肿瘤微环境中的定量工程生物学

定量工程生物学在定量刻画肿瘤微环境方面起到了重要的作用,也推动了肿瘤免疫疗法的机制研究.然而在肿瘤免疫治疗的临床应用中,大部分病人对免疫治疗无响应.因此,免疫治疗的响应机制是研究肿瘤免疫疗法的重点和难点.其中,肿瘤微环境被认为是该研究领域的重要突破口之一.针对肿瘤微环境的定量测量与定量数据分析对肿瘤免疫疗法的机制研究产...     

合成生物学在医学中的应用

合成生物学是21世纪初出现的一门重要前沿交叉科学。在医学领域中,对利用合成的生物学回路来弥补功能异常以达到治疗目的,有越来越多的探讨,正促使医学合成生物学诞生。合成生物学(synthetic biology)是2000年出现的一门融汇生物学、工程学、化学和信息学等学科而成的交叉科学。目前对合成生物学的定义还存在不同认识,较普遍接受的观念是:①为了应用目的,重新设计现存的自然生物学系统;②设计和建造全新的生物学元件、回路和系统。从这样的观念出发,合成生物学与有机     

定量工程生物学的化学蛋白质组学支撑性技术

定量工程生物学是一门前沿交叉学科,通过设计-合成-测试-学习-再设计路线将不同的生物元器件组合,形成可以执行特定功能的基因线路,再经过不断优化获得稳定的、可控的基因线路,最后将设计优化后的线路引入不同的生命体,以达到预设的目的.这种变革性的方法可以创建一些能够灵敏感知和响应各种环境的工程系统,但在其中的功能检测环节,化...     

热休克基因mRNA定量RT-PCR检测方法的建立及其应用

广泛存在于生物细胞中的热休克蛋白（ｈｅａｔ ｓｈｏｃｋ ｐｒｏｔｅｉｎｓ,ＨＳＰ）不仅在机体的应激保扩、生长发育中起重要作用,而且与疾病的发生密切相关因此,建立准确检测细胞中ＨＳＰ基因表达水平的ＲＴ－ＰＣＲ方法对基础及临床研究均具有重要意义。首先应用ＤＮＡ重组技术及体外转录体系制备了一种能用作测定ｈｓｐ７０,ｈｓｐ９０α及ｈｓｐ９０βｍＲＮＡ的复合内参照ＲＮＡ;然后,通过对反应条件的优化、选择,建     

合成生物学在活体功能材料构建上的应用

材料是人类赖以生存与发展的物质基础,代表了一个时代科学技术成果的最前沿.近年来飞速发展的合成生物学,通过改进现有系统或构建全新的生物体系,极大地促进了对生物本身的了解,拓宽了生命科学的应用范围.将构建的生物体系进一步结合材料科学中的设计工具及方法,便诞生了活体功能材料这一概念及领域.与传统材料不同,活体功能材料以活体细胞为结构单体组装材料,活体细胞本身成为材料的工程化设计工具以及技术设想和实现途径的基本单元.将编程后的工程活细胞组装、裁剪成具有生物系统特性的活体功能材料,将活体细胞的自我修复能力等特性融入材料,进一步拓展了原有材料的性能.本文将着重介绍活体功能材料的产生、发展及近年来取得的相关成果,在此基础上对活体功能材料未来的发展进行展望.     

合成生物学与人工生命体

计算机出问题不能工作了,通常我们会选择重装操作系统,而类似的想法在活的细胞中也能够实现.这是怎么回事呢?2007年10月6日,基因组研究先锋美国克雷格·文特尔研究所(J.Craig Venter Institute)已成功地合成了生殖支原体(Mycoplasma genitalium)的基因组.     

细胞骨架与早期基因mRNA定位的相关性研究

近年来利用高压电子显微镜、组化、生化和冰冻蚀刻等技术发现了一些mRNA,多聚核糖体及蛋白转译延伸因子在细胞骨架上的定位。蛋白转译机构在细胞骨架上的定位,提示细胞骨架可能与基因表达有关。早期基因c-jun,c-fos,c-mys的产物都是转录因子,对Go至S期有重要调节作用。Zambetti等发现微丝解聚剂——细胞松弛素D（Cytochalasin D,CD）可刺激Hela细胞。c-fos的转录活性,并发现问期细胞中80％的c-fos mRNA与细胞骨架相结合,而CD处理使微丝解聚后,70％以上的mRNA出现在可溶相中, 但微丝解聚剂对C-jun,C- myc的转录活性是否有影响,其mRNA是否与细胞骨架相结合,迄今尚未见报道,本文利用     

从首个合成细胞看合成生物学的现状与发展

合成生物学是一门新兴交叉学科,诞生至今已在医药、能源、环境、农业等多个领域展现出巨大的应用前景和发展潜力,对探索生命起源与进化等生物学基本问题亦发挥重要作用.随着2010年5月首个合成细胞的诞生,合成生物学再次引起了社会各界的高度关注和广泛讨论.欧美等国已在合成生物学领域开展多项研究并已取得诸多成果.为了推动和促进这一新兴学科在中国的发展,本文在阐明合成生物学概念及研究内容的基础上,一方面综述了合成生物学的研究现状及国内外发展,分析了合成生物学所面临的机遇与挑战;另一方面,对合成生物学未来的发展,尤其是在中国的发展作出展望.     

问题探究法在生物学教学中的应用

问题探究教学就是教师根据生物学教学内容中的系统性和内在联系性,利用学生的求知欲望、好奇心理和对知识的接受掌握规律,教师在教学中把教材中的重点,难点分隔成一个个逐层深人的渐进式单位,把各个知识点分析、综合后有机地结合起来进行教学,对每一个知识点都要有计划,有目的地针对性设疑,以激发学生的学习兴趣和探究知识的热情。我在“根的吸收作用”一节课中采用问题探究教学方法取得了良好的教学效果。     

分子生物学技术在环境生物学中的应用

分子生物学技术在环境生物学中有广阔的应用潜力.主要表现在以下几个方面:核酸杂交技术是最直接的检测特定微生物系统的方式;由于PCR可以从少量复杂的微生物全细胞混合提取物中扩增含量极低的目的DNA或RNA序列,由此衍生出多种用于监测和定量特定微生物系统的相关技术;DNA多态性技术则被用来跟踪特定微生物种群的基因变异和多样性.应用荧光原位杂交技术(FISH),则可以研究微生物群落的建筑学;为了更有效地降解和整治环境中难以对付的复杂的污染物,有必要构建相应的基因工程微生物和基因工程植物.同时,转基因植物释放到环境中所带来的生态学风险以及应用分子生物学技术对其进行评估已引起人们的注意.     

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...     

原子力显微镜技术及其在细胞生物学中的应用

从原子力显微镜的发展、特点、操作模式以及联用技术等方面对原子力显微镜技术作了简要的介绍, 从细胞固定方法、细胞成像、力检测以及细胞操纵等方面综述了原子力显微镜技术在细胞生物学方面的应用, 并对原子力显微镜技术的发展进行了展望.     

合成生物学优化微生物碳代谢过程中的碳保存与碳固定

随着化石资源的过度开发和利用,由CO₂过度排放引起的全球变暖已经引起全世界的高度关注,亟待找到可持续的替代解决方案.利用微生物作为细胞工厂,对天然碳代谢途径进行改造以实现更大程度的碳保留及利用天然碳固定途径和人工固碳途径,将碳源转化为可利用碳物质,是减少碳排放、缓解温室效应的有效途径.本文以微生物系统在其代谢过程中优化碳保存及碳固定的能力为主要标准,主要总结了近年来人工碳保留途径和人工固碳途径设计合成方面取得的进展,并进行了比较分析,讨论了以微生物作为细胞工厂实现绿色低碳可持续生产的价值.随着合成生物学的不断发展,越来越多的二氧化碳固定机制将被挖掘和开发,用于重构微生物代谢,实现高效的生物制造,开启工业脱碳的正循环.     

逆转录病毒介导的hEPO cDNA基因转移及其在大鼠原代培养细胞中的表达

慢性肾哀在我国是一种发病率较高的疾病,慢件肾衰患者中90%以上伴有肾性贫血,这种贫血又称之为难治性贫血,它是引起尿毒症病人许多常见症状的一个重要原因,因此对于慢性肾衰患者,贫血的纠正具有重要临床意义.目前临床治疗主要依靠少量长期不断输血和重组促红细胞生成素(FP0)体内反复应用,这两种措施均不能根本纠正机体红系造血机能,而且给患者造成严重的经济负担,此外,长期输血还有可能引起肝炎、爱滋病病毒的感染.既然慢性肾性贫血是由于肾脏的慢性病变导致机体内源性EPO产生的绝对或相对不足     

DPH2L基因在细胞分化/凋亡中的降调节——mRNA差异显示的应用

为鉴定维甲酸诱导的人肺癌细胞分化/凋亡相关基因,采用mRNA差异显示的方法对全反式维甲酸处理前后的人肺腺癌细胞系GLC82的mRNA表达模式进行了分析。6个cDNA片段被分离和克隆。其中1个对应于序列已知而功能未知的人DPH2L基因。该基因的2.3kb全长cDNA最初是从人卵巢癌的关键缺失位点17p13.3上分离出来,并被认为是一个候选的肿瘤抑制基因。结果显示DPH2L是一个广泛表达的基因,除已报道的2.3kb转录本外,还有另外一个1.7kd的主要转录本。在全反式维甲酸和N-（4-羟苯）维甲酰胺4HPR诱导的几种肿瘤细胞的分化/凋亡过程中DPH2L呈降调节,由此提示DPH2L可能并不起肿瘤抑制基因的作用,相反,它的降调节可能参与了从细胞生长到细胞分化或凋亡的转换过程。     

光镊与DNA纳米技术在膜生物学研究中的应用

生物膜是生命活动中信号传导和物质运输的平台。近年来,多学科的交叉应用为膜蛋白介导的膜融合与分裂、囊泡形成与分泌,以及脂质代谢的调控机制等膜生物学研究带来了新的信息。例如,单分子光镊力谱方法通过精准、定量地检测蛋白与膜的相互作用,为在时空维度上理解这一生物过程的复杂调控机制提供了强有力的手段。此外,DNA纳米技术通过构建纳米尺度可编程的自组装结构,提供了可精确修饰与功能化的分子器件。经过疏水修饰的核酸纳米器件可以作用于磷脂膜或生物膜,进而对膜进行表面改性、诱导形变、控制理化参数以及跨膜通信等调控操作。该领域的进步将为细胞生物学机制研究、分泌囊泡的分析检测、人工脂质体的制备优化、新型分子载具开发以及新型药物开发提供特色的工具手段,并构建新颖的体系平台助力合成生物学、化学生物学以及分子医学的发展。     

转铁蛋白-转铁蛋白受体系统在药物运输和定向给药中的应用

近年来, 药物的定向运输和定点给药系统的研究已取得了可喜的进展. 转铁蛋白-转铁蛋白受体系统在抗癌药物和蛋白质的定向运输以及作为基因载体在扩散的恶性肿瘤细胞基因治疗中的应用研究已接近临床使用阶段. 药物经转铁蛋白-转铁蛋白受体介导通过血脑屏障进入脑内发挥药效的给药途径的研究也给脑疾病的治疗带来了巨大希望.     

桥梁的检测与鉴定在工程中的应用

文章通过调查事实和现场、室内检测数据,对某在役桥梁进行鉴定并得出技术性结论,也更加肯定了桥梁的检测与鉴定在工程中的作用.     

DPH2L基因在细胞分化/凋亡中的降调节——mRNA差异显示的应用

为鉴定维甲酸诱导的人肺癌细胞分化／凋亡相关基因,采用ｍＲＮＡ差异显示的方法对全反式维甲酸处理前后的人肺腺癌细胞系ＧＬＣ８２的ｍＲＮＡ表达模式进行了分析。６个ｃＤＮＡ片段被分离和克隆。其中１个对就于序列已知而功能未知的ＤＰＨ２Ｌ基因。该基因的２．３ｋｂ全长ｃＤＮＡ最初是从人卵巢癌的关键缺失位点１７ｐ１３．３上分离出来,并被认为是一个候选的肿瘤抑制基因。结果显示ＤＰＨ２Ｌ是一个广泛的基因,除已报道的２     

粉煤灰在混凝土工程中的应用

文章主要阐述粉煤灰的形成和物理化学成分,同时对水泥混凝土和粉煤灰混凝土的结构性能进行了分析,进一步阐述导粉煤灰在混凝土工程应用的广阔前景.关键词:粉煤灰;混凝土;工程;应用.