分子生物学图象

1982年的诺贝尔化学奖已授予把解决DNA结构的X射线技术应用于电子显微术的物理学家艾伦·克卢格(Aaron Klug),以表彰他在分子生物学方面作出的重要贡献。二十多年来艾伦·克卢格博士用这种方法同全部其他物理和生化技术相结合,对我们的得以认识病毒的结构和成长以及细胞内蛋白质构成的机制作出了贡献。     

基因搜索者的新工具

美国国立过敏症和传染病研究所的科学家们已确信,用某种酶可从生物体的DNA上切下完整的单个基因,而且切断点刚好在基因的两端而不是在其中间。这样就为遗传工程师们能任意混合和匹配基因增加了一种新的精密工具。这一工作亦可能导致有关DNA结构特征的新发现。这种酶是一种在绿豆中发现的核酸酶。切割的诀窍首先是供给双股绞合DNA,其次是添加大量甲酰胺(它可迫使DNA在基因的两端变成可被酶浸蚀和切割的结构)。他们利用这种改进条件下的酶切割疟原虫的DNA,研究了疟原虫的5种特殊基     

纯化组蛋白引起的DNA凝聚

利用磁镊装置研究了纯化组蛋白对单根DNA的凝聚. 当组蛋白浓度从0.002 mmol/L提高到0.2 mmol/L时, DNA的凝聚速率迅速提高, 大于0.2 mmol/L时, 基本达到饱和. 组蛋白在低浓度时, DNA的凝聚曲线呈指数下降形状, 而在高浓度时, 则转化为S形状. 组蛋白在结合DNA过程中的协同被用来解释这种转变. 低浓度时组蛋白在DNA上随机结合, 而在高浓度时, 由于已结合上的蛋白对DNA产生的形变会帮助蛋白结合, 这种协同作用导致了S形状的产生. 在较大的力的作用下, DNA/组蛋白复合体的解离曲线呈阶跃形, 台阶的高度约60 nm. 同时DNA/组蛋白复合体的拉伸曲线相变平台较DNA的相变平台低, 说明组蛋白并不能从DNA上完全解离.     

DNA诊断—分子技术的应用

分子生物学领域的成就,已改变了人们对有关人类疾病许多方面的认识。发展中的在核酸水平上对病因进行分析的DNA诊断技术,不久的将来就会对遗传病、癌病及感染病有关的DNA和RNA进行自动、快速、简便的分析。DNA诊断技术还将促进识别出生时关系疾病的基因,从而为寻找新的防治药物创造了机会 DNA诊断的主要内容是:(1)确定相关疾病的核酸顺序;(2)发展对个别病人中的这类顺序进行监测的     

已绝迹的恐鸟

恐鸟是一种新西兰无翼大鸟,大约数个世纪前,就已在地球上绝迹,但对恐鸟的世系问题一直存在争议。现在,科学家们已能揭开这种灭绝鸟类的遗传密码,他们从恐鸟残骸中提取DNA样本,并与现代鸟的DNA比较,从而能正确地将恐鸟置于进化树中应有的位置。传统上生物学家将不能飞行的恐鸟与现代平胸鸟类(如无翼的鸵鸟、新西兰儿维等)放在一起。然而     

在10周的胎儿中诊断出遗传疾病

现在对于那些将生下患血液病孩子的母亲们,在她们怀孕的10周内就可被告知她们未来的孩子将是有病的。由于成功地结合使用了新老两种诊断技术才取得了产前诊断方面的这一重大进展。所使用的老技术是分析取自胎儿的 DNA 而使医生得以诊断出血液病。这项技术已由牛津大学的 John Uld博士和 David Weatherall 教授作了改进。所使用的新技术是一种完全新颖的方法,即在妊娠的最早阶段从母亲子宫中取出胎儿的细胞。这种方法是由伦敦大学医学院的 Bernadette Modell 博士和 Hu-mphry Ward 发明的。     

利用RAPD对大豆属植物系统学研究的初报

DNA分子操作技术的发展,使生物学家能够在DNA水平上进行基因组差异的分析.RFLP是最近十多年发展起来的用于基因组研究的方法.它已被广泛应用于生物进化、起源、群体遗传等领域.但是对于那些高度自交,遗传背景狭窄的物种测难以有效地利用RFLP进行基因组分析.1990年Williams和Welsh同时开创了利用人工合成的短核苷酸引物经PCR反应进行基因组DNA多态性分析的新方法,即 RAPD技术(Random amplifiedPolymorphic DNAs).由于这一技术能快速、有效地进行基因组DNA多态性检测.因此虽然其诞生时间很短,但已广泛应用于基因组研究的各个方面.     

一个可在大肠杆菌和链霉菌之间进行属间接合转移的柯斯质粒

利用柯斯质粒载体在大肠杆菌中克隆和分析链霉菌基因簇的方法和技术已有很大发展,已构建了不少链霉菌-大肠杆菌双功能柯斯载体.利用这种载体固然可以把链霉菌的基因文库构建在大肠杆菌中并可方便地进行克隆片段的结构分析,但要通过转化把克隆的大片段DNA 转回到链霉菌中来进行功能分析常常遇到不少障碍,最近发展起来的质粒在大肠杆菌和链霉菌之间进行属间接合转移的方法,则解决了外源DNA导入许多链霉菌菌种的疑难问题,使得DNA的克隆和分析工作能够方便地在大肠杆菌中完成     

利用农杆菌设计新基因

一类叫做农杆菌的微生物,能把DNA插入植物细胞,科学家现在力图利用这种天然系统的优点来改良作物。科学家们选取的一种基因,已首次置放在农杆菌DNA的载体上并转移到植物细胞中,而且这种新基因在植物内的存在已为实验所证实。跨出了这一有希望的步子以后,科学家们看到,有可能利用遗传工程赋予     

用Y染色体特异的DNA探针于妊娠早期鉴定胎儿性别

重组DNA技术已应用于多种遗传病的产前诊断,并成功地用来鉴定胎儿的性別,国内已运用这种技术进行α-和β-地中海贫血的产前诊断,但是胎儿性别的鉴定仍沿用染色体分析,本文介绍用Y染色体特异DNA探针于妊娠早期鉴定性别。本法具有快速、灵敏等优点,对于X-连锁遗传病的产前诊断具有重要价值。     

现代生物技术的阴影——令人担忧的生物安全

1997年年初,克隆羊“多莉”的诞生把整个世界搅得沸沸扬扬。 除伦理学家外,生物多样性保护专家也在担忧:现代生物技术会给生物安全带来潜在威胁。 现代生物技术包括重组DNA(rDNA),单克隆抗体以及新的细胞和组织培养技术。 由于某些生物体先天缺少某个基因片段,而产生出一些特异性状,于是可通过人工将其加以修补、重组。也可将某类生物体性状强的基因片段转移到另外一类生物体上,以增加这种性状。比如,培育作物新品种,为了增强其抗病害的能力,就可以通过转基因技术将其他作物中的具有抗病害能力的基因片段转移到新品种上便可达到目的。目前许多国家已种植转基因作物,从而     

自然信息

试管鸡出生世界上第一只试管鸡已在爱丁堡出生了。这一成功,为研究者们通过插入外来DNA到鸡胚中创造“超级鸡”铺平了道路。利用该法改善肉、乳生产,或增加动物的抗病力,其潜在的意义是巨大的。鸡与其他家禽的不同处在于成熟快,产卵多,所以适宜于基因操作,只需在一代中插入异源基因,就会代代相传下去。遗憾地是,用这种方法不能把遗传物质引进刚受精的鸡卵中。动物生理遗传研究所的玛格利特、佩里(Margaret perry)攻克了这一难关,把异源DNA注射入单细胞     

一种简单易行的重组方法——三引物PCR法

报道了一种不需要限制性内切酶和连接酶的重组DNA方法－三引物PCR法（TP－PCR），TP－PCR反应体系中有2种模板和3种引物，从而在同一个反应体系中产生一个重组DNA分子，这种方法的主要优点是快速，高效且不依赖连接片段的限制酶位点，用这种方法已成功构建了融合蛋白基因－sck基因。     

核酸酶S1介导的缺失基因探针的富集

基因组DNA的递减杂交(genomic subtaction)是根据变性的DNA双链,在一定的条件下可以复性(再结合)的特性设计的,是分离缺失或扩增DNA片段的简单而有效的方法.Lamar等率先用来克隆了人Y染色体特异的基因探针.Kunkel等和Nussbaum等分别用该方法克隆了DMD(Duchenne muscular dystrophy)和脉络膜缺损(choroidermia)座位的探针.二者都是利用了X染色体上这两种疾病座位的大片段缺失,但对于一些小范围的缺失,如小于100kb,单纯的递减杂交就难以有效地富集这种缺失的DNA.     

高密度光纤芯片技术及其在功能基因组学中的应用

DNA微阵列技术的发展带来了基因表达研究方法上的一场革命。传统的Northern blots或RT-PCR方法只能逐一地研究单个基因的表达,而DNA微阵列技术可以同时例行检测成千上万个基因表达水平的变化。在微芯片上置人寡核苷酸探针或相应于     

生物技术与医药、农业

生物技术把过去毫不相干的工业和生产工艺联系起来,目前正在开发的主要领域有医药、食品和农业,其它可进入商业的领域有微生物开矿、能源生产、废水处理、精细化工产品以及在电子生物传感器中使用生物元件。医药对于人体内自然合成的物质,用化学合成不能胜任,而其它方法也不能批量生产而用于治疗的物质,生物技术却提供了生产的方法,即重组DNA技术及单克隆法。重组DNA技术涉及细胞系的遗传操作,以便生产所需物质;生物技术生产人体生长激素就是用的这种方法。单克隆法可生产干扰素     

遗传控制对社会和医学的影响

人类自从有了农业以来,一直在控制植物和动物的遗传特征。人类基因的控制是间接的,它出现在广泛使用公共卫生和医学措施的情况下,但这种情况却把基因引起的疾病保持下来了。用DNA技术生产生物制品的活动引起的伦理学问题很少。在预兆医学中,遗传标志物(包括DNA变体)被用于作产前和临床前诊断遗传性疾病及易感性。医学提出了一些新的问题,如个人隐私、私人与社会目标的关系、自决权等。当用正常的DNA处理患有血红蛋白疾病和其他遗传病病人的体细胞时,除了任何新颖理论所提出的那些问题以外,再没有提出什么新的伦理学问题。与此相反,控制人类受精卵中的DNA就要在质上偏离早先的治疗方法,因为这样做将会影响今后几代人。为了能对这些问题作出明智的决定,必须让公众对此有充分的了解。因此,必须在所有的水平上改进正规的和非正规的人类生物学和遗传学教育。     

新型植物的遗传蓝图

遗传工程遗传工程是遗传学对于人类需要的一种应用。遗传工程最惹人著目的成果是培育成高产、耐寒和抗病的作物品种。近年来,发展抗风的、短秆粗壮的水稻和小麦,已受到发展中国家的极大重视。令人遗憾的是对我们的生活道路上已起了巨大而确有实际影响的遗传工程,近来已和“重组DNA”或“在试管中的DNA重组”相混淆起来了。重组DNA技术对于农业是象征着一种具有巨大潜在利益的革命性的新技术。然而,重组DNA仅仅是遗传工程师所运用的许多技术中的一种。这些技术包括通常的植物和动物育种实践。换句话说,遗传工程是一门许多世纪以来在实践上富有成果的古老艺术。     

发育工程的新发展

基因操作技术的开发,带来了生物学的新发展。对此,日本《科学》杂志也曾多次在专栏中列举具体事例加以介绍。其中一例就是:将重组 DNA 引入与人同为哺乳动物的小鼠受精卵内,以及研究使该受精卵发育成为个体的方法。由于此项开始于八十年代初期的研究,许多拥有异种 DNA 的小鼠诞生了,有的还已经传到了第五代。就异种 DNA 而言,采用了人体血液蛋白质之一的球蛋白、免疫球蛋白、生长激素、大鼠生     

植物DNA条形码技术应用于大样地群落学研究

DNA条形码技术在生物分类学、进化生态学、分子系统学、生物多样性科学、医学检疫等学科和领域发挥着重要作用.本文梳理了近些年国内外以森林大样地为平台,利用植物DNA条形码(即叶绿体基因片段rbcL,matK和trnH-psbA)在群落水平研究获得的若干重要进展.围绕植物DNA条形码技术如何应用于大样地群落学研究这一主线,从基本原理出发,以研究案例为基础进行了相应的评述,提炼出以下4方面:(1)鉴别群落水平上的植物材料时,利用多个DNA条形码片段的组合能达到较高的物种鉴别率,而单个片段效果较好的为trnH-psbA,其次是matK和rbcL;(2)构建大样地植物群落系统发育关系时,搭配使用不同进化速率的条形码片段,以超级矩阵(Supermatrix)方法排列DNA序列,在系统发育树构建软件上可获取较好的分支精度并得到较高的节点支持率;(3)DNA条形码系统发育关系与群落生态学研究结合时,能增强对群落共存机制和群落构建方式的探索和阐释能力;(4)DNA条形码系统发育关系应用于生物多样性指数计算时,能增强多样性指数的分辨能力和评估手段.植物DNA条形码技术已在类群和群落水平上应用并得到较好的效果;建议与传统的Phylomatic等方法互补优势,在原有基础上进行适当的完善,如优化取样策略、增加具有更多信息量的核基因片段ITS等,提升DNA条形码技术的整体性能,使该技术在区域和全球水平上开展群落学研究时也能较好地应用.