“我见证了两次重大科技变革”——合成生物学之父汤姆·奈特访谈录

汤姆·奈特(Tom Knight),美国麻省理工学院人工智能实验室科学家、iGEM创始人,后着迷于生命科学,转而开创了合成生物学领域,并参与银杏生物工作室(Ginkgo BioWorks)的创建。不久前在接受《新科学家》杂志采访时认为,比起人类制造的物体,自然界有能力产生出更危险的东西。"但很快我们就能以机械精度设计出有生命的东西。"     

DNA制造的新时代:大规模生产

正合成生物产业的新创公司从计算机行业获取技术。生物技术新创公司Twist Bioscience首席执行官兼共同创建人艾米丽·勒普洛斯特(Emily Leproust)是纳米层面的实业家。她说:"我提醒公司里的每一个人,我们是一家制造公司。我们制造DNA。"     

1,2,4-三嗪类化合物的研究——ⅩⅩⅣ.咪唑骈[4,5-e]-1,2,4-三嗪类化合物的质谱研究

为了从6-氮杂嘌呤类化合物中寻找新的抗肿瘤和抗病毒药物,并了解其参与生物代谢过程的机制,我们以1,2,4-三嗪环为起始物合成了一些6-氮杂嘌呤类化合物。在确定其结构的过程中,质谱一直是主要的手段之一。作为1,2,4-三嗪的类似物,了解1,2,4-三嗪类化合     

1,2,4-三嗪类化合物的研究——ⅩⅩⅣ.咪唑骈[4,5-e]-1,2,4-三嗪类化合物的质谱研究

<正>为了从6-氮杂嘌呤类化合物中寻找新的抗肿瘤和抗病毒药物,并了解其参与生物代谢过程的机制,我们以1,2,4-三嗪环为起始物合成了一些6-氮杂嘌呤类化合物。在确定其结构的过程中,质谱一直是主要的手段之一。作为1,2,4-三嗪的类似物,了解1,2,4-三嗪类化合     

封面说明

正生物医用材料是用来对生命体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料.随着对生命体认识的不断深入,生物医用材料的研究也在进一步向更广阔、更深入的方向进军.从基础原材料的合成、纳米组装体的制备、宏观尺寸材料的构建,到药物传输新技术、材料与细胞或机体的相互作用研究等,材料化学与生物医学的交叉不断深入,并催生了很多新兴学科的出现.中国学者在生物医用材料的各领域都开展了积极的研究,成为生物医用材料国际舞台上的一支重要力量.本期"生物医用材料专题"集中展现了中国学者在生物医用材料领域的最新研究进展,期望助力这一领域的产、学、研、用的融合,推动生物医用材料基础研究和应用产业的发展.     

α-氨基膦酸及次膦酸类化合物对水稻纹枯病菌的QSAR研究

多种α-氨基膦(次膦)酸类化合物均具有生物活性。近年来,从中开发出一些品种可作除草剂或杀菌剂使用。关于此类化合物的作用机制,曾有人认为α-氨基膦酸化合物具有与天然氨基酸相似的分子结构,在生物体内可能被有关酶误认为是氨基酸而参与了蛋白质的合成。但由于α-氨基膦酸毕竟不同于氨基酸,这样就有可能抑制了生物体蛋白质的合成或代谢。     

Ⅴ.结晶胰岛素的全合成

牛胰岛素的全合成工作是在天然胰岛素的两条链重组合成功,并获得重合成的结晶胰岛素;以及人工合成的A及B链分別与天然胰岛素的B及A链组合成功,并分别获得半合成结晶胰岛素的基础上进行的。我们自1964年第一次获得具有生物活力的全合成产物以来,在工作中不断实践,不断总结,使全合成产物的生物活力逐步提高,抽提纯化的步骤也逐步得到改进。终于在1965年9月17日,获得了首批用人工方法合成的结晶牛胰岛素,实现了世界上人工合成     

为细胞“编程”的启示

<正>生物学博士贾斯汀·帕哈拉和加拿大生物艺术家、MITMedia Lab研究员朱丽·勒高特,在北京中学生物实验室带领同学们利用神秘装备"Amino"完成了有趣的合成生物学实验。实验的基本思路是:往大肠杆菌里导入从海洋生物中获取的各种颜色的荧光蛋白基因。如果新的基因在大肠杆菌中获得表达,大肠杆菌就会呈现出不同的颜色,也就表明大肠杆菌"编程"成功。     

体外合成生物学:无细胞蛋白合成系统研究进展

合成生物学是近年来融合生物、化学和工程等学科的新兴交叉研究领域,推动人类由理解生命到创造生命的革新.体外合成生物学不依赖生命体,在试管等媒介中研究生命活动和规律,是合成生物学重要的前沿领域.作为体外合成生物学最重要的研究平台,无细胞蛋白合成系统利用外源DNA或mRNA直接在体外合成目标蛋白质,不依赖于细胞结构,突破传统生物方法的局限,具有简便、快速、可控性强和绿色经济等优点,同时为理解生命进化和人工创造生命系统提供了重要的研究模型.本文综述了无细胞蛋白合成系统的发展历程、组成、类型、优势等,并对其在高通量蛋白质和药物合成方面的应用进行了总结.     

恐怖的“末日审判”——基因武器

人类在掌握了能够对自身进行重新设计的基因草图以后,也就走到了自身命运的最后边缘……基因工程技术":福音"还是"祸根"我们知道一切生物都具有遗传性,决定生物遗传特性的物质是基因。人们可以通过改变生物的基因组成,影响生物的遗传特性,按照人类的需要创造新的物种。新兴的基因工程技术将被广泛地应用于诸多领域,给人类带来了"福音",但同时也埋下了"祸根"。     

五招治癌备受期待

使用"开关"关闭"失控"基因 RNA干扰技术出现于20世纪90年代,它是进入2000年后人们最予以期待的一项生物医学发现,也给癌症治疗带来新的途径.RNA即核糖核酸,主要担任生命活动中传递信息的角色,负责传递DNA设计的"生命蓝图".简单地说,它参与一种细胞控制机制,掌握了这种机制,就等于掌握了某些单个基因的"开关",可以通过控制这个开关来掌控基因.美国哈佛医学院的癌症专家朱迪·利伯曼(Judy Lieberman)在评价RNA干扰技术时说,这是一种令基因"沉默"的技术,它的出现为我们开辟了一个"广阔的领域",我们可以在那里做很多想做的事,例如当生物体内某种现象得不到解释时,我们可以通过逐个地关闭基因以找到现象的根源,即寻找到生物体中导致某种现象发生的蛋白质和基因.这表明,RNA干扰为生物学家们提供了一种生物学研究的重要手段,所以利伯曼把RNA干扰的出现称为"沉默的革命".     

海洋微藻 顶起地球半边天

正我们每一次的呼吸,其中有一半的氧气来自海洋微藻。植物的光合作用能固定太阳能、合成有机物、释放氧气,是地球上动物和其他生物赖以生存的基础。可以说,光合放氧过程是地球上最重要的化学反应。与陆地上的植物相似,海洋中也生活着一群光合放氧生物,它们就是海洋微藻。微藻的个体微小,一般只有几微米到几十微米,只有借助显微镜才能够看清楚     

去六肽(B_(25)-B_(30))胰岛素(DHI)的酶促合成

我们曾用半合成方法从DOI制备胰岛素的类似物,说明去六肽(B_(25)-B_(30))胰岛素仍具有胰岛素的生物活力。由于在半合成中羧基的酯化及皂化有副反应产生,半合成产物的质量尚待提高。井上等利用胰蛋白水解酶的逆反应成功地将人胰岛素的八肽(B_(23)-B_(30))与猪的DOI反应而获得人的胰岛素。在本工作中我们研究了DHI酶促合成的适宜条件及产物的分离,获得了均一的DHI。     

寻找外星人

宇宙中有其他生命存在吗? 如果有,是什么样子呢?我们刚刚发现了一些有趣的线索. 水和气泡 看不见的海洋震惊全球的新闻"星尘号"奇遇记我们都知道,生命离不开水,人体内有70%是水.因为有水,体内细胞才能产生各种化学反应,生命才得以延续.地球上曾有过的其他生物都一样--从细菌到大白鲸,从雏菊到恐龙.     

“奇点”何时到来

<正>无论我们能否活看看到奇点的到来,人工智能终会与我们朝夕相处。"你们人类只是一种被设计出来创造更多智能工具的生物机器,你们已经抵达你们物种的金字塔尖了……你们的大限已到;你们已经达成你们被设计出来时所赋予的一切使命。"在一本生动描述机器人对人类发动战争的科幻小说《机器人启示录》中,一个有着婴儿外形、看似淳朴的机器人,这样教训制造     

构造巧妙的硅藻

在日常生活中,有人在犯了一个简单的错误后,别人会开玩笑地说他是"单细胞生物"。其实,生命都是不简单的。最近,美国研究人员在电子显微镜下拍摄了一些单细胞硅藻的显微图片。我们通过这些图片可以发现,这些单细胞生物不但结构复杂,而且看上去特别漂亮,就如同一件件天然的工艺品。在我们的身边,有许许多多肉眼看不见的生物,其中有一些生物的身体只有一个细胞,它们被称为     

光学活性长蠕孢酸(Helminthosporis Acid)的合成

外消旋长蠕孢酸(1)的合成已有报道,生物试验显示有类似赤霉素[如GA_4(2)]的生理活性。为了确定有效的对映体,我们研究了光学活性的长蠕孢酸的合成,经多次实验,以(1)-紫苏子醛(3a,1-Perillaldehyde)为原料,按下述路线(见方程式)成功地合成了(一)-长蠕孢     

细胞核和其他细胞器遗传系统间的关系

目前在许多生物科学的领域中都涉及到遗传方面的问题,谈到了基因的作用,这是很自然的。在有机体中构成它自身组成部分的物质的分解和合成以及在这些过程中包含的能量形成和转移,还有生物信息的调节和控制,这三者是生命活动的主要内容。但生命决不限于这些,生命的特征是适应和进化,因此离开了环境条件,离开了突变和自然选择就谈不到生物。如果我们认为在生命形成的过程中,由最原始的多核甙酸含有最基本的对生命活动所必需的蛋白质     

人早期胎盘绒毛中去甲肾上腺素和多巴胺的免疫组织化学研究

关于人胎盘绒毛的内分泌的研究已经有许多报道,但大多是关于神经肽、垂体激素样物质、生长因子和细胞因子方面的研究.单胺类物质报道较少.我们曾首次发现胎盘绒毛滋养层细胞合成5-羟色胺(5-HT),并且5-HT的含量随妊娠时间而变化.多巴胺(DA)和去甲肾上腺素(NE)也是重要的生物胺,它们与性腺激素的合成及分泌关系密切.应用高压液相色谱出(HPLC)和电化学检测仪,我们曾检测到人胎盘绒毛中NE和DA的存在,并通过     

“海豹”的超常绝技是怎样炼成的

在击毙"基地"组织头目本·拉丹的过程中,美军采用了从隐形直升机、无人侦察机到生物、化学、电子识别装置等一系列最尖端技术,使"海豹突击队"如虎添翼,行动有了外科手术般的精确度。精英中的精英经过10年持续反恐,世界恐怖组织头号人物本·拉丹终于在2011年5月1日凌晨被击毙。随着拉丹的死讯传遍世界,扮演这部现实版好莱坞大片主角的美军"海豹"突击队也声名大噪,成为世人关注的热点。"海豹"突击队自1962年正式成立以来,几乎参与了每一次重大的现代战争和反恐事件,活动范围遍及伊拉克、阿富汗、巴基斯坦等十多个国家,成为美国