基因组研究离诠释生命奥妙还有多远

基因组研究表明，人类与黑猩猩和老鼠的基因序列98％以上是相同的，是否是这1％～2％的基因的差异，就决定了人与黑猩猩和老鼠在表现型方面很大的差异?本文通过大量分析表明，由碱基(5个)→核酸[DNA→RNA(mRNA、rRNA、tRNA)]→氨基酸(22种)→蛋白质(数百千种)→染色体→基因组→性状，其遗传变异信息有逐级放大的过程。这是生物间基因序列虽然有98％甚至99％的相同，但表现型差异却较大的原因所在。基因序列完全相同，并不能说明基因功能相同，基因组研究的结果不能完全诠释基因功能表达的复杂过程。今后必将由序列基因组学→结构基因组学→功能基因组学→蛋白质组学深入发展，必须从网络层次研究基因表达，才能揭示生命的奥妙。另外我们使用的各种基因组研究技术和软件还有待改进，才能真正反映生物基因的差异。     

家蚕基因组研究对蚕业学科和产业发展的影响

近年来，蚕业科学技术一直处于平台期，没有大的突破。影响产量、质量的关键性技术难题得不到有效解决，蚕丝业整体生产效益低下，严重影响产业稳定和持续发展。但是，随着家蚕基因组的完成，将为其注入新的活力与创新源泉，将使我们掌握参与蚕茧产量和质量形成的相关功能基因，了解这些基因的作用方式和特征，比较全面、准确地认识家蚕生物特性的遗传基础和分子调控机制，为提高蚕茧产量、改善蚕茧品质提供理论基础和技术支持。同时，家蚕作为模式昆虫，其基因组研究以及比较基因组学研究在农林科学与人类疾病研究等学科发展中意义重大，并将发挥着越来越重要的作用。因此家蚕基因组研究，在蚕丝产业与模式生物的研究方面均具有重要的科学价值。     

小麦转基因研究现状及展望

自二十世纪八十年代开始研究转基因植物以来，小麦作为世界主要粮食来源，其转基因遗传改良受到科学家的广泛关注。目前国内外已有近200例外源基因，主要是抗除草剂类基因、抗病虫基因、品质基因、抗旱耐盐等抗逆基因、雄性不育类基因等，通过基因枪法、农杆菌介导法、花粉管通道法等技术转入小麦的报道。从转单基因到进行多基因组装，从改良各种生物胁迫和非生物胁迫的抗逆性，到改良品质、高产等生理和农艺性状，是未来转基因小麦的研究方向。本文就近二十几年来转基因小麦研究进展及存在问题进行了全面系统的综述和探讨。     

世界研究开发动态与评论

俄白两国科研人员联手培育转基因山羊乳传递蛋白质是母乳中的一种非常重要的蛋白质,婴儿出生时,母乳中的乳传递蛋白质含量可达每升6克。这种蛋白质具有很强的抗氧化性,能够很好地保护婴儿免受疾病干扰,提高婴儿的免疫力,对婴儿的成长和发展具有重要作用。俄罗斯科学院遗传生物研究所和白俄罗斯国家科学院动物科研所正在积极合作,培育含有人体基因的转基因母山羊,以大量获取含有乳传递蛋白质的转基因山羊奶。俄罗斯和白俄罗斯两国科研人员联手,已研制出获取乳传递蛋白质基因结构的方法,并在老鼠身上进行了试验。结果发现,实验鼠分泌的乳汁中…     

21世纪的新药发现:从基因到药物

随着人类基因线计划的实施将会发现越来越多的功能基因。从中了解到的生物信息对我们了解发病机制将提供很大的帮助，同时可进行广泛的人群遗传相关性和基因治疗研究，并可能发现新的药物作用靶，其取得的研究进展对疾病治疗的合理用药及新药的研究开发将产生深远的影响，未来将会看到更多的新药出现，但一定是随着新基因的发现而开始的。     

新世纪的挑战--生物复杂性研究

复杂性是生物学的固有属性。生物学系统，从细胞到生态系统，总是包含大量的以复杂方式相互作用的部分。尽管目前我们已经获得了大量关于这些组分的数据，但是实际上对所有复杂的生物学系统，我们都缺少一个真正的定量的和综合的整体的认识。研究生物复杂性是二十一世纪科学面临的一大挑战。本文介绍了美国国家科学基金会的生物复杂性研究计划，并通过一些例子对生物复杂性研究涉及的相关方面作了探讨。     

脑科学进展的跨世纪回顾与展望

20世纪脑科学取得十分辉煌的成就。当此世纪之交,回顾20世纪百年来脑科学的重大进展以及展望21世纪脑科学的发展趋势,有重要意义。20世纪脑科学的进展可概括为三大里程碑：（1）神经元学说;（2）离子通道理论;（3）脑功能成像。21世纪脑科学将取得更大的飞跃。预期在21世纪除继续发展20世纪已有的成就之外,将可望在以下5个方面取得突破性进展：（1）神经元功能成像;（2）神经系统多基因病定位及老年性痴呆发病机理的阐明;（3）神经系统信息编码的研究;（4）后基因组是发子神经生物学;（5）意识、思维与情绪本质的进一步探讨。本文首次提出启动人类神经组计划（Human Neurome Project,HuNP）研究和建立神经数据库（NeuroBank)的建议,并提出其系统构建和具体实施的方案。人类神经组计划将是继人类基因组计划之后的又一伟大的生物学系统工程,它的开展对破译人脑思维起源之谜,有重大意义。     

我国农作物生物技术的成就与展望

自1983年人类首次获得转基因烟草、马铃薯以来,植物基因工程技术在世界范围内取得了飞速的发展,转基因植物的研究和开发取得了一系列令人瞩目的进展,已培育成功一批抗虫、抗病、耐除草剂和高产优质的农作物新品种.与此同时,农作物基因工程产业化的步伐在各国政府的大力参与下正在加快,预计在下个世纪初期将成为经济的支柱产业之一.近几年,美国、欧洲、日本等发达国家为加强基因工程的研究和开发,相继制订了一些利于其发展的新政策,如美国的"面向21世纪的生物技术",欧洲的"尤里卡计划",日本的"官、产、学一体化推进21世纪的生物技术计划",都把农业生物技术列为优先发展领域.农作物基因工程由于应用体外重组DNA技术将动物、植物、微生物的基因相互转移,打破了物种之间基因交流的天然屏障,因此无论在基础研究还是在应用开发方面都取得了相当的成就,其研究成果正在越来越多地应用于农业生产,深刻影响着农业的生产方式和效益,并日益显示出其解决人类所面临的环境恶化、资源匮乏、效益衰减等问题的巨大作用.     

单碱基基因编辑系统的研究进展

基因编辑技术是近年来取得突破性进展的颠覆性技术之一。CRISPR/Cas9基因编辑系统简便、高效,被广泛应用于基因功能研究和利用。尽管CRISPR/Cas9可以高效靶向目的基因,但其定点修饰依赖于效率低下的同源重组机制,因此精准编辑基因的能力有待提高。单碱基编辑技术通过将Cas9切口酶或无核酸酶活性的Cas9与胞嘧啶脱氨酶形成融合蛋白,并通过sgRNA(单链向导RNA)将融合蛋白靶向靶位点,在不切割双链DNA的情况下对靶基因位点的单个碱基进行胞嘧啶C→胸腺嘧啶T或鸟嘌呤G→腺嘌呤A的精准编辑。目前,单碱基编辑技术已在植物、动物以及人细胞中进行了高效的基因定点突变,在农业、生物医学研究甚至基因治疗中有广泛的应用前景。本综述就单碱基编辑系统的发展和应用进行回顾和展望。     

信息科学与生物之谜

生物之谜实质上就是对生命本质的探索。生物学将从过去５０年的分析为主转变为以分析与综合相结合，一方面，人们将继续采用新的实验技术去了解基因，分子，细胞是如何工作的。另一方面，更为重要的是研究多种细微分子是如何相互作用的，实质上是研究各部分是如何调控的，生物体不论在宏观上，即整个生物个体的宏观状态，还是微观上，即在基因层次上，生物的调控作用都符合控制论原理，可以用控制论的理论和规律加以分析。生物体的小