生物前沿知识汇总

合集下载

生物化学的前沿科技资料汇总

生物化学的前沿科技资料汇总

生物化学的前沿科技资料汇总生物化学作为一门交叉学科,涉及到生物学和化学的知识,通过研究生物体内的化学成分和反应过程,揭示了生命的奥秘。

随着科技的不断进步,生物化学领域也在不断发展。

本文将为您汇总一些生物化学的前沿科技资料,带您了解最新的研究进展。

一、基因编辑技术基因编辑技术是目前生物化学领域的热门话题之一。

CRISPR-Cas9系统作为一种新兴的基因编辑工具,已经在基因组编辑、疾病治疗等方面取得了重要突破。

CRISPR-Cas9系统通过靶向DNA序列,实现了高效、精准的基因编辑,为基因治疗和疾病研究提供了新的可能。

二、代谢组学代谢组学是研究生物体内代谢产物的组成和变化规律的一门学科。

通过分析代谢产物的组成和变化,可以揭示生物体内代谢途径的调控机制,为疾病的早期诊断和治疗提供依据。

代谢组学在癌症、心血管疾病等领域的研究中具有重要意义,为精准医学的发展提供了新的思路。

三、蛋白质组学蛋白质组学是研究生物体内蛋白质组成和功能的一门学科。

通过高通量技术,可以对蛋白质组进行全面的分析,揭示蛋白质的结构、功能和相互作用等信息。

蛋白质组学在疾病机制研究、药物研发等领域具有重要应用价值,为个性化医疗和精准药物治疗提供了新的方法和手段。

四、化学生物学化学生物学是研究生物体内化学反应和分子机制的一门学科。

通过化学合成和分析技术,可以合成具有特定生物活性的化合物,并研究其在生物体内的作用机制。

化学生物学在药物研发、酶工程等领域的应用日益广泛,为药物发现和生物技术的发展提供了新的思路和方法。

五、结构生物学结构生物学是研究生物大分子结构和功能的一门学科。

通过X射线晶体学、核磁共振等技术,可以解析生物大分子的三维结构,揭示其在生物过程中的功能和调控机制。

结构生物学在药物设计、酶机制研究等方面具有重要应用价值,为药物研发和生物工程的发展提供了重要支持。

六、代谢工程代谢工程是利用基因工程和代谢工程技术,通过改造代谢途径和调控代谢网络,实现对生物体内代谢产物的高效合成。

高考前沿生物知识点

高考前沿生物知识点

高考前沿生物知识点一、基因编辑技术的突破随着科学技术的不断发展,基因编辑技术在近年来取得了重大突破。

基因编辑技术是指通过对生物基因组的修饰,能够精确地增加、删除或修改特定的基因。

这项技术的突破将有望为遗传性疾病的治疗提供新的途径。

目前,最为广为人知的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统。

这种技术利用CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)和Cas9(CRISPR-associated protein 9)两个组分,可在细胞内实现对目标基因的编辑。

CRISPR-Cas9系统比传统的基因编辑技术更为简单和高效,因此备受科学界的关注。

二、人工合成生物技术的突破人工合成生物技术又称合成生物学,是一门利用工程化方法构建新的生物系统的学科。

通过对生物体内的代谢网络进行改造,并利用化学或合成生物学技术构建全新的生物元件来实现特定的功能,进而为人类提供更多的应用和服务。

2014年,美国劳伦斯伯克利国家实验室的科学家合成了世界上第一个带有人类人工构建基因组的细菌。

这个创世细菌被称为“美洲杰尼逊菌”,它的出现标志着人工合成生物技术取得了重要突破。

随后,人工合成生物技术在医药、农业、环境保护等领域得到广泛应用,对推动人类社会的发展产生了积极的影响。

三、生物多样性与生态保护的关系生物多样性是指地球上生命的丰富度和多样性。

它是维持生态系统功能的基础,对人类的生存和发展具有重要意义。

然而,随着人类活动的不断扩张,生物多样性正受到越来越大的威胁。

生物多样性的丧失将导致生态系统的破坏和生态平衡的打破。

例如,某些植物的灭绝会导致相关的传粉昆虫失去食物源,进而影响整个生态系统中其他生物的存活。

因此,生物多样性的保护与生态系统的健康息息相关。

在生物多样性保护方面,重要的措施之一是建立保护区网络。

通过划定保护区域并限制人类活动,可以保护当地的生物多样性和生态系统,阻止生物灭绝的进程。

最新届高三生物科技热点知识复习

最新届高三生物科技热点知识复习
白血病是由于造血干细胞增殖分化异常而引起的恶性 增殖性疾病。当前治疗白血病的首选方法是骨髓移植。
专能干细胞
(二)基因工程
基因工程的基本内容及应用
1、转基因生物
①改变传统育种方法,缩短育种时间。可得到高产量、抗
有 性强的新品种。②克服异源、远源杂交障碍。③生产有利 利 于健康和抗病的食品。④利用转基因技术把高泌乳量基因、 方 瘦肉型基因等外源基因导入动物精子、卵细胞或受精卵中, 面 培育出符合人类意愿的动物。⑤利用转基因动物大量“生
防治措施: 1、加强对污染源排放的控制
2、推广简易有效的处理方法
(七) 生物入侵
指某物种从它的原产地,通过非自然途径迁移 到新的生态环境的过程。(如薇甘菊、水葫芦、福 寿螺等的入侵)
方法 途径
(细菌、真菌、病毒杀虫剂)
③利用昆虫激素(性引诱剂)
④杀虫抗生素
(三)绿色食品
指按照特定的生产方式生产,经过专门机构 认定和许可后,使用绿色食品标志的无污染、安 全、优质的营养食品。
绿色食品分为A级和AA级两类,主要区别是: A级绿色食品在生产中允许限量使用限定的有机
化学合成物质。 AA级绿色食品在生产过程中不允许使用任何有机
潜伏期难以及时发现。
2、生物武器的优势 成本低,杀伤力强,持续时间长;使用
方法非常简单,且难以防治。
3、生物战剂分类
细菌类(炭疽杆菌、霍乱弧菌) 病毒类(天花病毒) 毒素类、衣原体类、真菌类等
〓 三.可持续发展
三、可持续发展
在满足当代人需要和发展的同时,不损害 人类后代满足其自身需要和发展的能力,实现 资源的可持续性利用与环境保护。
6.5 污水处理
可通过过滤、沉淀的物理方法,再通过多种 微生物的分解作用使其净化。

生命科学前沿资料

生命科学前沿资料

生命科学前沿1、什么是生物制药?生物制药有哪些分类?生物制药:是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的药品。

分类:发酵工程制药、基因工程制药、细胞工程制药、酶工程制药、蛋白质工程制药。

(五大工程)2、生物技术在生物制药中的应用体现在哪些方面?用于生物制药的生物技术包括有,发酵工程、基因工程、细胞工程、酶工程蛋白质工程这五大工程技术手段。

其应用分别论述如下:A、发酵工程制药:指利用微生物代谢过程生产药物的生物技术,主要研究微生物菌种筛选及改良、发酵工艺控制及选择、产品后处理等问题,重组DNA技术在微生物菌种改良中起着越来越重要的作用。

如:抗生素、维生素、医用酶制剂等的发酵生产。

B、基因工程制药:通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他的药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达,最终获得相应药物。

C、细胞工程制药:利用动植物细胞培养生产药物的技术。

D、酶工程制药:将酶或活细胞固定化后用于药品生产的技术.。

E、蛋白质工程制药:如应用蛋白质工程改进β-干扰素的稳定性及增强胰岛素活力。

3、生物技术的发展对生物制药的推动作用体现在哪些方面?涉及生物制药过程的生物技术有发酵工程、基因工程、细胞工程、酶工程、代谢工程和蛋白质工程这六大工程技术手段,其发展都将推动生物制药技术的进步。

首先,发酵工程的发展,将更有利于我们寻找到更高产、多产的菌株,得到更好发酵工艺条件和分离技术等,这将促进生物制药过程的高效率生产,降低生物制药过程中所需的费用,使其更优于化学制药等技术手段。

其次,通过利用基因工程技术手段,我们可以将来自不同细胞的功能或目的基因克隆到同一细胞的基因上,或是对单个基因进行多拷贝克隆到载体菌株的DNA上,可实现菌株的高产和对多种底物的利用。

现在人们已经通过基因工程手段获得一些转基因动植物可以产生对人体有用的药物,而这些药物是到目前为止,基因工程应用于生物制药经历了三个阶段,细菌基因工程药物,细胞工程药物和转基因动物生产药物蛋白。

生物前沿知识汇总

生物前沿知识汇总

生物前沿知识汇总1、DNA编辑技术CRISPR-Cas9的突破自从2012年发现CRISPR-Cas9技术以来,这项基因编辑技术在生物学领域引起了巨大的轰动。

CRISPR-Cas9能够高效、准确地编辑DNA序列,具有广泛的应用前景。

这一突破为基因治疗、农业改良以及疾病研究等领域带来了新的可能。

CRISPR-Cas9技术的原理是利用Cas9酶与RNA导向子结合,形成一个可识别和切割DNA的复合物。

研究人员可以通过设计合成特定的RNA导向子,使其与目标DNA序列互补配对,然后Cas9酶将DNA切割成两段。

在切割的过程中,CRISPR-Cas9还可以引入外源DNA序列,实现基因的插入或替换。

这项技术的优点在于操作简单、成本低廉且高效。

相比传统的基因编辑方法,CRISPR-Cas9无需复杂的酶切、连接和转化步骤,只需合成设计好的RNA导向子即可。

因此,越来越多的实验室和研究机构开始采用CRISPR-Cas9技术进行基因编辑。

2、干细胞研究的突破干细胞是一类具有自我复制和分化潜能的细胞,具有广泛的应用前景。

随着对干细胞研究的深入,科学家们已经成功地实现了多种类型干细胞的诱导和扩增,为医学和生物科学领域带来了前所未有的机遇。

最具代表性的是诱导多能干细胞(iPSCs)技术,该技术可以将成熟细胞通过转录因子的介导,重新回到类似于胚胎干细胞的状态。

与传统的胚胎干细胞相比,iPSCs无需依赖于胚胎,避免了伦理争议。

研究者可以从患者身上获得成熟细胞,再经过特定的诱导过程得到iPSCs。

这为个体化医疗和组织工程提供了新的途径。

除了iPSCs技术,干细胞的分化和应用研究也在不断取得重大突破。

例如,科学家们已经成功将干细胞分化成具有特定功能的心肌细胞、神经细胞等。

这些分化的细胞可以用于疾病模型的建立、药物筛选和替代治疗等领域。

3、免疫疗法的创新与应用免疫疗法是一种利用免疫系统抗击疾病的治疗方法。

近年来,免疫疗法在癌症治疗中取得了令人瞩目的突破。

新高中生物重要知识点

新高中生物重要知识点

新高中生物重要知识点
细胞的结构和功能:细胞是生物体的基本单位,包括原核细胞和真核
细胞。

原核细胞如细菌,结构简单,没有细胞核;真核细胞如动植物
细胞,具有细胞核和其他细胞器。

遗传和进化:遗传是生物体将遗传信息传递给后代的过程,主要通过DNA复制实现。

进化是生物种群随时间适应环境变化的过程,达尔文的自然选择理论是解释生物进化的主要理论。

光合作用:光合作用是植物、藻类和某些细菌通过叶绿体将光能转化
为化学能,同时产生氧气的过程。

呼吸作用:呼吸作用是细胞利用氧气将有机物质分解,释放能量的过程,是生物体获取能量的主要方式。

基因表达:基因表达是指基因信息被转录成mRNA,然后翻译成蛋白质
的过程。

生物多样性:生物多样性是指地球上生物种类的丰富程度,包括遗传
多样性、物种多样性和生态系统多样性。

生态系统:生态系统是由生物群落和其环境相互作用形成的统一整体,包括生产者、消费者、分解者和非生物环境。

人体生理:人体生理涉及人体各系统如何协调工作,包括循环系统、
呼吸系统、消化系统、神经系统等。

免疫系统:免疫系统是生物体识别和清除外来病原体和有害物质的防
御系统。

遗传工程:遗传工程是指通过人工手段改变生物体的遗传物质,以实现特定的生物学功能或生产特定的产品。

生物技术:生物技术是应用生物学原理和方法,对生物体或生物分子进行改造和利用,以解决实际问题的技术。

环境保护:环境保护是指采取措施保护自然环境和生态系统,以维持生物多样性和生态平衡。

以上是新高中生物课程中的重要知识点,涵盖了生物学的基本概念、原理和应用。

高考生物现代生物科技知识点

高考生物现代生物科技知识点

高考生物现代生物科技知识点现代生物科技是高考生物中的重要板块,涵盖了许多前沿且关键的知识点。

下面咱们就来详细梳理一下。

首先,基因工程是重中之重。

基因工程,简单来说,就是按照人们的意愿,把一种生物的基因提取出来,经过改造和重组,然后导入到另一种生物的细胞里,从而定向地改造生物的遗传性状。

在基因工程中,我们得先了解工具酶。

比如限制酶,它能够识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点切割DNA 分子。

还有DNA 连接酶,负责把切割后的 DNA 片段连接起来。

获取目的基因是基因工程的第一步。

可以从基因文库中获取,也能通过 PCR 技术来扩增目的基因。

PCR 技术大家可得好好掌握,它能在体外大量扩增特定的 DNA 片段。

基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。

这个载体得有启动子、终止子、目的基因和标记基因等部分。

启动子就像是一个开关,能启动基因的转录;终止子则告诉基因转录什么时候结束。

接下来是将基因表达载体导入受体细胞。

不同的受体细胞,导入的方法也不一样。

比如导入植物细胞,可以用农杆菌转化法,还能用基因枪法、花粉管通道法;导入动物细胞,常用的是显微注射法;导入微生物细胞,一般用感受态细胞法。

基因工程的应用那是相当广泛。

在农牧业方面,能培育出抗虫、抗病、抗逆的新品种;在医药领域,可以生产胰岛素、干扰素等药物;在环境保护方面,能通过基因工程改造微生物,来降解有毒有害的物质。

再来说说细胞工程。

植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交。

植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,就是一个植物细胞能发育成一个完整的植株。

它的过程包括脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成胚状体或丛芽,最终发育成完整植株。

植物体细胞杂交则能克服远缘杂交不亲和的障碍,把两种不同植物的体细胞融合在一起,培育出新的植物品种。

动物细胞工程有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等技术。

动物细胞培养是其他技术的基础,要注意无菌、无毒的环境,还有适宜的温度、pH 等条件。

生物科技前沿的知识点总结

生物科技前沿的知识点总结

生物科技前沿的知识点总结引言生物科技是指以生物学、生物化学和其他相关科学为基础,通过利用生物体或其组分来开发新技术和应用的科学技术领域。

生物科技在医学、农业、环境保护、食品加工等方面都有着重要的应用和发展前景。

随着科学技术的不断进步,生物科技领域也在不断涌现出新的知识和技术,本文将重点总结生物科技前沿的知识点,包括基因编辑、基因工程、生物制药、合成生物学等领域的最新进展。

一、基因编辑技术基因编辑技术是一种通过改变生物体内部的基因组成,从而实现对生物体性状的改变的技术。

目前最常用的基因编辑技术是CRISPR/Cas9系统,它利用一种叫做CRISPR RNA的分子来指导一种叫做Cas9的蛋白质精准地切割DNA。

这种技术在动植物基因组编辑、疾病治疗、癌症治疗等方面都有着广泛的应用。

最新的研究表明,基因编辑技术可以用于改善农作物的抗性、提高产量,同时也可以帮助治疗一些罕见病和遗传疾病。

此外,基因编辑技术还可以用于创建人类器官模型,帮助研究人类疾病的发生和发展机制。

二、基因工程技术基因工程技术是一种通过改变生物体内部的基因组来实现对生物体性状的改变的技术。

基因工程技术可以用于生产转基因植物和转基因动物,通过将外源基因导入生物体中,使得生物体获得新的性状。

例如,转基因植物可以通过导入抗虫基因、抗病基因或耐逆境基因来提高产量和抗性。

目前最新的研究表明,基因工程技术可以用于合成新型农作物、改良畜禽品种、提高肉类和乳制品的营养价值等方面。

三、生物制药技术生物制药技术是一种利用生物体产生的药物或治疗蛋白来进行药物研发和生产的技术。

目前最常用的生物制药技术是重组蛋白技术,通过将外源基因导入细胞中,使得细胞能够产生大量的治疗蛋白。

这种技术已经成功应用于生产抗体药物、激素药物、疫苗等多种药物。

最新的研究表明,生物制药技术可以用于开发新型抗癌药物、治疗罕见病和遗传疾病的药物,同时也可以用于生产人工合成的药物。

四、合成生物学技术合成生物学技术是一种通过设计和合成新的生物体来实现对生物体功能和性状的改变的技术。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

生物前沿知识汇总1、Nature:新型转基因水稻既高产又环保水稻是全球超过半数人口的主要能量来源,对于人类的粮食安全有着举足轻重的影响;然而,水稻的生长过程每年会释放超过一亿吨甲烷气体,贡献了全球17%的甲烷温室气体的释放量;来自中国福建农科院、中国湖南农业大学、瑞典农业大学和美国太平洋西北国家实验室的联合课题组近期在Nature刊文称,通过转基因增加一个基因SUSIBA2,可以让水稻基本上不释放甲烷而更加环保,而且淀粉合成量增加,导致食物含有的能量更多;大气中甲烷是继二氧化碳之后的第二大温室气体,对气候变暖的“贡献”占到20%;而水稻是因为人类活动而导致的第二大甲烷释放源;水稻引起的甲烷释放,是因为水稻是需要大量灌溉水的作物,水稻的根本被淤泥和水覆盖,水稻根部产生了热量和一些营养物质,这为产甲烷的产生提供了非常好的条件,这就导致了水稻会产生了7-17%的甲烷量,每年甲烷的排放量在两千五百万到一亿吨;随着人口增加和粮食需求增加,水稻的扩大栽培会继续恶化这个问题,导致更多的甲烷排放进入大气;而科学家一直试图找到转基因方法使得水稻减少甲烷释放,并且提供淀粉的合成或者聚集量,但是同时有这两个特性非常困难;来自中国、美国和瑞典的联合课题组,首次成功研发出了第一种转基因水稻,可以同时减少甲烷释放量和提高稻谷颗粒淀粉含量;其中的关键基因是大麦中的糖信号分子Sugarsignallinginbarley2,SUSIBA2;SUSIBA2是一种只存在于植物的转录因子,参与调节糖分子诱导的基因表达,因而可能参与了能量分子从合成到固定下来的信号通路;过量表达SUSIBA2可以导致植物更高的淀粉合成和沉积量,因此,如果在水稻叶子和茎秆中过量表达SUSIBA2,可能会增加植株地上部分的淀粉合成量以及在稻穗中的沉积,并且减少甲烷的释放量;两个稳定的转基因SUSIBA2水稻株被选择出来,分别命名为SUSIBA2-77和SUSIBA2-80;其中SUSIBA2-77和其对照组日本晴水稻在2012年和2013年夏天在中国福州栽培实验;实验结果发现,水稻开花期前,SUSIBA2-77的甲烷释放量降低到了10%,开花后28天,甲烷释放量降为了0.3%;而且测序分析发现,甲烷释放减少确实与SUSIBA2基因相关,而不是随机插入基因组导致的;2014年秋季在中国福州、广州和南宁三地又栽培了SUSIBA2-77和SUSIBA2-80发现,这两种有相似的甲烷释放规律,即在早上甲烷释放量高于全天其他时间,这样正好验证了SUSIBA2可以控制糖代谢,夏天和白天太阳很大的时候SUSIBA2基因活性也很强,这时候甲烷释放量会降低很多;科研人员还将继续分析这个转基因为什么会导致甲烷的释放减少,他们希望得到更加具体的分子机制;在全球变暖的大背景下,温度升高导致整个生态圈包括水稻的甲烷释放量都会增加,这又反过来会加剧全球变暖的进程;这个SUSIBA2的转基因水稻,则能够很好地完成碳固定和再分配,导致释放进入大气的碳减少,而富集在种子稻穗和地上部分茎秆和叶子,这对于同时保障粮食产量和减少温室气体排放都有重要意义;水稻地上部分的生物量增加,又可以作为生物质燃料的原料,为人们提供更多的能源选择;因此,SUSIBA2转基因水稻的安全性验证如果能够通过的话,那么对于人类的可持续发展将具有重要意义;2、Science:肥胖症孕妇为什么往往会生出肥胖的子女3、2015.10.06一般情况下,肥胖母亲生育的孩子都有患肥胖症或其他健康问题的风险;但究竟子宫内发生了什么情况会导致肥胖症在母婴之间进行传播目前仍不清楚;然而,最近一项研究表明,胎盘是这一现象赔后的重要因素,并且指出一类作用于胎盘的激素可以保护子代小鼠免受肥胖小鼠母亲带来的不利影响;虽然一些研究者对这一研究结果仍持怀疑态度,但该结果为遗传性肥胖症患者提供了避免风险的方法;早在几十年前,研究者们就发现子宫增加胎儿对一些健康问题的敏感程度;1944年荷兰爆发的大饥荒中怀孕的人们在后续的生活中都患有较高程度的心血管疾病,糖尿病,癌症等等;近期的动物实验表明:子宫中营养供应不足将会引起DNA表达谱的变化,从而将遗传性疾病带给下一代;不过研究者们同时子宫中产生的另一效应——即营养过剩的遗传控制颇感兴趣;他们发现肥胖的孕妇生产后,其后代往往体型较大,体脂较高,而且患有代谢疾病的风险也更高,其中包括肥胖,高血糖等等;为了找到引发胎儿肥胖现象的根源,美国科罗拉多大学的发育学家们将目光投向了胎盘——联系胎儿与母体的唯一通道,也是胎儿在母体中汲取营养的唯一方式;胎盘过去一直被认为是“被动型”的器官,不管母体发生什么变化都无一例外地一某种方式传递给胎儿;然而最近的研究发现胎盘更像是一个闸门,会选择性地过滤掉一些东西;胎盘传递母体的营养一方面依赖于胰岛素——一类能够促进肌肉与脂肪细胞吸收糖分么降低血糖含量的激素;在孕期,母体的细胞对胰岛素的敏感程大幅降低,从而使得血液中糖分,脂肪以及必需氨基酸等物质提供,并通过胎盘进行传递;同时,胰岛素还能够维持转运蛋白的活性,从而提高营养物质进入胎儿体内的效率;由于肥胖症/糖尿病的孕妇体内的胰岛素含量与胰岛素耐受性都比常人要高,这一系统反而会被过度利用,从而造成胎儿的肥胖症状;因此,研究者们希望利用别的激素来“以毒攻毒”,他们选择一类叫做adiponectin的激素,该分子由脂肪细胞产生,能够以两种不同的方式调节胰岛素的活性;首先,adiponectin 能够提高肌肉细胞对胰岛素的耐受性,降低血糖;其次,它能够抑制胰岛素在胎盘中的活性,阻碍营养物质的转运;一般情况下肥胖画着体内adiponectin的含量都较低,因而作者希望通过人为提高该激素的水平控制这一不利现象;首先,他们肥胖小鼠孕期的最后4天,也就是胎儿生长的关键时期,静脉注射adiponectin制剂;对照组小鼠不做该处理;实验结果显示,在通常情形下,肥胖小鼠生育的后代小鼠体重比正常小鼠高30%,而接受adiponectin刺激的小鼠生育的后代小鼠体重则回到了正常水平,这一结果证实了作者的猜想;相关结果发表在最近一期的PNAS杂志上;来自凯斯西储大学的产科医生,PatrickCatalano认为该研究阐释了一个新颖的代谢调控机制;然而他对这一构想在人类上的应用还保留意见,主要原因是adiponectin本身也会降低肌肉的含量,这会对婴儿的发育产生负面影响;4、Science:科学家发现对抗“超级细菌”的“超级英雄细菌”2015.11.03随着人们对耐抗生素的"超级细菌"关注度逐渐提升,Salk研究所的科学家们也许找到了能够解决这一难题的办法——即肠道部位寄生的、有时会移动到其它器官组织的"超级英雄"细菌;这些细菌能够减轻感染带来的长期负面效应;在最近一期发表在Science杂志上的一篇报告类文章中,salk研究所的研究人员发现小鼠微生物组中的一类大肠杆菌能够提高小鼠对肺部以及肠道感染的耐受性,具体体现在一般小鼠在受到感染时肌肉组织会出现消解,这一类细菌能够有效阻止这种情况的发生;如果人类体内能够找到具有相似特征的细菌,我们就有办法治疗由抗生素耐受性细菌引发的感染类疾病,比如脓毒症等;"一直以来,我们对于治疗微生物感染的方案都集中在消除这些微生物上,然而真正具有致命性的并不是微生物感染本身,而是感染进一步引发的副效应;"该研究的主要作者,来自salk研究所的助理教授JanelleAyres说到;“我们的研究证明,对于一些损伤的阻止,比如肌肉消解症状,能够明显延缓感染造成的长期性危险”;如果我们不对这些细菌赶尽杀绝,它们也不会快速地进化从而变成我们都无能为力的超级细菌;抗生素曾经是世界上最有效、最具革命性的药物,然而由于在强烈的药物刺激压力下,细菌发生着快速的进化,如今也达到了其极限;抗生素耐药性的显现使得人类健康再一次面临感染的威胁,自抗生素发现以来一度被认为是轻而易举可以治愈的疾病如今也再次成为了我们的噩梦;最近一项研究指出:美国医院中发生的感染,其中一半的致病菌对常规的抗生素都是十分耐受的;根据美国疾病预防控制中心的报告,仅在美国范围内,每年有将近200万人受到耐药菌感染,其中23000因此死亡;"抗生素曾经是医药界了不起的成就,然而利用药物对细菌进行杀灭具有其天然的弱点",这项研究共同作者,来自Ayres的科研助理AlexandriaPalaferriSchiebe说到:"大多数研究者们至今仍在一门心思地寻找新的抗生素,然而这只是在为医生与细菌之间的军备竞赛火上浇油;立足于疾病的耐受,即主要抑制这些疾病对人体造成的损害而不去管致病菌本身,才是有希望的一条新路";致力于解决感染等一系列问题,Ayres团队将目光转向了微生物组;在人体内,微生物的细胞数量甚至是体细胞的10倍,其总重量达到了体重的3%;尽管如此,这些微生物对我们人体的发育,以及与免疫系统的关系究竟如何还不清楚;Ayres从研究生时期就开始从事这方面的研究,她猜想肠道的微生物群体中可能包含着能够保护机体免受感染损伤的细菌类别;"已经有很多证据支持这一观点,但至今仍没有任何一株细菌被鉴定,确认对机体有保护作用";基于这一背景,他们以小鼠为实验对象,通过筛选,他们发现有部分小鼠对感染引发的肌肉组织消解十分耐受,通过比较这一类特殊的小鼠与普通小鼠体内的微生物群体,他们发现一类大肠杆菌菌株只在耐受型小鼠体内出现;当普通的小鼠通过饲喂定殖这一类大肠杆菌后,它们也获得了在感染期间肌肉组织消解损伤的耐受性;下一步,他们希望研究这一类细菌是通过怎样的方式使小鼠获得这一耐受特征的;通过与同研究所的RonaldEvans实验室合作,他们发现:在感染期间,大肠杆菌从肠道迁移到脂肪组织,从而介导了肌肉组织的保护效应;一般情形下,肺部或肠道感染的小鼠体内IGF-1insulin-likegrowthfactor1激素水平会下降,这一激素是维持肌肉质量的主要信号分子;然而,保护性的大肠杆菌能够激活IGF-1信号通路,使IGF-1保持在一个正常的水平,因此尽管在感染期间依然保持了稳定的肌肉质量;该团队发现大肠杆菌维持体内IGF-1含量的方式是基于细胞内一个叫做"炎症小体"的蛋白质复合体实现的;在炎症反应过程中,炎症小体介导了下游炎症因子的释放;大肠杆菌利用相同的信号"提醒"机体异常状况的出现,从而保持了IGF-1的水平;这一"超级英雄"细菌在人类体内是否存在目前还不清楚,Ayres团队目前正在质粒与研究该大肠杆菌的"药效"维持时间,以及人类体内是否存在这一类细菌;目前仍有许多问题需要解释,不过这对于医药研究提供了新的思路,即微生物也许可以作为药物进行使用;5、Cell:靶向作用肠道微生物群落或可帮助治疗心脏疾病最近,来自克利夫兰诊所的研究人员通过研究首次发现,靶向作用肠道微生物可以帮助抑制由富含红肉、鸡蛋及高脂肪乳制品而引发的心脏疾病;这项研究发现基于研究人员此前的研究结果,之前他们发现,氧化三甲胺TMAO—一种在动物脂肪消化过程中在肠道中产生的副产物,和动脉粥样硬化及心脏疾病的发生直接相关;如今研究者在冷榨的特级初榨橄榄油和葡萄籽油中发现了一种名为DMB3,3-二甲基-1-丁醇的天然抑制剂可以帮助降低小鼠机体中TMAO级动脉粥样硬化的水平,该研究或为开发新型疗法来治疗心脏疾病提供了新的线索和希望;研究者Hazen表示,很多慢性疾病,比如动脉粥样硬化、肥胖及糖尿病等都和肠道微生物菌群相关,而且相关研究发现,我们可以通过靶向肠道微生物来有效抑制饮食诱导的心脏疾病的发生和进展;TMAO是一种胆碱、磷脂酰胆碱及肉碱在消化过程中形成的肠道代谢物,这些物质在动物性产品中很多,血液中TMAO的水平和高风险的心脏病、中风及死亡直接相关;肉碱在红肉和肝脏中含量丰富,而胆碱和卵磷脂则在牛肉、蛋黄、肝脏及高脂乳制品中含量丰富;当前研究发现,靶向抑制TMAO产生的第一步,即共生微生物三甲胺TMA的产生,或许就可以帮助抑制饮食诱导的动脉粥样硬化症;研究人员对喂食高胆碱和高肉碱的小鼠进行研究发现,利用DMB就可以成功抑制TMA的产生,而使用抑制剂的小鼠则机体中TMAO的水平较低,而且也不易发生动脉粥样硬化,DMB并不是一种抗生素,本文研究表明或可帮助开发一种疗法,在保护肠道菌群避免抗生素耐药性的同时还可以靶向作用特殊的肠道微生物通路;最后研究者表示,我们发现靶向作用肠道微生物群落或可帮助有效阻断饮食诱导的心脏疾病,抑制肠道微生物废弃代谢物的产生或可降低TMAO的水平,并且帮助抑制饮食依赖的动脉粥样硬化的风险;6、Nature:重大突破首次制造出人单倍体胚胎干细胞在一项新的研究中,来自以色列耶路撒冷希伯来大学、美国哥伦比亚大学医学中心和纽约干细胞基金会研究所的研究人员成功地产生一种新类型的胚胎干细胞,它只携带单拷贝人类基因组,而不是通常在正常干细胞中发现的两个拷贝人类基因组;相关研究结果于2016年3月16日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Derivationanddifferentiationofhaploidhumanembryonicstemcells”;这项研究中描述的这种单倍体胚胎干细胞是首个已知的能够通过细胞分裂产生携带亲本细胞基因组单拷贝的人子细胞;人类细胞被认为是双倍体的,这是因为它们遗传两套染色体,总共46条染色体,其中23条来自母亲,23条来自父亲;唯一的例外就是生殖细胞卵子和精子,它们是单倍体细胞,含有一套染色体,即23条染色体;这些单倍体细胞不能通过分裂产生更多的卵子和精子;之前利用人卵细胞产生胚胎干细胞的努力可导致双倍体干细胞产生;在这项研究中,研究人员促进未受精的人卵细胞发生分裂;他们然后利用一种荧光染料标记DNA,分离出这些单倍体胚胎干细胞,其中它们散落在更多的二倍体细胞中间;研究人员证实这些单倍体胚胎干细胞是多能性的,这意味着它们能够分化为很多其他类型的细胞,包括神经细胞、心脏细胞和胰腺细胞,同时保持着单套染色体;论文共同通信作者、耶路撒冷希伯来大学阿兹列里干细胞与遗传研究中心主任NissimBenvenisty博士说,“这项研究给我们提供一种新类型的胚胎干细胞,它们将对人类遗传和医学研究产生重要影响;这些干细胞将给科学家提供一种新的工具,改善我们对人类发育的理解,以及我们为何是有性繁殖而不是单亲繁殖;”研究人员能够证实利用可以靶向的仅仅一套基因,人单倍体干细胞可能成为一种用于遗传筛选的强大工具;能够影响单倍体干细胞中的单拷贝基因将有潜力促进生物医学领域如癌症研究、精准医学和再生医学的遗传分析;耶路撒冷希伯来大学阿兹列里干细胞与遗传研究中心博士生IdoSagi解释道,“使用人单倍体细胞的最大优势之一就是更加容易编辑它们的基因;”在双倍体细胞中,检测单拷贝基因突变的生物学效应是比较困难的,这是因为另一个拷贝基因是正常的,作为备份发挥作用;鉴于这项研究中描述的单倍体胚胎干细胞与卵细胞供者基因匹配,它们可能能够被用来开发基于细胞的疗法来治疗诸如失明和糖尿病之类的利用基因相同的细胞会提供治疗优势的疾病;这是因为它们的基因内容与生殖细胞相同,所以它们可能也可用于生殖目的;论文共同通信作者、哥伦比亚大学医学中心儿科发育细胞生物学助理教授DieterEgli 博士说,“这项研究是不同大陆不同研究机构之间合作开展研究的杰出范例;”7、Nature:颠覆传统观念病毒选择搭乘而不是杀死细菌群体一项新的研究中,来自荷兰、美国和巴西的研究人员在珊瑚礁附近茁壮成长的微生物中发现病毒和细菌之间的相互作用颠覆传统观念;随着细菌密度在一种生态系统中增加,感染这些细菌的病毒数量也随之增加;人们普遍认为这种不断增加的病毒群体接着会杀死越来越多的细菌,从而限制细菌群体规模;这是一种被称作“杀死获胜者kill-the-winner”的模型---胜利者是这些茁壮生长的细菌细胞,杀手是感染它们的病毒大多数杀菌病毒被称作噬菌体;然而,在这项新的研究中,研究人员研究了珊瑚礁附近的病毒-宿主之间的动态行为,研究结果提示着在某些条件下,病毒能够改变它们的感染策略;当潜在的宿主细菌变得越来越多时,一些病毒放弃快速增殖,相反选择平静地停留在它们的宿主内,因此降低它们的病毒数量;研究人员将这种备择模型称为“搭乘胜利者piggyback-the-winner”,而且它可能对基于噬菌体的药物开发和面对促进细菌繁荣生长的环境扰乱时的生态系统复原产生影响;相关研究结果于2016年3月16日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Lytictotemperateswitchingofviralcommunities”;论文第一作者、美国圣地亚哥州立大学病毒生态学家BenKnowles说,“杀死胜利者似乎说得通;它背后的逻辑已存在一段时间了;这是一种非常有吸引人的推理;”Knowles、圣地亚哥州立大学博士后研究员CynthiaSilveira与一个国际合作小组决定测试这种新模型;他们收集太平洋和大西洋珊瑚礁附近富含细菌的海水样品;他们然后利用显微成像和基因组技术分析了这些样品中的细菌和感染它们的病毒的丰度和性质;基于杀死胜利者模型,研究人员将期待在高细菌密度和生长率的样品中会在每个细菌发现更多的病毒;然而,Knowles和他的团队发现完全相反的情形:随着细菌丰度增加,病毒与细菌的比率显着下降;接下来,Knowles和他的团队开展一项实验:他们在来自圣地亚哥教士湾和原始珊瑚礁位点的海水中培养细菌和病毒多天,在其期间,他们监控病毒和细菌丰度;这些结果与他们的现场取样相匹配:当细菌群体繁荣时,病毒数量保持相对较低的水平;为什么这些病毒不利用这个不断增加的细菌群体从而感染它们并且快速增殖为什么它们不杀死这些胜利者为了进一步探究这种现象,研究人员进行宏基因组分析以便确定样品中的这些病毒是表现出致命的掠夺特征,还是表现出非掠夺性生活方式特征;有趣的是,他们发现在含有更高细菌数量的样品中,病毒群体变得并不那么致命;更多的病毒并不增殖,也不杀死它们不断增加的细菌宿主群体,而是将它们自己整合进它们的宿主内;这些病毒更加缓慢地增殖,避免与其他的病毒竞争,而且也避免接触宿主自身的免疫防御;研究人员说,在细菌快速生长期间,这种搭乘胜利者模型要比杀死胜利者模型更好地解释了病毒-宿主之间的动态行为;Knowles说,“当你有快速生长的宿主,如果你是病毒,那么你从整合中获利更多;它就是一种聪明的寄生行为;”更好地理解这些动态行为有望改善人类健康;比如,特定噬菌体有望成为一种可能的疗法用于治疗诸如囊性纤维化之类的疾病,其中囊性纤维化是由常见的肺部细菌感染导致的;这一发现可能也有助于改善海洋生态学家对影响珊瑚礁健康的微生物力量的理解;8、NatNeurosci:罕见单基因突变加大患精神分裂症的风险2016.03.22遗传因子在精神分裂症的发生中扮演着重要角色,但目前科学家们仅仅刚开始寻找参与精神分裂症发生的特殊基因;近日一项刊登于NatureNeuroscience杂志上的研究论文中,来自国外的研究人员通过研究发现,SETD1A基因的罕见突变可明显增加个体患精神分裂症的风险,相关研究为阐明该病发生的特殊生物通路以及开发新型疗法提供了新的线索;精神分裂症患者通常会经历幻觉和妄想症,同时他们还会缺乏一定动力及同社会“交往”的问题,精神分裂症大约影响着1%的人群健康,目前并没有有效的治疗方法;很多科学家都认为精神分裂症患者机体的症状主要源于大脑发育过程中的改变,而这些改变部分源于环境因子的改变,但基因在其中也扮演着重要作用;桑格学院研究所WellcomeTrustSangerInstitute的研究人员通过研究寻找和精神分裂症相关的罕见小尺度的遗传改变,研究者利用全外显子组测序的技术检测了编码关键蛋白的部分特殊基因中的全部DNA序列,随后他们检测了被预测具有特殊破坏性的突变的序列数据,这些突变要么可以减少缺失功能的蛋白LoF的产生,要么可以明显改变其序列;研究者指出,SETD1A基因的突变和个体患精神分裂症直接相关,同时还会增加个体35倍的患病风险,尽管这种基因非常罕见,但研究者仅在精神分裂症患者中发现了SETD1A基因LoF的突变;同时研究者还在患精神分裂症的儿童中发现了SETD1A基因的LoF突变,这就表明SETD1A的突变或许并不一定光增加精神分裂症的风险,同时还会影响大脑的发育情况;本文研究证实了关键基因在塑造大脑发育过程中所扮演的重要角色,研究者指出,SETD1A突变可以使得大脑变得尤为敏感,SETD1A基因本身不光可以调节个体的患病过程,其还会对大脑的发育产生巨大影响;精神分裂症和其它大脑发育障碍之间,比如自闭症和智障,都存在一定的重叠性原因,揭示其之间存在的关联或可帮助理解多种大脑发育障碍之间的关联,也为开发新型疗法提供了基础和研究数据;9、Nature:黑色素瘤诊断和治疗取得重大突破与根特大学UGent研究人员合作,来自鲁汶大学KULeuven的VIB科学家们揭示了恶性黑色素瘤与非编码RNA基因SAMMSON之间不同寻常的联系;SAMMSON基因会在人类恶性黑色素瘤中特异性表达,而且引人注目的是,这种凶险皮肤癌的生长高度依赖于这种基因;研究结论可能为改进诊断工具和皮肤癌的治疗铺平道路;这项最新发表于Nature期刊的研究由Jean-ChristopheMarine教授VIB/KULeuven和PieterMestdagh教授UGent领导,预计将引起巨大的轰动;长期以来,人类基因组中很大一部分被认为是"垃圾DNA",因为它不参与蛋白质编码;然而,最近的研究表明,它会产生许多在基本生物过程和疾病中扮演重要角色的非编码RNAs;几年来,Marine教授VIB/KULeuven和Mestdagh教授UGent的实验室一直在研究非编码RNA 基因对癌症的促进作用;他们对长链非编码RNAlncRNA基因特别感兴趣;在癌症中筛查lncRNA基因为了评估特异性长链非编码RNA基因在皮肤癌发展中的重要性,VIB实验室与根特大学儿科和医学遗传学系建立合作;PieterMestdagh领导的根特大学团队进行了大规模筛查,以研究众多lncRNAs在不同癌症类型之间的表达;筛查识别SAMMSON作为一种黑色素瘤特异性lncRNA;PieterMestdaghUGent说:"我们的研究表明,长链非编码RNA基因SAMMSON会在人类黑色素瘤中特异性地表达,并在大约10%的病例中复制或扩增;此外,在正常的黑色素细胞和其他任何正常的成体组织中都没有发现SAMMSON;SAMMSON独特的表达谱让我们假设,该基因可能在黑色素瘤的病因学中扮演重要角色;"VIB团队证实,SAMMSON会在超过90%的人类恶性--而非良性--黑色素瘤临床样本中特异性地表达;此外,他们表明,SAMMSON基因会被黑色素瘤特异性转录因子SOX10激活,解释其黑色素瘤特异性表达模式;黑色素瘤对SAMMSON成瘾而且,VIB科学家发现了黑色素瘤细胞对SAMMSON表达的显着依赖性;当在黑色素瘤培养中减少SAMMSON时,无论是什么类型的黑色素瘤,癌细胞都会快速而大量地相继死亡;这导向了"SAMMSON成瘾"的关键结论,并反映在论文的题目之中;Jean-ChristopheMarine教授VIB/KULeuven说:"在体外和小鼠临床前研究中,我们已经证明,通过靶向反义分子阻断SAMMSON,能够显着减少黑色素瘤的生长;重要地是,我们还发现,SAMMSON被召集到为癌细胞提供能量的线粒体;通过促进SAMMSON降解,这些反义分子。

相关文档
最新文档