朊病毒中是“唯蛋白”(protein-only)还是“存在类病毒”(virino)?——从生命科学研究角度对朊病毒研究的反思

传染性脑神经疾病研究领域时对朊病毒的研究在近年来一直处于一个困境,本文对朊病毒研究的历史和进行了精要的评述,着重阐述了“唯蛋白”假说的建立和发展及其中存在问题的根源,包括为什么“唯蛋白”论无法被完全接受,并指出为彻底解开分子神经科学中的朊病毒之迷,有在碍技术及理论上的障碍尚待冲破,旨在不仅能够帮助更多的科学工作者理解朊病毒现象,而且指出这方面的工作需要得到除分子基因学和蛋白科学以外领域的大量科学家     

朊病毒疾病将如何发展?

疯牛病是传染性海绵状脑病(朊病毒病)的一种,1985年在英国暴发的疯牛病引起了全世界的关注.发生疯牛病的分子机制是疯牛病病毒诱导细胞型朊蛋白的构象发生变化,从富含?-螺旋的细胞型朊蛋白转变为富含?-折叠的疯牛病病毒,导致这种构象变化的原因目前仍然未知.这类传染性的神经退行疾病目前仍然没有有效的治疗方法.虽然禁止肉骨粉作为动物饲料明显地抑制了疯牛病的进一步流行,但是羊瘙痒病、水貂传染性脑炎和鹿慢性消耗性疾病等朊病毒疾病的流行病学表明朊病毒已经并将持续存在于自然界,而和人类健康息息相关.除朊病毒病外,多种神经退行疾病如阿尔兹海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈病等致病的原因都是由蛋白质异构引起的,因此阐明朊病毒疾病的致病机制对于其他神经退行疾病的研究有重要的借鉴意义.本文回顾了几大类传染型朊病毒疾病的发生历史和现状,依据朊病毒的发生及传播特性指出朊病毒疾病不可能被根除并存在暴发的潜在可能.     

朊病毒研究：接下来的前沿

虽然导致朊病毒疾病的感染原的确切结构还不清楚，但其分子遗传学重要特征已被阐明。从疯牛病到人的传染力强烈表明需要充分理解并重视朊病毒生物学。可传播亚急性海绵状脑病（ThEs）——包括羊瘙痒病，牛海绵状脑病（BSE），克-雅氏病（QJD）在内的研究充满了困难。致病的传播     

朊病毒的基因及其蛋白质结构生物学的研究

朊病毒是一种只含有蛋白质而不含有核酸的蛋白侵染颗粒,能造成哺乳动物的脑部病变。它是由正常形成的蛋白错误折叠成致病蛋白而组成的。两种结构异型的蛋白ＰｃＰ＾ｃ和ＰｒＰ＾Ｓｃ来源于同一基因,具有相同的氨基酸序列和共价修饰,但是在三维结构有很大的差异。朊病毒的繁殖是通过正常形式蛋白转变为致病形式而完成的。朊病毒疾病的传播具有种特异性和病毒株系特异性的特点,这是由于其一级结构的差异而在三维结构上形成不同的构     

双面朊病毒

<正>库鲁病、疯牛病,甚至可能包括阿尔茨海默病……为何名为朊病毒的蛋白质能催生这些疾病？朊病毒究竟是敌是友？20世纪50年代,两名医生在偏远的新几内亚高地上研究库鲁病（一种当地流行的怪异神经疾病）的病因。在对死于库鲁病的患者进行尸检后,他们发现：患者大脑部分神经元缺失,并存在大量微孔。这一发现引起一名兽医的注意,他注意到库鲁病和羊瘙痒症之间的相似之处,并建议将库鲁病患者的大脑提取物接种到动物体内,以验证这两种疾病之间的关联。     

朊病毒挑战“圣经”——1997年诺贝尔医学奖

20世纪创立的生物遗传学的“圣经”是:任何生命体繁殖后代时,都必须依靠DAN和RNA。然而一个美国青年学者,早在80年代初就向这个“圣经”挑战说“不”。到90年代后,他的研究得到越来越多的验证,从而受到世界生命科学界的认同。他——斯坦利·普鲁西内尔,因而荣获了1997年诺贝尔医学奖。 普鲁西内尔1942年出生于美国加利福尼亚州,现执研于旧金山加利福尼亚大学,任神经病学教授。他因发现朊病毒而获得象征着     

单分子科学的机遇与挑战

单分子作为物质世界中独立稳定的最小单元,是构造物质的基本单元,是最稳定的量子化单元.单分子研究是对人类表征和检测技术极限的挑战,已经成为各国竞争的制高点.单分子科学作为一个前沿交叉领域,融合了分子结构设计、单分子超分辨、单分子物理化学性质研究、理论模拟等多层面工作,孕育着不可估量的突破.本综述以单分子科学为主题,对该领域的整体发展概况和突破性成果进行系统梳理.首先,从基础科学与应用两个层面介绍单分子科学与技术研究的意义;然后,重点阐述基于电学、力学、光谱学等技术对单分子不同维度性质进行表征的进展,并着重介绍我国学者为推动单分子科学研究领域发展所作出的巨大贡献;最后,归纳并展望未来单分子科学领域发展所面临的机遇与挑战.     

蛋白折叠预测

蛋白折叠是指蛋白质分子从线性高分子形成有生物学功能的三维结构的过程.迄今为止,蛋白折叠已经有50余年的研究历史,成为一个十分宽广而活跃的研究领域.本文简要回顾了蛋白折叠问题的提出背景和研究历程,并从蛋白折叠过程预测、折叠过程相关参数的预测、蛋白折叠结果预测、折叠结果相关参数的预测等四个方面介绍了蛋白折叠问题的研究进展.最后,指出了蛋白折叠研究领域值得关注的一些未来的发展方向.     

国家自然科学基金重大项目“禽流感关键基础科学问题研究”结题

国家自然科学基金委员会于2010年1月4日在北京组织专家对国家自然科学基金重大项目禽流感关键基础科学问题研究(NSFC30599430)进行了结题验收.该项目在禽流感病毒分子流行病学、病毒蛋白结构与功能、感染机     

“生物能力学”

本书的特点是,它并非对生物能力学作詳尽的闡述,而是对未知的科学領域大胆地提出个人的見解与推測,并以通俗的解释引导讀者去思考生物物理与生物化学迫切等待解决的一些重要問題。作者在本书中提出了生物体內能力学过程的几个基本假說。他认为在生物現象中存在着两个不同的能量形式,即儲存在化合物中的“非活性”价鍵能和在生化过程中能传递和“迁移”的活性能量。生物对象中处于被束缚状态的水具有特殊的結构,这种水不仅是某种坚固的介貭,而且是一种有利于“活性”能积累和传播的介貭。作者更进一步指出:“活性”能也就是組成生活物貭的蛋白貭、核酸以及其他成分的分子或分子体系的电子激发能。作者力求     

原子、分子和光学

原子、分子和光学程敏玖编译最近发表的国家研究会议的报告─—“原子、分子和光学”，引起了自然科学家、工程师和物理学家们的兴趣。功能强大的实验手段与计算机辅助的理论研究方法相结合．至今已在许多科学领域及工业和医药业大量的实际应用方面产生了大批有益的启示。...     

激光在化学反应中的量子控制

本世纪最大科学成果之一的量子学理论确立以来,对如何观察、控制分子的量子状态,探索分子量子状态与物质性质的关系成了近年来科技界的重要研究课题.半个世纪以来,由于激光、半导体和光学技术的迅速发展,目前,科学家已经实现了对单个分子的观察和动力学控制.在分子科学的微观领域中,科学技术工作者已开始利用激光技术进行分子的设计,化学反应过程中的观察和控制.在化学领域中,利用激光技术进行基础和应用研究已经相当普遍,而在同位素分离和光化学反应(光合成、光分解、光催化)等方面出现的大量科技成果引起了国际学术界的极大关注.为此,科技…     

面向分子科学的数据智能

分子科学是化学的核心,也是生物、材料、药学等学科的基础.传统的分子科学研究通过实验或理论手段进行,研究成本高、周期长,难以处理高复杂度体系.随着大数据时代的到来,数据驱动的人工智能研究已成为继实验、理论和模拟之后的第4种科学研究范式.数据驱动的机器学习凭借其快速高效的数据处理能力,在分子科学领域展现出巨大的发展潜力.尤其是在分子性质预测、分子设计、化学反应预测及逆合成、量子化学计算、自动化合成等领域获得了广泛应用.本文首先介绍面向分子科学数据智能研究过程中的3个关键部分,即分子科学开放数据集、分子描述符和机器学习算法;然后,列举机器学习在不同分子科学研究方向中的重要应用案例;最后,分析讨论该研究领域可能存在的挑战及潜在发展方向.     

生物科学的前沿(上)

本文叙述当代生物学中“分子革命”的历史,并着重说明其对细菌遗传学的出现、遗传学与生物化学的结合、以及研究大分子技术的巨大进步这三者的依存关系。这方面的中心问题包括:由核酸和变构蛋白携带的分子信息的传输;一维信息结构到三维信息结构的自动转换;以及生物学多样性表现在分子机制上的惊人的统一性。本文还将简述分子水平与形态学水平研究的结合,这种结合为细胞生物学开辟了广阔的领域。此外也约略涉及当前在另一些水平上对生物学提出了挑战的某些尖端问题。     

超分子手性的动态调控及功能化

超分子手性的研究对于促进生命科学﹑材料化学等相关学科的发展具有非常重要的价值,已发展成为当前手性科学领域的热点之一.动态的智能超分子手性材料具有良好的刺激响应性,其组装结构和功能特性随外界环境的改变而发生敏感的变化.本文介绍了超分子手性的组装原理,详细阐述了光、温度、氧化还原、p H、溶剂、超声、离子、浓度等刺激对超分子手性的动态调控,着重综述了超分子手性在手性模板、手性开关、手性液晶、手性催化、手性传感、圆偏振发光材料及生物医用材料等方面的功能性研究.这些成果为超分子手性的研究领域拓展了新的发展空间,为手性科学问题的研究提供了新思路和新方法.     

几何代数和几何计算(一)

数学是研究现实世界的“数”与“形”的科学。数学就是围绕这两个概念的演变而发展的，也通过这两个基本概念应用到各个不同的领域中去。代数是研究“数”的学科，几何是研究“形”的学科。数学科学发展的历程中两者彼此独立，又相互缠绕。几何（形）的概念用代数（数）表示，几何的目标可经过代数计算实现；反之，代数语言赋有了几何背景，可更加直观地理解它们的意义。发现它们的丰富内涵。吴文俊院士指出：几何代数化，在近代数学的兴起和发展过程中发挥着决定性的作用。     

从“猜想”到“范式”

本文是美国科学哲学家George F.Kneller所著《科学——人类的探求》(Science-The Human Endeavor,New York,1978)一书中的一章。这本书生动而通俗地介绍了科学的一般特征和一般发展规律,是一本富有特色的“科学概论”。本章则深入浅出地描述了本世纪从逻辑实证主义到波普尔、库恩的现代科学哲学发展概貌,包括作者自己对各个学派的评论,读之颇富情趣。这对我们研究辩证唯物主义的科学观和科学方法论,可能有所启迪。     

搞“伪科学”者的活动方式——在“捍卫科学尊严,破除愚昧迷信”研讨会上的发言(节选)

y1.打科学旗号反对科学。 “伪科学”的基本特征之一就是违反和否定已被千百万人无数次科学实验所反复证实了的科学原理、科学定理和定律。他们把违背科学定律如能量守衡定律,物质不灭定律等看作是自己的创造和成就,但却还要宣称自己的愚昧和迷信是“科学’,甚至公然说是“违背科学的科学”。他们往往把和科学对立的迷信思想和活动冠以“预测学”,“人体科学”,“研究天、地、人的学说”……等美名。     

驱动蛋白超家族在多种疾病的发生和发展中的作用

细胞内物质运输是细胞发挥正常生物学功能的基础.驱动蛋白可作为运送细胞内物质的载体,通过与不同的骨架蛋白结合以识别不同的分子货物,从而参与这些分子货物下游的生物学效应.没有运输活性的驱动蛋白也可以通过其自身对某些分子信号通路的调节而发挥其功能.大量研究表明,驱动蛋白广泛地参与了多种疾病的发生发展过程,如神经性疾病、代谢性疾病、肾病、癌症等.本文将对近年来诸多关于驱动蛋白与疾病的研究进行综述.     

基础研究与“短平快”

2月 2 8日传来一个喜讯 ,空缺了四年的国家自然科学一等奖终于有了得主———中国科学院院士上海有机化学研究所蒋锡夔研究员 ,得奖项目是物理有机化学前沿领域内的———“有机分子族集和自由基化学的研究”。不难看出这是纯基础科学的研究项目 ,这是蒋院士带领 5 4人、历时 2 0多年的拼搏才取得的。令人惊奇的是如此重大的研究项目只花了国家 2 86万元 ,平均每年仅不到 1 5万元。所以被人赞美为“国家花钱最少的大项目”。如果当初用“短平快”去要求蒋院士 ,恐怕课题组早被取消了 ,不可能有今天的国家自然科学一等奖。不知从什么时候起“…