反基因组学的沉思——评迈克尔·林奇的《基因组架构的起源》

生物学领域的每个人都保持有这样的一种预言:在今后几年内,人们将得到进化生物学中一些重要问题的答案.但是,人们对那些问题究竟是什么却多有歧义.各种"组学"(基因组学、蛋白质组学、转录本组学、代谢本组学乃至表型组学)的热衷者们相信,正如迈克尔·林奇(Michael Lynch)在其《基因组架构的起源》一书的最后一章中所指出的那样:"我们可以对两件事保持自信,即关于进化过程的理论机制的建立是切实有效的;很快我们将得到DNA水平的相关数据而有效地产生突破."其他人,如林奇出于某种原因而批评过的肖恩·卡罗尔(Sean Carroll)等人则持怀疑态度.     

进化生物学的“旁门左道”

一个已成为人们所熟知的进化生物学常识的理论认为,自然选择包含一个双重的过程:突变通过遗传而得以传递,而后适应环境的变异得以固定.在进化生物学领域中,有一件事似乎是独定的:遗传突变是一个持续的和随机的过程,不受外部环境的影响.然而,如果哈佛公共卫生学校的J.凯恩斯(John Cairns)等,用细菌——大肠杆菌所做的一些试验及他们的分析是正确的话,那么它将可能动摇整个基础.     

从首个合成细胞看合成生物学的现状与发展

合成生物学是一门新兴交叉学科,诞生至今已在医药、能源、环境、农业等多个领域展现出巨大的应用前景和发展潜力,对探索生命起源与进化等生物学基本问题亦发挥重要作用.随着2010年5月首个合成细胞的诞生,合成生物学再次引起了社会各界的高度关注和广泛讨论.欧美等国已在合成生物学领域开展多项研究并已取得诸多成果.为了推动和促进这一新兴学科在中国的发展,本文在阐明合成生物学概念及研究内容的基础上,一方面综述了合成生物学的研究现状及国内外发展,分析了合成生物学所面临的机遇与挑战;另一方面,对合成生物学未来的发展,尤其是在中国的发展作出展望.     

合成微生物组:当“合成生物学”遇见“微生物组学”

合成微生物组是指运用合成生物学方法构建的功能菌群.合成微生物组以代谢通路模块化为核心特征,每个代谢模块的工作由一个菌株完成,从而实现多个菌株的分工与合作.与单菌株相比,合成微生物组具有降低菌株代谢负担与遗传改造难度、提供多样的元件表达平台、实现"即插即用"的模块替换等优势.在合成生物学与微生物组学快速发展、交汇融合的影响下,合成微生物组已成为近些年微生物领域新的研究热点,在生物合成平台化合物、复杂大分子以及生产生物燃料等方面具有广阔的应用前景.本文介绍了合成微生物组的设计原理与优势,总结了近些年的主要研究成果,阐述其目前面临的挑战与机遇,最后对其未来的发展进行展望.     

肥胖症的生物学成因

肥胖已成为发达国家一个严重的健康问题，在发展中国家也日渐增多。它会引发人们患糖尿病、心脏病、脂肪肝及癌症的风险；掌握肥胖症生物学机理的有关知识将有助于人们的预防和治疗——     

因果性的复活（下）

4.生物学中的因果性因果性思想在生物学中一直是起作用的,但在我们的时代里,它特别活跃,在以下几个问题领域中尤其如此:进化,指向目的的行为,下向因果关系以及形态发生。让我们先从进化问题谈起。由于基因重组和突变是偶然的,分子生物学家有一种傾向,就是相信偶然性在生命水平上是压倒一切的,而且所有生物的新     

合成生物学在医学中的应用

合成生物学是21世纪初出现的一门重要前沿交叉科学。在医学领域中,对利用合成的生物学回路来弥补功能异常以达到治疗目的,有越来越多的探讨,正促使医学合成生物学诞生。合成生物学(synthetic biology)是2000年出现的一门融汇生物学、工程学、化学和信息学等学科而成的交叉科学。目前对合成生物学的定义还存在不同认识,较普遍接受的观念是:①为了应用目的,重新设计现存的自然生物学系统;②设计和建造全新的生物学元件、回路和系统。从这样的观念出发,合成生物学与有机     

多聚酶链反应（PCR）的应用：有机体和群体生物学

在过去的15年内,重组DNA技术的发展使得人们能在分子水平上对特殊的基因作详细地研究。生物科学的许多领域如遗传学、分子生物学、细胞生物学和发育生物学所获得的成果都是巨大的,这些进展的取得是对一定量的物种主要是人、鼠、果蝇、酵母和大肠杆菌的基因结构作充分分析的结果。     

方兴未艾的化学生物学

化学生物学是由经典化学和生物化学衍生出来的一个新的交叉分支.在生物化学的发展过程中,很多化学的成分和物理学的技术不断渗透进入,例如,各种类型的小分子作为抑制剂和调节剂,为阐明蛋白质(特别是酶学)结构和功能的关系及其生物学意义作出了重要贡献,转而这些小分子又被开发成为治疗疾病的药物.     

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…     

生物信息学：致力于遨游数据的海洋

本文在讨论生物信息学和计算生物学中一些问题 (例如数据库整合与模式识别计算 )的同时 ,也讨论了人类基因组计划中的伦理、法律和社会影响 (ELSI)的有关问题 :基因组学数据 (信息 )发布和使用中的公平性、保密性、产品的商业化问题 (包括数据的产权如专利、版权和商业秘密 )等 ,它们同样是生物信息学和计算生物学要解决的核心问题     

信息生物学的现状与展望

信息生物学的诞生，在很大程度上得益于国际DNA数据库的发展。本文将描述国际DNA数据库的现状及其对信息生物学的贡献。并以谷氨酸合成酶的分子进化为例，论述分子进化学与信息生物学的关系。我们认为信息生物学将与实验生物学相互作用、相互促进，从而对生物学的发展做出巨大贡献。     

展望2020年科学图景(一)

英国《自然》杂志就今后十年发展趋势这一话题咨询了一批世界领先的科学家和决策者,请他们列举各自所在学科领域面临的重大问题、主要原因以及迫切需要采取的应对措施。所涉及的领域包括:网络搜索、微生物组、个性化医疗、低碳社会、心理健康、人族古生物学、合成生物学、大学职责、全球治理、天文学、药物发现、人口统计学、化学、美国国立卫生研究院、土壤、激光、生态学、代谢组学等。为使读者及时了解科学技术可能给我们带来的新变化,本刊特将这组文章全文译出,以飨读者。     

大生物学的“组学”之谜

目前生物学中最时髦的科学,毫无疑问当数组学了.去年,《纽约时报》和《华尔街时报》对以"组"字结尾的、不断扩增的相关科学名词进行了检索,发现已经多达数千个了.一位科学家开发的一种简易的组学生成器,可以随机地在一张清单的生物学术语后面加上"组学"这个后缀,可以生成浅显易懂的主题词用于科学论文的写作和发表(例如,"对抑菌剂组进行测序"提示对进化和环境的关系问题进行新的研究和发现).加州大学戴维斯分校的一位微生物学家乔纳森·艾森(Jonathan Eisen)在他的博客中定期公布不需要的新组学科学单词集(近期的上榜单词是:研究与生物钟相关基因的"生物钟组学").     

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。     

细胞学和遗传性实现的问题

50年代我国曾推行过包括科技领域在内的全面学习苏联的“一边倒”方针。实践证明那条方针具有极大的片面性,严重地阻碍了我国科学技术事业的进步与发展。因而,它是错误的。苏联从30年代中叶起,在斯大林的怂恿下,生物学、化学、物理学等自然科学领域内发动了批判“资产阶级”学术派别的活动。在生物学领域中以李森科为首的一伙人打着辨证唯物主义的旗号对孟德尔厚尔根遗传学派进行了极其蛮横的激烈的“批判”。这一公案早为世界学人所共知,且孰是孰非,科学史亦已做出了公正的结论。 40年代末50年代初,在李森科“学派”的影响下,苏联细胞学界也出现过令人瞩目的动态。O.B勒伯辛斯卡娅推出了她的“新细胞学说” 1950年春天苏联科学院生物学部肯定了勒伯辛斯卡娅的“新学说”。俨然乎是一个划时代的新发现,写到各种水平的生物学教科书中,加以大肆宣扬。为了反对遗传学的染色体连续性理论,JI. B.马卡络夫汇总和整理了细胞学史上各种反衬染色体连续的说法,以完备的形式提出“染色体不仅从形态上而且其组成物质上也是重新形成”的观点。勒伯辛斯卡娅和马卡洛夫等人的“学说”、观点曾深刻地影响过我国学术界。《细胞学在一般生物学问题的形成和发展中的作用》一书的第9章“细胞学和遗传性实现的问题”涉及到遗传学、细胞学和胚胎学的问题,具有概括地综合地讨论的性质,对了解当今苏联科学史学者对待这些问题所持的一般态度和观点是有益的。兹翻译出来供读者参考。     

物理学会引发又一次生物学革命吗？

物理学会引发又一次生物学革命吗？回答这个问题最好要记任,半个世纪前崛起的分子生物学很大程厦上正是基于一小部分物理学家的研究成果。今天物理学家们已能在实验室操纵单个分子,并且能对复杂生物系统进行模拟和定量分析,有谁还能说什么是不可能的呢？物理物理学能为分子生物学做些什么？在生物医学获得大量资金注入,引起公众广泛兴趣并且正大踏步前进时,这一问题的提出似乎有些不合时宜。的确,作为整体科学的一门分支——分子生物学应该能够自己发展下去。然而越来越多的生物学家、物理学家和聘用与资助他们的人们正在提出和解决这…     

计算生物学

计算生物学(computational biology)是一门典型的交叉学科,涉及的学科包括数学、统计学、化学、物理学、生物学和计算机科学等.就整个学科的内容而论,计算生物学最终是以生命科学中的现象和规律作为研究对象,以解决生物学问题为最终目标,数学和计算机仅仅是解决问题的工具和手段.     

不稳定星研究在天体演化学上的意义——苏联科学院第四次天体演化学讨论会介绍

一天体演化学的研究近年来在苏联获得了重大的发展。天体演化问题愈来愈引起人们的注意。一些科学部门的工作者也希望天体演化学的各种问题能早日得到解决。为要解决地质学、地球化学、生物学、物理学和天文学中的许多问题,如果缺乏关于地球和太阳以及它们的组成元素的起源的确切观念,就会遇到无法克服的困难。苏联科学院对于天体演化学的研究十分重视,由1951年开始,每年都举行一次天体演化学讨论会,而且在物理学数学部下面成立一个天体演化学委员     

化学和生物学的结合

后基因组时代的主要挑战之一是如何识别人类基因组所编码的全部蛋白质的功能, 并加速新药的开发. 为迎接这一挑战, 哈佛化学和细胞生物学研究所(ICCB)于1998 成立, 开拓了一个全新的研究领域——化学生物学. 这个由著名化学家Stuart Schreiber博士和生物学家Tim Mitchison博士领导的研究所, 目前由隶属于哈佛医学院细胞生物学系(位于波士 顿)和哈佛大学化学系(位于剑桥)的14个实验室组成, 位于哈佛医学院校园内, 占地约900多平方米, 现有专职研究人员约50名, 并向全体哈佛研究人员开放. 研究所分为3个核心部门——高流通量筛选、分析化学和生物学/化学信息学, 以识别生物学中的全新化学配体. 研究资金来源于NCI 和NIGMS基金及Merck, Merck KGaA企业资助和Keck基金.