解析生物钟

生物钟系统负责调控生物体内各种节律性生理活动，对该系统的研究正在三方面展开，即钟在器密组织中解剖定位，细胞内和细胞间的钟网络偶联，钟基因产物的表达和控制的分子时序。     

生物波的时间序——生物波钟

生物钟的研究已有较久的历史,现已涉及较多的领域,其内容主要是对各种生物的生命活动节律的认识,不论生物体的大与小、结构简单与复杂,均表现出受生物钟支配的生命活动过程,人体重量几十年间周期性变化,血液中红细胞数量每天从早到晚一少一多的增减,人体温度在一天内不同时刻的升降以及体液中固醇类物质水平随早晚更替而发生变化等等,这些都是人类受生物钟支配的例子,此外动     

海豚养育幼儿

在佛罗里达西海岸靠近萨拉索塔(Sarasota)的浅水区内,常年生活着许多宽吻海豚,世界各地分布着30多种海豚,宽吻海豚是其中之一,在美国东南沿海最为常见。在大多数海族馆的展出中,宽吻海豚也是人们所熟悉的表演家。在1970年以前,我们对这些动物的大多数了解都来自人工饲养场的观察。从1970年起,布莱尔·欧文(Blair Irvine),迈克尔·斯科特(Michael Scott)和我开始集中力量对萨拉索塔海域海豚的行为和生态学问题着重进行了研究。     

时差的生理影响及治疗

生物钟调节分子、生理和行为水平的节律，以适应环境因子的昼夜交替周期。生物钟与外界环境时钟失同步化会产生节律紊乱，从而对健康和认知造成不利影响。跨时区旅行以及夜班、轮班等社会性因素都会造成时差，导致主生物钟和外周生物钟失同步化，内在节律与环境出现失调。由于工业化进程的加快，经历时差或需要轮班工作的人们越来越多，节律紊乱问题及其对生理、代谢、免疫健康和行为的影响应引起重视。随着分子研究的不断深入，人们对时差产生的机理有了更为深刻的认识，同时一些物理、药物治疗方法以及饮食、睡眠和作息管理等措施被用以缓解或治疗节律紊乱及相关症状。文章对生物钟的调节机制，时差和社会性时差对健康、认知等方面的影响，以及目前的治疗措施进行了综述。     

果蝇与诺贝尔奖

<正>2017年10月2日,美国遗传学家杰弗里·霍尔(Jeffrey C.Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·杨(Michael W.Young),因为利用果蝇作为模式动物发现了控制生物钟的分子机制,而获得2017年诺贝尔生理学或医学奖。一种飞舞在烂水果上的小虫子——果蝇,成为人们关注的焦点,不过这可不是果蝇第一次为科学家们赢得科学研究的最高荣誉。     

生物钟人类活动的提示器

每种生物，包括人类在内，其行为和生理功能都有一定的节律性。这种类似“钟”的特点，被称为“生物钟”。     

生物钟与光周期响应

浩瀚宇宙中,地球自转的同时围绕太阳的公转导致昼夜交替,四季更迭,风物长新。正因如此,地球生命赖以存在的自然环境中的光照、温度、水分(湿度)、食物(营养)等环境因素也会发生相应的周期性变化。生物体只有适应环境节律性变化带来的生存压力才能保证种族的繁衍。所有的环境适应性中,生物体对光周期的适应最为重要。处于地球上不同纬度的生物,在一年之中感受到光强、光质和光照长度的节律性变化,会在最适的时间选择适宜的环境完成生长、发育和繁殖过程。在漫长进化过程中产生的生物钟调控机制,可以帮助生物体整合并预测内外环境信号近24小时节律性变化,进而通过调控机体生理生化和新陈代谢过程提高环境适应性。生物学家一直关注生物钟与光周期现象,相关领域已有许多重要研究成果表明生物钟参与调控动植物的光周期响应。     

从学徒到大科学家——法拉第传略

十九世纪英国伟大的物理学家、化学家迈克尔·法拉第(Michael Faraday,1791～1867),在工业化学、电化学、电学、电磁学、电力和通讯工程等诸多方面都作出了重大贡献.回顾他的功绩,顿觉今日的科学成就有许多是源出他的发现,现在还有不少的科     

生命体内的计时器:生物钟

生物钟是生物所具有的一种独特的生理功能,生物个体可借此自动预测时间,并相应地调节各项生理活动的节律.从低等的蓝藻直到包括人在内的哺乳动物.地球上的绝大多数生物体内都存在生物钟,各种生物可通过生物钟来调节体内的生化反应,进而对生理活动进行调节,实现与昼夜节律性变化环境因子的同步化.     

现代的“蛋”、“鸡”之争——关于原基因说和原细胞说若干问题的讨论

前生物形成的大分子如何相互作用并自动组织起来?最初的生命体系或原始细胞如何借此发生并进一步进化?生物信息大分子DNA和酶是如何起源的?长期以来,围绕这些问题各种假说(主要是原基因说和原细胞说)展开了讨论,意见分歧(详见表1)。尽管如此,各假说都以自己的实验和观点促进了对这些问题的理解不断深入,并对生命起源或细胞的化学起     

酶的研究与生命科学(二):氧化酶和ATP酶的研究

生物氧化是机体能量生成的基础,是生命得以维持的基本保证。细胞色素氧化酶的发现开启了现代生物氧化研究的序幕:一方面鉴定了大量氧化酶,从而充实了氧的利用特征;另一方面脱氢酶及辅助因子的鉴定进一步理解了生物氧化的本质为氢与氧结合生成水,同时释放能量促使ATP生成的过程。ATP合酶和Na+,K+-ATP酶的发现推动了对ATP生成和利用机制的研究。许多酶的催化都需要ATP的辅助,如泛素连接酶等,相关研究拓展了对细胞内物质代谢的认识。笔者通过生物氧化(亦称生物能学)发展过程的介绍而展现氧化酶和ATP酶的重要性。     

Zebrafish:A Renewed Model System For Functional Genomics

In the post genome era, a major goal in molecular biology is to determine the function of the many thousands of genes present in the vertebrate genome. The zebrafish （ Danio redo） provides an almost ideal genetic model to identify the biological roles of these novel genes, in part because their embryos are transparent and develop rapidly, The zebrafish has many advantages over mouse for genome-wide mutagenesis studies, allowing for easier, cheaper and faster functional characterization of novel genes in the vertebrate genome. Many molecular research tools such as chemical mutagenesis, transgenesis , gene trapping, gene knockdown,     

计算机分子模拟——2013年诺贝尔化学奖简介

计算机分子模拟技术的发展至今已有半个世纪的历史,现被广泛应用于解决各种复杂化学和生物学问题,比如药物设计和材料设计。2013 年诺贝尔化学奖授予给卡普拉斯、莱维特和瓦谢尔三位美国科学家,以表彰他们在“发展多尺度模型研究复杂化学体系”上的贡献。这次授奖表明,对于今天的化学家来说,计算机分子模拟已和试管实验同等重要,理论和实践要密切合作才能解决复杂问题。笔者主要介绍计算机分子模拟技术的基本概念、发展简史,以及主要应用领域,并对此技术的未来发展做了展望。     

酶的研究与生命科学(一)：酶本质的理解和认识

酶是生物催化剂,通过催化化学反应而参与了几乎所有生命过程,因此对酶的研究既深化了对生命现象的理解和认识,又为相关疾病治疗提供了新方案。1897年无细胞酵母发酵的发现启动了现代酶学研究的序幕,随后几十年先后分离并合成辅酶,证明酶的本质为蛋白质,发现了具有催化功能RNA等,此外,通过解析核糖核酸酶结构而阐明一级结构决定高级结构以及结构与活性之间的关联等,这些成果极大地拓展了人们对酶本质的理解和认识,做出卓越贡献的科学家也因此荣获诺贝尔奖。     

吸引和排斥与生命物质运动：吸引和排斥是遗传和变异的动力

从染色体,分子,原子水平探讨了吸引和排斥与生命物质的关系。遗传和变异是生物界最基本的运动形式,它们的运动与吸引相互作用密切相关。吸引和排斥的相互作用生物大分子存在的基石,是细胞分裂,维持细胞结构和细胞内各种运动所必需的。同时,吸引排斥的作用还有基因调控,ＤＮＡ重组,突变和修复以及遗传工程中得到体现。     

分子马达运动:生命滑动的乐章

生命在于运动,因此运动对生命而言具有至关重要的意义。肌球蛋白、动力蛋白和驱动蛋白是三种重要的分子马达,负责肌肉细胞和非肌肉细胞的运动。肌球蛋白与肌动蛋白间滑动构成肌肉收缩的基础;动力蛋白和驱动蛋白沿微管运动在细胞内物质运输,有丝分裂、减数分裂中染色体分离过程和细胞骨架动力学方面发挥重要作用。分子马达突变或缺陷可导致遗传性神经病变、严重型肌病和呼吸道慢性感染等发生。因此,分子马达运动的相关研究成果为多种疾病治疗提供新的策略。文章回顾了分子马达的研究历程、生物学作用和应用意义。     

转动分子马达：ATP合成酶

生物分子马达处在生命与纳米两学科的交叉点上,注定会成为本世纪基础研究的主角之一。ATP合成酶是最精妙的生物分子马达之一,有关它的研究尽管经历了60多年,但突破性进展出现在最近十年,部分原因是单分子技术的发展,更要归功于物理学家、生化学家及计算学家等的联合交叉研究。本文回顾了ATP合成酶研究的历程,展示了主要成果,也提出了面临的问题。     

达尔文学说问世以来生物进化论的发展概况及其展望

 综述了自达尔文学说诞生以来,生物进化论经历了孟德尔颗粒遗传理论、新拉马克主义、新达尔文主义直到现代综合进化论建立的发展历程。然而,综合论更面临着来自分子生物学新信息和古生物学重大新发现的挑战和发展机遇,由此产生了分子中性遗传漂变假说和三幕式寒武大爆发假说。