EMBO及其诞生的学术背景

<正>生物学中有三个学科,它们间有相似之处,分别是用化学方法研究生物学的生物化学、在分子水平上研究生命本质的分子生物学和揭示生命运动的化学本质的化学生物学。在一般人心目中这三个学科间的差异是:生物化学是研究蛋     

资讯

生命原材料可能来自恒星美国科学家最近说,银河系里一颗又大又亮的恒星拥有大量对地球生命极其重要的复杂分子,这表明形成生命的原初分子可能来自恒星。据《新科学家》杂志网站报道,美国亚利桑那大学的一个研究小组利用射电望远镜对红超巨星大犬座VY的外层气体进行观察,发现了多种复杂分子的痕迹,包括氢氰酸、一氧化硅、氯化钠、硫化碳和氮化磷等。其中氮化磷特别令人感兴趣,因为这种分子在星际空间罕见,它是构建脱氧核糖核酸(DNA)等生命基本物质的必要成分。     

生命依赖数学

最近,科学家斯图尔德在其著作《生命的其他秘密》中指出了生命是什么?它不是脱氧核糖核酸(DNA),不是我们所说的那种DNA.例如血红蛋白蛋白质分子,它的蛋白质分子的形状受许多遗传密码控制.此种形状的显现遵循深奥的物理学法则,而这些法则是通过数学式子表达出来的.人们讲的所谓DNA是     

反向转录的发现——分子生物学的一个重要成就

现代生物学的主要目标之一是研究生物体内信息是如何隐藏在分子结构之中,而这种信息又是如何从一个分子向另一个分子转移的。许多生命的重要现象,如胚胎细胞的分化,正常细胞转变成肿瘤细胞等重大课题,只有在弄清上述问题后,才有可能得到根本解决。五十年代以来,人们已经搞清楚了,细胞的遗传信息是藏在一种叫做脱氧核糖核酸的生物高分子中。脱氧核糖核酸简称为DNA。DNA由两条长链分子组成。它们相互绕在一起构成了一种所谓双螺旋的结构。DNA虽然是一个极大的分子,但它主要由四种不同的碱基组成。四种碱基以各种不同的次序排列,就构成了不同的DNA分子。生物体内的“信息”就是通过这种方式,“写在”DNA分子上。在正常细胞里,     

生命科学与结构分析

我认为生命科学发展到了分子水平,而且正方兴未艾,如能让更多的人了解一下这个发展与结构分析,实际上也是与化学的渊源关系,一定是很有意义的。 生物化学的崛起 生命科学应该是从现象到本质研究生命的学科。它的核心是生物学,包括农学和医学等与生命活动密切相关的学科。生物学在19世纪后半期中接连出现了达尔文的进化     

蛋白质分子的弹性表面

蛋白质分子表面的疏水性、静电性、表面积和几何形状对于分子的稳定性、分子间的相互识别(疏水性、静电和形状互补)以及预测其三维结构都起着十分重要的作用.自Connol-ly和Richards提出van der Waals表面、分子表面和溶剂可接近表面的概念以来,各种计算和表示分子表面的方法相继问世.这些方法能快速准确地分析和计算分子表面的面积和体积,但所得到的分子表面是不可变形的.我们所提出的这种方法可以得到分子的弹性三角网络表面,也就是说对于分子中原子的局部运动,不需要重新计算分子表面,而只需在已计算得到的分子表面的基础上,根据原子的运动方向局部移动与运动的原子相关的网络点.这种弹性表面对于在计算分子间相互作用时的分子表面有着特别的意义.为了得到一个易于变形的分子包络表面,我们从分布在一个包含整个分子表面的椭球上的三角网络开始,逐步收缩网络直到所有的三角形最佳贴近分子的可接近表面.为此要进行以下几步:     

RNA也是一种催化剂

生命的化学反应是由称作酶的蛋白质分子催化的,这是生物化学的基本原理,或者说它至少一直是基本原理。过去几年积累起来的证据表明,另一类很著名的生物分子核糖核酸(RNA)也能作为一种催化剂。这个发现当然不是对酶作为催化剂在自然界所占统治地位的挑战;但它对导致生命起源的分子事变的研究会产生新的影响,另外对我们了解细胞怎样工作也会有重要的作用。     

发现DNA中的新秘密

贮存在DNA分子的螺旋链中的是制约着生命的遗传密码。缠绕于DNA双螺旋结构内的命运之绳使得每个人都是独一无二的。它还可以决定一个人是否会被遗传或染上多种多样的疾病。为了揭开DNA的秘密,科学家正在深入窥探这个双螺旋结构。他们所用的最有效的一个工具就是“基因探针”,即能结合在DNA分子的具体部位之上的带状化学物质。研究人员     

利用磁镊研究促旋酶与DNA的结合

促旋酶(gyrase)在原核生物的生命活动中扮演着重要的角色,它是已知拓扑异构酶中,唯一能够向DNA引入负超螺旋的酶.本文中,我们利用磁镊(magnetic tweezers)对促旋酶和DNA的相互作用进行了单分子实时观测.实验发现,在不加入ATP时,促旋酶能够同时与两段DNA(G片段和T片段)结合,但这种结合较弱,施加0.7pN的外力就能逐渐破坏两者的结合;但加入高浓度的诺氟沙星后,促旋酶与DNA的结合明显增强,甚至能够抗衡5.9pN的外力.促旋酶还会影响超螺旋的几何尺度:不加入促旋酶时,DNA超螺旋的几何尺度由DNA所受拉力决定,而加入促旋酶后,超螺旋DNA几何尺度变小,并且主要由DNA与促旋酶的相互作用而不再是所受拉力所决定.而且促旋酶与正负超螺旋的结合能力不同,它更容易与正超螺旋结合.同时,发现促旋酶从DNA上解离的时间符合双指数分布.我们提出的模型能够很好地解释这个分布,并与他人提出的模型的结果进行了比较.     

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。     

量子生物力学

量子生物力学是生物力学的一个新的分支.它利用研究微观结构状态下机械运动的量子力学基本原理、密切联系其他量子科学和量子统计力学,试图解释生物系统的微观现象,并预测其宏观性质. 对生物现象及其过程性质的每项深入的基础研究,都要达到微观水平.生物系统的所有结构材料,都起源于由于化学键而使原子相互结合,形成生物分子.在现代实验手段的基础上,证实了有机分子的化学与物理性质不仅决定于它们的初始结构,还决定于它们的立体化学构象及其变化.这种构象决定于分子的分散段绕键的旋转和键角的变形.对构象变化的研究、对各段运动的研究、以及对克服旋转中势阻的研究,都是十分重要的问题.     

模拟分子运动

模拟分子运动一个复杂的分子，无论是福勒烯、蛋白质，还是ＤＮＡ，都是难以描述的。虽然用棒一球模型能够显示它们的结构，但是，当它伸屈和折迭时是怎样运动的还只能进行猜测。现在，生物化学家与数学家联合用计算机模拟了复杂的分子——有时由数千个原子组成的运动。劳...     

纳米尺度金属超分子配合物对DNA的特殊识别与功能调控新进展

配体通过靶向特殊基因,进而调节该基因所参与的生物学功能一直是生物无机化学领域十分活跃的研究课题.当前,金属配合物对DNA的结构识别以及功能调控引起了人们的高度重视,越来越多的研究表明,金属配合物能够有效地识别DNA的二级结构并影响其生物学功能.最近研究发现,一些具有纳米尺度的金属超分子配合物能够特异性识别DNA并表现出特殊的生物学效应.本文总结了纳米尺度金属超分子配合物对不同DNA二级结构的选择性识别及调控等方面的研究进展.     

DNA技术带来的新时代

21世纪是DNA技术的黄金时代 早在20世纪70年代,就拉开了DNA技术时代的帷幕。生命为了复制、修复作为“遗传信息的担当者”的DNA,而准备了各种各样的分子装置。由于发现了“限制酶”和“连接酶”这两种酶,生物学家想出了利用“酶”这一分子装置的方法。限制酶也可以称做“分子剪”,它能从DNA中正确地剪取小断片。连接     

动态点击

科学家开出增强记忆良方为什么人们的记忆力有好有坏?记忆力好坏与什么因素有关?著名科学家、中国科学院生物化学与细胞生物学研究员、博士生导师杜雨苍教授和他领导的研究小组经过十几年的深入研究，发现记忆肽能够影响人的记忆功能，在国际上率先揭开了记忆之谜。肽是人体生命活动的最基本因子。肽是由两个以上的氨基酸分子联结而成的蛋白质小片断。人体的很多生命活动都是由肽完成的，如传递信息、调节代谢等。目前，科学家在高等动物脑内已经发现上百种不同功能的神经肽，其中记忆肽能增强大脑的记忆功能。但长期以来，人们对神经肽如何…     

自组装DNA链置换分子逻辑计算模型

将DNA自组装与链置换技术相结合,构建了DNA分子逻辑计算模型.通过输入DNA信号链,经特异性识别和链置换,自组装初始结构发生变化,并释放特定信号分子或结构作为输出.计算模型能通过DNA自组装结构电泳迁移率的改变输出计算结果.计算系统在室温下可自动触发、混合输入信号以及并行置换.另外,本模型中引入了单极和双极两种置换模式设计,其还具有并行信息处理和模块化组装等特点.最后经实验验证,通过输入特异性DNA分子链置换,该计算模型能正确输出逻辑计算结果.     

进化树错了?

DNA也就是脱氧核糖核酸,它和核糖核酸(RNA)都是决定生物遗传的基本物质.1953年,科学家弄清楚了DNA的分子结构,分子进化论由此诞生.科学家相信,只要能继续破解DNA,就能很快揭开RNA等其他相关遗传物质的奥秘,当然也就能为进化树提供更多的证据.因为从理论上说,进化树上两个靠得越近的分支,它们的遗传物质也应该越相近.     

走近诺贝尔奖(十四) 修复遗传物质——DNA的“工程队”

正在自然界中,生命本身如果不定期修复,就会生病甚至死亡。在生物体中,最为核心的物质是细胞核内的遗传物质DNA。那么,是谁在帮助生物维修这些DNA呢?最近三位科学家因为从分子水平上揭示了细胞是如何修复损伤的DNA及保护遗传信息的,而获得了2015年诺贝尔化学奖。如果生物体内的遗传物质DNA不断出错,那么生命将会被各种疾病所困扰,地球上的生命将难以延续下去。科学界曾经认为,生命之所以相对稳定,是因为DNA相对稳定。但是,实际上,我们体内的DNA每天都会发生很多的组装差错,或者受到外来的伤害。那么,面对如此多的差错和伤害,该怎么办呢?来自瑞典的生物化学家托马斯·     

从古生物学到地球生物学的跨越

以学科体系和科学问题为导向, 对当前国际上出现的地球生物学从学科分类体系、形成背景、主要研究方向、亟待突破的分支学科及其与之相关的研究领域进行了评述. 作为地球科学与生命科学相结合而形成的新兴交叉学科, 地球生物学在地球科学中应具有独立的一级学科地位, 类似于地球化学和地球物理学. 地球生物学主要研究地球系统的生命运动, 涉及地球环境与生命系统的相互作用. 它的形成与发展既是当今科学技术发展的结果, 也是当今世界对所面临重大人类-环境-资源问题的响应. 分子地球生物学、地球微生物学、地球生态学、地球生理学等地球生物学中的二级学科还有待尽快突破, 以形成地球生物学的成熟理论框架和方法体系.     

基因组测序永无止境的根本原因

1869年瑞士青年学者米歇尔（Johann F.Miescher．1844—1895年）在莱茵河鳟鱼的精子里发现了脱氧核糖核酸分子，即现在大家熟知的DNA。他虽然也曾猜想过DNA可能与遗传有关，但还是倾毕生精力去研究鱼精蛋白。毕竟蛋白质与生命过程的关系已经是当时科学研究的热门。以致1878年恩格斯在《反杜林论》中就写下了至今还基本正确的语句：“生命是蛋白质的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白质的化学组成部分的不断的自我更新。”