中外基因组学研究前沿的比较分析

使用VOSviewer软件和CiteSpace信息可视化工具,构建中外近年基因组学研究文献的共被引网络。通过引文分析、聚类分析等方法和网络中的节点突现率、中心度等指标,探测中外基因组学研究的前沿问题。发现国际基因组学研究前沿主要集中在基因组和蛋白质数据库的建立、基因组的转录与测序、生物信息学方法在基因组学研究中的应用等方面;中国则聚焦于基因组拼接技术、RNA转录组测序技术、动植物全基因组测序、基因组学的医药、农业等领域的应用等方面。我国研究者在未来研究中应进一步关注利用国际的先进生物信息学方法和信息技术,提高对基因组学的研究水平,为其他领域的研究中提供参考并深化学科发展的理论基础。     

遗传学名词

基因组学 genomics研究生物体基因组的组成、结构与功能的学科。     

植物杂种优势分子机理研究:机遇和挑战

杂种优势现象广泛应用于作物生产中,但其形成的遗传机理尚不十分清楚。目前,基因组学的快速发展为植物杂种优势机理研究带来机遇,大量研究发现和证实杂交子一代与其亲本之间存在全基因组水平的基因表达和表观遗铸修饰差异。将这些差异与杂种优势表现联系起来是该方向研究的重点和难点。针对特定性状,采用全基因组关联分析鉴定其杂种优势的候选基因,结合细胞或组织特异性转录组比较,可能为植物杂种优势分子机理研究带来突破。     

血吸虫基因组及疫苗的研究进展

血吸虫病是对人类健康危害最为严重的寄生虫病之一。控制并消灭血吸虫病的危害一直是我国和国际社会的主要目标。近几年来,随着对血吸虫生物学(包括基因组和蛋白质组学)和血吸虫病分子病理学、分子免疫学研究的逐渐开展,血吸虫与哺乳动物宿主(包括人)相互作用及致病的机理不断被揭示。此外,曼氏血吸虫和日本血吸虫的基因组序列已经基本测定完成。对基因组序列的解析不仅能够在遗传学水平上揭示虫体的活动规律,而且还将有利于发现新的药物作用靶位和疫苗抗原。通过对曼氏血吸虫和日本血吸虫基因转录谱和蛋白质表达谱的研究,已经发现了一些血吸虫与宿主相互作用的重要分子(如免疫调节因子及表面黏附蛋白等)。同时,在抗血吸虫疫苗的研究方面也取得了很大的进展,以谷胱苷肽-S-转移酶作为主要抗原的曼氏血吸虫疫苗已经开始I和II期临床试验。此外,多种日本血吸虫抗原也开始在动物体上进行免疫及攻虫试验。本文主要就近年来血吸虫基因组学、蛋白质组学及疫苗研究进展做一概述,同时对相关领域的发展提出展望。     

古基因组信息讲述早期人类迁移史

<正>英国《自然》杂志近日发表了两项基因组学重磅研究,欧洲两个研究团队报告了古代个体的基因组数据,其中一些可追溯到距今31000年—600年前。这些源自西伯利亚和北美地区的基因组信息,代表了对早期人类迁移活动和人群历史的最新认识。约5000年前,古爱斯基摩人成为美洲北极广阔地区的首批定居者;1000年前左右,现代因纽特     

英国动物性食品安全研究现状及我国优先发展领域

本文介绍了英国等欧盟国家的动物性食品安全研究现状;探讨了我国目前在动物性食品安全研究中存在的问题;并从残留代谢组学、营养基因组学、动物性食品功能基因组学、动物性食品病原微生物、疯牛病检测技术及动物源食品安全相关的环境生态学研究等方面,提出了我国动物性食品安全的优先研究领域。     

中国植物科学基础研究概览

近年来,随着国家在基础研究投入的增加,大批优秀中青年学者成长以及海外学子归国,我国植物科学从跟踪,逐渐步入领跑学科发展的方阵。中国植物生物学家在Cell、Nature、Science和植物科学国际主流期刊发表的论文数剧增,具有原创意义的研究成果推动了部分前沿领域的发展。水稻生物学以产量控制基因研究以及杂交育种理论研究为代表推动了学科发展;以独脚金内酯和茉莉素信号转导途径及其生物学效应为代表的激素生物学具有明显的优势;以基于测序和计算能力的水稻基因组为先导,推动了国际植物基因组学的发展方向。本文概述了中国植物科学的发展动态,旨在展望未来,引导科学家集中力量解决作物生产中的基础科学问题。     

基于科技产出的纳滤膜技术国际比较研究

纳滤膜技术作为一种新型的膜分离技术，已经在水处理和过程分离领域得到了广泛应用，并成为我国未来科技发展的专项技术。本研究以SCI讲论文和专利这两种重要的科技产出形式为主要研究对象，通过对这些文献进行计量学分析，主要研究了纳滤膜技术在基础研究和技术创新方面的发展情况，并通过国际对比，研究了我国在该项技术领域的发展特点，研究结果可为相关的科技发展规划提供政策支撑。     

生物信息学

生物信息学(Bioinformatics)是一门生物学与信息学交叉而成的年轻学科,旨在研究生物系统与生物过程的信息量与信息流,以便支持人口与健康、农业生产、创新材料和资源环境等领域的研发计划。其中基因组信息学(genome informatics)、结构生物信息学(Structural Bioinformatics)和神经信息学(Neuroinformatics)是较热门的分支。生物信息学由数据库、应用软件和因特网三大要素组成。20世纪60年代,蛋白质氨基酸序列和蛋白质三维晶体结构测定成功后,出现存储与研究蛋白质序列信息与结构信息的工作,像美国女科学家Dayhoff建立了第一个分子生物学数据库“Atlas of protein sequence and structure”,亦即现今数据库PIR的前身;Zuckerkandl与Pauling提出运用蛋白质序列推断生物种族的进化历史以及Anfinsen根据核酸酶再折叠试验提出“氨基酸序列决定它的三维结构”原理。到70年代核酸序列测定已获成功,特别是Sanger等人开始病毒基因组的测序工作,吸引了众多计算机科学家、数学家和物理学家加盟,去实现数据在线采集与建立数据库以及数据检索、处理、分析、显示和流通等目的。经过近十年的努力,取得一批崭新成果,分别收录于1982年、1984年和1986年的《核酸研究》(Nucleic Acid Research)的特刊中。随后蛋白质序列库PIR与SwissProt,核酸序列库GenBank与EMBL以及蛋白质结构库相继出台服务。以上计算分子生物学工作和数据库建设为90年代诞生生物信息学准备了科技条件。1986年美国科学家Dulbecco在《科学》(Science)上发表题为《癌症研究的转折点——测定人类基因组序列》的文章,在科技界引起了强烈反应。经过激烈的辩论,终于在1990年公布了美国的人类基因组计划,随后形成国际人类基因组计划。在它的第一个五年计划中,第三项目标是基因组信息学,要求研发有效的数据库、应用软件和网络传输等信息技术,来支撑大规模图谱与测序以及诠释基因组信息。同年,召开了第一届国际生物信息学会议。在第二届国际会议上正式使用Bioinformatics一词。到2001年已是第10届会议,会议内容涉及序列和结构数据库、基因识别、基因组比较、基因组功能分析、DNA芯片信息学、分子进化和蛋白质组学等方面。还有每年一次的计算分子生物学会议,像国际计算分子生物学会议(RECOMB),生物计算太平洋会议和分子生物学智能系统国际会议(ISMB)等,是国际生物信息学界的盛会。我国的生物信息学工作是逐步地发展起来的。20世纪80年代初仅在中国科学院生物化学研究所与生物物理研究所和内蒙古大学物理系艰难地开展一些计算分子生物学的工作,像RNA二级结构预测、分子动力学、核酸序列的统计分析和蛋白质二级结构预测以及精神分裂症的脑复杂度分析等。至1986年,国家“863计划”支持几个单位用计算生物学实施蛋白质工程,如中国科学院的生物化学所、生物物理所和药物所,以及北京大学化学系和中国科大生物系。1990年这些单位率先开展生物信息学研究工作和实施相应的博士和博士后培养计划。1992年中国生物物理学会召开以“蛋白质工程、基因组分析与非线性生物学”为题的全国首届生物信息学会议,比首届国际生物信息学会议仅晚2年,但没有引起管理层和科技界注意。随后,北京大学化学系与生物系也分别开放蛋白质结构库(PDB)和欧洲生物信息学研究所(EBI)映象数据库服务。几年后,国际“基因组计划”变得十分火热。国内随即成立中国科学院国家基因研究中心和中国人类基因组南、北研究中心,分别负责“水稻基因组计划”和“人类基因组计划”。其中,中国科学院遗传所的人类基因组中心异军突起,克服重重困难于1999年9月代表中国承担国际人类基因组计划中1%的任务,即3号染色体短臂上的一个约30MB区域的测序。它成为中国各个基因组项目中最具影响和实际产出最明确的主要部分。由此,生物信息学顿时成为公众宠儿,科技界角逐的领域。除此之外,1993年美国国立健康研究院(NIH)宣布实施“人脑计划”。在头五年中主要发展神经信息学(Nuroinformatics),并于2000年6月在《自然》(Nature)杂志发文提议建立国际神经信息网络。国内与此差距甚大,但仍有积极响应。人类基因组计划的工作方式在生物领域中是前所未有的,采用了工业化模式的大科学工程。生物信息学解决了由此产生的海量信息的采集、存储、处理、共享、流通、服务和开发等挑战性问题。至今即将完成或已经完成测序的有人、褐鼠、黑腹果蝇、秀丽线虫、拟南芥菜、水稻、啤酒酵母等真核生物以及近百种微生物。其中重大的成就有：1.整基因组的测序原理和集装方案的提出和实行。从20世纪70年代简单病毒基因组测序开始到如今实施整基因组测序和集装,历经了整整20年的努力。2.从集装成的基因组序列预测基因,提示蛋白质功能,结构与功能分类,最后构成面向对象的数据库(ACEDB),无不依赖于生物信息学的支撑。3.后基因组的发展,如结构基因组学,功能基因组学,蛋白质组学、疾病基因组学,药物基因组学和环境基因组学等,更离不开高效、灵敏和准确的生物信息学。其中阵列信号检测(如DNA/Protein chip)的统计分析和众多基因组间的平行比较是典型的例子。与国际上生物信息学的重大成就相比,我国的研究呈现三种状况：一是序列基因组学(图谱与测序)中所用的生物信息科技(软硬件)多半从国外移植和拷贝;二是依靠国外生物信息中心(例如EBI和NCBI等)建立北京大学生物数据映象中心;三是中国生物信息学的本土基础力量较薄弱。尽管如此,仍取得了一些好的成果。这些成果包括：1.中国科技大学施蕴渝院士的研究组成功地发展了分子动力学,且用于蛋白质工程。尤其她将分子动力学和量子化学程序结合用来模拟酶促反应,是国际上少数成功事例之一。2.应用序列同源性搜索和基因电子克隆技术大大加快了新基因的发现。例如夏家辉院士的研究组发现了遗传性高频耳聋的疾病基因以及克隆了新的蛋白质激酶基因DyRk3和识别了人的auxilin基因。3.中国科学院生物化学研究所丁达夫研究组根据分子生物学的序列、结构和功能的基础关系在三个方面得到了好结果：① 从序列模建蛋白质三维结构。其中关键一步是序列—结构联配,在国际上是较早实行者之一。② 蛋白质分子设计。其中创新之处是氨基酸序列选择、侧链构象安装和主链骨架柔性的平行组合筛选,以及在小分子骨架上嫁接功能活性区。③ 基因组功能预测。其特点是发展了进化踪迹法,比通常的同源搜索方法有较高的正确率,且可延拓到细胞生化功能(代谢途径与调控网络)的预测。4.另外,中国科学院生物物理研究所陈润生研究组发现基因组的Junk DNA序列(即不编码基因的DNA序列)可能存在特异的编码方法,且与基因组调控网络关联。还有,中国科学院昆明动物所刘次全研究组,北京大学来鲁华研究组,以及内蒙古大学罗辽复研究组在结构生物信息学和基因组统计分析方面都有显著的成就。今年二月份《自然》和《科学》分别公布了国际人类基因组联合体和Celera基因组公司的人基因组测序结果。他们都认为这只是破解生命奥秘的良好开端,而不是完满的结束,基因组功能是永恒的主题。而且提出了一些实质性的问题,例如：1.基因组复杂性。虽然人和大猩猩的基因组仅差1%～2%,但是他们的基因组表达及其调控乃至整体行为却有很大差异。基因组复杂性同基因数、神经元数和细胞类型数没有直接关联。有人提出生化网络(代谢和调控)的复杂性才是基因组复杂性的表现。2.基因表达图谱(像DNA chip)可揭示整体细胞基因表达信息,是基因组功能分析方面的主要进展。然而细胞或组织中的mRNA丰度与蛋白质丰度的统计关联是不显著的(在人肝中0.48,在酶中小于0.4),因此基因组的后翻译修饰及其与环境的相互作用(epigenetics)对于理解生命的活动是不可缺少的,从而必须开展蛋白质组学和环境基因组学的研究计划,药物基因组学才能有较大的发展。毫无疑问,面对这些巨大系统工程,生物信息学看到的既有挑战又有机遇。     

专利文献的特点及利用

本文就专利文献的内容广泛、报道迅速、技术资料详尽等特点作了介绍，从专利文献在技术开发、产品进出口、专利性检索等方面的作用作了介绍，并就企业和科研工作者如何有效利用专利文献进行了论述。     

肠道细菌微生态研究进展

肠道菌群被认为是一个被遗忘的人体"功能器官",随着宏基因组学、代谢组学、蛋白质组学等技术和理论的发展,对肠道微生态与疾病及健康的相互关系及机制的研究已成为科技制高点。从2007年起,通过两轮的"973计划"项目资助,使得我国在肠道微生态研究得到快速发展,并取得令世界瞩目的成就。本文就近年来我国在肠道微生态方面的研究进展进行综述,包括感染性疾病的发生发展与肠道微生态及代谢的动力学变化相关性、肠道微生态与宿主免疫调控网络互作关系及肠道菌群重建等方面,力求较为详尽地介绍我国微生态研究的新成就。     

海洋高端产业全球创新资源分布路线图研究

本研究围绕国内外海洋高端产业的重点发展方向，结合山东半岛蓝色经济区和青岛蓝色硅谷发展规划，以加强全球链接，集聚全球创新资源，将青岛打造成为全球海洋产业创新高地和创新中心，推动山东半岛蓝色经济区建设为目标，选择海洋新材料、深海技术装备、海洋工程装备制造、海洋生物医药与生物制品、海水综合利用、海水健康养殖及捕捞、海洋仪器仪表、船舶装备、海洋新能源、海洋环保与生态灾害处置共十个海洋高端产业领域，运用文献和专利分析、专家智慧等理论和方法，进行了全球创新资源分布路线图的研究。     

公开六种蝙蝠高质量基因组

正英国《自然》杂志7月22日公开一项基因组学最新成果,欧洲科学家发表了6种蝙蝠的高质量参考基因组,为科学家理解蝙蝠超常适应力的遗传学基础提供了关键线索。病毒学家和基因学专家长期以来一直对蝙蝠很感兴趣,因为蝙蝠携带并传播致命病毒,但它们本身却不生病。从蝙蝠基因组上获取的知识,不但有助于人们理解动物传染病的传播机制,还将帮助人们更     

用于功能糖组学研究和监测禽流感病毒宿主特异性的新技术的开发

随着基因组学、蛋白质组学技术的迅猛发展以及现代仪器分析技术的突飞猛进和广泛应用,糖组学正在成为现代生命科学的前沿研究领域之一,并逐步渗透到生命科学研究的每一个领域。糖组学是从分析和破解一个生物或一个细胞全部糖类物质所含信息的角度人手,研究糖类物质的分子结构、表达调控、功能多样性以及糖类物质与疾病之间关系的科学。糖类物质同核酸一样是重要的生物信息分子,而且是基因信息的延续,在基因组学和蛋白质组学发展的同时,对糖组学的研究也显得非常迫切。随着分子生物学及细胞生物学的发展,     

日本血吸虫全基因组测序完成

血吸虫是一种可引起人类血吸虫病的寄生虫,在中国乃至世界造成了极大的危害,其种类主要包括流行于亚洲的日本血吸虫和流行于非洲、南美洲的曼氏血吸虫。我们所在的日本血吸虫基因组测序和功能分析协作组完成了对日本血吸虫的全基因组测序。结果显示,日本血吸虫基因组序列由近4亿个碱基组成,含有大量的重复序列(占基因组41%)。我们从中共识别出编码基因13469个,其中有首次发现的与血吸虫感染宿主密切相关的弹力蛋白酶(elastase)基因。在与具有同等大小基因组的非寄生生物比较中,我们发现虽然基因数量相似,但其功能基因的组成却有较大差别:日本血吸虫一方面丢失了很多与营养代谢相关的基因,如脂肪酸、氨基酸、胆固醇和性激素合成基因等,这些营养物质必须从哺乳动物宿主获得;另一方面,扩充了许多有利于蛋白消化的酶类基因家族的成员。这一变化充分体现了血吸虫适应寄生生活,与宿主协同进化的重要特性。血吸虫基因组学研究成果加深了我们对血吸虫生物学特点、分子寄生虫学、分子进化以及与宿主的相互作用等方面的认识。同时,也为血吸虫病的诊断、疫苗研制和新药研究奠定了重要基础。     

“光刻机”的概念、技术及其在专利文献中的分布

光刻机技术是大规模集成电路制造领域中的核心技术。文章介绍了光刻机的概念、结构及其简要技术发展历程,并列举和解释了光刻机技术领域的重点技术术语,此外,针对光刻机技术的专利文献查新检索,总结了光刻机技术在专利文献分类中的分布情况。     

亚洲人二倍体基因组测序完成

DNA序列中蕴含了控制人类生命活动的种种信息,决定了肤色、身高、体重等生物学性状,也对人类疾病与健康有着至关重要的影响。目前广泛威胁我国人民生命健康的常见重大疾病,如癌症、糖尿病、心脑血管疾病等都具有特定的遗传基础。由于进化历史、生活习俗等种种原因,中国人具有自己独特的遗传背景,在疾病易感性和药物反应方面与其他族群存在显著差异,导致许多对白种人群有效的基因诊断、药物等医学研究成果不能够应用于中国乃至亚洲人群。“炎黄1号”作为中国人参照基因组序列,从基因组学上对这些差异做出了解释,揭示了中国人自主的基因组研究与中国人的医学健康事业发展的重要关联性和必要性,对中国的基因科学研究和产业发展具有重要的指导意义。     

企业专利战略与核心竞争力

专利是企业参与市场竞争、提高市场竞争力的关键手段之一.近年来我国企业的专利意识已经有了较大提高,不少企业通过技术创新和专利保护保持了企业的持续发展.面对我国市场的进一步开放,企业要清楚地认识国际、国内的知识产权环境,制定自身的专利战略,重视技术创新,加强专利保护,利用专利情报,跟踪市场,提高企业核心竞争力,努力拓展企业生存与发展的空间,维护企业的合法权益.     

科技部发布《国家纳米科技发展纲要》[2001—2010]

中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议提出:"加强基础研究和应用基础研究,瞄准世界科学技术发展前沿,选择我国具有一定优势、对国民经济和社会发展有重大意义的研究领域,集中力量,重点突破,力争在基因组学、信息科学、纳米科学、生态科学和地球科学等方面取得新进展".为发展纳米科技,加快实现产业化,制订我国纳米科技发展战略,指导未来5-10年纳米科技的研究与开发工作,部署"十五"期间纳米科技的工作重点,特制定本纲要.