植物疫苗

许多植物的病虫害是由病毒所致。既然疫苗可以使人获得对病毒的免疫力,那么是否也能给植物接种疫苗来抵抗病害呢?这并非幻想。第一种植物疫苗现今业已问世。美国华盛顿大学与密苏里州圣路易市的蒙桑托公司的研究人员用生物工程方法从烟草花叶病病毒的DNA中抽取出基因,此基因被植入植物细胞中,从中培育出八棵西红柿与烟草植株,以增长积累基     

卵巢浆液性囊腺瘤细胞DNA的显微分光光度计镜扫描测定

测定细胞DNA的方法以往常采用生物化学方法。这些方法都必须把DNA分离提纯,然后方能进行定量测定。由于分离提纯步骤多,操作复杂,不易掌握。随着测量技术的不断发展,70年代出现了显微分光光度计,使DNA测量技术进入了一个崭新的阶段。可以直接在光学显微镜观察的标本上对单个细胞进行DNA定量测定。标本制作简单,测定迅速,操作方便,用电子计算机进行程序控制,测量精度高,数据可靠。但测量方法大多采用静态测量     

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     

遗传工程学研究的进展

随着分子生物学的发展,在六十年代末和七十年代初出现了遗传工程学或称基因工程学,它是分子遗传学的一个分支,主要研究遗传物质——基因的识别、分离及引入异种细胞,并且在异种细胞中表现出其遗传性状。通过类似工程设计方式,将基因在体外人工地进行剪接和杂交,然后引入受体,从而定向地培育出具有新的遗传性状的生物品种。它的重要性在于不仅     

细胞周期

显微技术的出现使区分细胞周期成为可能。如按形态学分期,可将细胞周期分成后期、中期及间期。在增殖细胞中,周期的中断意味着细胞死亡;在成熟细胞、增殖失控则形成肿瘤。细胞周期根据合成DNA时间可分为G_1(DNA合成前期),S(DNA合成期),G_2(DNA合成后期),M(丝裂期)。基因和生物化学的研究表明有两种控制细胞周期的类型。一种是直接控制——前一步为后一步制造重要的底物;另一种是间接控制——前一步释放了后一步的抑制物,而后一步反馈控制先一步。G_1期为S期制备了核苷酸、组蛋白和聚合酶等所需物质。通过调节分子能使G_1细胞转变为G_0期,或激活静止期细胞转变为活跃增殖期。如静止期持续过长相当有害,增殖失控可能致癌。其关键在于调节G_1期的启动和启动点。如营养恰当、控制信息畅通,则细胞会顺利地通过启动点,并由此点有序地激发整个长链。     

用于治疗的人造细胞

遗传工程细胞最近在美国联邦政府批准的一项试验中首次被注入一名患者体内,即把一个基因植入病人的白细胞内。这项试验旨在增强对一种新奇癌症的治疗效果。美国全国保健协会主持了这项试验。协会主席詹姆斯·B·温加登博士说:“基因植入技术能对许多疾病产生治疗效果。”这次试验的意图是要追踪实验室培养的一种特殊白细胞,即人们熟知的肿瘤浸润淋巴细胞。这种细胞对癌有杀伤作用。     

我们的行为由基因决定吗

社会生物学家们通过对人类基因的科学研究和分析后认为:人类有些社会行为的特征是可以遗传的,能使人的身体及行为的特征传递到下一代的机制,涉及到所谓基因这种物质。这些基因存在于人的细胞核内的染色体里,每个染色体内包含许多基因,每个基因又由一个复杂的大分子脱氧核糖核酸(DNA)遗传物质组成。这些遗传因素指导着人体内所有细胞的生长和发育。根据社会生物学的原理,人类的     

获得1983年诺贝尔生理学与医学奖的基因调节理论

40年前美国女遗传学家巴巴拉·麦克林托克(Barbara MeClintock)就提出了现代的基因调节理论,但仅在近十年来她的工作才被科学界所承认。鉴于她对“活动遗传元”的发现而被授与1983年诺贝尔生理学与医学奖,从而使她成为在这一领域中独自获奖的唯一女性。现今,我们业已承认不同基因类型的存在:一些是产生蛋白质的;另一些是调节蛋白质生产的。但在40年代当麦克林托克提出除结构基因(即给蛋白质编码的DNA的华特)外还存在控制元的证据时,她却受到当时遗传学界的忽视和嘲笑。但就是她的发现:某些控制元可以改变其在染色体上的位置(即所谓“跳动基因”),使麦克林托克获得了诺贝尔奖。现今,“跳动基因”是人们所熟悉的分子生物学的一部分。它们是DNA的一些环节,能绕基因     

用多聚酶链式反应快速检测转化细胞中外源人凝血因子重Ⅸ cDNA

多聚酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)是利用人工合成的寡聚核苷酸引物和DNA多聚酶进行体外DNA扩增,这是近年迅速发展起来的分子生物学技术。这一技术已在基因诊断、突变检测、多态性研究和核苷酸顺序分析等方面得到应用。在基因转移和基因治疗中,常常有必要对转化细胞进行DNA分析,检测区分外源DNA和基因组DNA。常规用的方法不仅需要大量细胞,而且需要同位素标记的探针和Southern杂交,整个过程既麻烦又费时。本文介绍我们用PCR技术,对转有外源基因——人凝血因子IX cDNA的血友病B患者的原代皮肤成纤维细胞和其他转化细胞进行的直接检测和DNA分析。     

用人HeLaS3细胞DNA纠正哺乳动物细胞修复基因的缺陷

DNA损伤修复是生命科学的前沿课题。我们把哺乳动物细胞基因转移技术应用于射线和烷化剂所致的DNA损伤修复的研究,通过人细胞DNA介导,把有关基因导入修复基因有缺陷的哺乳动物细胞,以纠正受体细胞的基因缺陷。     

直接注射DNA治疗技术

现在,实验医学已进入基因治疗阶段,但是要找到合适的基因物质却没有那样简单。最常用的方法是在基因上“加载”病毒,使病毒“悄悄走近”指定的细胞。不久前美国威斯康星州立大学研究人员研制成一种更简单的方法直接往肌肉组织细胞中注射脱氧核糖核酸(DNA)。约翰·沃尔夫及其同事往老鼠肌肉中注入含有被他称为“纯DNA”的营养液,希望细胞能排斥外来的DNA,但是事与愿违,细胞却从中接受了储存在DNA中的全部信息。这使研究人员得到启示,这结果     

重组DNA的研究新进展

本世纪70年代初,美国科学家S. Cohen和H. Boyer等首次在体外成功地组建了具有生物功能的重组质粒,1974年,Morrow等将第一个真核基因即瓜蟾rRNA基因导入大肠杆菌,获得克隆,标志着重组DNA(rDNA)研究的开始。rDNA技术,是在试管内用酶及其他物质使不同物种间的DNA分子彼此结合,然后导入细胞内令其行使功能的技术。它涉及五个方面:1)DNA特异的剪切技术——获取目的基因;2)核酸分子杂交技术——鉴定未知核酸分子;3)DNA的分子克隆——目的基因的扩增;4)DNA顺序测定——确立基因的精细结构和功能的关系;5)目的基因的表达——产     

电离辐射诱发小鼠骨髓细胞依赖和不依赖P53基因的凋亡

细胞凋亡(apoptosis)或程序性细胞死亡(programmed cell death),是一种具有典型形态学和生化特征的细胞死亡模式。在胚胎发育,T,B细胞成熟和内分泌相关的组织萎缩等生命过程中发生的细胞死亡,就是一种生理性细胞凋亡,以此控制体内细胞数量。辐射和某些抗肿瘤药物等DNA损伤因子,亦能诱发细胞凋亡,并与某些肿瘤相关基因的诱导表达和蛋白稳定性的改变等事件发生相关。P53基因是一种抑癌基因,参与细胞增殖调控,使细胞生长停滞于G_1期。近年发现,P53基因在细胞DNA受损伤后引发的细胞凋亡过程中也起重要作用。不同学者分别报道,电离辐射诱发小鼠胸腺细胞和小肠上皮细胞的凋亡,是依赖于P53基因,包括P53基因表达增加和P53蛋白稳定性增强。在P53基因缺失纯合子小鼠中,电离辐射就不能有效地启动上述组织细胞的凋亡机制。本文利用基因打靶技术产生的P53基因突变小鼠模型,研究不同P53基因状态下,即野生型(P53+/+)、杂合子(P53+/-)和纯合子突变型(P53-/-),电离辐射诱发小鼠骨髓细胞的凋亡。     

人体衰老机理研究获得进展

近期美国和加拿大生物学家人人生物体内分离出一组基因，将这种基因植入卵细胞的测试表明，它们显然可以制约生物体新陈代谢乃至生命进程，因而被命名为生物钟基因。通过生物钟基因研究，科学家证实DNA长期控制细胞分裂最终导致自身机能损伤，从而使细胞处于昏睡状态造成生物体衰亡。在生命科学研究中，人体衰老过程是最令人难以捉摸和破解的疑团之一。目前科学家对诱发衰老的原因仍存在很大分歧。现行理论不下数种，各执一辞众说纷坛。有些研究人员强调死亡是受先天遗传因素制约且无法逆转的生命过程，这种理论源于2种类似体形和基因构造…     

以胚胎干细胞为核供体能促进异种重构胚的体外发育

体细胞在异种成熟的去核卵母细胞中能够去分化和重编程,并能发育到囊胚,甚至能全程发育正常出生。为了评价胚胎干细胞作为供核细胞在异种动物克隆中的意义,以小鼠胚胎干细胞（ES）为核供体,兔成熟的去核卵母细胞为受体构建异种重构胚,分析其在体外的发育能力,并以小鼠胚胎成纤维细胞和成年小鼠外耳皮肤的成纤维细胞为对照。通过核移植的方法分别把3种细胞移入成熟的兔去核卵母细胞透明带下,经电融合和激活后,在体外培养,胚胎干细胞作为供核细胞所构建的异种重构胚在体外发育到囊胚的比例为16.1％,明显高于用成年小鼠外耳皮肤成纤维细胞（0％～3.1％,P<0.05）和小鼠胚胎成纤维细胞（2.1％～3.7％,P<0.05）所构建的异种重构胚的体外囊胚发育率.重构囊胚细胞经染色体分析,证实其染色体来源于小鼠胚胎干细胞。以上结果显示,用胚胎干细胞作为供核细胞,比体细胞作为供核细胞所构建的异种重构胚更容易进行重编程,并且胚胎干细胞指导异种克隆胚胎正常发育的能力强于体细胞。     

不连续的结构基因——卵白蛋白基因分成三段

人们向来认为,氨基酸的遗传密码连续不断地并列起来以构成基因的实体。但是近来发现一些新情况,如在基因实体中间插入与氨基酸编码无关的DNA,基因分成几段分散存在于染色体的不同位置上,等等。法国全国科学研究中心所属分子遗传学研究所的布里施纳奇(R.Breathnach)等人研究的鸡卵白蛋白基因即其一例。他们为从染色体上把此基因分离出来:(1)先从鸡输卵管细胞分离出来卵白蛋白的mRNA,以此为模板通过反转录酶合成~(32)P—cDNA(互补DNA);(2)继从输卵管细胞提取总DNA,     

发光的烟草

美国圣地亚哥的加利福尼亚大学研究人员将萤火虫的基因植入某些烟草的遗传材料中,培育出了会发光的烟草. 科学家们从萤火虫中提取出的是能产生萤光酶的基因,然后用细菌作载体,将其植入烟草组织的遗传结构内,再从该组织内取出细胞培育新的烟草.这样培育出的烟草结的籽就携带了萤光酶基因.在试验室中,科学家们用试验皿培育这些种     

连续核移植对异种克隆大熊猫胚胎发育的影响

异种体细胞核移植为拯求濒危动物提供了一条新的途径，已有的异种核移植报道证明，经休眠处理的体细胞核在异种胞质中能完成早期发育，用处于活跃分裂的大勇猛体细胞作为供核细胞移入去核的兔卵母细胞中，经电融合（融合率为71.6%）及电活化后，体外培养获得了4.2%的囊发育率，为了改善重构胚的发育率，采用连续核移植的方法，即用处于活跃分裂的来源于大熊猫－兔异种重松胚的卵裂球作为供核细胞移入去核兔卵母细胞透明带下，共进行3次连续核移植，核移植融合率分别为79.5%，84.1%和78.0%，与体细胞核移植组无显著差异；经电活化后，体外培养的异种重构胚胎获得了显著高于体细胞核移植组的胚胎发育率，囊胚发育率分别为19.4%,13.5%和10.3%（P＜0.05）。这些结果表明，未经休眠的体细胞核也能支持异种重构胚的早期发育，连续核移植可以提高异种克隆大熊猫重构胚的发育率。     

排除基因:发现癌机理的线索

新近的研究工作增强了一种想法:在癌细胞中和在受到正常的、遗传程序影响的细胞中,DNA(脱氧核糖核酸)分子上甲基的变化是重要的。同时,从医学的观点看,已知引起肿瘤生长的化学药品同样破坏部份身体的防御机构。在过去几年中,有几个研究小组发现了高级生物的一个规律:在 DNA 的特定的脆嘧啶残基上没有甲基的基因比有甲基的基因更富于活性。新近,有的分子生物学家也发现,瘤细胞中 DNA 上的甲基是“不稳定的”,而且,激素会影响细胞中 DNA上甲基化的程度。有研究者曾看到三个基因的DNA:两个编码的携氧蛋白血红素和一个生长激素。这三个基因固定在不同的染色体上,在结肠瘤细胞和肺瘤细胞中,它们均不起作用。然而,所有     

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