奶牛性别鉴定

叙述了利用性别决定基因（SRY基因）PCR扩增进行奶牛性别鉴定的发展历史,在此基础上阐述了PCR技术和方法在奶牛胎儿性别鉴定中的应用及其存在的问题和应用前景.     

基于分层的平衡迭代规约聚类分析算法研究

详细分析讨论了BIRCH算法中存在的不足,并针对其不足进行一定的改进,提出了一种基于离差平方和的改进多闻值BIRCH算法,充分利用离差平方和来建立簇与簇的相关性,相对于单纯以簇之间的中心距离来建立相关性有一定的改进,同时在分裂因子的确定上采用了簇中直径的最大值,克服因采用经验值确定分裂因子的缺陷.最后,引入到基因序列图形表达数据聚类分析应用中.     

HIV-1复合多表位基因的原核表达和多克隆抗体制备

为表达HIV-1复合多表位基因并制备其多克隆抗体.设计引物,以HIV-1标准株全长cDNA序列为模板,PCR扩增获得p24基因片段;合成改造后的多个表位基因MEG并且与p24片段相连接,克隆入大肠杆菌.将测序正确的p24MEG基因克隆入原核表达载体pET32a并诱导表达.采用Ni2 -NTA亲和柱纯化目的蛋白,以p24抗体对纯化蛋白进行Western-blot分析.将纯化的融合蛋白免疫家兔制备多克隆抗体.通过PCR成功获得长度为651 bp的HIV-1的p24片段,获得了与多表位基因连接后的p24MEG基因,通过诱导表达,显示在相对分子量约45 000处有预计大小的特异性条带,表明成功表达出融合蛋白.经此纯化的融合蛋白免疫的家兔能产生特异性抗体,其滴度达到1:3 200.纯化的融合蛋白和多克隆抗体为研究新型HIV疫苗奠定一定的理论和实践基础.     

厚叶木莲(Manglietia pachyphylla)基因组草图

厚叶木莲（Manglietia pachyphylla）为木兰科（Magnoliaceae）木莲属（Manglietia）的木本植物,零星分布于我国广东省和广西壮族自治区,为国家二级重点保护野生植物。了解濒危物种基因组信息及其遗传多样性有助于合理地保护和利用濒危物种,实现濒危物种的解濒和复壮。为此,本研究通过高通量测序方法对厚叶木莲基因组进行测序,并利用测序数据开展厚叶木莲基因组草图的组装;之后,基于组装的基因组预测其中的重复序列和基因,进行系统发育和基因家族分析。结果表明,组装的厚叶木莲基因组大小为2 092 298 891 bp,包含676个组装序列,N50（将组装的序列按照长度由大到小进行累加,当累加到某个序列时,累加的值为基因组50%的长度时,此序列的长度即为N50）为7 961 115 bp;利用BUSCO （Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs）,针对“eudicots”和“embryophyta”这两个BUSCO单拷贝基因库,对基因组组装的完整性进行评估,组装的厚叶木莲基因组完整性分别为96.6%和98.8%。厚叶木莲基因组有76.5%的序列为重复序列,共有37 900个基因,这些基因编码了41 675个蛋白质序列。系统发育分析发现厚叶木莲与望春玉兰（Magnolia biondii）聚在一起,两者分化时间大致为10 500 000年前。厚叶木莲中与木质部/韧皮部、肌动蛋白丝、热、光合作用以及多种次生代谢相关的基因家族显著扩张,其中次生代谢相关基因在厚叶木莲基因组上呈串联和近端重复,这些基因的扩张和重复形成方式可能与厚叶木莲适应高海拔环境有关。本研究是国内外木兰科木莲属首个基因组报道,为更好地保护和开发厚叶木莲及木兰科其他物种的种质资源提供了遗传信息和参考。     

小鼠囊胚发育阶段miRNA表达的研究

研究小鼠囊胚发育阶段miRNA的表达,探讨miRNA在着床前胚胎发育中的作用.采用miRNA芯片技术和RT-PCR方法,鉴定小鼠囊胚发育阶段miRNA的表达.在小鼠囊胚发育阶段共筛查到124个miRNA,其中包括与发育和细胞分化相关的miRNA let-7e、miR-125a和miR-181a.说明小鼠囊胚发育阶段表达大量的miRNA,有可能对着床前胚胎发育和分化过程起重要的调控作用.     

泛素调节的蛋白质降解--2004年诺贝尔化学奖成果简介

以色列科学家阿龙·切哈诺沃(Aaron Ciechanover)、阿夫拉姆·赫什科(Avram Hershko)和美国科学家欧文·罗斯(Irwin Rose)因发现泛素调节的蛋白质降解被授予2004年诺贝尔化学奖.泛素是一种含76个氨基酸的多肽,存在于除细菌外的许多不同组织和器官中,具有标记待降解蛋白质的作用.被泛素标记的蛋白质在蛋白酶体中被降解.泛素控制的蛋白质降解具有重要的生理意义,它不仅能够清除错误蛋白质,对细胞生长周期、DNA复制以及染色体结构都有重要的调控作用.     

精子载体法转GFP基因文昌鱼活体胚胎的获得

头索动物文昌鱼是脊椎动物与无脊椎动物在进化上的过渡类型, 是进化发育生物学研究的模式生物[1]. 研究和比较文昌鱼和脊椎动物发育过程的基因调控, 对于了解脊椎动物的起源和进化, 尤其是了解在原始脊索动物向脊椎动物进化的转折点, 基因调控变化如何影响了身体图式(body plan)进化有着重大意义. ......     

"设计婴儿"能拯救人类吗

如果给你一个选择权,让你可以重新选择孩子的眼睛、头发以及皮肤的颜色,你愿意吗?除了这些选择外,你或许还想让你的宝宝今后变得更高大些、更苗条些或是更加有力量。这就是备受争议的“设计婴儿”。“设计婴儿”究竟会给人类的生活带来何种影响呢?杰米不是“独生子女”杰米的出     

遗传学

之所以人是人,土豚是土豚,卷心菜是卷心菜,都与一种称为DNA的细长螺旋分子有关。DNA是税氧核糖核酸的简称。DNA存在于所有生命体内。当然,也包括你,你体内的民用工业细胞都含有这类分子。在这些细长的螺旋链里,拥有称为基因的指令组。你身上大约有3-5万个基因。它们成对出现,一个来自父亲,另一个来自母亲。每一个基因都是一个小蓝图,带有父母“写下”的指令,以告诉你的细胞如何创造出独特的你。     

基因治疗

基因治疗是一种主要用于修正疾病相关的缺陷基因的技术。截至2005年1月,全球共有1020个基因治疗临床试验。基因治疗由于尚存在药物生命周期短、给药途径、多基因病和免疫反应等方面的问题,目前还基本处于实验阶段,在临床试验还不是很成功。虽然如此,基因治疗具有经济、直接、高效的优点。在科学家未来的不断努力下,前景十分光明。一、基因治疗的概念人类疾病都是环境因素(如化学物质、辐射、病毒、细菌、营养等)与体内因素(如精神因素、激素、代谢等)共同作用的结果。环境因素与体内因素的相互关系,相当于外因和内因,内因起主要作用,外因通过内因起作用。基因是生物功能的可遗传的单位,是内因的最基本的表现形式。对于非传染性的人体自发性的疾病,主要是人自身的基因及其表达产物出了问题。对于传染性疾病,则是外源的细菌、病毒等病原体通过他们的基因及其表达产物作用于人体而致病。因此,人类疾病的一个主要原因,是人体自身基因出问题,或外源病原体基因及其产物作用的结果。我们刚才提到了基因及其表达产物,现在更具体地说明这些概念的含义。在分子生物学中有一个中心法则,图1表示的是中心法则的示意图。图1 分子生物学的中心法则对人类而言,基因是人体染色体上脱氧核糖核酸(即DNA)的一段序列,是遗传信息的载体。DNA本身可以复制达到新陈代谢和遗传繁殖的目的。基因通过转录过程,产生RNA,即核糖核酸,并进一步通过翻译,生产出蛋白质,即功能作用的具体实现者,也就是我们说的基因表达产物。前面说到的基因出了问题,有以下几种可能：一是自身基因的异常或缺失,二是外源基因的攻击。相应的对策有：对于基因异常或缺失,就是设法加入正常的基因或产物,或补充缺失的基因或其产物,使其发挥应有的正常功能,例如直接加入最终表达物蛋白质。对于外源致病基因或自身病变基因,可以想办法使其不起作用,例如用化学药物阻止这些基因的复制、转录或翻译,或阻断其下游作用通路。可以想像,这些方法可以在中心法则遗传信息传递的任何一个环节使用。基因治疗就是从遗传物质本身,即基因入手,不必产生或纯化基因的最终产物,而是将基因,通常是通过一个载体直接导入人体,再利用人体自身就具有的基因复制、转录与翻译功能来产生这些产物,达到补充正常基因产物或对抗异常基因的目的(参见图2)。图2 基因治疗示意图二、基因治疗的主要特点：从基因治疗的原理可以推断出其主要特点：1.更加经济、方便。因为它利用了人体自身的表达系统和功能,毋需进行产物的分离纯化。2.理论上更加安全。因为它是针对某一特定的异常或缺失基因,不会带来其他的副作用。3.技术上要求更高。因为它必须将基因直接导入人体,并有效调控其表达,因而在操作技术上,特别在有效性与安全性方面提出了苛刻的要求。三、基因治疗涉及到的关键步骤1.基因的识别。识别DNA序列的哪些部分是基因,哪些不是,以及基因的功能为何。对人类自身基因而言,于2003年4月全面完成,中国也参与了的人类基因组计划,识别了3万多个基因。2.疾病的基因基础,就是发现疾病是哪些基因引起的,其作用机制如何。目前国际上的OMIM数据库,即人类孟德尔遗传在线数据库,已经收录了一万多条与疾病相关的条目。3.基因的导入系统。找到了致病基因后,下一个问题是,如何高效、靶向性地导入正常的基因。目前开发了多种导入系统,主要包括逆转录病毒、腺病毒、裸DNA、脂质体等。然而如何针对不同基因不同的目的区,构建高效的导入系统,仍然是科学家们正在不断探索的难题。4.基因表达的可调控性。基因之间存在非常复杂的调控关系,如图3表示的是老年痴呆症相关的基因调控关系,是非常复杂的相互牵制与协同关系。人体本身的基因,是处在整个基因组的大环境下,因而能够进行自身复杂的调控。而导入的基因是装在一个载体上,不具备这些复杂条件,而且我们对这些调控还不十分清楚,因而在什么时候基因该表达,什么时候不应该,以及该表达多少,仍然是巨大的难题。四、基因治疗的现状截至2005年1月,目前全球正在进行1020例基因治疗临床试验,其中约2/3处于临床一期,1.7%处于临床三期。图3 基因调控网络一例(选自KEGG数据库)从所治疗的疾病来看,66%的药物用于肿瘤,其次分别为单基因病(9.4%)、心血管病(8.1%)、传染性疾病(6.6%)等。从所使用的目的基因类型来看,细胞因子最多,占24%,抗原基因14%,肿瘤抑制基因12%,其他还包括自杀基因、缺陷基因、药物抗性基因、受体基因、复制抑制基因等。在地域分布上,美洲占67%,欧洲28%,亚洲、澳洲和非洲分别占1.9%、1.7%和0.1%。从所使用的载体系统来看,27%用的是反转录病毒,26%为腺病毒,裸DNA/质粒为15%。目前世界上只有一个基因治疗药物被批准上市,就是深圳赛百诺基因技术有限公司生产的“重组人p53腺病毒注射液”(商标名：今又生/Gendicine),于2004年1月20日获得国家食品药品监督管理局的准字号生产批文上市。p53是一个肿瘤抑制基因,所以该药主要用于治疗肿瘤。五、基因治疗面临的主要挑战1999年美国一位18岁男孩因为接受基因治疗导致多个器官衰竭,而这据信是因为引起严重的免疫反应而造成的。2002年8月和2003年1月初法国一位小孩和美国一位小孩分别出现了白血病类似的症状,因此美国FDA(食物与药品管理局)在2003年1月暂停了所有在血干细胞上使用反转录病毒载体的基因治疗临床实验。全球对于基因治疗也因此持非常谨慎的态度,这反映在最近几年新批准的基因治疗临床试验方案有所减少：在1999～2004年间,全世界新批准的基因治疗临床方案从117个减少到58个,今年到一月份的数字为1个。总结起来,基因治疗面临的主要挑战在于：1.基因效应时间较短。2.免疫反应：过分反应,特别是重复治疗时。3.病毒载体的问题：病毒虽然经过灭活,但可能会再获得功能而致病。4.多基因病的问题：一个基因不能解决问题,转入基因未必是真正的缺失或异常基因。六、总结基因治疗是从最根本的遗传物质,即基因入手来修正人体功能的缺失或异常,具有经济、直接、高效的巨大优点。虽然在技术上要求很高,以至目前只有一个上市产品,同时还出现了一些失败和挫折,这些挑战将持续很长时间,但从历史发展的规律来看终究是暂时的,在科学家的努力下必将逐步得到解决。因此基因治疗的前景十分光明。