基因设计者

1980年斯坦福大学的斯坦雷·科恩(StanleyCohen)博士和加州大学旧金山分校的赫伯特博耶(Herbert Boyer)博士根据美国联邦最高法院一次破天荒的决定,取得一项异乎寻常的专利。这项专利涉及到“制备生物学方面功能分子的重组体的流程。”1973年科恩和博耶就已经把异体基因引入细菌体内,并产生一个新的和独特的生命形态,人类有史以来第一次两种互不相干的基因物质(另一种是病毒)在实验室获得组合。事实上,这是第一个成功地重组DNA或“基因拼接”试验。科恩把这种新的细菌叫做““DNA重组体”,在此之前只在神话中听说有长着狮子、蛇和山羊脑袋的三头怪兽。     

自杀的马铃薯

历史性的事件发生在1973年。当时,两名科学家从一只非洲爪蟾的DNA上提取一个基因,并将它移植到一个细菌当中。他们的实验创造了第一个在自己的DNA中有其他生物DNA的生活细胞。基因工程的一个普遍应用是将人类基因置入大肠杆菌。这些经过基因工程改造的微生物随后会产生某种物质     

从古尸上提取并复制成功DNA

最近,瑞典的科学家从2400年前的埃及儿童木乃伊上提取到了DNA。科学家把这些古老的DNA移植入细菌中培养,利用细菌复制出的这种DNA进行研究。这是人类第一次复制出古生物上的DNA。这些古尸上的DNA的数量大约只有活人身上DNA数量的5%。科学家在检查同时出土的其他23具埃及古尸时,只发现其中的两具尸体还有DNA存在,但这两具古尸上的DNA无法在实验中复制。由于控制细胞活动的基因是由DNA组成的,从这个儿童古尸上成功复制出的DNA将帮助科学家了解古     

动物蛋白质的产生菌——遗传工程现在已能使每个细菌生产多达10万个巨大的动物蛋白分子

最近这几年,高等机体的一些基因被引入到大肠杆菌(E.Coli)细菌内,并在细菌里进行“无性繁殖”,就是说与细菌的遗传物质整合在一起。这样被插入的基因在细菌环境内自身一般不制造它们在天然环境中产生的蛋白质。因此,如果人们想把这些携带着外来基因的细菌转变成为合成蛋白质的小型工厂,关键在于强使它们表达传递给它们的信息。要     

高温烹调与乳腺癌

癌症是人类目前最难治愈的疾病之一,人类至今对引起癌症的原因与机理尚不完全了解。但从现阶段的水平来说,我们还是可以知道一些致癌因素的,如人类所吃的食物就是其中的一个因素,而食物是否烹调合理,也是食物是否会转变为致癌物的一个重要因素。 科研人员经多年研究发现,肉类食品在油炸、烧烤等高温条件下,会产生一种名叫“杂环胺”(简称HCAs)的化学物质。这种物质可与乳腺细胞中的DNA结合,形成一种称为“加合物”的分子结构,使之呈现乳腺癌的初期阶段。     

细菌监测环境——对污染物敏感的生物信标

遗传性改变的细菌通过确立河流和废堆中有毒物质来源,在向污染作斗争方面将起与日俱增的作用。纽约特洛伊 Rensseloer 工业学院的研究者大卫·S·霍姆斯已经把发光基因与代谢有毒化合物基因结合起来,即插入一种新的基因组合到 E·Coli——一种人     

直接注射DNA治疗技术

现在,实验医学已进入基因治疗阶段,但是要找到合适的基因物质却没有那样简单。最常用的方法是在基因上“加载”病毒,使病毒“悄悄走近”指定的细胞。不久前美国威斯康星州立大学研究人员研制成一种更简单的方法直接往肌肉组织细胞中注射脱氧核糖核酸(DNA)。约翰·沃尔夫及其同事往老鼠肌肉中注入含有被他称为“纯DNA”的营养液,希望细胞能排斥外来的DNA,但是事与愿违,细胞却从中接受了储存在DNA中的全部信息。这使研究人员得到启示,这结果     

γ干扰素:其成就、结构和展望

本周Nature刊登了Goeddel等发表的成功地鉴定出γ干扰素基因,并在细菌,猴子细胞中成功地表达了人γ干扰素的克隆cDNA序列的论文,这是干扰素研究史上的又一重要里程碑。自从于1965年发现了一种“类似干扰素物质”以来,在确定这种物质的细胞来源,诱生剂范围,理化性质,及其作用和提纯方面均取得了很大的进展。这种物质现称为γ干扰素,以区别于具有不同的细胞来源、物理特性和抗原性的α干扰素和β干扰素。     

玉米叶绿体与细胞质雄性不育性

细胞质雄性不育性是核外遗传的一种形式,它的遗传机理长时期处于“细胞质基因”和“质体基因”等假说的支配之下,未能得到真正阐述。叶绿体DNA(ct-DNA)及线粒体DNA(mt-DNA)发现之后、有一部分研究者根据核酸限制性内切酶对DNA消化所产生限制性片段的     

斯坦利·福尔科(1934-2018)

正斯坦利·福尔科是发现细菌致病原理的微生物猎人,他获得了2008年度拉斯克医学科学特别成就奖。斯坦利·福尔科(Stanley Falkow)发现了细菌引起疾病的分子机制以及如何消除细菌致病的因素。2018年5月5日,福尔科逝世。20世纪50年代后期,福尔科开始自己的职业生涯,当时刚刚了解到DNA是构成生命的材料,细菌被认为是适合用来研究     

重组DNA的研究新进展

本世纪70年代初,美国科学家S. Cohen和H. Boyer等首次在体外成功地组建了具有生物功能的重组质粒,1974年,Morrow等将第一个真核基因即瓜蟾rRNA基因导入大肠杆菌,获得克隆,标志着重组DNA(rDNA)研究的开始。rDNA技术,是在试管内用酶及其他物质使不同物种间的DNA分子彼此结合,然后导入细胞内令其行使功能的技术。它涉及五个方面:1)DNA特异的剪切技术——获取目的基因;2)核酸分子杂交技术——鉴定未知核酸分子;3)DNA的分子克隆——目的基因的扩增;4)DNA顺序测定——确立基因的精细结构和功能的关系;5)目的基因的表达——产     

马兰冰芯细菌菌群结构变化与气候环境的关系

为了解冰芯细菌菌群结构与过去气候环境变化的关系, 我们利用直接PCR和DNA分子克隆技术从代表不同温度变化时期的3个马兰冰芯样品中, 克隆并构建了3个含有马兰冰芯细菌的16S rDNA基因的文库, 从中筛选出94个阳性克隆, 获得了11个克隆序列, 并与已报道的另8个DNA序列一起构建出它们的系统发育树. 结果表明, 马兰冰芯细菌菌群具有一定限度的基因多样性, 包括α, β, γ-Proteobacteria; CFB, 和其他细菌组等5个大的类群. 其中相当大一部分属于嗜冷细菌和新的细菌属, 可能代表了在马兰冰川极端环境中生存的细菌. 对这一部分细菌菌群在冰芯剖面上的数量分析结果表明, “典型的马兰冰川细菌”菌群数量与氧同位素记录的温度变化呈现负相关的对应关系, 与冰层中的污化层具有密切的关系. 说明, 大气温度变化对冰芯中微生物记录的作用主要是通过影响“典型的马兰冰川细菌”(嗜冷菌和耐冷菌)菌群数量的消长而起作用的. 同时, 冰川中的营养物质也是影响冰芯微生物记录的一个重要的限制因素. 此外, 马兰冰芯细菌优势类群的垂直分布表现出明显的层状分布特征, 反映了微生物对冰芯深度所代表的不同时期的气候环境变化的响应.     

获得1983年诺贝尔生理学与医学奖的基因调节理论

40年前美国女遗传学家巴巴拉·麦克林托克(Barbara MeClintock)就提出了现代的基因调节理论,但仅在近十年来她的工作才被科学界所承认。鉴于她对“活动遗传元”的发现而被授与1983年诺贝尔生理学与医学奖,从而使她成为在这一领域中独自获奖的唯一女性。现今,我们业已承认不同基因类型的存在:一些是产生蛋白质的;另一些是调节蛋白质生产的。但在40年代当麦克林托克提出除结构基因(即给蛋白质编码的DNA的华特)外还存在控制元的证据时,她却受到当时遗传学界的忽视和嘲笑。但就是她的发现:某些控制元可以改变其在染色体上的位置(即所谓“跳动基因”),使麦克林托克获得了诺贝尔奖。现今,“跳动基因”是人们所熟悉的分子生物学的一部分。它们是DNA的一些环节,能绕基因     

生物学中的革命

三十年来分子生物学一直是一门成果丰富和进展中的学科,当前我们正处于以其前所未有的活跃和令人振奋为特征的时代的中间。两项有关的工艺——基因无性生殖和快速DNA测序开辟了新的巨大的研究领域。第一项进展——重组DNA使分离和研究真核基因的结构变得和以前研究细菌基因一样简便(或许更为容易些,因为还要通过重组体DNA手段来更多地了解细菌基因)。由Sanger等以及Maxam和Gilbert所发展的快速DNA测序术使测定真核基因的分子结构成为可能,一种我们在10年前没有想到的成就。     

酚类化合物促进根癌农杆菌对植物离体外植体的高效转化

建立有效的遗传转化系统是植物基因工程研究中一个十分重要而又活跃的领域。最近证明,宿主植物细胞分泌的某些物质,能够诱发根癌农杆菌及其Ti质粒中有关促进T-DNA由细菌向植物细胞中转移基因的活化,特别是诱导Ti质粒上毒性区(Vir)调节子的活化及Vir基因的表达。Vir基因是T区DNA开始由Ti质粒向宿主细胞核中转移所必须     

警惕新兴病毒

人类与病毒关系的历史可以追溯到公元前 ,古埃及第 1 8王朝 (公元前 1 5 80 -1 3 5 0年 )传下的石碑中就描绘了小儿麻痹症患者所特有的瘦小的脚。而在公元前 1 1 5 7年死亡的拉姆塞斯 5世木乃伊的皮肤上 ,也可发现许多天花的“痘疱”。但是 ,人类知道病毒存在的事实是在 2 0世纪以后。最初是在 1 8世纪传染病流行时 ,推断可能有“造成传染的物质”。到 1 9世纪 ,微生物被确定为“造成传染的元凶 ,同时各种细菌也相继被发现。从1 9世纪末到 2 0世纪初 ,人们知道还有“比细菌更小的病原体 ,可以通过细菌通不过的过滤器” ,因此这种病原体被称…     

统一突变理论——关于分子生物学与现代达尔文主义相结合问题

我们知道,所有DNA的核苷酸的自然突变,皆由天然放射线、化学作用物质等的作用与细胞内复制酶系对DNA的作用平衡而产生.而对任何物种来说,必然有一个由这平衡作用所产生的全突变概率(V_T).也就是说,全突变概率可以是有利突变、中性突变或有害突变(概率). 根据病毒及细菌基因编码的研究,一个有功能基因似可分为三种类型.     

溴乙锭荧光探针法检测三链DNA的形成

早在1957年 Davis 等就曾报道过三链核酸的存在,但当时被认为是一种人为的没有生物学意义的结构而未引起人们的重视.直到1987年 Mirkin 等在酸性溶液的质粒中发现一种 H 型三链 DNA,同年 Dervan 等证实了可通过将第三股 DNA 粘接到含有真实基因的天然 DNA 上形成三链 DNA,才引起人们的广泛关注.目前已经发现,通过三链 DNA 的形成,寡聚核酸可以充当切割 DNA 的“分子剪刀”和提供抑制基因转录的新手段、并可能在发展治疗病毒性疾病(如爱滋病、癌症等)的新型药物等方面具有潜在的应用.鉴于这些原因,发展一种灵敏度较高的有效检测三链 DNA 形成的方法是十分有意义的.溴乙锭(以下     

真核细胞基因中存在插入顺序

关于基因表达的知识,大部分来自对简单的原核细胞(如细菌)的研究。原核细胞中,基因的DNA首先转录为被叫作信使核糖核酸(mRNA)的相应的RNA分子,然后,mRNA又指导充当细菌细胞的酶或起结构成份作用的蛋白质的合成。真核细胞基因的表达则与细菌大不相同。例如,有些科学家发现,真核细胞的许多基因的某些核苷酸顺序,在相应的mRNA中不能找到,它们被称为插入或间隔顺序。     

改变生物种类的43年

1944年,洛克菲勒大学的Oswald T.Avery、ColinMaeleod和Maelyn MeCarthy首次认定正是脱氧核糖核酸——DNA,携带了所有生物的遗传蓝图,从而奠定了遗传工程作为一门新兴技术的基础。同年,美国国会通过决议,向