Bio—X—未来的科学富矿

在斯坦福、伯克利。哈佛等一流研究性大学，生物学与其他学科交叉的势头越来越猛——不论喜欢与否，生物学研究的内容正变得更丰富，研究的手段也变得越来越尖端，引人注目的发现越来越多地产生于那些以前认为与生物学没有什么相关的学科的结合点上。在生物学围内对此有认同的人正在增多，即需要鼓励、推动生物学和化学、计算机科学家、工程师和物理学家的相互交和。这些领域的专家也非常期望以本学科的实验手段来帮助解决生物学研究中面临的问题。当然这种合作也有着实用的考虑，众所周知，现在投向生物学的钱很多。不管什么原因，这些领域…     

面向合成生物学的机器学习方法及应用

机器学习的目标是设计可以根据先验知识和观测数据不断改进其性能的算法.该算法可以帮助机器从大量的数据中提取知识,从而提升其在特定任务上的性能.作为数据驱动的方法,机器学习可以有效利用高通量实验技术产生的大批量生物数据,实现合成生物体的功能预测与智能化设计,改变合成生物学的研究范式.本文首先介绍机器学习在合成生物学领域广泛应用的几个模型及方法,如支持向量机、神经网络、生成式对抗网络、深度强化学习等.然后介绍机器学习方法在合成生物学领域的典型应用,如启动子预测、酶催化设计、代谢途径构建、基因线路设计等.本文综述面向合成生物学的机器学习方法及应用,并试图启发读者如何选择和设计机器学习方法用于合成生物学的研究.     

生物信息学:生物实验数据和计算技术结合的新领域

大量的蛋白质和核酸数据的积累与理性地分析这些数据中所蕴涵的生物学意义的以重需要,产生了综合生物学研究与计算技术研究等领域最新的交叉性学科“生物信息学”、分别从基因序列或蛋白质结构等生物信息数据库、基因组分析或蛋白质结构分析等常规生物学计算软件、基因组数据库检索或蛋白质空间结构识别与预测等在线生物学计算服务器、人工生命等几个方面,概述了发展中的生物信息学的最近动态和有关信息,并同时提供了相关的热门生     

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…     

传粉生物学的研究进展

传地生物学是研究与传粉事件有关的种种生物学特性及其规律的一门学科，是植物生殖生态学和进化生物学关注的焦点之一，概述了近年来的主要研究热点及其进展，包括植物性表达的多样性及其进化、传粉者与花部特征的相互作用及其进化机制、传粉系统的进化、花粉竞争的生物学含义、花粉流的标记方法及散布规律的研究等５个方面，介绍了中国传粉生物学研究的现状及不足之处，结合国际上的发展趋势已由观察的、静态的描述传粉现象的阶段过     

进化生物学——生物学新的综合部门

六十年代初,随着分子生物学、发展生物学这些综合学科的产生,生物学新的综合部门——进化生物学也随之产生,并获得了最广泛的发展。它的形成过程反映出现代生物学认识某种反复的特点,值得科学方法论专家们特别重视。的确,存在过生物化学,如果把它变为分子生物学是不是更简单?也存在过胚胎学,如果把它变为发育生物学不是更简单吗?达尔文主义存在于它的现代形式——综合进化论中,如果把它变为进化生物学不是也更简单吗?     

分子结构和分子机构

随着现代分子生物学和现代医学的不断发展，人类在分子生物学和医学等领域的研究内容早已从细胞、染色体等微米尺度的结构深入到更小的层次，进入到单个分子甚至分子内部的结构。纳米生物学和纳米医学中的研究对象与以往微米尺度的研究对象相比，要微小得多。极其微细的纳米分子结构和纳米分子机构在很多领域将得到广泛应用。     

达尔文生平及对科学的贡献

200年前，现代生物学之父查尔斯·R·达尔文（Charles R．Darwin）诞生，并成为那个时代最有名望的科学家。达尔文深入研究了已灭绝的和活着的生物，从中破解了生命进化史，由此解释了生命多样化的起源奥秘。直至今天，达尔文提出的“自然选择”进化论仍然是生命科学研究的核心，其方法论影响着生命科学的各分支领域，并渗透到其他多个领域中，如量子物理学和计算机科学等。达尔文留给人类的并不仅仅是一些教科书上的遗产，达尔文主义还为生物学研究的许多前沿领域注入活力，激励人们对生命科学以及生命本身进行更深刻地思考。     

美国研究性大学青睐跨学科研究--伯克利大学全力推进物理-生物学融合

展望一下未来的工程技术科学前景，数学、物理、化学抑或生物学，谁将成为翘楚？没错，生物学！但这决不是一般意义上的生物学，而是借助于其他学科来共同开发生物学的宝藏。美国享有盛誉的研究性大学加州大学伯克利分校对这一前景可谓十分明了，该校已确定今后主要研究经费将用于跨学科研究。作为这一努力的一部分，伯克利分校已确定斥资1亿美元建造两幢新研究大楼，以让物理学、化学、分子生物学和公众健康等学科的一流专家集中在一起。预计在未来几年里，会有15个新的专业学科在这里出现，他们将为此投资5亿美元，最终使加州大学伯克利分…     

生物入侵的危害和防治

1950年代，人们意识到了化学污染对环境的巨大影响及其对人类健康的巨大威胁。而从1990年代后，生物入侵作为人类所面临的另一巨大威胁．开始广受关注。与化学污染相比，入侵生物会增长、繁殖、适应新的环境、扩散和爆发，因此，生物入侵是一个比化学污染更具有威胁性和长远效应的新浪潮，也成为生物学研究中发展最快的热门领域之一。     

生物学家与数学家的美好未来

数学如何有助于生物学研究、哪些生物学问题将产生数学分析，以及怎样寻求生物学与数学的有效结合——这是美国国立卫生研究院与美国科学基金会近期举行的有关研讨会上的中心议题。     

从生物大数据到知识大发现:十年进展与未来展望

生物和医疗大数据的快速大量积累是当今生命科学领域的一个重要特征,但从这些大数据能否获得关于生命现象规律的重大知识发现,是人们更关心的关键问题,也是2005年Science杂志展望的125个最具挑战性问题之一.本文从新一代DNA测序技术发展以及医学遗传学、合成生物学、精准医学、微生物组学等几个方面,回顾了近十年来生物大数据的重要发展和已经由此带来的科学进步,并对未来的发展方向进行了展望.     

干细胞时代

过去几个月里，干细胞生物学令人吃惊的一系列发现已经动摇了有关人体中细胞专化如何控制的已成之见，并且将该领域推向了科技、政治、商业界的高层。这些激动人心的事情激起了这样的希望：能更新人类组织这一长久追寻的目标比曾经想象的更接近现实了。     

分子进化研究上的争论及分子进化的意义

分子生物学的蓬勃发展,推动了生物学其他分支深化到分子水平,进化历史和进化机制的研究亦不例外,这就是分子进化这一新颖领域在进化生物学的涌现。迄今为止,分子进化研究取得的成就已大大推进了进化生物学的前进,如在分子钟假说基础上以分子数据构建的系统树,极大地改善了昔日主要依靠难以猎取的零星化石资料批论的系统树,而且可以构建基因系统树(这是传统的进化生物学无法做到的);更有意义的是,对进化机制的探讨,进入到一个新的水平。随着进化生物学研究的深入,对一些基本问题如生物进化主要动力的争论,愈来愈激烈也愈来愈深刻了。     

青年科学家如何建立声誉

<正>想在一个领域获得尊重,科学家们不能只想着自己的工作,更要加强与他人的交流合作。霍利·比克(Holly Bik)拿到生物学学士学位后,用了不到十年的时间改变了自己。刚开始读PhD时,她还是一个有抱负的海洋生物学家,对线虫有着浓厚的兴趣,而今天她成为了一名备受关注的计算和进化生物学跨学科专家。她去往世界各地演讲,从社交媒体的使用到利用测序鉴定环境中的真核微生物。在英国伯明翰大学,她不仅推动着数据虚拟化平台Phinch的发展,还积极参与室内微生物群落进化和深海生物多样性的研究。     

21世纪中国的机遇和挑战：治疗性克隆、人类胚胎干细胞的相关胚胎生物技术的研究与开发

胚胎生物技术方兴未艾。转基因动物尤其是转基因小鼠是基础生物学和医学科学必不可少的研究模型，而利用转基因大动物(如牛羊猪)作为生物反应器在乳腺或其他外泌性器官中表达药用蛋白如人凝血因子-8等，可以提供用于人类治疗的药物蛋白的新的更有效的生产方式，有数百种药物蛋白可以使用这个方法生产。     

多重起跳点——‘99科技重大突破

《科学》杂志编辑部为１９９９年科技的重大发现而深感荣耀，这些发现覆盖宇宙各领域，从小于原子的粒子劲舞到铸刻记忆的生物学奇才。第一起跳点：基因组研究的局面速进展。 １９９８年第一个多细胞基因组图——即土线虫基因组图的发表开创了人类基因组学的新纪元。这是一个能迅速参照成复杂生物基因组的时代。 １９９９年基因组研究的每方面技术都在突飞猛进地发展，可见于从基因排序到数据管理。 基因组学席卷了整个生物学，研究人员立即将成千上万种基因的表现图与基因序列对照起来。 对于基因测序而言，特别复杂的基因图现已确定，比我…     

线粒体-质体紧密联合的形成及其特征

目前,固氮细胞生物学的研究已从根瘤的一般结构逐渐深入到只研究其中一种细胞,如侵染细胞、非侵染细胞、皮层细胞.有的甚至开始只研究上述细胞中某一种组成部分,如细胞壁、细胞质、高尔基体、微体和特殊细胞质内含物等.因为这样的研究更有助于     

基于细胞膜仿生策略的纳米颗粒在肿瘤治疗中的应用

随着纳米技术的发展，纳米颗粒凭借其物理、化学、生物学优势被广泛应用于医学领域。然而，生物安全性差、血液循环时间短、靶向能力弱等缺点，仍然限制着纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用。作为一种天然生物材料，细胞膜拥有独特的生物学性质。细胞膜仿生策略赋予纳米颗粒不同的生物学性质，弥补了纳米材料本身的不足，扩大了纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用。文章主要介绍细胞膜仿生纳米颗粒的制备方法以及膜仿生策略在肿瘤治疗中的应用与研究。     

基于细胞膜仿生策略的纳米颗粒在肿瘤治疗中的应用

随着纳米技术的发展，纳米颗粒凭借其物理、化学、生物学优势被广泛应用于医学领域。然而，生物安全性差、血液循环时间短、靶向能力弱等缺点，仍然限制着纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用。作为一种天然生物材料，细胞膜拥有独特的生物学性质。细胞膜仿生策略赋予纳米颗粒不同的生物学性质，弥补了纳米材料本身的不足，扩大了纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用。文章主要介绍细胞膜仿生纳米颗粒的制备方法以及膜仿生策略在肿瘤治疗中的应用与研究。