分子生物學的含義范例6篇

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分子生物學的含義

分子生物學的含義范文1

關鍵詞:分子生物學;多媒體教學;新興疫苗技術

1由淺入深,充分利用學生已知信息引入分子生物學概念

對于絕大多數動物醫學專業學生而言,分子生物學仍停留在“傳說階段”,聽說過也大概了解,但其中具體涉及哪些內容仍不得而知,仍是一些“高大上”的理論內容。因此,如果將學生由門外漢引入分子生物學的世界至關重要,也是學好這門課的首要前提。由于專業限制,動物醫學專業的學生視線多集中在各種動物疫病的診斷、防控等領域,因此對這方面的內容比較熟悉,比如疾病診斷中常用的ELISA檢測及動物免疫疫苗等。以禽流感病毒為例,大家肯定都知道最近國內留下的H5N1及H7N9禽流感病毒,也知道養殖戶需要打疫苗進行防范,那么這些疫苗是如何生產的呢?傳統的疫苗生產基本圍繞雞胚擴繁病毒并滅活,而一些新興的疫苗技術,如DNA疫苗、亞單位疫苗及反向遺傳疫苗等勢必引起學生的興趣,這些都是我們分子生物學領域研究的內容,讓學生認識到分子生物學知識的重要性。

2發揮多媒體教學優勢

分子生物學課程中涉及大量的動物醫學專業學生前所未聞的新鮮概念,如果單純的依靠傳統板書進行講解很難取得滿意的效果,因此多媒體教學勢必發揮著重要作用。將一些看不見摸不著的晦澀理論知識,以生動形象的多媒體形式展示出來,使學生一目了然的明白我們究竟講的是什么內容,具體的原理是什么,真正掌握分子生物學的精髓,才能將分子生物學知識應用于實際。如分子生物學中最常見的“PCR技術”,如果我們說這是“聚合酶鏈式反應”,學生必然一頭霧水,其設計到引物、目的基因、擴增溫度等等因素,單純的講解很難理解,這時我們可以通過視頻的形式,將PCR反應的各種組分及反應步驟一一分解,勢必起到事半功倍的效果。

3以最新科研進展充分調動學生積極性

我們知道分子生物學知識發展非常迅速,每天都有新的研究進展,因此課本上的知識永遠無法跟蹤到最新的科研進展。那么我們就可以通過多媒體形式將最新相關領域的研究進展引入教學,既能讓學生了解研究前沿知識,深入理解掌握所學分子生物學知識的含義,更能激發學生的學習熱情。比如前面講到的“反向遺傳疫苗”,這是幾年來研究比較火熱的一個方向,“反向”是相對于“正向”而言,“正向”指的是生物學的初始階段是由表型到內部,即由蛋白到核酸的過程,而“反向”則是由核酸到蛋白質的研究過程,即通過改變核酸從而改變蛋白質表型,生產新型疫苗,比如中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所近年來做了大量研究,開發了一系列新型的反向遺傳疫苗并應用于實際生產,這樣會迅速抓住學生的學習興奮點。

4比喻教學法,以通俗易懂的語言解答晦澀難懂的理論

利用恰當的比喻教學方法在解釋一些晦澀難懂的理論知識時效果很好,能生動形象的讓學生明白我們講授的內容。比如在講授蛋白質翻譯過程時,從DNA轉錄為RNA并翻譯為蛋白質,其中信使RNA(mRNA)、轉移RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)是細胞質中參與蛋白質合成的三類主要的RNA,如何更好的理解這部分內容呢?我們可以將mRNA比喻為上司下達的一道命令,具體的堿基就是命令的具體內容;rRNA則是能幫助讀懂這些命令的秘書,隨后秘書將信息傳代給具體執行操作的信號兵,也就是tRNA,這樣三者配合完成從RNA到蛋白質的翻譯過程。5理論聯系實際,調動學生主動學習、思考的能力在學生掌握了一定的分子生物學理論基礎上,恰當的做到理論聯系實際,發揮學生主動思考能力,將有助于學生更好的理解理論知識。比如我們學習了PCR技術,知道這是一種針對遺傳物質DNA的特異性擴增技術,那么具體有什么應用價值呢?這時我們可以引入病原檢測方面的例子,讓學生分析一下目前進出口檢驗檢疫方面常見的手段有哪些?除了傳統的ELISA檢測,很多時候PCR技術都發揮了重要的作用,能針對某種特定病原菌的特征性基因設計引物,只要PCR技術檢測出陽性結果就說明有這種病原菌,快速靈敏。這樣能讓學生更容易意識到分子生物學知識在實際中是如何應用的。分子生物學技術在當代動物醫學領域發揮著越來越重要的作用,如何讓非生物專業的動物醫學學生更有效的掌握這門重要的基礎知識仍存在許多難點,需不斷總結實踐提高,真正達到我們的教學目的。

參考文獻

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分子生物學的含義范文2

[關鍵詞] 系統生物學;基因組學;蛋白質組學;計算生物學

近代生物學研究主要是以分子生物學和細胞生物學研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止,還原論的研究已經取得了大量的成就,在細胞甚至在分子層次對生物體都有了很具體的了解,但對生物體整體的行為卻很難給出系統、圓滿的解釋。生物科學還停留在實驗科學的階段,沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實現其功能行為,這實際上是還停留在牛頓力學思想體系的簡單系統的研究階段。但是生物體系統具有紛繁的復雜性[1,2]。盡管對一個復雜的生物系統來說,研究基因和蛋白質是非常重要的,而且它將是我們系統生物學的基礎,但是僅僅這些尚不能充分揭示一個生物系統的全部信息。這種研究結果只限于解釋生物系統的微觀或局部現象,并不能解釋系統整體整合功能的來源,不能充分揭示一個生物系統的信息,且忽略了系統中各個層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學研究的發展。在這種現狀下,20世紀末人類基因組計劃完成后,生物學領域的科學家都在考慮一個問題:未來生物學研究的方向在哪里?為此學術界也不乏辯論。得出的共識是:生物學的發展未來主要面對如下問題:(1)如何弄清楚單一生物反應網絡,包括反應分子之間的關系、反應方式等;(2)如何研究生物反應網絡之間的關系,包括量化生物學反應及生物反應網絡;(3)如何利用計算機信息及生物工程技術進行生物反應,生物反應網絡,乃至器官及生物體的重建。

早在1969年,Bertalanfy LV就提出了一般系統理論(general systems theory),他在文章中指出生物體是一個開放系統,對其組成及生物學功能的深入研究最終需要借助于計算機和工程學等其他分支學科才能完成[3]。1999年,由Leroy Hood創立的系統生物學(systems biology)則是在以還原論為主流的現代生物學中反其道而行之,把這種以整體為研究對象的概念重新提出。他給系統生物學賦予了這樣的定義,系統生物學(systems biology)是研究一個生物系統中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質等)的構成,以及在特定條件下這些組分間的相互關系的學科。換言之,以往的實驗生物學僅關心基因和蛋白質的個案,而系統生物學則要研究所有的基因、所有的蛋白質、組分間的所有相互關系。顯然,系統生物學是以整體性研究為特征的一種大科學,是生物學領域革命性的方法論。以胡德的觀點,基因、蛋白質以及環境之間不同層次的交互作用共同架構了整個系統的完整功能。因此,用系統的方法來理解一個生物系統應當成為并正在成為生物學研究方法的主流。利用系統的方法對其進行解析,綜合分析觀察實驗的數據來進行系統分析。具體通過建立一定的數學模型,并利用其對真實生物系統進行預測來驗證模型的有效性,從而揭示出生物體系所蘊涵的奧秘,這正是生物學研究方法的關鍵所在。

1 系統生物學的主要研究內容

系統生物學主要研究實體系統(如生物個體、器官、組織和細胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動態分析、各種信號轉導途徑的相互作用、基因調控網絡以及疾病機制等[4,5]。

系統生物學的首要任務是對系統狀態和結構進行描述,即致力于對系統的分析與模式識別,包括對系統的元素與系統所處環境的定義,以及對系統元素之間的相互作用關系和環境與系統之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應中反應成分之間的量的關系,空間位置,時間次序,反應成分之間的因果關系,特別是反饋調節和變量控制等有關整個反應體系的問題等。其次要對系統的演化進行動態分析,包括對系統的穩態特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統的基本演化機制,使系統具有目標性和可操作性,使之按照我們所期望的方向演化,也有助于我們重新構建或修復系統,為組織工程學的組織設計提供指導。另外,系統科學對生物系統狀態的描述是分層次的,對不同層次進行的描述可能是完全不同的;系統科學對系統演化機制的分析更強調整體與局部的關系,要分析子系統之間的作用如何形成系統整體的表現、功能,而且對系統整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯系。

系統生物學的研究包括兩方面的內容。首先是實驗數據的取得,這主要包括提供生物數據的各種組學技術平臺,其次是利用計算生物學建立生物模型。因此科學家把系統生物學分為“濕”的實驗部分(實驗室內的研究)和“干”的實驗部分(計算機模擬和理論分析)?!皾瘛薄ⅰ案伞睂嶒灥耐昝勒喜攀钦嬲南到y生物學。

系統生物學的技術平臺主要為各種組學研究。這些高通量的組學實驗構成了系統生物學的技術平臺。提供建立模型所需的數據,并辨識出系統的結構。其中包括基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、相互作用組學和表型組學計算生物學通過建模和理論探索??梢詾樯锵到y的闡明和定量預測提供強有力的基礎。計算生物學包括數據開采和模擬分析。數據開采是從各實驗平臺產生的大量數據和信息中抽取隱含其內的規律并形成假說。模擬分析是用計算機驗證所形成的假說,并對擬進行的體內、體外生物學實驗進行預測,最終形成可用于各種生物學研究和預測的虛擬系統。計算生物學涉及一些新的數學原理和運算規則,需要物理和數學來研究生物學的最基本的原理,也需要計算科學、信息學、工程學等進行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。

2 系統生物學的研究思路及特點

系統生物學識別目標生物系統中的各種因素,然后構架一個系統模型,在其中賦予這個生物系統能動性。在此模型中研究細胞、組織、器官和生物體整體水平,研究結構和功能各異的各種分子及其相互作用,并通過計算生物學來定量描述和預測生物功能、表型和行為。系統生物學最大的特點即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先,把系統內不同性質的構成要素(DNA、mRNA、蛋白質、生物小分子等)整合在一起進行研究;其次,對于多細胞生物,系統生物學要實現從基因到細胞、到器官、到組織甚至是個體的各個層次的整合。第三,研究思路和方法的整合。經典的分子生物學研究是一種垂直型的研究,即采用多種手段研究個別的基因和蛋白質。而基因組學、蛋白質組學和其他各種“組學”則是水平型研究,即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質。而系統生物學的特點,則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來,成為一種“三維”的研究[6]。

3 系統生物學的研究方法

系統生物學最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統生物學的發展正是由于對生物系統的干擾手段不斷進步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下,即由外至里,主要指在系統內添加新的元素,觀察系統變化。例如,在系統中增加一個新的分子以阻斷某一反應通路。而從下到上,即由內到外,主要是改變系統內部結構的某些特征,從而改變整個系統,如利用基因敲除,改變在信號傳導通路中起重要作用的蛋白質的轉錄和翻譯水平[7]。

目前國際上系統生物學的研究方法根據所使用研究工具的不同可分為兩類:一類是實驗性方法,一類是數學建模方法。實驗性方法主要是通過進行控制性的反復實驗來理解系統[8,9]。首先明確要研究的系統以及所關注的系統現象或功能,鑒別系統中的所有主要元素,如DNA、mRNA、蛋白質等,并收集所有可用的實驗數據,建立一個描述性的初級模型(比如圖形的),用以解釋系統是如何通過這些元素及其之間的相互作用實現自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下,干擾系統中的某個元素,由此得到這種干擾情況下系統各種層次水平的一些數據,同時收集系統狀態隨時變化的數據,整合這些數據并與初級模型進行比較,對模型與實際之間的不符之處通過提出各種假設來進行解釋,同時修正模型。再設計不同的干擾,重復上面的步驟,直到實驗數據與模型相一致為止。

數學建模[10,11]方法在根據系統內在機制對系統建立動力學模型,來定量描述系統各元素之間的相互作用,進而預測系統的動態演化結果。首先選定要研究的系統,確定描述系統狀態的主要變量,以及系統內部和外部環境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態變量之間的因果關系,以及變量之間的相互作用方式,建立狀態變量的動態演化模型。再利用數學工具對模型進行求解或者定性定量分析,充分挖掘數學模型所反映系統的動態演化性質,給出可能的演化結果,從而對系統行為進行預測。

4 當代系統生物學研究熱點

基因表達、基因轉換開關、信號轉導途徑,以及系統出現疾病的機制分析等四個方面是目前系統生物學研究的主要陣地。

基因組醫學(genomic medicine)是以人類基因組為基礎的生命科學和臨床醫學的革命。生命科學和臨床醫學結合,將人類基因組研究成果轉化應用到臨床實踐中,是后基因組時代最重要的研究方向之一。人類基因組計劃從完成和多種疾病相關的基因研究發現,迅速進入到蛋白質組學、染色體組和人類疾病基因的研究,通過單基因或復雜多基因疾病的相關基因研究和疾病易感因素分析,達到揭示基因與疾病的關系之目的;遺傳背景與環境因素綜合作用對疾病發生發展的影響;為疾病的診斷、預防和治療、預后和風險預測提供依據?;蚪M醫學將大大提高我們對健康和疾病狀態的分子基礎的認識,增強研制有效干預方法的能力。

后基因組(post-genome)的交叉學科研究是目前生命科學研究的前沿。交叉學科是一個新的研究領域,范圍非常廣闊,如基因組、蛋白質組、轉錄組等等,從而出現許多新的交叉學科。

細胞信號轉導(signal transduction)的研究是當前細胞生命活動研究的重要課題。細胞信號轉導蛋白質組學是功能蛋白質組學的重要組成部分。系統地研究多條信號轉導通路中蛋白質及蛋白質間相互關系及其作用規律,細胞信號轉導通路網絡化,其作用模式、通路、功能機制、調控多樣化,細胞信號轉導結構、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數疾病中起重要作用。對細胞信號轉導機制的了解,已成為創新藥物、防病治病的關鍵。細胞信號轉導不是一門單一學科,而是多種學科,如細胞學、生物化學、生物物理學和藥理學等多學科的交叉學科。

5 現階段系統生物學存在的問題

目前的系統生物學研究還只是初步使用動力學建模方法來定量描述系統的動態演化行為,這種方法對簡單巨系統是適用的,但是在運用到復雜適應性系統時就會表現出很多的局限性,有很多問題就不能解決。生物體系統的復雜程度超乎我們的想象,現階段不宜研究整個生物體系統,可以從研究“小系統”(生物體中具有一定功能、相對獨立的部分,將其看成一個“系統”)開始,當然如何正確地分析這個小系統本身也不是件易事。

5.1現有技術水平的限制

著眼于整體的系統生物學對技術、儀器的依賴性大大超過傳統的分子生物學。高通量、大規模的基因組及蛋白質組等的發展都是建立于新技術、新儀器出現基礎之上。就目前的技術水平來講,距系統生物學所要求達到的理想水平還相差很遠。由于技術發展的不均衡造成了系統中各個水平上的研究不均衡。基因組和基因表達方面的研究已經比較成熟,而在其他水平如蛋白質、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質在數量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調節分子,如何加強對低豐度蛋白的高通量研究,將是對蛋白質組應用前景的重要保障。同樣,如何研究系統內存在的非遺傳性分子即細胞中存在的成百上千的獨立的代謝底物及其他各種類型的大小分子,它們在基因表達、酶的構象形成等方面有著重要作用。建立適當的方法來系統檢測這些分子的變化是系統生物學能否發展的關鍵。

5.2分析水平的限制

系統的復雜性決定了全面分析的復雜性。人類基因組計劃的實施提供了龐大的信息資源,已讓人眼花繚亂,而對于較核苷酸復雜得多的蛋白質及代謝物等的分析將是更大的挑戰。如何系統而詳盡地為公共數據庫中的信息加上注解,對這些復雜數據進行儲存和分析將成為系統生物學發展的瓶頸。

[參考文獻]

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分子生物學的含義范文3

關鍵詞:形神;整體;生物學;基因組;臟腑;先天;后天

中圖分類號:R2-03

文獻標識碼:A  文章編號:1673-7717(2007)12-2599-02

“形神”概念既是重要的哲學基礎,也是中醫學生命觀的基本范疇。“形”“神”指的是形體和精神。人的生命整體,可以分為物質之體與精神之用,形與神相即相須,不能分離,是辯證的統一。形和神都是整體的。而現代科學是從形出發,逐步還原逐步分析,從宏觀整體,以至器官、組織,而后至細胞,最后還原至分子――蛋白質組與基因組,在極點后轉變到整體觀。在飛速發展的現代生物學面前,中醫學變得模糊和黯然失色了,因此有必要結合現代生物學重新闡述重新發揚中醫學的形神統一觀。

1.神

神的本義是玄奧莫測,天地間神秘難測的現象和事物,是常理和常態不能說明的。中醫學將神的概念引申過來,用來比喻為中醫學中玄妙的事物和現象,《靈樞?本神》日“故生之來謂之精,兩精相搏謂之神”既是此義。神有3個基本含義:①反映整個生命存在狀態的活動表現(包括代表生長壯老已、臟腑氣血運動變化的現象),這是廣義之神;②主宰人體生命活動、產生思維活動的靈明神氣,這是狹義之神;③靈明神氣所具有的意識心理活動,這是狹義之神的功能活動。

廣義之神,從整體上說,是人體生命活動的整體特性,是生命的整體功能,是生命的結構和功能的統一。父母精血相合生成生命的初始元整體,元整體演化生成元陰、元陽,繼而生成五臟,這是先天;最后生成有形的臟腑整體,這是后天。有形的臟腑整體蘊涵著先天陰陽、五行信息,先天的信息是最基本的調控系統。人是先天和后天混化的統一體。這個統一體就構成了人的廣義之神。

狹義之神,元神,是由以心為主的五臟之氣升華而成,是更精細的五臟之氣。元神是人體的宏觀調控系統。在后天生活中,人從社會中接受了信息,形成個人意識的參照系統,也是個人的行為、性格等的模式。元神和參照系統互耗影響,元神是最基礎的功能系統,參照系統是自我的參照新帖,二者形成了后天的人的元神系統。元神的功能活動就是意識心理等思維活動。

2.形

形是事物的形體、形狀、形質、形象等。中醫學的“形”,包括臟腑五體、五官九竅、四肢百骸等有形軀體,以及滋養五臟、百骸的精、氣、血、津、液等及其滋生助養下的經絡腧穴。

中醫臟腑是先天五行整體化的產物,在有形的臟腑中蘊涵著先天的臟腑信息。人體五臟在宏觀上是以五行式功能形態而構成統一整體的,在整體上分為五臟系統,五臟系統在人的進化過程中在人天和諧中形成了功能不同的五官九竅和四肢百骸,并用經絡將其聯系起來,而形成統一整體。中醫學的五臟系統是功能性的,也是由具體結構的組織、器官綜合而成。各臟腑內部的細胞基因組是含該臟腑該細胞特異信息的基因組,這些含臟腑特異基因組信息的細胞通過所演化的蛋白組與該臟腑系統其他細胞基因組相互作用保持著該臟腑系統自身的穩定性,該臟腑所有的特異基因組信息的集合構成了該臟腑特異的基因組信息集團。該特異臟腑基因組信息集團又通過特異蛋白組(激素、酶等)對其它臟腑基因組調控作用而保持著人體五臟整體的穩定性。這些特異蛋白組的功能與特異臟腑的氣的功能是一致的。五臟的氣是相生相克、制化勝復的。人體是由五臟所構成,五臟各自的特異臟腑基因組信息集團本身也就是相生相克、制化勝復的,它們構成構成了全息的基因組。因此,人體基因組是由五臟基因組集團所構成,各臟基因組信息集團是由諸多基因所構成的網絡調控集團。

經絡腧穴是人體運行氣血、聯絡臟腑肢節官竅、溝通周身上下內外的網絡系統。經絡系統與基因組內部的網絡聯系是很有密切關系的。

精氣血津液精是一種有形的、液態的精微物質。廣義之精指一切精微物質,其實就是形,形是氣凝聚化的產物,形本質也是氣。廣義之精包括先天之精和后天之精。先天之精稟受父母,與生俱來,為生育繁殖、構成人體的原始物質。其與全息的基因組有直接關系。后天之精來源于飲食水谷與自然吸入之精氣,經脾胃運化與肺朝百脈營養臟腑組織,與蛋白質、糖類等很有關系。先天之精就是生殖之精,全息化的基因組系統。精氣血津液與微觀的基本物質都有緊密聯系,基礎都是信息物質基因組?;蚪M是人的元氣的凝聚態,人的元氣作用于基因組形成有形的人體。

3.形與神的關系

人體形與神的整體統一,一方面表現為形為神之舍,形體氣血滋養靈明神氣;另一方面,表現為神為形之主,靈明神氣主宰形體,統率臟腑功能活動。形與神相即相合,形神合一。

3.1形為神之舍 生命形體是神產生和依存的載體,形生則神生,形存則神存,形亡則神亡。廣義之神是生命由陰陽、五行而后形成的整體特性,形而下之為有形的生命體系,在有形的生命中蘊藏先天的生命調控體系。后天的人體物質在聯系和運動中體現了生命的整體一神。沒有人體有形的物質的運動和聯系就不可能有人的神存在。

古人把人的思維、情感、知覺等精神心理活動歸附于心,意志、情感歸附于五臟,五臟六腑又總歸于心來統率。元神之府在于腦,沒有腦就不會有元神的存在,正是由于神經細胞的相互聯系才形成了腦形成了元神。腦又通過激素和神經纖維和五臟六腑、周身聯系組成了一個統一整體。

生命的大分子――糖類、蛋白質、基因組等在整體的作用下,相互作用相互聯系,完成了整個生命過程。在這個聯系和運動中,陰陽和五行是基礎的調控系統,是先后天的混化統一。

3.2神為形之主 中醫學形神理論在強調形為神之舍、形存神存的同時,也同時強調了神的主宰性、統率性作用。生命的開始是在整體的作用下,完成了陰血陽精的結合,在形成生命的初始體――元整體后才開始了陰陽五行的演化。在完成了生命的演化后,整體依然起著主宰和統率作用,陰陽是最基本的調控系統,五行也是基本的調控系統,在陰陽五行的調控作用中體現了生命的整體特性。即使在人的后天生活中,先天的整體、陰陽、五行等依然是最基礎的;生命的一切活動都是圍繞著生命的整體進行的,有形物質大分子的作用不是陰陽五行本身,但是它們的作用體現了陰陽五行的作用。基因組內部是在相互聯系中體現的整體,在整體作用下完成對外界信息的反應。五臟六腑也是在本身整體作用下完成了自身整體,在自身整體的作用下完成對人體的調控作用。經絡系統就是臟腑與身體其他部分、自然界聯系的網絡系統。

即使在元神系統中,在神經細胞的相互聯系中體現了整體――元神,在元神完成后又對自身各個分系統起著統率作用,對自身接受外界信息、處理信息起著主宰作用,在

社會環境中完成了自我參照系統,在元神和參照系統的相互作用中并形成了后天生活的人:自我。

4.“神機”與“氣立”

《黃帝內經》“根于外者名日氣立,根于內者名日神機”,“神機”和“氣立”兩者結合,才能成為一個生命活動。通過氣的升降出入將“神機”和“氣立”結合到一起,成為一個整體。

“神機”是根本的生命信息,是生物進化的根本,是內在的根據。這個根本的生命信息就是生命固有的時空結構的整體特性,人體這一整體功能的集中體現就是“神機”。但是僅此還是不能生化的,只有通過開合出入聚散化的運動與自然界聯系起來才能完成獨立的整體。這―外在環境也是人體生化的根據,即古人所說的“氣立”,它是人生化的外在根據。“神機”與“氣立”各是生命整體、生命活動全部條件的一半,只有兩者混化為一,才是一個完整的生命整體。

整體的生命特性與生命的基礎物質――基因組有著密切的聯系,基因組中蘊涵生命的所有信息,在基因的相互聯系中體現了生命的整體特性。但是僅有基因組還不能完成生命,還必須有生命存在的必要條件,才能完成生命。生命的繁衍是遺傳物質和環境的對立統一,分子生物學認為生命的根據是由核中的DNA所決定的,但這只是行使細胞生命活動的全部時空結構的一個方面,還必須有環境中的與之對應的時空結構的內容,兩者的相互作用才能形成新的整體。如果環境中的氣與整體一致,兩者耦合為一,保存了原來的特征,呈現出遺傳占主導的混化,否則,會改變原來的細胞的元氣內容與形式;環境的改變,必須改變DNA的整體結構與之相適應,改變幅度大者,可能導致失去生機而死亡,這就是所謂的“物競天擇”的道理所在。

具有支配生命活動的細胞核中的DNA必須借助外在的(如細胞質中的)與之相應的氣,只有兩者混化后,才能形成現實的生命活動。任何一個生命個體的生存過程,都是在繼承遺傳的基礎上,在與環境相互作用中生存,因而也就在一定基礎上不斷改變自身的整體結構,而后再傳給下一代。因此,氣化使遺傳與變異得到了統一。

分子生物學的含義范文4

【關鍵詞】 基因組學;教學改革;CAI課件;蛋白質組學

生命科學是21世紀學科發展的主流,人類的醫學史證明了僅依靠單一學科,如:細胞學、發育學、腫瘤學、人類遺傳學或分子生物學難以完成人類對自身的認識和保護。人類基因組學的產生和人類基因組計劃(human genome project, HGP)的完成,使得人類能夠對生命現象進行系統和科學地認識,揭示疾病產生的機制以及長壽與衰老等生命現象。本科生通過對基因組科學與人類疾病課程的學習,能夠了解什么是基因組科學,其主要研究方法和手段,如何從基因水平認識疾病、診斷疾病和治療疾病,為今后更深入地在臨床上應用這些知識為患者服務或是繼續更深入地進行理論研究奠定基礎。

1 課程改革的特點

彌補本科生對于生命科學,特別是基因組科學與人類疾病關系的認識,提高學生的科研能力,為將來的研究生階段的學習打下基礎,或是對于走上臨床認識疾病、治療疾病有促進作用。本課程是我校在本科生中新開設的一門選修課,本課程的開設得到了學校有關領導的高度重視,經多次論證和在學生中征求意見,學生的反響強烈,因此可以看出本科生對于本課程有極大的興趣,期望通過老師的講授能對于人類疾病從基因水平有全新的認識,對自己 的科研能力有一定的提高。

2 教學研究探索的幾個方面

2.1 更新教學內容 課程講授是當前生命科學中前沿領域的熱點問題。主要課程安排如下:前言;人類基因組計劃與DNA測序(包括基因組測序的發展、方法、DNA測序的規?;c工業化);cDNA測序和基因表達譜的研究(包括cDNA文庫的構建、全長cDNA的克隆、基因表達譜的概念及其在醫學應用中的意義);人類基因組DNA序列變異及其分析方法(包括人類基因組序列及其變異、基因組序列變異檢測的常用方法及基本原理、突變檢測在識別疾病相關基因中的應用);基因治療(包括基因轉移和基因治療的早期歷史、基因治療的現狀、遺傳型基因治療、表遺傳型基因治療、基因治療的問題與展望);基因工程技術(包括理論依據、基因工程技術的內容—目的基因獲取、克隆、表達、基因工程技術在臨床醫學中的應用現狀);生物信息學(包括生物信息學的概念、產生的背景、生物信息學的研究現狀與發展趨勢、生物信息學在醫學領域中的應用);蛋白質組學(包括蛋白質組學的概念及其在生命科學研究中 的意義、國內外相關研究動態、蛋白質組學研究發展展望);生物芯片(生物芯片的原理、種類及在醫學領域中的應用);生物安全(包括生物安全的概念及含義、轉基因生物的安全性、轉基因動物及其產品的安全性、轉基因食品安全性、醫藥生物技術及其產品的生物安全、國內外生物安全法規及管理)等內容。

2.2 本課程將采取理論與實驗相結合的教學方法 鼓勵學生敢于提出問題,獨立思考問題,老師與學生共同參與教學內容。根據學生人數安排一定的動手操作實驗的課程[1,2]。

2.3 采用多媒體教學形式,加深學生的理解 一方面,可以加深同學的理解能力;另一方面,對于條件不允許的實驗,學生可以通過多媒體的形式了解實驗過程[3]。

2.4 將科研的思路、科研的方法融入教學之中,提高學生的科研能力 課堂教學中和課下作業安排一定量的文獻檢索、文獻翻譯閱讀、科研方法設計、預測實驗結果等內容。

2.5 改革考試形式 采取閉卷筆試與課下查文獻、答題相結合的形式。

2.6 改革課程用教材 重新更新編寫適合本科生參閱并適合當前基因組科學最近發展的教材,并計劃出版發行。

3 教學效果的學生評價

聽取學生反饋意見分為3種形式。

3.1 采用不記名問卷的形式反饋學生意見 問卷內容包括實驗內容的安排、教師授課質量、希望的授課內容方式、感興趣的實驗內容等等。

3.2 建立學生公共信箱 一方面可以將某些授課內容、習題、思考題等通過公共信箱讓同學下載,另一方面學生可以將公共信箱作為與老師的互動平臺,及時反饋對課程提出的建議和意見,老師定期瀏覽信箱,及時調整課程安排。

3.3 整學期課程進行中期和結課前安排兩次學生課堂討論 討論時間20min左右,及時反饋信息,提高理論與實驗教學質量。

總之,本科生的基因組科學與人類疾病課程是一門較新的課程,在諸多方面需要進行改革探索,以適應當前生命科學發展的需要并滿足學生汲取新知識的需要。

【參考文獻】

1 常冰梅,王惠珍,張悅紅.醫學七年制生物化學教學方法探索.山西醫科大學學報(基礎醫學教育版),2005,(6):37.

分子生物學的含義范文5

關鍵詞海洋生物技術發展展望

近10年來,由于海洋在沿海國家可持續發展中的戰略地位日益突出,以及人類對海洋環境特殊性和海洋生物多樣性特征的認識不斷深入,海洋生物資源多層面的開發利用極大地促進了海洋生物技術研究與應用的迅速發展。1989年首屆國際海洋生物技術大會(以下簡稱MPS大會)在日本召開時僅有幾十人參加,而1997年第四屆IMBC大會在意大利召開時參加入數達1000多人?,F在IMBC會議已成為全球海洋生物技術發展的重要標志,出現了火紅的局面?!禝MBC2000》在澳大利亞剛剛開過,《IMBC2003》的籌備工作在日本已經開始,以色列為了舉辦們《IMBC2006》早早作了宣傳,并爭到了舉辦權。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學者前往展示與交流研究成果,探討新的研究發展方向,同時也極大地推動了區域海洋生物技術研究的發展進程。在各大洲,先后成立了區域性學術交流組織,如亞太海洋生物技術學會、歐洲海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會等。各國還組建了一批研究中心,其中比較著名的為美國馬里蘭大學海洋生物技術中心、加州大學圣地亞哥分校海洋生物技術和環境中心,康州大學海洋生物技術中心,挪威貝爾根大學海洋分子生物學國際研究中心和日本海洋生物技術研究所等。這些學術組織或研究中心不斷舉辦各種專題研討會或工作組會議研究討論富有區域特色的海洋生物技術問題。1998年在歐洲海洋生物技術學會、日本海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會的支持下,原《海洋生物技術雜志》與《分子海洋生物學和生物技術》合刊為《海洋生物技術》學報(以下簡稱MBT),現在它已成為一份具有權威性的國際刊物。海洋生物技術作為一個新的學科領域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學如細胞生物學及其它的技術應用”。

為了適應這種快速發展的形勢,美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃,把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年,中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃(863計劃),為今后的發展打下了基礎。不言而喻,迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域,同時,也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。

1.發展特點

表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。

1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石

海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學,乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容,為了使其發展有一個堅實的基礎,研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC2000》會議期間,當本文作者詢問一位資深的與會者:本次會議的主要進步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明,海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究,如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究,對今后的發展將有重要影。

1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面

目前,應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面,這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面,提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況,特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步,如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等;在海洋天然產物開發方面,利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等,已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。

表1近期IMBC大會研討的主要內容

表2近期IMBC大會和《MarineBiotechnology》學報論文統計表

1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面

利用生物技術保護海洋環境、治理污染,使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域,因此,無論是從技術開發,還是產業發展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(如生物降解和富集、固定有毒物質技術等)、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段,美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃,推動該技術的應用與發展。

1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題

其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。

2.重點發展領域

當前,國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面:

2.1發育與生殖生物學基礎

弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理,不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義,而且對于應用生物技術手段,促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動,提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此,這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括:生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析,以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。

2.2基因組學與基因轉移

隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施,各種生物的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物(包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進行全序列測定,同時進行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎上,基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段,已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因;大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面,除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發展了逆轉錄病毒介導法,電穿孔法,轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。

2.3病原生物學與免疫

隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規?;l展,病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物(如細菌、病毒等)致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術的基礎;同時,開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究,弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此,病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一,重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆,海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。

2.4生物活性及其產物

海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點?,F人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物,用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財低營養的功能,研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物,因而,對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。

2.5海洋環境生物技術

該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物,減少毒性或轉化為無毒產品,富集和固定有毒物質(包括重金屬等),大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規模化養殖和工廠化養殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關系和互利機制,抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。

3.前沿領域的最新研究進展

3.1發育與生殖調控

應用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用,發現甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對海鞘的同源框(Homeobox)基因進行了鑒定,分離到30個同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2],進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應用受體介導法篩選GnRH類似物,用于魚類繁殖[2],建立了海綿細胞培養技術,用于進行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2],通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達[3],建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達[4],從海參分離出同源框基因,并進行了序列的測定[4]。

3.2功能基因克隆

建立了牙鲆肝臟和脾臟mRNA的表達序列標志,從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用,構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的質粒載體,從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質,從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子,發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記,克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501AcD-NA,通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域,分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記,構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因,建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志,從經HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞EST中分離出596個cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的ß一肌動蛋白基因,從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。

3.3基因轉移

分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子,并構建了大馬哈魚IGF(胰島素樣生長因子)基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1],建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價;對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導,發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快,但優于未轉基因的二倍體魚,同時,轉基因三倍體雌魚是完全不育的,因而具有推廣價值[2];研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法,將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑;表明轉基因溝鯰比對照組生長快33%,且轉基因魚逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會對生態環境造成大的危害[3];應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3];在抗病基因工程育種方面,構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2];在轉基因研究的種類上,目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。

3.4分子標記技術與遺傳多樣性

研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性,應用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1];利用寄生性原生動物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度,應用18S和5.8S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2];研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性,用PCR技術鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性,采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價,在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA,在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3];弄清了一種深水魚類(Gonostomagracile)線粒體基因組的結構,并發現了硬骨魚類tRNA基因重組的首個實例,測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列,用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段,從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA,用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。

3.5DNA疫苗及疾病防治

構建了抗魚類壞死病毒的DNA疫苗[1];開展了虹鱒IHNVDNA疫苗構建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導了非特異性免疫保護反應,證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性,從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2];建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控,研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性,研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了LatrunculinB毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。

3.6生物活性物質

從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術,建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對蝦和細菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質,海洋生物中存在的抗附著活性物質,用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用,從海洋植物Zosteramarina分離出一種無毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開發了珊瑚變態天然誘導劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2];發現海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質,建立了開放式海綿養殖系統,為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4];從一種海洋細菌中分離純化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。

3.7生物修復、極端微生物及防附著

研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1],研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1];研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1];用Bacillus清除養魚場污水中的氮,用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻,開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細菌,研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2];從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因,并生產了重組Ectoine(滲透壓調節因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌,這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶,在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶,測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細菌,并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2];建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法,研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(dterpene)類似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環境中污著的起始過程,并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。

4.展望與建議

分子生物學的含義范文6

醫學的目的是打破基礎、臨床、預防和藥學等領域之間的壁壘,使它們相互溝通、密切聯系,避免單一領域研究的局限性和盲目性,縮短基礎研究成果轉化的進程。目前,轉化醫學的研究主要關注:腫瘤(如乳腺癌、肺癌、大腸癌、前列腺癌及卵巢癌等)和心腦血管疾病的早期診斷、分型和個體化治療研究;生物標志物的鑒定與應用㈤;干細胞轉化研究;動物模型開發研究;藥物研發(主要分子靶向藥物研究和生物大分子藥物研究),從而將基礎研究所取得的成果,盡快轉化為臨床問題的解決方法,將基礎研究獲得的知識、成果快速應用到臨床上門“。

2轉化醫學與醫學各學科關系

2.1轉化醫學與基礎醫學近年來,盡管人類在解決健康問題上取得了很大的進步,但在科研領域,常常出現投入大于產出,基礎研究與臨床之間脫節等問題的不對應性,而且隨著大數據時代的來臨,我們需要生命科學、數學、計算機科學和醫學領域專家的通力合作與交叉研究,破解緊迫性的難題:如何將大量的數據轉化為解決醫療問題的有用信息?比如,世界各國正在全基因組范圍內開展的基因與疾病的關聯性分析,尋找與疾病相關的易感基因和醫學研究模式,從“組學”到系統生物學研究的轉變等方法,在肝癌的基礎研究方面取得了突飛猛進的發展,尤其是在肝癌的發生與發展相關的分子機制方面。正因為有這些方法的轉變才使得我們能系統解決醫學問題,做到基礎研究的大量有用數據能實際應用于臨床診斷與治療。

2.2轉化醫學與預防醫學轉化醫學以推動醫療改革、提高人民的健康水平和生活質量為戰略目標,主要方法就是將生命科學和生物技術及相關的現代科學技術凝聚到4P”醫學中n。轉化醫學就目標而言,就是預防醫學,它是健康促進的引擎。長期以來,由于各種原因,造成患者在患病初期未加以重視,大多要進展到臨床癥狀體征明顯時才會到醫院就醫,從而導致病情延誤。因此,醫生只注重治病是不夠的,人類健康問題的解決根本應加強公共衛生體系建設,重申衛生事業模式轉換,要從疾病的治療為主向預防為主轉變,關口前移、重心下沉,深入貫徹三級預防模式。最終通過精確的診斷與治療,有效的預防和控制,降低發病率、提高治愈率、減少疾病所造成的各種損害,降低醫療的綜合成本,提高人民的健康水平和生活質量。在我國提前進入老齡化社會面前,老齡化將帶來諸多疾病,腫瘤、糖尿病、神經精神性疾病等慢性疾病,加上新發、突發傳染病的危害,使我們要肩負的責任更加重大。

2.3轉化醫學與臨床醫學轉化醫學最終將產生2種結果:分子醫學和個體化醫學?;诜肿臃中偷膫€體化治療,其發病機制復雜、疾病異質性很大,例如各種多病因慢性疾病(惡性腫瘤、心腦血管病及糖尿病等),不能僅采用單一的某種方法來進行疾病診治。一種尺度或者一種方法適用于所有人的醫療時代已經不復存在。要實施個體化的治療必須基于患者的臨床癥狀和體征等一些基本特征、基礎醫學的分子生物學特征,選擇合理治療方法和藥物,最終使患者在最佳的經濟條件下產生最小的毒副作用和最高的效益。研究發現,同一種疾病在機體不同遺傳、營養、免疫狀態下,對同一種治療方法或同一種藥物的療效和預后存在較大差異n。因此,臨床可利用基因分型、生化指標等生物標志物預測和評估患者藥物敏感性及預后,以便合理選擇藥物和劑量,提高療效,改善預后。通過臨床與基礎的關聯性分析,找出疾病發生發展規律并闡明疾病的機制,最終以循證醫學的原則實施醫療工作,為疾病治療反應和預后評估。

2.4轉化醫學與藥學在人類生活質量提高和壽命延長以后,醫學重大問題的解決將通過基礎研究和藥物研發及醫學實踐三者的緊密結合。藥物研究是轉化醫學研究的重要內容,是新藥研發的源動力n。在藥物的研發過程中,轉化醫學的典型含義是將基礎研究的成果轉化成真正治療患者的手段,主要通過明確藥物靶點n,實現個體化治療的真正目標。其有3個共同的特征n:①以“組學”為代表的系統生物學為研究手段;②以“多學科交叉”為指導思想的研究策略;③以“服務臨床”為目的的研究方向。

3轉化醫學研究前景

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