迎接精准医疗时代

正自2015年1月20日,美国总统奥巴马在国情咨文中提出"精准医学计划"后,"精准医疗"成为覆盖全球的热门话题。中国也提出了自己的计划:2030年前,中国将在精准医疗领域投入600亿元。从国际性生命科学大计划来看,1990年启动的人类基因组计划中国占1%;2003年开始的蛋白质组计划,中国负责肝脏蛋白组,约占10%。现在开始的精准医疗计划中国将占有更大的比重。由此可以清晰地看到,中国在生命健康领域的快速发展,必将为人类文明发展做出巨大的贡献。     

生物信息服务之探

<正>生物学信息资料将不断地堆积起来,除非将生物信息分析者认作具有创造能力的协作者。据2015年4月《自然》杂志报道,美国精准医疗计划于今年一月对外公布,该计划需要大量生物信息学人才。这项投资2.15亿美元的计划的目标是:为提高人们的健康水平,将从在美国的100多万人中收集有关医学的、生理学的和基因组学方面的信息,寻找个体之间不同的基因表型性状。该举措并不意味着科学界力量不足,而是因为生物信息累积的速度快于人们关于生物信息分析能力提高     

“精准医疗计划”拟实施步骤

<正>由于我们对太多疾病缺乏有效的预防和诊疗方法,我们必须更深入地研究这些疾病的生物学特性,以帮助数以百万计的美国人免受这些疾病的困扰。尽管精准医疗在癌症治疗中体现出显著的优势,但目前还无法将其运用到其他大多数疾病上。为了加快这一进程,美国总统奥巴马发布了"精准医疗计划"倡议——一个将带来医学革命的全新计划,希望在不久的未来将精准医疗概念引入日常的医疗实践中。短期目标:扩大癌症研究成果的运用     

精准医疗,一场划时代的革命

正2015年1月20日,美国总统奥巴马在国情咨文演讲中启动"精准医疗"计划。2016年3月,我国科技部宣布,中国版"精准医疗计划"即将启动。2030年前将在精准医疗领域投入600亿元。2016年7月20日,国务院常务会议通过了"十三五"国家科技创新专项规划,其中提出:在量子通信、精准医疗等重点领域启动一批新的重大科技项目。从市场规模上讲,目前全球精准医疗产业近600亿美元,并有望催生下一个万亿级市场。     

在靶向治疗研究兴起的大背景下 美国精准医疗倡议引发的思考

<正>传统药物治疗对于病人通常是对症下药,千篇一律,对此,研究人员正在尝试根据患者的基因和所处的环境来为其定制个性化的治疗方案。美国政府目前正在尝试将这个想法付诸于行动。美国总统奥巴马1月20日在国会发布国情咨文中提及"精准医疗"计划时说:"我们这个消除了脊髓灰质炎、绘制出人类基因组图谱的国家,希望这项计划——在合适的时间给予患者合适的治疗——能继续引领医学进入一个全新的时代"     

基因测序、基因治疗与精准医疗

正精准医疗的概念是建立在大规模基因组测序和分析的基础上的。基因是生命的密码基因是DNA上的功能片段。根据生物科学的中心法则:基因指导蛋白质合成,蛋白质实现生命活动。基因是遗传物质,生物世代繁衍传递的是DNA,因此可以说,地球生物的繁荣,本质上是DNA的多姿多彩的演绎。通过研究各种生物基因组的序列,我们就能知道草履虫与人是在13亿年前分离的;人是由300~400万年前的一种猴子进化而来的;人类     

基因组研究的数据库

与基因组有关的数据库已经成为科学领域的重要部分。随着相关生物数据的容量和复杂性的提高，这些数据库所起的作用将增加。我们还没有完成基因组计划和发展这些数据库，不言而喻，既要十分详尽，又要简明地建设数据库。后者特别需要，使文摘式数据库更易于普及。基因组数据库是人所共知的基因组计划的公众窗口。基因组计划成功或失败依赖于所产生的数据的获取和利用。而且，高度发达的科学创造了大量的组织得很好的数据。随着这个大量增加的生物数据需要传递，要求各类文摘式数据库。生物学和数据库技术的特性，是要定期回顾分析，以确定生…     

恐怖的“末日审判”——基因武器

人类在掌握了能够对自身进行重新设计的基因草图以后,也就走到了自身命运的最后边缘……基因工程技术":福音"还是"祸根"我们知道一切生物都具有遗传性,决定生物遗传特性的物质是基因。人们可以通过改变生物的基因组成,影响生物的遗传特性,按照人类的需要创造新的物种。新兴的基因工程技术将被广泛地应用于诸多领域,给人类带来了"福音",但同时也埋下了"祸根"。     

蛋白质组学与精准医疗

正随着生物医学科学技术的进步和人们对健康期望的提高,人类开始步入精准医疗时代。何为精准治疗精准医疗是在现代医学的基础上,随着对核酸、蛋白质等生物大分子进行深入研究,开始在基因组学和蛋白质组学的水平上把握疾病的发生、发展规律,从而建立起来的个体化精准诊断、精准治疗和精准预防的技术体系。精准医疗类似于个体化医疗,又不同于个体化医疗。个体化医疗只强调不同个体需要不同治疗方案,但其治疗靶标和有效物质等     

奥巴马推出精准医疗计划倡议

<正>2015年1月30日上午,美国总统奥巴马在白宫东厅会议室发表了题为"精准医疗计划"的倡议——即尝试通过收集基因组学和其他分子信息为患者提供个性化医疗。受邀参与这次会议的人员来自科学界、学术界和患者代表,以及一些科研机构负责人和制药行业的高管。首先,奥巴马在演讲中自嘲染色体是由面条状物质构成的,随后他就"精准医疗"进行了解释,即给恰当的人在恰当的时间使用恰当的疗法。他强     

“大数据”畅想

新年伊始,各大科学媒体纷纷为读者呈献未来展望的新篇章。在本刊连续两期推介的一系列新科学图景中,除了宇宙暴涨新证据和ISON彗星掠日太空秀,以及多国科学家南极冰下湖探秘新生命值得期待以外,气候变化和医学健康的有关话题也将备受关注。而欧盟的FutureCT、英国的高能效计算和美国的数据解决方案使信息技术继续成为看点,还不断彰显出科学和未来研究的"大数据"色彩。"大数据"一词原本出自天文学和基因研究等科学领域,像斯隆数字巡天计划就获得了200万个天体的光谱数据,人类基因组计划测出了人类     

大数据时代的数据素养教育

正数据素养是大数据时代对科研人员所提出的要求。国外各大学已在广泛开展数据素养教育。在中国,如何提高下一代科学家的数据素养,使他们具备在大数据时代开展科学活动的能力,是一项紧迫的重要任务。随着信息技术和网络技术的迅速发展,科学研究数据呈现爆炸性增长的态势。利用各种各样的研究工具和实验设备,通过模拟、仿真、计算和观察,在科学研究过程中不断产生和创造出大量"原生态数字信息",形成特定科学领域的数据集和数据场。如美国大规模科学项目"泛星计划"(全景式巡天望远镜和快速反应系统),每年在运行中可捕获2.5PB(1PB=10~(15)字节)的数据;国际上高能物理学研究领域的LHC(大型强子对撞机)每年能产生50～100PB的数据;小规模研究     

爱情的生物法则和基因法则

美国科学家发现,在爱情不可言喻的神秘与伟大之下,还隐藏着一些基本的生物法则和基因法则。决定情缘的基因科学家新近提出了"基因决定你与谁情投意合"的观点,"缘分"之说似有了科学根据。科学家在研究中发现,老鼠在选择配偶时受到一种称为MHC基因的制约,雌性鼠总是挑选与自身MHC基因不同的雄性鼠为"丈夫"。那么雌性鼠是凭借什么来识别对方基因的异同呢?是气味。     

哈罗德·瓦穆斯谈“精准医疗”新举措

<正>"今晚,我将启动一个崭新的精准医疗计划,这将使我们离治愈癌症和糖尿病等疾病更进了一步,并将使我们所有人利用个性化信息来让自己和家人的更健康成为可能。"——摘自美国总统奥巴马2015年国情咨文     

生物钟：基因和环境决定的行为——2017年诺贝尔生理学或医学奖简介

2017年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位研究果蝇生物钟行为的美国科学家——杰弗里 • 霍尔(Jeffrey C. Hall)、迈克尔 • 罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔?杨(Michael W. Young)，奖励他们发现了决定生物钟行为的基因和这些基因产物的工作原理。生物钟，也叫生物日节律或昼夜节律(circadianrhythm)，是生物以约昼夜24小时为周期的节律性行为。生物钟行为是一个在各种动植物中都普遍存在的自然现象。生物钟基因的发现和对这些基因产物工作原理的揭示对了解生命和生命的运行原理，特别是对基因、行为和环境三者之间的关系有着重要的理论意义，同时也为利用生物钟原理来解决生产活动和健康医疗中的生物学问题奠定了应用基础。     

沃森博士谈人体基因解译计划与日本

詹姆斯·沃森(James D WAFSON)是人体基因解译计划负责人.他以1961年肯尼迪总统决定将人类送往月球那样的口气,就该计划的重要性作了如此叙述:"为了彻底搞清具有30亿碱基对的人体遗传基因序列,最终需花去相当于将美国人送抵月球的十分之一左右的费用.但是,基因解译计划对人类生活所     

毁灭人类的“世界末日武器“

“一打一大片,一杀一条线,遗患无穷”的基因武器,以其将导致人类毁灭的残酷性,被称为“世界末日武器”。众所周知,丧心病狂的日本“731部队”对我抗日军民使用生物武器,曾造成无穷后患。基因武器则是在生物武器的基础上发展起来的所谓“不可制服的生物武器”。 遗传工程“走火入魔” 产下的怪胎 20世纪70年代以来,分子化学取得了突破性进展,以基因拼接技术为标志的遗传信息基因,引入另一种生物体内,从而使后者获得前一种生物体所特有的生物特征。因而,遗传工程也叫基因工程。美国一位生物学家指出:“如今遗传工程的发展,为人们提供了利用一个细胞复制出另一个一模一样的人的可能性,人类在     

水环境中抗生素耐药性的科学研究前沿、环境健康风险评估和控制阻断策略

水环境是抗生素耐药性传播的关键节点.然而,对水环境中耐药基因的来源、迁移和归趋仍缺乏深入的科学研究.对于已具备抗生素耐药基因暴露水平的环境,如何进行环境健康风险评估仍缺乏基本框架和精准模型.此外,控制阻断策略的制订和实施也缺少全局性布局.本文将聚焦上述三方面,以水环境为主,探讨环境抗生素耐药性的科学研究前沿、环境健康风险评估和控制阻断策略.科学前沿包括:(1)耐药基因的主要选择压力——抗生素的标准检测体系与共享基础数据库的建立;(2)水环境中抗生素的迁移转化和生物可利用性;(3)耐药基因在污水处理厂生态系统中的转移和扩散;(4)探索耐药基因暴露水平研究的标准化方法:宏基因组学和高通量q PCR;(5)耐药基因水平转移和环境传播的关键可移动遗传元件;(6)耐药基因的基因组大数据深度挖掘和机器学习.环境健康风险评估需区分两种风险,即抗生素治疗失效的风险和耐药基因在环境中传播的风险.耐药性的防控阻断涉及多学科联动,需要临床医学、生态学、农学、药学、环境科学与工程、教育学等多方共同努力.应从"卫生一体化"(One Health)的全局出发,优先在关键排放源等节点上加大防控投入,以有效阻断抗生素和耐药基因的环境排放.     

定量工程生物学的化学蛋白质组学支撑性技术

定量工程生物学是一门前沿交叉学科,通过设计-合成-测试-学习-再设计路线将不同的生物元器件组合,形成可以执行特定功能的基因线路,再经过不断优化获得稳定的、可控的基因线路,最后将设计优化后的线路引入不同的生命体,以达到预设的目的.这种变革性的方法可以创建一些能够灵敏感知和响应各种环境的工程系统,但在其中的功能检测环节,化学蛋白质组学技术则成为了测试工程改造生物功能和探究其作用机制的重要工具.随着以非天然氨基酸嵌入、生物正交化学、高分辨率质谱等技术为手段的化学蛋白质组学方法的发展,在复杂环境中解析工程生物的蛋白质组时空动力学变化成为可能,为探究工程改造菌或工程改造细胞的工作原理及其在生物体内的作用机制提供了必要的技术支撑,也为定量工程生物学研究中所需的深度功能测试提供了有效方法.本文主要是概述化学蛋白质组学技术在定量工程生物学研究中的潜在应用.     

鹌鹑同源异性盒基因Quox-1在染色体定位研究

<正>1984年W.Gehring和M.P.Scoff分别同时发现同源异性盒基因(Homeobox genes),并证实这些基因生物发育过程控制结构基因的调控基因,这使分子发育生物学研究有突破性进展.