基于微纳制造的下一代基因测序系统研究现状与展望

基因是遗传的基本单元,是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列,它不仅与生物体的生、老、病、死等一切生命现象直接相关,也是决定生命健康的内在因素,下一代基因测序仪的研制目标是希望能够将基因测序的成本大幅度降低,测序速度快速提高,推进基因组技术的个性化医学走向现实,基于固体纳米孔的基因测序是最有可能实现高通量的物理测序技术,但目前面临生物分子电信号的信噪比低、生物分子过孔速度太快以及生物分子在纳米孔内的输运规律缺失等挑战,设计多模式纳米孔传感器,通过多模式信号交叉对比,同时降低纳米孔长度等方法,是提高检测灵敏度的有效方法,借鉴生物纳米孔对DNA过孔速度的控制,利用磁场、声叉等外力场可以为单碱基的辨识奠定基础,当纳米通道的几何尺寸小于双电层厚度时,基于连续理论的泊松-玻尔兹曼方程和纳维-斯托克斯方程将面临挑战,建立纳通道内生物分子输运规律将丰富流体力学的研究内容。     

家蚕基因组研究对蚕业学科和产业发展的影响

近年来，蚕业科学技术一直处于平台期，没有大的突破。影响产量、质量的关键性技术难题得不到有效解决，蚕丝业整体生产效益低下，严重影响产业稳定和持续发展。但是，随着家蚕基因组的完成，将为其注入新的活力与创新源泉，将使我们掌握参与蚕茧产量和质量形成的相关功能基因，了解这些基因的作用方式和特征，比较全面、准确地认识家蚕生物特性的遗传基础和分子调控机制，为提高蚕茧产量、改善蚕茧品质提供理论基础和技术支持。同时，家蚕作为模式昆虫，其基因组研究以及比较基因组学研究在农林科学与人类疾病研究等学科发展中意义重大，并将发挥着越来越重要的作用。因此家蚕基因组研究，在蚕丝产业与模式生物的研究方面均具有重要的科学价值。     

基因转移的研究进展

本文从新的思路上介绍了基因转移的研究进展,首先论述了有性杂交与基因交流和物种进化的关系,重点论述了非有性杂交条件下生物体间、生物体内的基因水平转移研究概况,并讨论了基因转移与生物进化,突变和生物工程的关系及存在的有关问题。     

生物能量在生命体中传递的新理论及应用

生物能量在生物体当中的传递是生命科学中的一个基本问题，它相关于ATP水解放出的能量沿着蛋白质分子的传递。这种传递与蛋白质的动力学相关。根据ATP分子分布和水解的特性以及蛋白质结构的特点，在Davyclov理论的基础上提出了一个新的生物能量传递的理论。在这个理论当中，Amide振动的集体激发状态用一个两量子准相干态表示，系统的哈密顿量不但包含了Amide振动引起的相邻氨基酸残基的位移，而且包含了相邻Amide之间的共振相互作用所引起的氨基酸残基的相对位置的改变。由这个理论得出的传递生物能量的孤子的寿命可得10^-10秒，在这个时间之内孤子能传递过上千个氨基酸残基，因此它能在生物过程中起着重要的作用。这个理论与E．col．的Ramma谱的实验结果和我们做出的胶原蛋白的红外吸收谱等实验结果相一致，因此它可能是生物体中生物能量传递的一个可利用的和正确的理论。     

环境微生物的分子生物学研究方法

本文介绍了在环境微生物生态研究中的分子生物学方法如分子杂交，聚合链式扩增技术PC震，rRNA基因同源分析法，新型凝胶电泳技术，生物醌谱图法等和应用。这些技术的使用将大大扩展微生物生态学研究的空间，并使得在分子水平研究生态问题的机制成为可能。     

基因学(Genics)--未来的新兴学科

遗传学的发展是从Heredity(以生物外部表现型为主的数量遗传研究）→Genetics(以生物体内染色体为主的细胞遗传研究）→Genics(以染色体上核酸为主的分子遗传研究）,基因是研究的核心。在二十世纪,在理论方面,基因的结构、功能和概念不断扩展,由单基因→基因家庭→基因簇→同源框基因→基因组学,在应用方面,从基因工程→基因克 隆→转基因→基因沉默→基因流→转基因安全性的研究,有了飞跃性的发展。基因研究已渗透到各个科学领域,出现了后基因组学,功能基因组学,蛋白组学,功能蛋白组学,功能酶学,生物信息学,生物计算机,药物基因组学,疾病基因组学,工业基因组学,转基因（食品）安全性,基因流,环境基因学等新的基因研究方向。基因产业和基因经济将会成为二十一世纪经济发展的新生点。基因学将在二十一世纪走向更加成熟和完善。     

纳米生物学研究中的新技术

大量的生物结构，从核酸，蛋白质，病毒到细胞器，其线度在1—100纳米之间，生物结构虽然很小，但异常复杂，又格外活跃，表现出很多特定的生物学功能，纳米生物学就是在纳米水平阐明生物分子作用规律的一门新兴学科，通过对生物大分子超微结构的解析和操纵，获得单个分子在生命活动中的详尽信息，从而在单分子水平上探寻影响人类健康的恶性疾病的发病机理，并最终能够利用对单分子进行微尺度操纵的技术进行治疗。纳米生物学是一个非常有意义，但又神秘莫测的领域，但广阔的应用前景已经昭示了这一交叉学科强劲的生命力。本文将着重介绍原子力显微镜和光镊在纳米生物学研究中的重要应用。     

2004年诺贝尔化学奖解读

蛋白质是包括人类在内各种生物体的重要组成成分。对于生物体而言，蛋白质的生老病死至关重要。然而，科学家关于蛋白质如何“诞生”的研究成果很多，迄今至少有5次诺贝尔奖授予了从事这方面研究的科学家，但关于蛋白质如何“死亡”的研究却相对较少，今年的诺贝尔化学奖表彰的就是这方面的工作。     

分子水平的仿生科学

本文讲座了在分子水平进行的模仿生物大分子生物功能的研究现状，研究技术，及其在基础研究和生物制品生产中的应用。     

科学家绘出世界最大病毒的基因组图谱

科学家绘制出了已知的世界最大病毒的基因组图谱，发现该病毒拥有一些以前被认为只在细菌和其他生物细胞中才存在的基因，这将有助于研究复杂生物的起源。