面向二十一世纪的生物学

２１世纪将属于生物学,但是在哪些领域有可能最先取得重大突破呢？请看来自《新科学家》杂志千年生物学会议的报道── 如今,我们能够克隆猪,培育胚胎干细胞,甚至截取基因并任意将其植入不同的生物物种;而且,我们很快就能将含有３０亿个碱基对的人类遗传密码全部破译。那么,哪些领域有可能在新世纪率先取得重大突破呢？ 当 ３８位世界一流生物学家在当代最有影响的生物学家之一、加州理工学院院长戴维·巴尔的摩（Ｄａｖｉｄ Ｂａｌ－ｔｉｍｏｒｅ）的带领下,在２０００年４月初相聚于科罗拉多州的落基山脉高峰基斯通时,这一问题便…     

面向二十一世纪的生物学

创造与落差　　当初是先有了ＲＮＡ ,后来才出现ＤＮＡ以及导致癌症之类疾病的瑕疵……不过如今又有了基因疗法的希望。无知便是福一种搜索致病基因的新方法使研究人员抓住了肿瘤转移 (有可能致命的肿瘤细胞在体内扩散 )的遗传把柄。麻省理工学院的埃里克·兰德 (ＥｒｉｃＬａｎｄｅｒ)在此次研讨会上说 ,他们小组的研究人员已发现一种似乎会使黑素瘤 (皮肤癌 )侵袭其他组织的基因。兰德将其首创方法称为“无前提”基因搜索 ,因为事先并不需要知道基因对该病变起何作用。其实 ,研究人员可以利用强有力的分子生物学工具来查认此病患者与那些…     

面向二十一世纪的生物学

免疫学·严阵以待　　免疫学家正在研制抗击疾病的重量级武器 ,他们为了使疫苗更加有效而把目标瞄准了机体免疫的分子基础。知己知彼“今后 50年 ,我们将在计算机上或是以某种较大的形式建造迪斯尼乐园那样的细胞模型 ,”丹佛市科罗拉多州立大学的免疫学家菲莉帕·玛拉克 (ＰｈｉｌｉｐｐａＭａｒｒａｃｋ)预言说“我们的最终目的 ,是要建造一种非常庞大而让人看得见的‘细胞’。并不想使这种细胞只是出现在计算机上 ,而是想使它成为一座建筑物。”这一想象超越玛拉克的专业范围 (机体的免疫防御 )而扩展到研究细胞如何存活的各种问题。她说…     

面向二十一世纪的生物学

·细胞科学·　　细胞就像是一座我们刚刚来学习寻找周围道路的城市。一幅好“地图”能引导我们去探索青春的秘密、器官再生的奥妙以及许多许多……干细胞演化路标胚胎干细胞是怎样开始向构成人体组织和器官的特化细胞转化的 ?这是多伦多市西奈山医院塞缪尔·卢伦费尔德研究所的细胞生物学家托尼·波森 (ＴｏｎｙＰａｗｓｏｎ)急于想了解的问题。波森及其课题组目前主要的研究方向是细胞内信息传导系统 ,特别是名为“受体酪氨酸激酶” (ＲＴＫ)的跨膜蛋白。ＲＴＫ本质上就是信息通路 ,细胞能由此接收外界信号并将其转变为指示细胞从事各种不…     

生物信息学与21世纪的生物学

约35亿年以前,地球上开始出现生命.最先出现的是原核蓝藻类;以后,经过漫长的演化,出现动、植物,形成了多种多样、千姿百态的各种生物.虽然生物的种类多种多样,形状千差万别,但是现代分子生物学的研究表明,组成各种生物的最基本的分子却是完全相同的.简单说,核酸是遗传信息的携带者,蛋白质则是遗传信息转化为生物结构与功能的表达者.而决定遗传信息的核酸(DNA和RNA)是由含4种不同碱基,即腺嘌呤(Adenine,缩写为A)、鸟嘌呤(Guanine,G)、胞嘧啶(Cytosine,C)和胸腺嘧啶(Thymine,T;在RNA中则为尿嘧啶,Uracil,U)的四种核苷酸组成.当遗传信息翻译为蛋白质时,它们都遵循统一的遗传密码,即每三个核苷酸翻译成蛋白质中一个特定的氨基酸,通常称为三联体密码子.这些密码子编码20种氨基酸,而不同氨基酸组成的肽链就形成不同结构的蛋白质,产生多种多样的生物功能.核酸和蛋白质构成生命活动的物质基础,要了解生命现象,揭开生命的奥秘就必须深入了解核酸与蛋白质.     

拓展天体生物学的视野

天体生物学有助于我们在更广阔的视角下 ,探究我们人类在宇宙中是否孤独。但要做到这一点 ,我们需要知道星系如何形成、行星如何发展、它们内部构造如何、海洋和大气何时形成 ,以及如何和为什么适宜生命出现     

GABA与苦毒素对螽斯听觉上升神经元AN3的影响

昆虫的中枢神经系统内有相当量的γ-氨基丁酸(GABA)分布.电生理学实验结果表明,GABA 为抑制性突触的兴奋剂,在突触传递中主要起抑制性神经递质的作用.Suga和 Katsuki(1961)用外加 GABA 溶液的方法,观察到 GABA 对螽斯(Gampsocleis buer-geri)神经连索中的听觉 T-形大纤维声反应脉冲发放有抑制作用.至于 GABA 对其它听觉神经元的影响及其在听觉信息加工中的作用,则至今未见报道。     

面向合成生物学的机器学习方法及应用

机器学习的目标是设计可以根据先验知识和观测数据不断改进其性能的算法.该算法可以帮助机器从大量的数据中提取知识,从而提升其在特定任务上的性能.作为数据驱动的方法,机器学习可以有效利用高通量实验技术产生的大批量生物数据,实现合成生物体的功能预测与智能化设计,改变合成生物学的研究范式.本文首先介绍机器学习在合成生物学领域广泛...     

二十一世纪的旅游

这不是幻想,而是天文物理学家的预言。他们说人类到21世纪初,去火星上滑雪,在木星的“月亮”上散步,将都是不希罕的事了。到那时,你的木星-土星之行,将乘坐每周一班的以月球为始发站的航天飞行器首航。当一根掩蔽的电缆产生栓住飞行器的超导磁力波后,庞大的座机沿着向水平延伸的轨道滑行。它被加速到使人听了毛     

二十一世纪的材料

在伦敦,一个偶然的时间里,一个老冶金学家和一名青年材料科学家在材料学会优雅的会议室内进行了一次讨论,其结果并不是完全可以预料的……     

二十一世纪的七大悬念

在我们的地球上和我们多彩的生活中充满了神秘的现象和未知的谜团。有些重大的谜团自我们远古的祖先开始行走时就萦绕在人类心头,而另外一些则是随着人类的不断进步而新涌现出来的——人类是否可以长生不死?我们能够攻克癌症吗?我们能够创造生命吗?灵魂究竟是否存在?光速是不是速度的极限?在宇宙中是否有其他智慧生命存在?我们能够进行时间旅行吗?对这七个问题,人们一直没能给出确定的答案。■悬念之一:永远年轻、长生不死青春永驻的秘方并没有隐藏在世界上哪个神秘的地方,而更像是存在于每个人的细胞里,或者更加准确地说,是在一个特定的基…     

二十一世纪的矿物资源

1984年8月,第二十七届国际地质学代表大会在莫斯科举行。和往常一样,世界各国地质学家四年一度所讨论的中心议题是矿物原料的资源问题。大约在半个世纪以前(1937年),曾经在莫斯科举行了第十七届国际地质学代表大会。本世纪下半叶以来,随着矿物资源的大规模开采和需求量的增加,能源、金属矿产和其他各种矿物资源的供需矛盾日益加剧。从旧石器时代到当代在人类文明的整个历史长河中,硅石、铜、金、锡、铁和其他金属矿产使用了成千上万年,后来,煤、石油、可燃气体、铀和其他天然矿物资源也具有举足     

二十一世纪的新农业

二十世纪可归纳为四大科学革命:(1)遗传工程——细胞生物学和分子生物学以及组织培养;(2)原子能——原子的分裂;(3)空间时代——克服地球引力;(4)计算机革命——电子信息化。(1)和(4)项与农业研究的科学、技术学,和美国衣业未来生产力直接相关。计算机计算机信息系统正在为农业生产和多层次的衣业研究开创一场技术革命,如服务于学院、大学、国家实验室、州农业试验站、推广服务、农场组织和农户。计算机和“计算器”正在变得微型     

二十一世纪的星际旅行

在月球荒凉的平原上与朋友们告别之后,要过6年半才能相会。你和同伴们登上宇宙飞船,自己系好安全带。当掩蔽的电缆产生的引力波作用于飞船的超导磁体时;庞大的飞船沿着延伸到地平线尽头的轨道滑了出去。它可以加速到7000英里/小时,这简直令人生畏!但为了摆脱地心引力,飞向外层行星,只需达到这一速度的几分之一就够了。搭上每星期于地球和月球间往返一次的航天飞机,木星——土星际旅行就开始了。送行者愉快地陪伴你来到这     

二十一世纪的新技术方案

眼下离本世纪末仅有15年了,对两个世纪交替时期的工业发展作些预测实属势在必行。如果英国希望有所作为的话,那么就完全应该依据目前的状况尽力对世界的发展作出估计。怎样才能使估计做得理想呢?法国和日本政府过去曾请哈得孙研究所和著名的已故预测家赫曼·肯做过这方面工作。1974年哈得孙研究所欧洲分部自筹资金进行了题为《八十年代的英国》的短期调研工作。调     

展望二十一世纪的城市

都市化的前景在现实生活中,都市化过程与任何一种生产方式、任何一种社会制度、任何一个国家的社会经济生活特性都息息相关。根据人口学家的预测,到2000年,发展中国家至少有6个城市的人口达到2000～3000万人,有的还更多。其中,墨西哥市将超过3000万人,圣保罗超过2500万人,里约热内卢、加尔各答、开罗、布宜诺斯艾利斯均达到2000万人。发展中国家起码还有140个城市的人口将超过百万,上千个城市将接近百万。     

人类基因组计划：大规模生物学的经验

管理方面的挑战 美国国立卫生研究院(NIH)以同行互相检查的机制被用于人类基因组计划,这种方式既被用来确保研究机构的工作质量,又被作为大规模生物学研究的管理手段。NIH式的资源分配方式既可以资助工作完成地好的测序中心,又可以对达不到标准和经费使用效率的中心给予必要的提醒。仅仅完成预定目标是远远不够的,只有那些不断创新并超额完成测序任务的中心才是成功的。