家们正在研究的是胎儿基因疗法。如果现在的实验疗效得到进一步确证的话,就有可能将胎儿基因疗法扩大到其它遗传病,以防止出生患遗传病症的新生儿,从而从根本上提高后代的健康水平。</P>
五,基因工程药物研究</STRONG></P>
<P> 基因工程药物,是重组DNA的表达产物。广义的说,凡是在药物生产过程中涉及用基因工程的,都可以成为基因工程药物。在这方面的研究具有十分诱人的前景。<BR>
基因工程药物研究的开发重点是从蛋白质类药物,如胰岛素、人生长激素、促红细胞生成素等的分子蛋白质,转移到寻找较小分子蛋白质药物。这是因为蛋白质的分子一般都比较大,不容易穿过细胞膜,因而影响其药理作用的发挥,而小分子药物在这方面就具有明显的优越性。另一方面对疾病的治疗思路也开阔了,从单纯的用药发展到用基因工程技术或基因本身作为治疗手段。<BR>
现在,还有一个需要引起大家注意的问题,就是许多过去被征服的传染病,由于细菌产生了耐药性,又卷土重来。其中最值得引起注意的是结核病。据世界卫生组织报道,现已出现全球肺结核病危机。本来即将被消灭的结核病又死灰复燃,而且出现了多种耐药结核病。据统计,全世界现有17.22亿人感染了结核病菌,每年有<BR>900万新结核病人,约300万人死于结核病,相当于每10秒钟就有一人死于结核病。科学家还指出,在今后的一段时间里,会有数以百计的感染细菌性疾病的人将无药可治,同时病毒性疾病日益曾多,防不胜防。不过与此同时,科学家们也探索了对付的办法,他们在人体、昆虫和植物种子中找到一些小分子的抗微生物多肽,它们的分子量小于4000,仅有30多个氨基酸,具有强烈的广普杀伤病原微生物的活力,对细菌、病菌、真菌等病原微生物能产生较强的杀伤作用,有可能成为新一代的“超级抗生素”。除了用它来开发新的抗生素外,这类小分子多肽还可以在农业上用于培育抗病作物的新品种。</P>
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六,加快农作物新品种的培育</STRONG></P>
<P> 科学家们在利用基因工程技术改良农作物方面已取得重大进展,一场新的绿色革命近在眼前。这场新的绿色革命的一个显着特点就是生物技术、农业、食品和医药行业将融合到一起。 <BR>
本世纪五、六十年代,由于杂交品种推广、化肥使用量增加以及灌溉面积的扩大,农作物产量成倍提高,这就是大家所说的“绿色革命”。但一些研究人员认为,这些方法目前已很难再使农作物产量有进一步的大幅度提高。<BR>
基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物。例如,基因技术可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物种植在旱地或盐碱地上,或者生产出营养更丰富的食品。科学家们还在开发可以生产出能够防病的疫苗和食品的农作物。<BR> 基因技术也使开发农作物新品种的时间大为缩短。利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育出一个新的植物品种,基因工程技术使研究人员可以将任何一种基因注入到一种植物中,从而培育出一种全新的农作物品种,时间则缩短一半。<BR>
虽然第一批基因工程农作物品种5年前才开始上市,但今年美国种植的玉米、大豆和棉花中的一半将使用利用基因工程培育的种子。据估计,今后5年内,美国基因工程农产品和食品的市场规模将从今年的40亿美元扩大到200亿美元,20年后达到750亿美元。有的专家预计,“到下世纪初,很可能美国的每一种食品中都含有一点基因工程的成分。”<BR>
尽管还有不少人、特别是欧洲国家消费者对转基因农产品心存疑虑,但是专家们指出,利用基因工程改良农作物已势在必行。这首先是由于全球人口的压力不断增加。专家们估计,今后40年内,全球的人口将比目前增加一半,为此,粮食产量需增加75%。另外,人口的老龄化对医疗系统的压力不断增加,开发可以增强人体健康的食品十分必要。 <BR>
加快农作物新品种的培育也是第三世界发展中国家发展生物技术的一个共同目标,我国的农业生物技术的研究与应用已经广泛开展,并已取得显着效益。</P>
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七,分子进化工程的研究</STRONG></P>
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分子进化工程是继蛋白质工程之后的第三代基因工程。它通过在试管里对以核酸为主的多分子体系施以选择的压力,模拟自然中生物进化历程,以达到创造新基因、新蛋白质的目的。<BR>
这需要三个步骤,即扩增、突变、和选择。扩增是使所提取的遗传信息DNA片段分子获得大量的拷贝;突变是在基因水平上施加压力,使DNA片段上的碱基发生变异,这种变异为选择和进化提供原料;选择是在表型水平上通过适者生存,不适者淘汰的方式固定变异。这三个过程紧密相连缺一不可。<BR>
现在,科学家已应用此方法,通过试管里的定向进化,获得了能抑制凝血酶活性的DNA分子,这类DNA具有抗凝血作用,它有可能代替溶解血栓的蛋白质药物,来治疗心肌梗塞、脑血栓等疾病。<BR>
我国基因研究的成果</STRONG></P>
<P> 以破译人类基因组全部遗传信息为目的的科学研究,是当前国际生物医学界攻克的前沿课题之一。据介绍,这项研究中最受关注的是对人类疾病相关基因和具有重要生物学功能基因的克隆分离和鉴定,以此获得对相关疾病进行基因治疗的可能性和生产生物制品的权利。<BR>
人类基因项目是国家“863”高科技计划的重要组成部分。在医学上,人类基因与人类的疾病有相关性,一旦弄清某基因与某疾病的具体关系,人们就可以制造出该疾病的基因药物,对人类健康长寿产生巨大影响。据介绍,人类基因样本总数约10万条,现已找到并完成测序的约有8000条。<BR>
近些年我国对人类基因组研究十分关注,在国家自然科学基金、“863计划”以及地方政府等多渠道的经费资助下,已在北京、上海两地建立了具备先进科研条件的国家级基因研究中心。同时,科技人员紧跟世界新技术的发展,在基因工程研究的关键技术和成果产业化方面均有突破性的进展。我国人类基因组研究已走在世界先进行列,某些基因工程药物也开始进入应用阶段。<BR> 目前,我国在蛋白基因的突变研究、血液病的基因治疗、食管癌研究、分子进化理论、白血病相关基因的结构研究等项目的基础性研究上,有的成果已处于国际领先水平,有的已形成了自己的技术体系。而乙肝疫苗、重组α型干扰素、重组人红细胞生成素,以及转基因动物的药物生产器等十多个基因工程药物,均已进入了产业化阶段。</P>
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基因技术:进退两难的境地和两面性的特征</STRONG><BR> <BR> 基因作物在舆论界引发争议不足为怪。但在同属发达世界的大西洋两岸,转基因技术的待遇迥然不同却是一种耐人寻味的现象。当美国40%的农田种植了经过基因改良的作物、消费者大都泰然自若地购买转基因食品时,此类食品在欧洲何以遭遇一浪高过一浪的喊打之声?<BR> 从直接社会背景看,目前欧洲流行“转基因恐惧症”情有可原。从1986年英国发现疯牛病,到今年比利时污染鸡查出致癌的二恶英和可口可乐在法国导致儿童溶血症,欧洲人对食品安全颇有些风声鹤唳,关于转基因食品可能危害人类健康的假设如条件反射一般让他们闻而生畏。<BR>
同时,欧洲较之美国在环境和生态保护问题上一贯采取更为敏感乃至激进的态度,这是转基因食品在欧美处境殊异的另一缘故。一方面,欧洲各国媒介的环保意识日益强烈,往往对可能危害环境和生态的问题穷追不舍甚至进行夸张的报道,这在很大程度上左右着公众对诸如转基因问题的态度。另一方面,以“绿党”为代表的“环保主义势力”近年来在欧洲政坛崛起,在政府和议会中的势力不断扩大,对决策过程施加着越来越大的影响。<BR>
但是,欧洲人对转基因技术之所以采取如此排斥的态度,似乎还有一个较为隐蔽却很重要的深层原因。实际上,在转基因问题上欧美之间既有价值观念之差,更是经济利益之争。与一般商品不同,转基因技术具有一种独特的垄断性。在技术上,美国的“生命科学”公司一般都通过生物工程使其产品具有自我保护功能。其中最突出的是“终止基因”,它可以使种子自我毁灭而不能象传统作物种子那样被再种植。另一种技术是使种子必须经过只为种子公司所掌握的某种“化学催化”方能发育和生长。在法律上,转基因作物种子一般是通过一种特殊的租赁制度提供的,消费者不得自行保留和再种植。美国是耗资巨大的基因工程研究最大的投资者,而从事转基因技术开发的美国公司都熟谙利用知识产权和专利保护法寻求巨额回报之道。美国目前被认为已控制了相当大份额的转基因产品市场,进而可以操纵市场价格。因此,抵制转基因技术实际上也就是抵制美国在这一领域的垄断。<BR>
生物技术在许多领域正在发挥越来越重要的作用:遗传工程产品在农业领域无孔不入,遗传工程作物开始在美国农业中占有重要位置;生物技术在医学领域取得显着进展,已有一些遗传工程药物取代了常规药物,医学界在几方面从基因研究中获利;克隆技术的进展为拯救濒危物种及探索多种人类疾病的治疗方法提供了前所未有的机会。目前研究人员正准备将生物技术推进到更富挑战性的领域。但近来警惕遗传学家的行为的声音越来越受到重视。<BR>
今天,人们借助于所谓的DNA切片已能同时研究上百个遗传基质。基因的研究达到了这样一个发展高度,几年后,随着对人类遗传物质分析的结束,人们开始集中所有的手段对人的其他部分遗传物质的优缺点进行有系统地研究。但是,生物学的发展也有其消极的一面:它容易为种族主义提供新的遗传学方面的依据对新的遗传学持批评态度的人总喜欢描绘出一幅可怕的景象:没完没了的测试、操纵和克隆、毫无感情的士兵、基因很完美的工厂工人……遗传密码使基因研究人员能深入到人们的内心深处,并给他们提供了操纵生命的工具。然而他们是否能使遗传学朝好的研究方向发展还完全不能预料。
❷ 生物多样性的研究进展
生物多样性是如何从有限的基因库演化而来的呢?越来越多的科学证据显示,惊人复杂性的关键在于转录因子对基因表达的调控。随着越来越多生物的基因组被测序,人们发现基因组中的基因总数并不能反映生物的复杂性,而转录因子往往以多种组合的形式起作用,由此带来了更大的复杂性。
研究人员通过单颗粒冷冻电子显微镜,发现TFIID转录因子有两种不同的结构状态并存。这两种状态(标准态和重排态)的差别只在于一个亚结构元件lobe A的易位,而这一结构转换能够起始转录,将DNA的遗传学信息转录到RNA中以便进行蛋白合成。尽管在多细胞动物的进化过程中,蛋白编码基因的数量相对稳定,但DNA调控元件的数量却在显着增加,研究人员发现TFIID存在两种结构和功能形式,展示了转录因子组合调控基因表达水平从而增加多样性的机制。 全球生物多样性重组 研究称物种数量未降反增。
2014年5月,美国佛蒙特大学、圣安德鲁斯大学和苏格兰和缅因大学的一项新的物种研究并未对此有所发现。相反研究人员惊讶地发现,随着时间的推移,从极地到热带,从海洋到陆地,很多地方的物种数量甚至有所增加。
❸ 基因工程最近几年的研究成果有哪些
基因工程最近几年的研究成果有哪些
关于转基因生物的安全性,没有科学性共识。尽管如此,基因工程农作物已被大规模投放,生物医学应用也日益增加。转基因生物还被投入工业使用和环境恢复,而公众对此却知之甚少。最近几年,越来越多的证据证明存在生态、健康危害和风险,对农民也有不利影响.
基因工程细菌影响土壤生物,导致植物死亡
1999出版的研究资料例举了基因工程微生物释放到环境中将如何导致广泛的生态破环。
当把克氏杆菌的基因工程菌株与砂土和小麦作物加入微观体中时,喂食线虫类生物的细菌和真菌数量明显增加,导致植物死亡。而加入亲本非基因工程菌株时,仅有喂食线虫类生物的细菌数量增加,而植物不会死亡。没有植物而将任何一种菌株引入土壤都不会改变线虫类群落。
克氏杆菌是一种能使乳糖发酵的常见土壤细菌。基因工程细菌被制造用来在发酵桶中产生使农业废物转换为乙醇的增强乙醇浓缩物。发酵残留物,包括基因工程细菌亦可于土壤改良。
研究证明,一些土壤生态系统中的基因工程细菌在某些条件下可长期存活,时间之长足以刺激土壤生物产生变化,影响植物生长和营养循环进程。虽然仍不清楚此类就地观测的程度,但是基因工程细菌引起植物死亡的发现也说明如果使用此种土壤改良有杀伤农作物的可能。
致命基因工程鼠痘病毒偶然产生
澳大利亚研究员在研发对相对无害的鼠痘病毒基因工程时竟意外制创造出可彻底消灭老鼠的杀手病毒。
研究员们将白细胞间介素4的基因(在身体中自然产生)插入到一种鼠痘病毒中以促进抗体的产生,并创造出用于控制鼠害的鼠类避妊疫苗。非常意外的是,插入的基因完全抑制了老鼠的免疫系统。鼠痘病毒通常仅导致轻微的症状,但加入IL-4基因后,该病毒9天内使所有动物致死。更糟的是,此种基因工程病毒对接种疫苗有着异乎寻常的抵抗力。
经改良的鼠痘病毒虽然对人类无影响,但却与天花关系十分密切,让人担心基因工程将会被用于生物战。一名研究员在谈及他们决定出版研究成果的原因时曾说: 我们想警告普通民众,现在有了这种有潜在危险的技术,我们还想让科学界明白,必须小心行事,制造高危致命生物并不是太困难。
杀虫剂使用的增加大部分是由于HT作物,尤其是HT大豆使用的杀虫剂增加,这一点可追溯到对HT作物的严重依赖性以及杂草管理的单一除草剂(草甘磷)使用。这已导致转移到更加难以控制的杂草,而某些杂草中还出现了遗传抗性,迫使许多农民在基因工程作物上喷洒更多的除草剂以对杂草适当进行控制。HT大豆中的抗草甘膦杉叶藻(marestail)于2000年在美国首次出现,在HT棉花中也已鉴别出此种物质[27]。
其它研究显示,基因工程农作物本身也会对其使用的除草剂产生抗性,引发严重的自身自长作物问题(同一块地里早先种植的作物种子发芽的植物后来变成杂草)并迫使进一步使用除草剂。加拿大科学家证实了抗多种除草剂之基因工程油菜的迅速演化,此种作物因花粉长距离传播而融合了不同公司研制的单价抗除草剂特性。
此外,科学家还在2002年确认了转基因可从Bt向日葵移动到附近的野生向日葵,使杂化物更强、对化学药品更具抗性,因为较之无基因控制的情况,杂化物多了50%的种子,且种子健康,甚至在干旱条件下也如此。
北卡罗莱那州大学的研究显示,Bt油菜与相关杂草、鸟食草之间的交叉物可产生抗虫性杂合物,使杂草控制更困难。
所有这些事件使预防方法和严格的生物安全管理变得突出。预防原则在《卡塔赫纳生物安全协议》这一主要管理转基因微生物的国际法律中已得到重申。尤其是第 10(6)条声称,如果缺乏科学定论,缔约方可限制或禁止转基因生物的进口,以避免或使生物多样性及人类健康的不利影响降到最低。
❹ 基因工程在研究动植物物种起源方面有哪些成果
基因工程还可应用于研究动植物的物种起源———科学家利用基因比较发现,鲸与牛的亲缘关系比鱼更接近;中国、美国、加拿大三国科学家通过基因研究宣布鸟类起源于恐龙。
基因工程在其他领域的应用也很广泛。美国科学家利用基因工程在山羊奶中炼出了“生物钢”,他们将蜘蛛蛋白基因转移到山羊的乳房细胞中,使山羊乳汁中产生蜘蛛蛋白,以此制造出一种崭新的蜘蛛丝式纤维。这种纤维不仅可降解,而且其强度足以防弹。科学家们还一直试图从恐龙化石中找到恐龙基因,希望由此复活已灭绝的恐龙。
❺ 生物学,基因问题解答
1.干细胞(stem cells, SC)是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞(totipotent stem cell,TSC)、多能干细胞(pluripotent stem cell)和单能干细胞(unipotent stem cell)。干细胞(Stem Cell)是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。
2.抗生素(antibiotics)是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。现临床常用的抗生素有微生物培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。目前已知天然抗生素不下万种。其作用原理为抗生素杀菌作用主要有4种机制 抑制细菌细胞壁的合成:抑制细胞壁的合成会导致细菌细胞破裂死亡,以这种方式作用的抗菌药物包括青霉素类和头孢菌素类,哺乳动物的细胞没有细胞壁,不受这些药物的影响。 与细胞膜相互作用:一些抗菌素与细胞的细胞膜相互作用而影响膜的渗透性,这对细胞具有致命的作用。以这种方式作用的抗生素有多粘菌素和短杆菌素。 干扰蛋白质的合成:干扰蛋白质的合成意味着细胞存活所必需的酶不能被合成。干扰蛋白质合成的抗生素包括福霉素(放线菌素)类、氨基糖苷类、四环素类和氯霉素。 抑制核酸的转录和复制:抑制核酸的功能阻止了细胞分裂和/或所需酶的合成。以这种方式作用的抗生素包括萘啶酸和二氯基吖啶。
3.目的基因、运载体、工具酶、受体细胞
步骤:基本操作步骤
1.获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病(抗病毒 抗细菌)基因,种子的贮藏蛋白的基因,以及人的胰岛素基因干扰素基因等,都是目的基因。 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因,是十分不易的。科学家们经过不懈地探索,想出了许多办法,其中主要有两条途径:一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因;另一条是人工合成基因。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是:用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别转入不同的受体细胞,让供体细胞提供的DNA(即外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增),从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。 用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便,缺点是工作量大,具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的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两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA为模版,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的信使RNA序列,然后按照碱基互补配对的原则,推测出它的基因的核苷酸序列,再通过化学方法,以单核苷酸为原料合成目的基因。如人的血红蛋白基因胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。 2.基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。 将目的基因与运载体结合的过程,实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个缺口,露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端。将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处,再加入适量DNA连接酶,质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就会因碱基互补配对而结合,形成一个重组DNA分子。如人的胰岛素基因就是通过这种方法与大肠杆菌中的质粒DNA分子结合,形成重组DNA分子(也叫重组质粒)的。 3.将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后,下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增。 基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌,枯草杆菌,土壤农杆菌,酵母菌和动植物细胞等。 用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞,主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。例如,如果运载体是质粒,受体细胞是细菌,一般是将细菌用氯化钙处理,以增大细菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。目的基因导入受体细胞后,就可以随着受体细胞的繁殖而复制,由于细菌的繁殖速度非常快,在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。 4.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。
在自然科学还没有发展的古代,人们对生物的五光十色、绚丽多彩迷惑不解,他们往往把生命和无生命看成是截然不同、没有联系的两个领域,认为生命不服从于无生命物质的运动规律。不少人还将各种生命现象归结为一种非物质的力,即“活力”的作用。这些无根据的臆测,随着生物学的发展而逐渐被抛弃,在现代生物学中已经没有立足之地了。20世纪特别是40年代以来,生物学吸收了数学、物理学和化学等的成就,逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。人们已经认识到生命是物质的一种运动形态。生命的基本单位是细胞,它是由蛋白质、核酸、脂质等生物大分子组成的物质系统。生命现象就是这一复杂系统中物质、能和信息三个量综合运动与传递的表现。生命有许多为无生命物质所不具备的特性。例如,生命能够在常温、常压下合成多种有机化合物,包括复杂的生物大分子;能够以远远超出机器的生产效率来利用环境中的物质和能制造体内的各种物质,而不排放污染环境的有害物质;能以极高的效率储存信息和传递信息;具有自我调节功能和自我复制能力;以不可逆的方式进行着个体发育和物种的演化等等。揭露生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。 现代生物学是一个有众多分支的庞大的知识体系,本文着重说明生物学研究的对象、分科、方法和意义。关于生命的本质和生物学发展的历史,将分别在“生命”、“生物学史”等条目中阐述。
生态学
是研究生物与生物之间以及生物与环境之间的关系的学科。研究范围包括个体、种群、群落、生态系统以及生物圈等层次。揭示生态系统中食物链、生产力、能量流动和物质循环的有关规律,不但具有重要的理论意义,而且同人类生活密切相关。生物圈是人类的家园。人类的生产活动不断地消耗天然资源,破坏自然环境。特别是进入20世纪以后,由于人口急剧增长,工业飞速发展,自然环境遭到空前未有的破坏性冲击。保护资源、保持生态平衡是人类当前刻不容缓的任务。生态学是环境科学的一个重要组成成分,所以也可称环境生物学。人类生态学涉及人类社会,它已超越了生物学范围,而同社会科学相关联。 生命活动不外物质转化和传递、能的转化和传递以及信息的传递三个方面。因此,用物理的、化学的以及数学的手段研究生命是必要的,也是十分有效的。交叉学科如生物化学、生物物理学、生物数学就是这样产生的。 生物化学是研究生命物质的化学组成和生物体各种化学过程的学科,是进入20世纪以后迅速发展起来的一门学科。生物化学的成就提高了人们对生命本质的认识。生物化学和分子生物学的内容有区别,但也有相同之处。一般说来,生物化学侧重于生命的化学过程、参与这一过程的作用物、产品以及酶的作用机制的研究。例如在细胞呼吸、光合作用等过程中物质和能的转换、传递和反馈机制都是生物化学的研究内容。分子生物学是从研究生物大分子的结构发展起来的,现在更多的仍是研究生物大分子的结构与功能的关系、以及基因表达、调控等方面的机制问题。 生物物理学是用物理学的概念和方法研究生物的结构和功能、研究生命活动的物理和物理化学过程的学科。早期生物物理学的研究是从生物发光、生物电等问题开始的,此后随着生物学的发展,物理学新概念,如量子物理、信息论等的介入和新技术如 X衍射、光谱、波谱等的使用,生物物理的研究范围和水平不断加宽加深。一些重要的生命现象如光合作用的原初瞬间捕捉光能的反应,生物膜的结构及作用机制等都是生物物理学的研究课题。生物大分子晶体结构、量子生物学以及生物控制论等也都属于生物物理学的范围。 生物数学是数学和生物学结合的产物。它的任务是用数学的方法研究生物学问题,研究生命过程的数学规律。早期,人们只是利用统计学、几何学和一些初等的解析方法对生物现象做静止的、定量的分析。20世纪20年代以后,人们开始建立数学模型,模拟各种生命过程。现在生物数学在生物学各领域如生理学、遗传学、生态学、分类学等领域中都起着重要的作用,使这些领域的研究水平迅速提高,另一方面,生物数学本身也在解决生物学问题中发展成一独立的学科。 有少数生物学科是按方法来划分的,如描述胚胎学、比较解剖学、实验形态学等。按方法划分的学科,往往作为更低一级的分支学科,被包括在上述按属性和类型划分的学科中。 生物界是一个多层次的复杂系统。为了揭示某一层次的规律以及和其他层次的关系,出现了按层次划分的学科并且愈来愈受人们的重视。 分子生物学是研究分子层次的生命过程的学科。它的任务在于从分子的结构与功能以及分子之间的相互作用去揭示各种生命过程的物质基础。现代分子生物学的一个主要分科是分子遗传学,它研究遗传物质的复制、遗传信息的传递、表达及其调节控制问题等。 细胞生物学是研究细胞层次生命过程的学科,早期称细胞学是以形态描述为主的。以后,细胞学吸收了分子生物学的成就,深入到超微结构的水平,主要研究细胞的生长、代谢和遗传等生物学过程,细胞学也就发展成细胞生物学了。 个体生物学是研究个体层次生命过程的学科。在复式显微镜发明之前,生物学大都是以个体和器官系统为研究对象的。研究个体的过程有必要分析组成这一过程的器官系统过程、细胞过程和分子过程。但是个体的过程又不同于器官系统过程、细胞过程或分子过程的简单相加。个体的过程存在着自我调节控制的机制,通过这一机制,高度复杂的有机体整合为高度协调的统一体,以协调一致的行为反应于外界因素的刺激。个体生物学建立得很早,直到现在,仍是十分重要的。 种群生物学是研究生物种群的结构、种群中个体间的相互关系、种群与环境的关系以及种群的自我调节和遗传机制等。种群生物学和生态学是有很大重叠的,实际上种群生物学可以说是生态学的一个基本部分。 以上所述,还仅仅是当前生物学分科的主要格局,实际的学科比上述的还要多。例如,随着人类的进入太空,宇宙生物学已在发展之中。又如随着实验精确度的不断提高,对实验动物的要求也越来越严,研究无菌生物和悉生态的悉生生物学也由于需要而建立起来。总之,一些新的学科不断地分化出来,一些学科又在走向融合。生物学分科的这种局面,反映了生物学极其丰富的内容,也反映了生物学蓬勃发展的景象。
❻ 当前分子生物学与基因工程的研究热点有哪些
我学的也是生物 我郁闷呢 以后怎么考研 不知道方向呀 1、禽流感 2、干细胞研究 3、食品健康,如苏丹红事件,劣质奶粉等 4、生态农业 5、新农村建设中涉及到的生物学方面的问题,如农村沼气的利用等 6、SARS 7、生物工程方面,如克隆、基因工程、发酵工程、细胞工程等 8、艾滋病 9、免疫,如皮肤移植等 10、人体健康问题,如减肥,饮食卫生等 11、相关环境问题 12、相关获得若贝尔奖的的生物学方面的成就. 分子生物学应该算热门吧
❼ 基因组学的研究热点是什么
这个问得太宽泛了,回答压力大啊。首先要看是根据研究对象分类,还是关注的层面分类
- 根据研究对象可以大致分为动植物,人类健康和微生物
1. 动植物方向近年热点包括基因组辅助分子育种,和杂合物种(如水产、林木等)基因组图谱绘制。当然群体进化一直是生物学永恒的问题,热度从未衰减。
2. 人类健康方面主要是各类疾病的研究,首先,基因组学是定位单基因病(孟德尔遗传病)致病位点的利器;其次,基因组学被广泛应用于筛选复杂疾病(如2型糖尿病、免疫类疾病等)的致病基因;最后,癌症一直被认为是基因病,癌症基因组学也在近年成为一个独立的方向,快速发展。
3. 微生物这块关注点包括环境微生物,能源微生物和致病微生物等。基因组图谱绘制、宏基因组,以及和其他方向(如合成生物学)的结合交叉等也都是近年热点。
- 按照关注层面分类可分为DNA层面,表观修饰层面和RNA层面
1. DNA层面逐步开始由单碱基的改变(SNP或point mutation)逐步过渡到结构变异等序列级别的差异。变异检测的灵敏度和准确度在近年都有很大的提升。
2. 表观修饰层面对于DNA甲基化和组蛋白修饰的关注也是一直未减退,越来越多的甲基化图谱被绘制,用于观测细胞发育、癌症发展等;ChIP-chip和ChIP-seq也用来检测了大量的组蛋白和DNA的互作情况。
3. RNA层面除了基因表达、可变剪切和microRNA之外,长非编码RNA(lncRNA)成为近年的热点。表达和调控一直以来被认为更适合解释我们观察到的表型差异。
不断发展的测序技术和越来越多的尖端成果(如单细胞测序)正在推动着基因组学的发展。
❽ 生物植物基因工程 目前研究重点、方向、及最新成果
(1)病毒外壳蛋白(coat protein, CP)基因:在植物中表达病毒外壳蛋白基因可以阻止病毒的侵染或症状的产生。
病毒外壳蛋白的抗性机理:一种假说认为,当入侵病毒的裸露核酸进入植物细胞后,它们立即被细胞中的自由CP所重新包裹,从而阻止了入侵病毒核酸的翻译和复制。在离体条件下,附加自由CP能够抑制末装配病毒的翻译的实验结果支持了上述假说;另一假说认为,抗性机制是在CP水平上抑制病毒脱壳,此说法最有力的证据是转基因植株可抗完整病毒的侵染.但不能抵御裸露病毒RNA的入侵;还有一种观点认为病毒外壳蛋白的抗性机制不是外壳蛋白在起作用,而可能是它的RNA转录物与入侵病毒RNA之间的相互作用
(2)病毒复制酶基因:RNA病毒(如烟草花叶病毒)的复制酶是依赖于RNA的RNA聚合酶。病毒复制酶一般是在病毒核酸进入寄主细胞并结合到寄主核糖体之后形成的。在植物中表达不完整的病毒复制酶基因可以显着提高植物对病毒的抗性,作用机制还不十分清楚,可能与基因转录后沉默有关。
下面是文献:
植物抗病毒基因工程
植物病毒病难以防治已成为植物界的“癌症”,给全球农业生产造成巨大的损失。有效地防治植物病毒病,减少经济损失,满足日益增长的世界人口需求。是农业生产当务之急。病毒分子生物学,植物基因工程的迅速发展,为筛选培育抗病、优质、丰产的新植物开辟了广阔的前景。自1986年,全球范围内兴起了多种利用分子生物学及基因工程研究成果防治植物病毒病害的策略,并成功地培育筛选出多种抗病毒的工程植物。
1.病毒外壳蛋白介导的基因工程抗病性
外壳蛋白是形成病毒颗粒的结构蛋白,它的功能是将病毒基因组核酸包被起来,保护核酸;与宿主互相识别,决定宿主范围;参与病毒的长距离运输等。1986年,美国的Beachy实验室的Powell-Abel等第一次将烟草花叶病毒外壳蛋白(TMV-Cp)基因插入修饰过的农杆菌质粒中,并置于花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子下,经农杆菌侵染而将TMV-Cp基因转入烟草,并在烟草中表达TMV-Cp,分子生物学检测表明TMV-Cp基因已整合到烟草的基因组中,并能稳定地遗传给子代,在转基因烟草中TMV-Cp表达量占叶蛋白0.1%左右。攻毒试验表明:转基因烟草能够抑制TMV的复制,在一定程度上降低或阻止TMV的系统侵染;并延迟发病12~30天。这一突破性的研究成果标志着植物抗病毒基因工程的诞生。自此科学家继续用黄瓜花叶病毒(CMV),马铃薯病毒X和Y,大豆花叶病毒(SMV),苜蓿花叶病毒(AiMV)等病毒的外壳蛋白基因导入植物体后,均得到类似的实验结果,使转基因植物获得对该病毒的抗性。至今世界各地科学家已在15个病毒组中的30多种病毒中,证实了由病毒外壳蛋白介导的抗病性,许多抗性工程植物相继进入大田试验。目前认为外壳蛋白介导的抗病性是比较成熟的植物抗病毒基因工程策略,有人认为其机制是外壳蛋白在转基因植物中的积累干扰了病毒脱衣壳,从而抑制了病毒在植物体中的复制,转运与积累,但许多实验结果预示其机制的复杂性。
2.复制酶介导的抗病性
复制酶即特异性依赖于病毒RNA的RNA多聚酶。是病毒基因组编码的自身复制不可缺少的部分,特异地合成病毒的正负链RNA。1990年Golemboski等报道他们将TMVU1株编码的复制酶的一部分基因序列,即54kD蛋白基因转入烟草中得到的工程植株用很高浓度的TMVU1(500μg/mL)及TMV RNA(300μg/mL)接种时,均表现出很高的抗性,比一般转外壳蛋白基因的植物介导的植物抗病性高得多。后来豌豆早枯病毒54kD的蛋白基因和CMVFny RNA2编码的切去活性中心部位GDD(Gly-Asp-Asp)的复制酶部分基因片段转入烟草,均获得了高抗的工程植物。此外在马铃薯病毒X和Y中也报道了同样成功的研究结果。转入的这些基因均为切除了复制酶活性中心部位GDD核苷酸序列,大多数人认为表达的这些不稳定蛋白产物会干扰病毒复制过程中复制酶复合体的形成及其功能的行使,从而使工程植株具有抗病性。复制酶策略很有应用前景。
3.卫星RNA介导的抗病性
卫星RNA是独立于病毒基因组之外,依赖于其辅助病毒复制的小分子RNA,是病毒分子寄生物。我国田波实验室自1981年首次在国际上开展了利用卫星RNA防治病毒病害的研究工作,结果表明黄瓜花叶病毒(CMV)卫星RNA作为生物防治因子能有效地防治由强毒株系CMV引起的严重病害。1986年英国Baulcombe等首次将CMV I-17N卫星 RNA以双联体基因形式转入烟草,并得到抗CMV的工程植物。此后陆续将烟草环斑病毒和CMV的卫星RNA转入烟草和番茄中并得到抗病植株。一般认为由卫星RNA介导的抗病机制是卫星RNA与病毒RNA竞争复制酶,从而干扰病毒基因组的复制,使表达卫星RNA工程植株得到保护。因具卫星RNA的病毒数量很少,使卫星RNA介导的抗病性的应用受到限制。
4.反义RNA和核酶策略
反义RNA对基因表达具有一定的抑制作用,尤其在细菌中,与转录起始区互补的反义RNA最为有效。在真核生物中,与3′-末端序列互补的反义RNA有一定的抑制作用。Baulcombe等1987年和Cuozzo等1988年分别得到烟草环斑病毒的4个基因组RNA的反义序列和CMV-Cp反义序列的转基因植株。转基因工程株未获得对病毒的抗性或只表现微弱的抗性。Day等1991和Lindo等1992分别在双生病毒番茄金黄叶病毒和烟草蚀纹病毒上得到转反义RNA的抗性烟草。
核酶是一种高效特异的RNA内切酶,其结构包括一个几乎完全相同的17个高度保守核苷酸序列,其中有3对碱基配对形成的茎和环结构,整个结构很象一个锤头,具自我切割的活性,锤头结构是自身切割活性的结构基础。只要已知某一RNA的序列,就可以设计出用于不同目的核酶进行特异地切割。因为植物病毒大多数是RNA病毒,并且许多已被测序,可以设计出特定的核酶,切割病毒RNA基因,从而破坏其生存的功能,达到抗病毒的目的。目前由核酶介导的抗病毒策略也成功的报道。但是也存在一定的危险性,核酶也有可能将生物体内的有用的RNA作为耙子进行切割,破坏正常细胞的生理功能。以反义RNA和核酶介导的抗性还有待于进一步的研究。
5.复合基因策略
由外壳蛋白基因,缺损复制酶基因和卫星RNA介导的抗病性是比较成熟的研究策略。但这些工程植株抗病性有一定的局限性,例如转基因植物只抗一种病毒或抗亲缘关系较近的病毒。自然界中往往是几种病毒复合侵染植物。1990年Lawson将马铃薯病毒X和Y的外壳蛋白基因串联后转入马铃薯中,使转基因马铃薯表现出对这两种病毒的抗性。而且抗性高于转单一基因的对照植株。
6.其它抗病毒策略
封闭和干扰病毒的移动蛋白。病毒侵染植物体后,可以移动进行系统侵染,这种移动被认为是通过病毒编码的移动蛋白与胞间联丝相互作用,打开胞间联丝通道而进行的。封闭和干扰移动蛋白就可以限制病毒的扩散侵染。
植物抗体基因策略。1989年,Hiatt等将分泌特异性抗体的杂交瘤中得到的抗体的重链和轻链基因片段转入烟草,在转化株中表达了抗体的重链和轻链,通过表达重链和轻链的单株杂交,其后代体内得到完整的具有免疫活性的抗体。目前许多抗体基因在转基因植物体中得到表达,并用于防治植物病毒病。这表明动物的免疫系统同样能够在植物体内发挥抗病毒的作用。
缺陷RNA策略。Marsh等1991年在原生质体体系中发现缺陷型的雀麦花叶病毒RNA可以干扰野生病毒的增殖。缺陷干扰RNA在动物病毒中普遍存在,然而植物病毒中仅存在于Tombvirus和Carmovirus两个病毒组中,能干扰辅助病毒的复制,增强或减弱辅助病毒的症状由缺陷干扰RNA介导的抗病性还在探索中。
另外植物体自身的一些抗病毒的基因也被克隆,并用于抗病毒植物基因工程中。
目前随着植物分子生物学,植物生理学,病毒分子生物学的发展以及基因工程技术的不断完善,将会出现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进展
生物工程又称生物技术或生物工艺学。它是在生命科学的最新成就与现代工程技术相结合的基础上,利用诸如基因重组、细胞融合、固定化酶、固定化细胞和生物反应器等技术,对生物系统加以调控、加工,从而进行物质生产的综合性科学技术。
从严格的意义上说,生物工程的发展历史很短。分子生物学、分子遗传学、微生物
学、生物化学、免疫学、细胞生物学和生物反应器等生化工程技术的发展为这门综合性科学技术的形成提供了基础。它主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等4个方面,已不同程度地开始在农业上研究、应用。
生物技术在农业的应用是非常的广泛的,在我们的生活中已经屡见不鲜,现代生物技术主要是基于基因修饰的理论、利用重组DNA技术,包括了发酵工程、遗传工程、细胞工程、酶工程、组织培养、生物反应器等处理生物性材料和物质的方法,目前已在农牧业、医药保健业等方面取得了巨大的成就,而且不断地、快速地向食品行业渗透和发展。那么生物技术在食品和农业领域的应用现状,运用生物技术对农作物品质进行改良,已生产出许多高品质的新品种,除延熟保鲜的果蔬外,还有有益于健康的植物油、增强营养价值的食品、富含抗癌蛋白质的大豆、高营养饲料等都是可以满足人民。如在作物育种上就利用了孟德尔发现遗传规律的,但是传统的常规育种技术利用有性杂交技术进行基因重组,工作效率低且工作量大而繁琐,目的基因的出现有时不决定于育种者的意志,况且远缘杂交不亲和性,可供选择基因的局限性一直困扰着育种者,一个有成就的育种者通过艰苦的田间观察,选择鉴定,一生中也不见得能育出几个品种。有了转基因技术则不同了,转基因技术不仅打破了生物间的界限,不同种、属亲缘等问题,而且目的基因是可操作的,只要是想得到的,符合人类需求、有益于人类、有益于环境的基因都可以应用到育种中来,育种效率大为提高。目前生物技术在棉花、水稻、玉米、大豆、油菜等农作物中都已经有了转基因品种。
❿ 有关生物遗传与变异最新进展的一些资料
1.“肺癌基因”浮出水面
吸烟增加肺癌危险,然而吸烟者也不是个个都会患肺癌。冰岛、法国、美国等国研究者发表在《自然》杂志[Nature 2008, 452(7187): 633;638]和《自然遗传学》杂志(Nat Genet 4月2日在线发表)上的三项独立研究对这种现象进行了阐释:除吸烟及相关环境因素外,遗传因素也影响肺癌发病危险。三组研究者都发现,位于15号染色体长臂尼古丁乙酰胆碱受体基因簇的变异,影响肺癌发病危险。
另一项发表在11月2日《自然遗传学》杂志(Nat Genet)上的研究显示,位于5号染色体TERT和CRR9基因的变异也可使患肺癌的几率增加高达60%。
2.KRAS成为结直肠癌靶向治疗的第一个重要分子标志物
今年美国临床肿瘤学会(ASCO)年会公布的CRYSTAL、OPUS、EVEREST等研究及发表在《新英格兰医学杂志》[N Engl J Med 2008, 359(16): 1757]上的研究显示,对转移性结直肠癌,KRAS有无突变与西妥昔单抗的疗效明确相关,KRAS野生型患者从西妥昔单抗联合化疗中获益更大,而突变型患者并不能从联合化疗中获益,KRAS野生型与突变型患者的不良反应无显着性差异。2008年10月,KRAS基因检测被写入最新版《美国国立综合癌症网络(NCCN)结直肠癌临床实践指南》。
3.晚期非小细胞肺癌:外周血表皮生长因子受体(EGFR)突变预示靶向治疗效果不佳
西班牙研究者在ASCO-NCI-EORTC第二届癌症分子标志物年会上报告,接受EGFR靶向药物治疗的晚期非小细胞肺癌患者,若血液和肿瘤组织中同时存在EGFR基因突变,则其与只有肿瘤EGFR突变者相比生存转归较差。EGFR突变检测可作为基因分型无创辅助工具,用于EGFR拮抗剂个体化治疗患者选择。
4.“解码”癌症基因
美国科学家首次从1例急性髓性白血病(AML)患者提供的细胞中, 通过全基因组测序的方法发现10个与AML发生、进展相关的突变基因。这些基因以前未被其他基因研究发现,而且以抑癌基因的突变为主。研究者推荐对其他癌症患者也采用类似的研究方法,可能在癌症致病机制等方面取得成果。相关论文发表在《自然》杂志(Nature 2008,456:66)上。