业余爱好提高研究人员效率与创

正经常性的娱乐消遣活动可以缓解精神压力,改善工作与生活的平衡关系,并帮助科学家在研究中找到有创意的解决方案。奥黛丽·凯利(Audrey Kelly)在不去捉蟾蜍分析它们的DNA以研究物种是如何杂交的时候,她就会自己动手做面包。凯利是北卡罗来纳大学教堂山分校的一名博士生,她在开始攻读本科课程之前就从父亲那里学会了面包烘焙手艺。"这有点像是做科学实验,"她     

DNA损伤修复的单分子水平研究进展

外源或内源的DNA损伤在生物体内持续发生。DNA损伤修复的缺陷与很多疾病甚至癌症等息息相关,而生物细胞进化出一系列精密的修复机制以耐受或切除这些损伤。单分子技术区别于常规的生化、分子生物学等手段,可以在体外和活细胞内研究DNA修复相关生物分子的动态反应特征,从而对DNA修复机制进行更充分的剖析。文章围绕常见的DNA损伤及其修复类型,阐述了近年来利用原子力显微镜、磁镊、光镊等单分子操控技术,以及全内反射荧光显微镜、光激活定位显微镜和超分辨显微示踪等单分子荧光成像技术在DNA修复机制研究中取得的进展,梳理了利用单分子技术解决的长期存在的关于DNA修复难题,并展望了单分子技术联合其他交叉学科技术在研究DNA修复机制方面的前景。     

明天:发出DNA通缉令

科技进步日新月异,DNA侦查技术不断创新。在DNA指纹、STR复合扩增、DNA序列测定等先进技术推广应用之后,一些更先进的DNA技术,如澳大利亚科学家发明的从人体肌肤印迹中提取DNA样品的新技术也已出现。当前,美、德等国的科学家,正在研究应用DNA分析法判定罪犯的长相特征,绘制罪犯的模拟头像,以便在不久的将来,能够在追捕罪犯时发出DNA通缉令。     

RECQ5β解旋酶DNA退火特性的动力学研究

RecQ家族解旋酶对维持基因组完整性起着关键作用.许多RecQ家族解旋酶不仅可以打开双链及其他更复杂的DNA结构,而且有意思的是,还具有DNA退火活性.本文通过对DNA退火动力学、平衡态下DNA结合以及与单链DNA解离动力学的一系列测量,系统研究了RECQ5β的DNA退火特性.结果显示,在本研究的反应缓冲液条件下,在没有或存在不同的磷酸核苷因子(AMPPNP,ATPS或ADP)的情况下,当酶分子覆盖约40%~50%DNA单链时,RECQ5β催化的DNA退火效率最高.通过对RECQ5β1~662的比较研究证实,RECQ5β的C末端区域对该酶高的DNA退火活性是必不可少的.本文结果将有助于更好地理解RecQ家族解旋酶催化DNA退火的机理.     

DNA在未来50年里……

“我们想提出一种令DNA研究更有趣的结构。这种结构包含着一些具有重要生物学价值的新特点。”通过这份著名的低调声明,1953年4月25日,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在《自然》杂志上宣布了他们关于DNA结构的发现。他们的模型以DNA晶体的x射线衍射模式为基础,最终解释了遗传物质是如何复制和传递信息的。它所引发的革命永远改变了生物学界。     

获得1983年诺贝尔生理学与医学奖的基因调节理论

40年前美国女遗传学家巴巴拉·麦克林托克(Barbara MeClintock)就提出了现代的基因调节理论,但仅在近十年来她的工作才被科学界所承认。鉴于她对“活动遗传元”的发现而被授与1983年诺贝尔生理学与医学奖,从而使她成为在这一领域中独自获奖的唯一女性。现今,我们业已承认不同基因类型的存在:一些是产生蛋白质的;另一些是调节蛋白质生产的。但在40年代当麦克林托克提出除结构基因(即给蛋白质编码的DNA的华特)外还存在控制元的证据时,她却受到当时遗传学界的忽视和嘲笑。但就是她的发现:某些控制元可以改变其在染色体上的位置(即所谓“跳动基因”),使麦克林托克获得了诺贝尔奖。现今,“跳动基因”是人们所熟悉的分子生物学的一部分。它们是DNA的一些环节,能绕基因     

“时间旅行”谋杀案

正一名女性的尸体被发现。DNA揭示的嫌疑人,竟然比这名女性先死了几星期。这是怎么一回事?这是一个真实案例,但它仿佛来自现代侦探小说。1997年,一名女性在英国伦敦被残忍杀害。法医在她的指甲下面发现了其他人的组织样本,这可能表明她在死前抓扯了袭击者。其中一份样本接受了检测,检测结果被输入英国国家DNA数据库进行比对,很快就比对出一名嫌疑人。令人惊讶的是,这名嫌疑人也是一名被谋杀的女性,而且她死于前一名女性死前整整3星期。她俩分别死在伦敦的不同区域,各自的     

罗莎琳德·富兰克林

20世纪50年代早期,罗莎琳德·富兰克林独立发现的DNA结构,基本足以解释遗传的分子学基础。DNA分子存在于所有的活细胞内,它像一张蓝图,包含了所有能从一代传给另一代的遗传特性的密码。富兰克林的这个发现,却帮助詹姆斯·沃森(James Watson)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick)赢得了诺贝尔奖——他们在她不知道的情况下使用了这些数据,甚至没有给她充分的荣誉。     

排除基因:发现癌机理的线索

新近的研究工作增强了一种想法:在癌细胞中和在受到正常的、遗传程序影响的细胞中,DNA(脱氧核糖核酸)分子上甲基的变化是重要的。同时,从医学的观点看,已知引起肿瘤生长的化学药品同样破坏部份身体的防御机构。在过去几年中,有几个研究小组发现了高级生物的一个规律:在 DNA 的特定的脆嘧啶残基上没有甲基的基因比有甲基的基因更富于活性。新近,有的分子生物学家也发现,瘤细胞中 DNA 上的甲基是“不稳定的”,而且,激素会影响细胞中 DNA上甲基化的程度。有研究者曾看到三个基因的DNA:两个编码的携氧蛋白血红素和一个生长激素。这三个基因固定在不同的染色体上,在结肠瘤细胞和肺瘤细胞中,它们均不起作用。然而,所有     

密码学的新领域--DNA密码

DNA密码是近年来伴随着DNA计算的研究而出现的密码学新领域, 其特点是以DNA为信息载体, 以现代生物技术为实现工具, 挖掘DNA固有的高存储密度和高并行性等优点, 实现加密、认证及签名等密码学功能. 本文简要介绍了DNA计算原理, 总结了当前DNA密码的研究现状以及存在的若干问题, 对DNA密码、传统密码和量子密码的发展状况、安全性以及适用领域进行了分析对比, 探讨了DNA密码未来发展的趋势. DNA密码与传统的密码以及研制中的量子密码相比各有优势, 在未来的应用中可以互相补充. 实现DNA密码面临的主要困难是缺乏有效的安全理论依据和简便的实现方法, 当前研究的主要目的是充分发掘DNA可用于信息领域的优良特性, 建立起相关的理论依据, 探寻DNA密码可能的发展方向, 寻找实现DNA密码的简便方法, 为DNA密码的未来发展奠定基础.     

开启尘封的DNA

<正>在过去短短的几十年内,古DNA研究从科学好奇心转变成了重塑过去生物现象的强有力的工具。继提炼、除杂和测序等一系列方法革新后,科学家们不断挑战自我,对一些更古老的DNA测序技术进行研究,开启了地球生命史的前所未有的探索。透过实验室窗户朝里望去,两位穿着严实的研究人员正有条不紊地做着实验。其中一位叫李虹洁(音译)的研究助理,负责把内含几十年DNA的溶液用移液管放入离心管内,另一位叫姚露(音译)的     

狗可能起源于中亚

正狗的最初起源地在哪里?较早的研究认为是欧洲,而最近的研究认为是中国。在这方面的最新研究中,科学家首次检验了村庄狗的DNA。1.5万年前,当首批狗被驯化出来后,狗就在全球各地与人类共同生活。村庄狗与人工繁殖的纯种狗在基因上不同,因为村庄狗是自由繁育的。从基因意义上说,村庄狗是狗的自然种群,它们携带着原始狗的更真实的基因标记。科学家提取了来自全球38个国家的共549条村庄狗的DNA样本,还提取了161种共4676条纯种狗的DNA。通过检测超过18万个基因标记,     

直接注射DNA治疗技术

现在,实验医学已进入基因治疗阶段,但是要找到合适的基因物质却没有那样简单。最常用的方法是在基因上“加载”病毒,使病毒“悄悄走近”指定的细胞。不久前美国威斯康星州立大学研究人员研制成一种更简单的方法直接往肌肉组织细胞中注射脱氧核糖核酸(DNA)。约翰·沃尔夫及其同事往老鼠肌肉中注入含有被他称为“纯DNA”的营养液,希望细胞能排斥外来的DNA,但是事与愿违,细胞却从中接受了储存在DNA中的全部信息。这使研究人员得到启示,这结果     

怎样活到100岁

<正>那些寿星的DNA,可能隐藏着长生不老的秘密。"现在,我们当中只留下我俩了。"耶米玛颇有些怅然地说。他们曾经是兴旺的大家族,但现在她那一辈就只剩她和94岁的弟弟了。她的两个姐姐分别在105岁和107岁去世。2017年1月,在孙辈和曾孙辈簇拥下,耶米玛在加拿大中部马尼托巴省布兰登市的家中度过了106岁生日。守寡50年来,     

能否由生物学数据产生完整的生命图像?

生物学中有大量的描述性数据——而且这些数据正与时俱增。大规模研究样品的方法如DNA排序、显微阵列和自动化基因功能研究，正在不断地充实着新的数据库。许多生物学分支学科，从生物力学到生态学已走向数字化，其结果是观察更精确、更丰富。     

基于分子瓦自组装的DNA纳米管的制备与表征

利用DNA分子自组装技术可以构建从一维到三维不同形状的纳米结构,并且这些结构在微纳米电子学、纳米生物学等众多领域有许多潜在的用途.本文利用DNA分子瓦(tile)自组装技术,采用双交叉(DX)DNA分子瓦成功组装了一维DNA纳米管结构,聚丙烯酰胺凝胶电泳(native-PAGE)、透射电子显微镜(TEM)、荧光显微镜和原子力显微镜(AFM)对制得的DNA纳米管结构进行了表征,结果表明,组装成功的DNA纳米管直径在7～20nm之间,长度最长可以达到50μm以上.为了结构更加稳定,对分子瓦中每条DNA单链的5′末端进行磷酸化处理,自组装完成后利用T4DNA连接酶连接磷酸化修饰的DNA纳米管的缺口.AFM结果显示,使用T4DNA连接酶处理后的DNA纳米管更能保持完好的管状结构,表明连接处理后的DNA纳米管更加坚固,促进了DNA纳米管应用于微纳米领域的研究.     

DNA空间构象的转換规律

通过DNA X光衍射的纤维与单晶研究,NMR的溶液研究,CD溶液中构象转变研究,以及各种半经典和量子力学的计算,已经确定了DNA的右旋、左旋及DNA双螺旋的多样性,并证实了左右旋之间的转变,使生物学获得突飞猛进的发展。但是所得到的DNA构象都是孤立静止的,对于DNA在活细胞中真实状态几乎一无所知,我们将已得到的     

生命科学史上的划时代突破--纪今DNA双螺旋结构发现50周年

在20世纪乃至整个生命科学发展史上,没有什么工作比沃森(J.D.Watson)和克里克(F.H.C.Crick)于1953年提出的DNA分子双螺旋结构模型,更具有决定意义.然而,人们对DNA分子的清楚认识,却经过了近百年艰难曲折的研究历程.     

生命的渴望

一、生命与爱的旅行 弦窗外是墨黑的真空,远处的几颗亮星却亮得刺眼。静静地站在舷窗前,她觉得它好像是古代存在过的怪兽的眼睛。她感到莫名的害怕,仿佛来自她远古的回忆。 她的心一颤,窗外-3℃的真空一下子涌进了心里。她抬了一下腿,那粘在“地板”上的磁性鞋底的吸引力好像比平时强了好几倍。她下意识地瞧了一眼孟晓。 孟晓正在工作台上忙碌着。他在度蜜月时还念念不忘科学的研究。不过,他不是那种呆板的纯技术专家,他研究的是生命,是生命的永恒。虽然人们早已经能利用四维空间与意识能场的关系来完成短距离的转移和旅行了,虽然近期人们已经跨越了古老的单调而又乏味的克隆技术而按当事人的意愿去自由地组合和排列遗传基因以获得更为优秀的后代,     

作物改良中的基因转移

几十年来,植物种间的基因转移,在作物改良中发挥了巨大的作用。已把某些野生植物所具有的诸如抗病虫害和抗倒伏等有用特性转化到了栽培作物中;重组DNA技术大大扩大着益于作物改良的遗传信息;基于重组DNA的基因转化系统,对于几种作物的改良是很有效的,并正在研究用于其他作物种;配合应用传统的和最新的基因操作技术,将会更有助于作物改良