现代人类混血的群体基因组学研究

正随着现代交通和通信技术的日益发达,现代人群之间的交流日趋频繁,异族通婚甚至跨国婚姻司空见惯,这造就了为数众多、程度不同的"混血儿"。得益于生物技术的飞速发展,现代人类混血的群体基因组学研究在世界范围受到了重视并在近几年取得了显著的进展。     

古基因组学与人类起源演化的研究进展——2022年诺贝尔生理学或医学奖解读

2022年诺贝尔生理学或医学奖的获奖者是著名生物学家、进化遗传学家斯万特•帕博(Svante Pääbo)。他通过研究已灭绝古人类的基因组,对探索人类演化作出了巨大贡献。文章介绍帕博及其团队关于尼安德特人和丹尼索瓦人的研究和发现,以及古DNA领域近30年的发展和最新成果。     

起航三维基因组学研究

人类基因组测序完成已有十多年.但是,基因组信息如何指导基因在特定空间和时间表达的机理仍有待阐明."结构决定功能"是认识自然规律中的一个共识.在生物学中,这一共识不仅适用于RNA、蛋白质等小规模的有机分子,同样也应该适用于全基因组这样的DNA大分子.最近的研究表明,基因组的三维空间结构对基因组的表达、调控等功能有重要的影响.因此,研究全基因组的三维空间结构和功能成为基因组学一个新发展趋势.基因组三维空间结构与功能的研究简称三维基因组学,是指在考虑基因组序列、基因结构及其调控元件的同时,对基因组序列在细胞核内的三维空间结构,及其对基因转录、复制、修复和调控等生物过程中功能的研究.随着大规模基因组测序技术的发展,我们已经拥有研究三维基因组的相关技术如ChIA-PET和Hi-C.初步的ChIA-PET和Hi-C数据分析展示了基因组三维空间结构对基因组功能的意义,为进一步研究基因组三维空间结构和功能提供了基础.本文总结了三维基因组学研究的发展,概括了三维基因组学研究中的问题和目前的进展,并讨论了可能的应用前景.登高更见远,期待三维基因组学研究将深化对生命现象和规律的认识,为基础生物学发展带来新契机、为更进一步推动生物医学及农业应用打下坚实的基础.     

细菌三维基因组学研究

作为原核生物,细菌染色体结构的空间组织形式引起了日益广泛的研究兴趣.近年来发展起来的染色体构象捕获和超分辨率显微镜技术,为细菌三维基因组的研究提供了强大的工具.基于染色体构象捕获测序数据,研究人员开发了通用的数据处理流程和染色体三维结构重构软件.目前,已有5个重要的细菌模式物种进行了初步的三维基因组研究,获得了细菌染色体空间组织特征的一些知识,揭示了拟核相关蛋白在细菌三维基因组结构中的重要性,并发现了细菌染色体三维结构与基因转录和细胞周期等过程之间的关联,加深了人们对于细菌三维基因组的认知.本文对近年来细菌三维基因组方面的研究进展进行简要的综述,并指出该领域未来值得关注的一些研究方向.     

把握学科发展先机,推动三维基因组学研究

<正>《科学通报》本期出版了题为"起航三维基因组学研究"的综述文章,将这个国际上前沿领域的研究进展介绍给国内的读者.为了能够更多地了解该研究领域的相关情况,本刊对该文的主要作者——华中农业大学"千人计划"专家阮一骏教授进行了访谈.美国国立卫生研究院(NIH)自2003年起开始实施"人类基因组百科全书计划"(ENCODE),阮一骏教授在新加坡基因组研究院带领的研究团队参与了此项工作.他们于2007~2009     

人类群体环境适应的古DNA研究进展

人类(Homo sapiens)起源、迁徙和进化对现代人类遗传多样性具有重要的塑造作用,一直是多学科研究热点.分子遗传学通过现有人群的遗传数据和表型特征来推导、演绎历史事件,提出了"走出非洲完全替换"人类起源模型.在走出非洲迁居世界各地的过程中,不同环境对人类表型和遗传多样性具有重要的选择作用,如人群肤色、身高等外形特征以及乳糖耐受、淀粉代谢、免疫应答和低氧适应等生理特征的表型和遗传多态性演化过程.近年来兴起的人类古DNA研究,通过采集对应事件前、中、后不同时期的古DNA样本,进行全基因组测序,同时系统比较古DNA和现今人群遗传多态性,补充和完善了经典分子遗传学研究结果,可以更全面地分析人类演化历史.基于古基因组研究,学者提出了人类起源的"走出非洲基因渗透"模型,并对上述重要人类表型和遗传多态性的演化史提出了新的证据和观点.本文将对现有人类环境适应的古DNA研究进展进行综述,并据此对自然选择如何塑造人类遗传和表型多态性展开新的讨论,为今后同类研究提供线索.     

泥河湾盆地东谷坨遗址古人类生存环境探讨

东谷坨遗址地处泥河湾盆地东部边缘, 是该地区发掘次数和出土遗物最多的早更新世旧石器遗址之一. 对该遗址2000~2001年发掘地层剖面的孢粉、粒度和磁化率以及氧化铁的分析表明, 该遗址总体属于湖滨沉积环境, 泥河湾层大致经历了4个环境变化阶段, 气候由温暖湿润的森林草原环境→温凉湿润的森林草原环境→温凉较干的森林草原环境→温暖湿润的森林环境, 适宜古人类生存, 湖平面经历了相对较高→降低→升高→降低的过程, 代表了泥河湾湖盆的扩展和收缩过程; 湖泊消亡后为冷干疏树草原环境. 古人类在该遗址活动的时间发生在距今约1.10 Ma, 对应于环境演化的早期3个阶段; 古人类集中活动于湖平面相对较低的时期, 生存方式由零星的石制品打制→原料采集→集中的石器制作和狩猎并肢解动物等生活活动. 该项研究对深入探讨环境变化对古人类活动的影响以及早期人类对该遗址的利用方式具有重要意义.     

蛋白质组学：后基因组学时代的研究热点

基因具有强大威力,不过你最终想要获悉的是蛋白质,它们体现人体的各种功能。大多数基因是用于指导生产蛋白质的。     

芥菜研究：从基因组到功能基因组学

植物学家们正在将要完成对一种有花植物──种名叫拟南芥菜（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ）的野生芥菜的第一套遗传序列的测序。与此同时,在最后一批Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｔ组成的遗传信息被存储入ＧｅｎＢａｎｋ之前,一组植物学家已经为下一阶段策划了一个雄心勃勃的计划：研究此种植物的所有２５０００种基因的功能。该计划于２０００年６月初公布,得到了美国国家科学基金会（ＮＳＦ）的赞助,还给芥菜研究界带来了另一个好消息：该计划出人意外地发表了一系列发现这些基因的分子标志。 拥有１３０百万碱基对的芥菜基因组将在２０…     

哺乳动物驱动蛋白的计算基因组学分析与鉴定

提供了一种新颖的、基于比较基因组学方法的全长驱动蛋白预测方法(full-length kinesin prediction program, FKPP), 用于哺乳动物中驱动蛋白质组的鉴定与研究. 之前的预测认为, 哺乳动物共含94个驱动蛋白, 而用FKPP从哺乳动物的基因组中总共鉴定出134个可能的驱动蛋白基因. 基于数据库中存在的片段序列, 用FKPP鉴定出25个可能的全长驱动蛋白. 此外, 用FKPP方法发现人的动点马达蛋白CENP-E应包含2701个氨基酸, 而不是当初根据克隆预测的2663个氨基酸. 通过对CENP-E的cDNA进行重测序, 并同时采用特异性识别FKPP预测的CENP-E多肽抗体予以实验评估, 结果表明, FKPP预测的CENP-E氨基酸序列是正确的. 为此, 本研究利用FKPP对哺乳动物的驱动蛋白进行了重新分类. 鉴于目前公共数据库含有较多非全长序列的蛋白片段, FKPP可提供一个具有显著效率且准确新颖的全长序列预测手段, 用于驱动蛋白以及其他蛋白家族的分子鉴定.     

人类基因组分析系统

日本科学家和工程人员精心合作,研制的自动化DNA顺序分析系统,每天最高可分析108,000个碱基。从1988年开始,日本科学和技术部(STA)发起了人类基因组分析的研究计划,又称为"基因结构研究"。为了开展这一计划的研究工作,日本科学家和工程师们希望,不仅要在阐明人类生物学和医学方面发挥他们的作用,而     

植物与人类生存发展评价

植物资源提供了地球上生命的基础。     

人类潜水活动的发展简史

正如多少世纪以来一样,今天人类进入海洋是为了获取食物、发掘宝藏、军事目的、体育和探险活动。比伯(Beebe 1934)在他著作《半英里之下》中报导了一次考古发掘中,发现了大约公元前4500年的珍珠母镶嵌(这些镶嵌无疑是由潜水员采集到珍珠后由匠人加工而成的)。比伯还叙述了公元前3200年在替比斯已将珍珠贝壳用于雕刻装饰品。公元前2250世纪,中国禹王曾收到过贡纳的牡(牛厉)珍珠。     

古环境研究的新篇章

<正>四、五十年前,正当中国罹难文革浩劫的岁月里,国际地球科学界却在深海海底取得了几十万年的沉积记录,证实了冰期旋回受地球轨道周期控制,将古气候学推进到机理研究的新阶段.改革开放之后不久,我国以黄土研究为核心的古气候研究,很快与国际接轨,成为我国地球科学的一大亮点,国际的第四纪研究出现了深海、黄土与冰芯三足鼎立的新局面.跨入21世纪,我国的古气候研究呈现出全方位发展的繁荣景象,国际地位蒸蒸日上,学术战线捷报频传.但与此同时,如何进一步依靠我国独特的自     

同与不同——功能基因组学研究中的伦理学问题

作为一种适用于所有人类人种的概念，对人类生命的尊重，形成了一种称之为“人类中心主义”的观念。在这种观念支配下，长期以来，人们把采用动物实验来开发各种治疗方法以纾解人类的病痛视为一种正当的事情。但是，近期功能基因组学领域的进展，正使在动物身上进行医学研究的合理性发生了质的变化。当与人类的基因序列相似的序列在不同的物种中被鉴定出来时，人类独特性的观念受到了根本性的挑战。在本文中我们将强调指出，由于功能基因组学的新发展而带来的一种固有的紧张局面--一种存在于基因序列的科学意义与伦理学意义之闻的紧张关系--基因序列的应用目的是相同的，但伦理学意义却不同，这个问题不是很有讨论的必要吗？[编者按]     

杂交稻基因组学和杂种优势遗传机制研究取得重要进展

[本刊讯]中科院上海生科院植物生理生态所韩斌课题组联合中国水稻所杨仕华等团队,直接对我国水稻主产区的1495份杂交水稻品种进行基因组测序,通过开发一套全新的分析方法,有效地鉴定了高度杂合材料的基因型,构建了一张杂交稻品种的精细基因型图谱。相关研究成果2015年2月5日在线发表于Nature Communications杂志。杂交水稻育种技术的成功是我国     

人类进入生态循环发展的新时代

近年来，越来越多的国家明确提出了“生态现代化”问题，强调应将“生态现代化看作是劳动与环境的世纪性机遇”，并认为这是21世纪国富民强的物质基础。     

空间探索对人类发展的影响

第一颗人造地球卫星的发射成功标志着空间新纪元的到来,加快了科学的发展,同时改变了人类对世界的看法。第一次征服了地球引力,而在这之前,只有科普作家能够办到。第一次将人造天体绕地球运转,从而使去月亮和太阳系的可能性成为了现实。卫星-1号(Sputnik-1)以及以后的苏联和美国的卫星,既使开始的几年里,已经取得了有关地球形状、大气层的结构和物理特性等重要数据。以卫星-2