我们身体里的“幽灵”基因

正听起来让人难以置信,但我们身体里的确隐藏着大量来自远古灭绝人种的基因。我们的身体里含有数量惊人的来自灭绝人种的DNA,科学家正在探索这些"幽灵"基因对人类的生存和进化所起的重要作用。我们的祖先混合了人类进化史上多个人类分支的血统,将一些已经灭绝人种的DNA一代代传了下来。时至今日,灭绝人种的DNA,包括尼安德特人、丹尼索瓦人及其他灭绝人种在内的DNA就存在于我们的细胞内。科学家想知道,携带了多个人种基因会给我们的生存带来什么     

灭绝基因可复活

美国和澳大利亚的研究人员表示,他们已成功地复活了已经绝种的动物袋狼（Tasmania Wolf）的一个基因。这是科学家首次利用已灭绝物种的DNA诱发另一活体生物的机能反应。     

绿色劫难:野火终烧尽春风吹不生

人类已经从一些不太为人所知的生物品种那里受益匪浅。大自然生物基因库对人类未来的绿色革命有着重要的意义。稍懂农事的人都知道，许多农作物由于长期单一栽培而发生退化，需要从野生植物中吸取新的改良基因。然而，我们正在遭受植物物种流失带来的痛苦。野生植物资源已越来越难以寻觅。许多人大概没有注意到，就在他们身边的田野、山边、水沟，一些不起眼的野生植物正在悄悄灭绝。他们也许不会想到，这是一场绿色生命的劫难。我国不少世界上稀有的野生植物资源，由于缺乏保护，自生自灭，一旦灭绝，就不能失而复得。     

走近诺贝尔奖(十四) 修复遗传物质——DNA的“工程队”

正在自然界中,生命本身如果不定期修复,就会生病甚至死亡。在生物体中,最为核心的物质是细胞核内的遗传物质DNA。那么,是谁在帮助生物维修这些DNA呢?最近三位科学家因为从分子水平上揭示了细胞是如何修复损伤的DNA及保护遗传信息的,而获得了2015年诺贝尔化学奖。如果生物体内的遗传物质DNA不断出错,那么生命将会被各种疾病所困扰,地球上的生命将难以延续下去。科学界曾经认为,生命之所以相对稳定,是因为DNA相对稳定。但是,实际上,我们体内的DNA每天都会发生很多的组装差错,或者受到外来的伤害。那么,面对如此多的差错和伤害,该怎么办呢?来自瑞典的生物化学家托马斯·     

珍稀物种失而复现

随着地球环境遭受到越来越严重的破坏．不少生物学家认为地球已经进入了第六次生物大灭绝时期。据统计，目前全世界每天有75个物种灭绝，每小时大约有3个物种灭绝。然而，生物学家发现，这种灭绝现象也有例外，有些在几十年前已经宣告灭绝的物种在野外又被人们重新发现了。生命的顽强有时候超出我们的想象，这些失而复现的动物就是很好的例证。     

共同祖先的遗传物质、细胞特性与代谢特征的探讨

关于生命的起源和演化对于公众和学术界都是一个深刻的问题.最初的生命可能起源于原始的地球环境,也可能来自星际间的尘埃、彗星和陨石等.生命的本质是一个化学过程,其最基本的特征是能够自我复制和新陈代谢.在前生命时期地球特定的物理化学条件下,由有机小分子的相互作用聚合形成了主宰生命的核酸、蛋白质及其他大分子物质,之后逐渐演化形成具有新陈代谢、自我复制能力的原始生命体,最终产生生命的基本单元细胞.1859年,英国博物学家查尔斯·达尔文在《物种起源》一书中提出了进化论的观点,并且认为所有现存的和已灭绝的生物都有一个共同的起源,后人将之称为所有现存物种的共同祖先(last universal common ancestor,LUCA).生命的起源和演化是一个极其复杂的问题,本文主要从这3个方面入手:(1)LUCA的遗传物质是DNA还是RNA?(2)LUCA是简单的还是复杂的?(3)LUCA的代谢特征有哪些?希望能让读者对LUCA和关于LUCA的讨论有一个大体的认识.     

"生命之树"的谱系年代学研究

目前国际上已经启动的"生命之树"(tree of life,TOL)计划,是全世界生命科学领域的科学家倾力建立的一个庞大的科学研究计划,其终极目标是回答关于地球上所有生物类群之间的谱系亲缘关系问题[J].更进一步说."生命之树"就是将地球上所有生物种类(包括现存的和灭绝的)联系在一起的、蕴涵着巨量信息的系统演化树.可用来阐明生命的起源、生物演化式样与机制、各大门类生物类群的系统演化关系、具不同营养型生物类群之间的协同演化以及生物多样性的生存方式和动态变化规律等.     

生物结构自组装

生物大分子、复合物分子机器、细胞器、完整细胞乃至生命个体的形成, 自组装贯穿其中, 并有极其复杂的调控机制. 本文归纳分析了生物结构自组装的特点及其物理、化学和几何学原理, 并以新生肽链折叠和染色体折叠浓缩为例描述自组装的生物调控原理. 采用自组装策略, 已经开发了许多生物纳米功能结构, 如DNA平面和立体结构、DNA马达、蛋白纳米线、荧光双分子互补系统等. 研究复杂生物体系的自组装极具挑战, 可使我们更接近生命的本质, 还将为纳米科学技术和仿生学提供许多启示.     

五次物种大灭绝事件

科学家普遍认为,在地球生命演化史中,像二叠纪生物大灭绝这样的事件一共发生过五次. 奥陶纪-志留纪之交的生物大灭绝 在距今大约4.4亿年的奥陶纪末期,发生了地球史上第三大的物种灭绝事件.古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的.在大约4.4亿年前,现在的撒哈拉所在的陆地位于南极,当陆地汇集在极点附近时,容易造成厚厚的积冰,奥陶纪正是这种情形.     

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     

人类正在导演第6次生物大灭绝

<正>近百年来,在人类干预下的物种灭绝比自然速度快了100¹000倍。全世界每天灭绝最高达100个物种,每小时就有近4个物种灭绝。很多物种还没来得及被科学家描述和命名就已经从地球上消失了……2014年3月,我国大陆地区公映了一部科幻影片《雪国列车》,它是根据科幻漫画改编的。电影讲述了一场突如其来的气候异常让地球上包括人类在内的绝大多数生物灭亡了,只有少数仅存的生命存活在一     

利用磁镊研究促旋酶与DNA的结合

促旋酶(gyrase)在原核生物的生命活动中扮演着重要的角色,它是已知拓扑异构酶中,唯一能够向DNA引入负超螺旋的酶.本文中,我们利用磁镊(magnetic tweezers)对促旋酶和DNA的相互作用进行了单分子实时观测.实验发现,在不加入ATP时,促旋酶能够同时与两段DNA(G片段和T片段)结合,但这种结合较弱,施加0.7pN的外力就能逐渐破坏两者的结合;但加入高浓度的诺氟沙星后,促旋酶与DNA的结合明显增强,甚至能够抗衡5.9pN的外力.促旋酶还会影响超螺旋的几何尺度:不加入促旋酶时,DNA超螺旋的几何尺度由DNA所受拉力决定,而加入促旋酶后,超螺旋DNA几何尺度变小,并且主要由DNA与促旋酶的相互作用而不再是所受拉力所决定.而且促旋酶与正负超螺旋的结合能力不同,它更容易与正超螺旋结合.同时,发现促旋酶从DNA上解离的时间符合双指数分布.我们提出的模型能够很好地解释这个分布,并与他人提出的模型的结果进行了比较.     

非达尔文主义进化——一种新的分子进化学说

三十多亿年前,地球上出现了生命。到现在为止,曾在地球上生活过的生物物种有多少呢?据辛普森(Simpson)估计,约有五千万到四十亿种,而格兰特(Grant)则估计有十六亿到一百六十亿种。现存的物种又有多少呢?也有不同的估计数,一般认为在一百五十万种到四百五十万种之间。倘若我们假定曾经有过的物种为二十亿种,现存的为二百万种,那就是说,原有的物种中,百分之九十九点九都已灭绝了。     

大脑的神经、计算与认知研究及其关系(一)——实验神经科学

一、引言Waston和Crick于1953年揭示了遗传基因DNA的结构以来,阐明生命的本质已不再有原则上的困难。智能是生物晚于生命发展起来的。人     

地球的科学与卫生

大灭绝并没有结束。当前,在某些生物领域内,人们担心下一次灭绝近在咫尺,而且它是由人类一手造成的。 1983年8月,生物学家和生物地理学家在亚利桑那举行国际会议,会议讨论的主题是生物灭绝的历史和灭绝的原因。与会者一致认为,生命物种的数量和种类正处于急剧下降的边缘,也许会下降到6500万年前出现的那种灾难性大灭绝的程度。大家还认为,这一灭绝事件很有可能在未来100年内发生,可以断言,至多不超过200年。     

让害虫绝种的生物控制学

有科学家预言,再过20—40年家蝇和蚊子都将在地球上灭绝。无论是20年、40年还是更长的时间,我们坚信,运用生物控制技术让害虫绝种的时代已离我们不远——     

反向转录的发现——分子生物学的一个重要成就

现代生物学的主要目标之一是研究生物体内信息是如何隐藏在分子结构之中,而这种信息又是如何从一个分子向另一个分子转移的。许多生命的重要现象,如胚胎细胞的分化,正常细胞转变成肿瘤细胞等重大课题,只有在弄清上述问题后,才有可能得到根本解决。五十年代以来,人们已经搞清楚了,细胞的遗传信息是藏在一种叫做脱氧核糖核酸的生物高分子中。脱氧核糖核酸简称为DNA。DNA由两条长链分子组成。它们相互绕在一起构成了一种所谓双螺旋的结构。DNA虽然是一个极大的分子,但它主要由四种不同的碱基组成。四种碱基以各种不同的次序排列,就构成了不同的DNA分子。生物体内的“信息”就是通过这种方式,“写在”DNA分子上。在正常细胞里,     

生物信息学与21世纪的生物学

约35亿年以前,地球上开始出现生命.最先出现的是原核蓝藻类;以后,经过漫长的演化,出现动、植物,形成了多种多样、千姿百态的各种生物.虽然生物的种类多种多样,形状千差万别,但是现代分子生物学的研究表明,组成各种生物的最基本的分子却是完全相同的.简单说,核酸是遗传信息的携带者,蛋白质则是遗传信息转化为生物结构与功能的表达者.而决定遗传信息的核酸(DNA和RNA)是由含4种不同碱基,即腺嘌呤(Adenine,缩写为A)、鸟嘌呤(Guanine,G)、胞嘧啶(Cytosine,C)和胸腺嘧啶(Thymine,T;在RNA中则为尿嘧啶,Uracil,U)的四种核苷酸组成.当遗传信息翻译为蛋白质时,它们都遵循统一的遗传密码,即每三个核苷酸翻译成蛋白质中一个特定的氨基酸,通常称为三联体密码子.这些密码子编码20种氨基酸,而不同氨基酸组成的肽链就形成不同结构的蛋白质,产生多种多样的生物功能.核酸和蛋白质构成生命活动的物质基础,要了解生命现象,揭开生命的奥秘就必须深入了解核酸与蛋白质.     

基因魔剪:光响应的DNA纳米剪刀

正"天地有大美而不言,四时有明法而不议,万物有成理而不说.圣人者,原天地之美而达万物之理"(《庄子·知北游》).自遗传学之父-孟德尔(Gregor Johann Mendel 1822～1884年)通过豌豆实验,提出了"遗传因子"的概念之后,科学家们逐渐发现生物的性状特征是由基因控制的.据统计人类约有25000个基因,人类为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA入侵而导致灭绝?直到1968年,科学家才逐步解开了这个谜团.美国科学家哈密尔顿?史密斯(Hamilton Smith)发现了能够通过切断病毒的DNA来限制     

地球进入了第六次生物大灭绝

地球自距今5.4亿年寒武纪生物大爆发以来,由于环境恶化等自然因素,已先后造成了5次生物大灭绝。尽管每次大灭绝使大批生物从地球上消失了,但也有些更能适应环境、更进化的生物保留下来并得到大发展,从而使地球上的生物一步一步地由低等进化为高等,而且最后成为最多样性、最繁盛的阶段。但自人类200年前工业革命以来,由于环境污染,人类的乱捕乱杀、乱砍乱伐各种生物以及肆意破坏生态环境,已导致大批物种消失,使地球进入了第6次生物大灭绝。由于这次大灭绝的主要因素是人类引起的,因此其后果特别严重,如若人类不采取措施,最后灭绝的将是人类自己。