针对DNA合成的生物安全活动建议

正从2002年科学家展示了创建完整病毒基因组的方法以来,DNA合成技术已变得越来越容易获得,其应用也日渐广泛。DNA编辑和合成的新方法使操作生物制剂和系统变得更加容易,发生灾难性意外事件或蓄意发生生物事件的风险增加。防止恶意行为者有意或其他用户无意中滥用DNA合成技术来制造病原体或毒素DNA的问题变得越来越重要。核威胁倡议协会(Nuclear Threat Initiative,NTI)和世界经济论坛(World Economic Forum,WEF)于2020年1月9日发布《生物安全创新和减少风险:可获取、安全和可靠的DNA合     

基于微纳制造的下一代基因测序系统研究现状与展望

基因是遗传的基本单元,是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列,它不仅与生物体的生、老、病、死等一切生命现象直接相关,也是决定生命健康的内在因素,下一代基因测序仪的研制目标是希望能够将基因测序的成本大幅度降低,测序速度快速提高,推进基因组技术的个性化医学走向现实,基于固体纳米孔的基因测序是最有可能实现高通量的物理测序技术,但目前面临生物分子电信号的信噪比低、生物分子过孔速度太快以及生物分子在纳米孔内的输运规律缺失等挑战,设计多模式纳米孔传感器,通过多模式信号交叉对比,同时降低纳米孔长度等方法,是提高检测灵敏度的有效方法,借鉴生物纳米孔对DNA过孔速度的控制,利用磁场、声叉等外力场可以为单碱基的辨识奠定基础,当纳米通道的几何尺寸小于双电层厚度时,基于连续理论的泊松-玻尔兹曼方程和纳维-斯托克斯方程将面临挑战,建立纳通道内生物分子输运规律将丰富流体力学的研究内容。     

日本斥巨资开发人类基因组后续研究

随着人类基因图谱的绘制完成 ,各国纷纷加强基因组后续研究。日本文部科学省日前决定 ,从 2 0 0 4年起在 5年时间内斥资 1 0 0亿日元 (1美元约合 1 1 8 6 0日元 ) ,研究人类生命的形成过程 ,破译生命原理。这一研究项目的对象是构成生命活动基础的蛋白质合成机理。蛋白质的合成受遗传信息控制 ,而被称为“转录调节因子”的物质起着举足轻重的“开关”作用。目前 ,科学家认为这种因子有 80 0 0种 ,但迄今为止只破译了其中的 30 0 0种。这些转录调节因子分别对哪种基因起着调节作用 ,对人类来说还是一个谜。如果发现其中的奥秘 ,人类对生命形…     

基因学(Genics)--未来的新兴学科

遗传学的发展是从Heredity(以生物外部表现型为主的数量遗传研究）→Genetics(以生物体内染色体为主的细胞遗传研究）→Genics(以染色体上核酸为主的分子遗传研究）,基因是研究的核心。在二十世纪,在理论方面,基因的结构、功能和概念不断扩展,由单基因→基因家庭→基因簇→同源框基因→基因组学,在应用方面,从基因工程→基因克 隆→转基因→基因沉默→基因流→转基因安全性的研究,有了飞跃性的发展。基因研究已渗透到各个科学领域,出现了后基因组学,功能基因组学,蛋白组学,功能蛋白组学,功能酶学,生物信息学,生物计算机,药物基因组学,疾病基因组学,工业基因组学,转基因（食品）安全性,基因流,环境基因学等新的基因研究方向。基因产业和基因经济将会成为二十一世纪经济发展的新生点。基因学将在二十一世纪走向更加成熟和完善。     

基于DNA分子的逻辑门与计算机

本文对基于DNA分子的逻辑门与计算机研究进行了综述。DNA逻辑门与DNA计算机是目前非常活跃的研究领域,有可能解决电子计算机发展的瓶颈问题。本文从DNA逻辑门的分子基础、DNA逻辑门和DNA计算机等几个方面进行了介绍,并且对可能的发展方向作了一些预期。     

交叉学科研究推动了生物无机化学学科的发展

本文分为七部分，第一部分对生物无机化学学科发展进行历史回顾；第二部分从回顾史实中用实例表明生物无机化学的研究始终瞄准金属离子和生物配体控制生命过程中的化学问题；第三部分是介绍当今国际上研究核酸领域的争论焦点；第四部分是报导我们设计和合成了作为人工核酸酶的一系列新的配体以及许多不同金属的功能配合物；第五部分是讨论用动力学、热力学和DFT计算方法研究配合物和DNA相互作用的键合机制以及十多种影响因素；第六部分进一步报导配合物的生物功能和它们的应用探索，最后一部分提出在核酸领域的某些新的发展方向和途径。我们进一步提出了配合物的结构与DNA的作用机制以及它们的生物功能之间的规律性。通过配合物的结构改变去调控和改变配合物对DNA键合性质和生物功能。     

DEAD-box RNA解旋酶与肿瘤关系的研究进展

DEAD-box RNA解旋酶是RNA解旋酶超家族成员之一,在细胞内该酶能水解NTP,与其他蛋白组成复合体发挥作用。它们参与核糖体、RNA或DNA结构的重塑,影响RNA的生成及RNA的多态性。目前,越来越多的研究表明,DEAD-box RNA解旋酶在肿瘤的发生、发展中起着重要作用;其表达水平与肿瘤的生长、转移及预后相关,并且表现出促癌和抑癌的双向作用。本文对目前关于DEAD-box RNA解旋酶与肿瘤关系的研究进展做一综述,讨论其参与肿瘤发生、发展的机制及对肿瘤预后及治疗的意义。     

小麦分子标记及其在遗传育种研究中的应用

本文介绍了几种常用的DNA分子标记如RFLP、RAPD、AFLP、SCAR、SSR和STS的概况，以及它们用于小麦遗传育种研究的最新进展，包括：基因标记与定位，遗传图谱构建，外源染色体鉴定，比较基因组研究，目标的基因克隆，遗传多样性研究等。     

《世界科技研究与发展》2006年总目录

第一期院士论坛发展循环经济,建设有中国特色的生态工业园区……………………………………………程会强左铁镛(1)专题:生物工程血红素蛋白结构及功能的相互转换……………………………………………………………林英武黄仲贤(8)以DNA为模板构筑纳米材料与分子器件………………………………姜辉李洪祥杨贤金胡文平等(14)基于DNA分子的逻辑门与计算机……………………………………………………俞洋宋世平樊春海(23)科技前沿与学术评论应用于微结构制造自治系统的流程自动生成……………………………………………………………严利人(27)串珠…     

基于环形DNA分子的一种求解最大集团的计算模型

文中提出了一种基于环形DNA分子的新型计算模型.该模型的核心构成包括环形DNA分子,链霉亲和素包被的磁珠及环化酶.通过应用该模型解决了一个5个顶点的最大团问题,证明了该模型的可行性.在整个计算过程中,真解的搜索是借助于磁珠和环化酶,DNA分子结构在线性和环形之间相互转化.环形DNA分子的应用极大地减少了计算所需的时间和空间,算法的时间和空间复杂度均为O(n+m).对于解决一个n个节点的最大团问题,这种算法和枚举型算法相比,在搜索过程中所需试管数较少,只需n+1个试管,而利用枚举型算法则需要2n个试管.另外,文中构建的非枚举型初始解空间大大提高了DNA计算机的存储和计算能力.在将来,这种新型的DNA计算模型或许会成为一种解决某些NP完全问题的有效工具.     

科学家发现DNA可在土壤中保存40万年

英国牛津大学的科学家最近对在西伯利亚和新西兰采集的土壤标本进行研究时发现 ,脱氧核糖核酸 (DNA)可以在土壤中保存 4 0万年。该大学的阿兰·库珀教授称 ,研究人员对土壤样本中发现的古代猛犸和恐鸟的DNA进行分析后证实 ,DNA自然保存的时间远比人们想象的要长 ,这为史前研究和转基因研究开辟了新的领域。目前 ,库珀带领的研究小组正在新西兰南岛纳尔逊西北部的干燥洞穴里收集土样。他说 ,一铲土里可能有数百个物种的DNA ,其中一些属于早已灭绝的动物。令人惊讶的是 ,这些DNA竟没有被土壤中的细菌和病毒吞食 ,而是保存了下来。库珀教…     

世界研究开发动态与评论

俄白两国科研人员联手培育转基因山羊乳传递蛋白质是母乳中的一种非常重要的蛋白质,婴儿出生时,母乳中的乳传递蛋白质含量可达每升6克。这种蛋白质具有很强的抗氧化性,能够很好地保护婴儿免受疾病干扰,提高婴儿的免疫力,对婴儿的成长和发展具有重要作用。俄罗斯科学院遗传生物研究所和白俄罗斯国家科学院动物科研所正在积极合作,培育含有人体基因的转基因母山羊,以大量获取含有乳传递蛋白质的转基因山羊奶。俄罗斯和白俄罗斯两国科研人员联手,已研制出获取乳传递蛋白质基因结构的方法,并在老鼠身上进行了试验。结果发现,实验鼠分泌的乳汁中…     

世界研究开发动态与评论

国外新闻美国科学家研制成检测流感芯片一个美国科学家小组前些时候宣布,他们研制成了能在11小时内检测出流感病毒株系的芯片。科学家说,这种芯片使用简便、检测结果快速准确,有望帮助人们应对可能发生的流感疫情。美国科罗拉多大学化学系教授凯西·罗兰和罗伯特·库奇卡等人研制的这种“流感芯片”,目前已通过了美国疾病控制和预防中心的初步测试,有望在一年内投入实验室应用。对H5N1型高致病性禽流感和H1N1、H3N2两种人类常见流感,它的检测准确率达到90%以上。在检测时,用患者咽喉分泌物等样本涂在“流感芯片”上,如果这些样本中含有特…     

基因疗法助胖老鼠"燃脂瘦身"

美国和瑞士科学家日前通过基因疗法,将老鼠体内储存脂肪的细胞转化为消耗能量的细胞,使老鼠的体重平均减少了四分之一。这可能为治疗肥胖症以及糖尿病等与肥胖相关的疾病提供一种新方法。英国《新科学家》杂志网站前些日报道,美、瑞科学家给有患糖尿病倾向的老鼠静脉注射一种名为腺毒素的病毒。这种病毒含有一种促使动物体内产生“瘦身蛋白”Leptin的基因。在静脉注射2到4天后,老鼠体内由肝脏合成的Lep tin含量比正常水平高出近5 0倍。两周后,老鼠的体重减少了2 0 7克到2 80克,食量也减少了三分之一。研究人员随后对老鼠体内的脂肪细胞进行…     

固态表面的分子纳米构筑与功能器件

分子纳米构筑与功能器件研制是极有意义的研究课题。本文总结了利用分子自组装构筑多层异质纳米结构、有机金属卟啉络合物的隧道电子诱导分子发光和轨道媒介分离作用、生物分子DNA的创造设计和微观结构、光电材料的本征性集成与功能器件研制。重点介绍了作者在相关课题研究方面所做的工作和最新研究结果。     

美科学家借助DNA原理装配微芯片

美国明尼苏达大学教授理查德·基尔等人 ,利用DNA能按照既定模式自我组装的特点 ,用密集排列的常规接脚合成了“DNA框架” ,作为组装运算或存储用微电路的模板。研究人员称 ,“DNA框架”所指导合成的处理电路 ,集成度是目前最好的处理电路的 10 0 0倍。它指导合成的存储电路 ,集成度是目前CPU芯片中管线存储电路的 10 0倍。研究人员最早在 2 0 0 3年就发表了相关论文。如今 ,他们又对合成方法进行了改进 ,使微元件的组装更有效率 ,这一成果发表在去年 12月的美国化学学会刊物《纳米通信》上。DNA分子是自然界最好的信息存储材料 ,有科…     

以DNA为模板构筑纳米材料与分子器件

Moore定律正面临着挑战,即以硅材料为基础的集成电路元件尺寸正接近它的极限。而分子电子学有望作为一种解决的方案,替代硅电子学来构建更小的分子集成电路。DNA,以其独特的纳米尺度、分子线性结构、物理化学稳定性、力学刚性、自我识别能力以及自组装等优势,正逐步应用于分子电子学的各个领域。研究表明,DNA导电性存在着争议,而在此基础上以DNA为模板构筑纳米材料及分子器件正成为一个新的研究热点。本文在大量文献的基础上试图对以DNA为模板构筑分子导线、分子晶体管、分子计算机以及分子阵列等纳米材料及分子器件进行较为详细地归纳和总结,并对存在的问题和应用前景进行了分析和预测。     

基因组研究离诠释生命奥妙还有多远

基因组研究表明，人类与黑猩猩和老鼠的基因序列98％以上是相同的，是否是这1％～2％的基因的差异，就决定了人与黑猩猩和老鼠在表现型方面很大的差异?本文通过大量分析表明，由碱基(5个)→核酸[DNA→RNA(mRNA、rRNA、tRNA)]→氨基酸(22种)→蛋白质(数百千种)→染色体→基因组→性状，其遗传变异信息有逐级放大的过程。这是生物间基因序列虽然有98％甚至99％的相同，但表现型差异却较大的原因所在。基因序列完全相同，并不能说明基因功能相同，基因组研究的结果不能完全诠释基因功能表达的复杂过程。今后必将由序列基因组学→结构基因组学→功能基因组学→蛋白质组学深入发展，必须从网络层次研究基因表达，才能揭示生命的奥妙。另外我们使用的各种基因组研究技术和软件还有待改进，才能真正反映生物基因的差异。     

科学家绘出鸡的基因组序列草图

由多国科学家组成的两个小组前些时候宣布绘出鸡的基因组序列草图和遗传差异图谱,这两项成果在禽流感防治、改善家禽和人类健康等领域都将有应用价值。其中鸡遗传差异图谱的绘制工作由中国科学院北京基因组研究所负责。美国国家人类基因组研究所在一份新闻公告中说,在该所资助下,美国华盛顿大学威尔逊博士领导的一个小组经过一年工作,已首次成功测绘并组装出鸡的基因组序列草图。这也是迄今完成的首幅禽鸟类物种的基因组序列草图。科学家们选择了家鸡的远祖———红原鸡为测绘对象,绘出的草图中约包含10亿个碱基对。科学家们已将鸡基因组序…     

美研究发现鼠可产生阻止非典病毒复制的抗体

“我们在实验中发现鼠体内能够产生可阻止非典病毒复制的抗体,”美国国家过敏和传染病研究所坎塔·苏巴拉奥博士前些日在接受新华社记者采访时说,“这对非典疫苗的研制具有借鉴作用。”苏巴拉奥与她的同事在提前出版的4月号美国《病毒学杂志》上介绍了上述新成果,她是论文的第一作者。“我们的发现从原理上证明抗体能够阻止非典病毒的复制。”苏巴拉奥介绍说,一些研究人员目前正在探索通过激发人体免疫系统产生针对非典病毒的抗体来开发非典疫苗,而他们的新结果表明,这是一条正确的研究道路。此前科学家已经发现,实验鼠在感染非典病毒后不会…