生物工程的最新进展和研究热点

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生物医学工程中的前沿研究方向

生物医学工程中的前沿研究方向

生物医学工程中的前沿研究方向随着生物医学工程技术的不断发展,越来越多的前沿研究方向出现在人们的视野中。

生物医学工程旨在将工程学、物理学、数学、计算机科学等多学科知识应用于医学的研究和实践中。

以此来解决医学领域中的问题,并促进医学诊断、治疗和康复的发展。

本文将会介绍几个在生物医学工程中的前沿研究方向。

1. 神经控制和脑机接口技术神经控制和脑机接口技术是将人体的神经系统和计算机系统相连接从而实现交互的一种技术。

该技术可以应用于残障人士的康复训练,以及人们对身体的控制,例如抓取物体等。

该技术的研究初衷是为了能够帮助残障人群。

同时,神经控制技术还有许多其他应用,如人脑模拟、大脑控制等。

2. 三维打印技术三维打印技术是将三维数字模型转化成实体物体的一种快速成型技术。

它可以用来制造3D打印的人工关节和其他植入物,以及智能口罩等医疗器械。

在生物医学工程领域中,三维打印技术对于人体器官的生产制造具有重要意义。

通过三维打印技术,可以更准确的制造人体器官,进行医学研究和手术实践。

3. 生物传感器技术生物传感器技术是一种由生化传感器和计算机技术相结合的技术。

它可以检测身体内的并非单一的物质而是复杂物质的浓度,例如葡萄糖、肌酐、血氧等。

传感器可以安装在人体内部或外部,用于监测身体的健康状况和发现病变的迹象。

这一技术的研究已成为生物医学领域新的热点之一,将会在未来保持其发展趋势。

4. 肿瘤干细胞研究肿瘤干细胞是一种不被正常治疗方式和免疫系统杀死的细胞。

肿瘤干细胞在治疗后会导致癌症再次复发。

肿瘤干细胞的研究对于癌症的治疗具有重要意义。

生物医学工程专家希望通过研究和改变肿瘤干细胞的环境,从而防止其发展,从而提高癌症治疗成功率。

5. 人工智能在医疗领域的应用人工智能在医疗领域的应用是提高医疗行业效率和病患治疗效果的新途径。

生物医学工程专家希望能够将人工智能技术应用于医疗领域的诊断和治疗研究。

使用人工智能技术可以更准确地为不同的病人建立治疗计划,更快速地进行各种诊断测试。

生物工程学的研究进展

生物工程学的研究进展

生物工程学的研究进展随着社会的发展和科技的进步,生物工程学作为一门交叉性比较强的学科,一直备受关注。

生物工程学是将工程学的原理和方法应用到如生物加工、生物制品生产、环境保护、酶工程、细胞工程、基因工程等方面,以生物技术为主要手段,利用微生物、细胞、组织、器官及其代谢过程发展生产、科学研究、医疗保健等方面的新技术、新工艺的学科。

下面本文将从生物工程学的研究进展、生物制药技术的新进展以及生物工程学的发展趋势三个方面进行介绍。

一、1.代谢工程学代谢工程学是在生物系统中调节代谢通路,以实现对目标产物的高效生产。

代谢工程学已经成为利用生物系统发酵生产化学品和药物的主要方法。

通过遗传技术和生物信息学技术,代谢工程学已经得到了明显的发展。

比如,利用大肠杆菌和酿酒酵母进行工程化改造,用来生产生物乙醇、乳酸、醋酸等化学品,逐渐成为化学工业转型升级的重要手段之一。

2.基因编辑技术基因编辑技术以其高效、精准和可靠的特点,成为生物工程学领域的研究热点。

基因编辑技术可以用于基因组改良,以提高生物合成产物的产量和质量。

在转基因作物育种中,基因编辑技术也具有重要的应用前景,能够缩短育种周期,提高育种效率,开发出更多种植产品。

3.组合式微生物群注射技术(CMIC)CMIC技术是一种利用共生、协同和高度协调的微生物群注射技术,是生物工程学的一项重要研究成果。

CMIC技术可以利用自然界存在的微生物群,用于人体内缺陷的修复和肿瘤治疗等方面。

相比于传统疗法,CMIC技术能够更为有效的抑制肿瘤的发展,促进肿瘤细胞的死亡,对于治疗癌症等疾病有着巨大的潜力。

二、生物制药技术的新进展生物制药技术是指利用生物制品、生化工程等新技术生产的生物药物。

生物制药技术不仅可以减小药品生产对环境的影响,还可以减少对动物实验的依赖。

下面我们对最新的生物制药技术进行简要介绍。

1.基因修饰蚕丝制备药物蚕丝是常见的一种载体制品,具有优异的生物透性、强韧、柔韧性好等优点,令其成为制备医用材料的理想选择。

微生物工程的研究现状与发展趋势

微生物工程的研究现状与发展趋势

微生物工程的研究现状与发展趋势微生物工程是将微生物用作生产工具,通过对微生物代谢通路及其调控方式的研究,设计、改造微生物代谢功能,实现高效、低成本地生产高附加值的化合物,包括药品、化工品、食品、生物燃料等。

随着技术的不断发展,微生物工程已成为工业界的热点领域之一。

本文将简要介绍微生物工程的研究现状以及未来的发展趋势。

一、微生物工程的研究现状微生物工程的研究主要聚焦于以下几个方面:1. 代谢调控代谢调控是微生物工程研究的核心,它的目的是优化微生物细胞代谢通路,提高化合物的产量和质量。

代谢调控的研究方法包括基因工程、蛋白工程以及代谢工程等。

其中代谢工程是以代谢为中心的微生物工程研究方向,通过代谢途径中重要的酶反应来改变代谢途径的催化速率。

2. 代谢网络重构代谢网络重构是目前微生物工程研究的热点领域之一,它使用计算机方法对微生物整个代谢网络进行建模和分析,从而探索全局性的优化方法,进而实现高效、稳定的代谢途径。

目前许多研究专家学者通过基因组学、转录组学、蛋白质组学等多项技术手段来揭示代谢网络的结构和功能。

3. 微生物基因调控微生物基因调控是微生物工程研究的另一个热点领域,它通过对微生物基因的调控,改变微生物生长和代谢的运转状态,实现微生物综合性状的优化和调控。

基因调控技术已广泛应用于生物制药、生物农药、生物化工和食品工业等领域。

二、微生物工程的发展趋势随着微生物工程技术的不断发展,未来微生物工程的发展趋势主要有以下几个方面:1. 向高效、低能耗、环保的方向发展未来微生物工程的发展趋势是向着高效、低能耗、环保的方向发展。

采用新型催化剂、利用微生物演化、优化代谢网络等方法,提高微生物代谢的转化效率,部分替代传统化学合成路线,实现环保、可持续生产。

2. 向多层次、多功能的方向发展微生物工程将向多层次、多功能的方向发展。

基础研究将重点发挥,完善微生物整体组成与功能的解析,并基于人工基因组、人工代谢路径等手段,重构微生物基本代谢功能,提升特异性产物的生成率与质量。

生物工程与生物技术的前沿问题研究

生物工程与生物技术的前沿问题研究

生物工程与生物技术的前沿问题研究生物技术是在生物学基础上,通过运用生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、微生物学等多种学科的理论和方法,对生物体进行深入研究的一门学科。

而生物工程是将生物技术应用于农业、医药、环境保护等领域,以改善人类生活质量。

随着生物技术的快速发展,生物工程也逐渐走向成熟,如何在前沿问题上探究研究逐渐引起人们的重视。

一、基因编辑技术随着基因编辑技术的发展,未来很有可能实现对进行基因改造的个体实现精准筛选。

以CRISPR-Cas9为代表的基因编辑技术,其优越的精准性可以让我们更精确地定位和修剪目标基因。

对于基因编辑技术的优化,可以在如何更好地支持Cas9蛋白质导航遗传信息编辑上进行研究。

此外,还可以研究针对基因场效应的新的编辑方式以更好地控制引入的变异次数。

二、蛋白工程技术蛋白工程技术是一种设计、改造、催化和把蛋白质表达出来并化学地修饰的技术。

其中最重要的是设计和改造蛋白质,通过对某一蛋白的特定基团进行改变,使其具有特定功能。

新型蛋白质的研究还可以进一步拓展到人工合成智能蛋白中,利用机器学习、深度学习等技术,让其具有更强的的智能和活性。

三、合成生物学合成生物学是一种新兴的交叉领域,其主要目标是基于理解代谢途径和信号通路来构建和设计新的生物体,并通过各种方法控制和提高目标代谢产物的合成。

合成生物学的研究目前还处于起步阶段,关注重点是如何最好地控制代谢通路和优化生物体细胞线路来生产力定位代谢产物。

四、细胞工程技术细胞工程技术涉及对细胞的形态、结构和机能进行理性研究和调整的技术。

目前一些新型的细胞工程技术可用于治疗哮喘、白血病和心肌梗塞等疾病。

未来怎样利用功能性基因组学和元基因组学的研究成果,进一步挖掘微生物株系中未知的或潜在的代谢路线,推出新的细胞工程方案,将成为细胞工程技术的发展方向。

五、仿生学仿生学是以生物学理论和方法为基础,借鉴现代科技中物理、化学、材料学的各种知识和技术,研究生物体上的结构、形态、性质等,以其为模板,创造出与之类似或更加卓异的机器人、材料等,实现技术和生物的结合。

生物医学工程前沿科研论文热点梳理

生物医学工程前沿科研论文热点梳理

生物医学工程前沿科研论文热点梳理生物医学工程领域是目前科技发展最为迅猛的领域之一。

众多科研人员在这一领域投入了大量的精力,并取得了令人瞩目的成果。

本文将对生物医学工程前沿科研论文的热点进行梳理和分析。

1. 3D打印技术在生物医学工程中的应用随着3D打印技术的逐渐成熟,它在生物医学工程领域的应用日益广泛。

研究人员利用3D打印技术可以打印出生物医学领域所需的人体器官、仿真模型等。

这种技术的应用为生物医学工程带来了革命性的变革,极大地提高了手术治疗的准确性和效果。

2. 基因编辑技术的突破与应用基因编辑技术近年来取得了长足的发展,其中最著名的就是CRISPR-Cas9技术。

这一技术可以精确地编辑人类基因组,对于疾病的治疗和基因的修复具有重要的意义。

研究人员正在不断探索基因编辑技术的潜力,并在癌症治疗、遗传病的治疗等方面取得了突破性的进展。

3. 人工智能在生物医学工程中的应用人工智能技术的迅速发展为生物医学工程领域带来了新的机遇和挑战。

研究人员利用机器学习、深度学习等技术,可以对大量的生物医学数据进行分析和处理,提取出有价值的信息。

这些信息可以用于疾病的诊断、预测和治疗,为医疗决策提供科学依据。

4. 神经工程的研究进展神经工程是生物医学工程领域的重要分支之一,主要研究神经系统的结构与功能,并致力于开发治疗神经系统疾病的新方法。

近年来,神经工程在脑机接口、神经假肢等方面取得了重要的突破。

这些研究成果为神经系统疾病的治疗和康复带来了新的希望。

5. 生物材料在生物医学工程中的应用生物材料是生物医学工程领域的核心之一,它可以作为支撑结构、修复组织和控制生物反应的材料。

目前,研究人员在生物材料的开发和应用上做出了一系列突破,如可降解材料、纳米材料等。

这些新材料的应用将推动生物医学工程实现更多的临床应用。

6. 组织工程的研究进展组织工程是一门利用细胞、生物材料和工程技术重建和修复组织器官的学科。

研究人员通过构建人工组织和器官来替代或修复受损的组织和器官,以实现人体功能的重建。

生物技术与生物医学工程学研究的前沿问题

生物技术与生物医学工程学研究的前沿问题

生物技术与生物医学工程学研究的前沿问题随着科技的不断发展,生物技术和生物医学工程学领域也在不断前进。

这两个领域的前沿研究问题十分有趣,包括基因编辑、再生医学、干细胞技术等等。

本文将深入探究这些问题,介绍它们的研究现状和未来发展方向。

一、基因编辑基因编辑是指对DNA序列进行精确修改的技术。

由于人类基因组解析和CRISPR-Cas9技术的出现,基因编辑成为了当前生物医学领域最为火热的研究课题之一。

1.基因编辑在基础研究中的应用基因编辑技术在生命科学领域的应用非常广泛,包括研究基因功能、调节基因表达、筛选药物靶点等等。

基因编辑技术也可以用于研究人类疾病,加深对疾病机制的理解以及探索相应的治疗手段。

2.基因编辑在临床应用中的挑战虽然基因编辑技术在临床上也有着广泛的应用前景,但是它还面临着诸多挑战。

其中一些挑战包括了:- 难以掌控基因编辑的潜在后果;- 意外基因突变的可能性;- 反应堆、成本和反射时间等技术挑战。

未来,研究人员需要持续努力,以满足公众对安全性、适用性和效果偏差的高要求。

政策制定者、行业领导者和社区领导者有责任确保这些技术得到充分的社会讨论和道德审查。

二、再生医学再生医学是指通过干细胞技术、组织工程研究、生物技术手段等方法来修复和再生组织、器官和全身系统的医疗领域。

再生医学被誉为“医学未来的主角”,其前景无限。

1.干细胞与再生医学干细胞具有许多自我更新和分化成各种类型细胞的能力,是再生医学和组织工程中的基础。

干细胞技术在再生医学中应用广泛,在许多临床领域都有着重要的应用前景。

2.再生医学的临床应用再生医学的应用已经开始进入到临床阶段,如造血干细胞移植、组织工程修复等。

再生医学可以在很多临床领域发挥作用,如癌症、神经系统疾病、心血管疾病等领域中的治疗手段都十分有前途。

3.再生医学的未来发展未来再生医学发展的一个热点则是利用干细胞治疗退化性疾病和神经系统疾病。

此外,针对各种疾病的生物技术治疗方法也是再生医学中的重要方向之一。

生物工程的现状与未来发展

生物工程的现状与未来发展

生物工程的现状与未来发展生物工程是一门充满挑战和机遇的学科,它将生命科学和工程学相结合,为人类带来了巨大的创新和改变。

生物工程可以应用于农业、医学、环境保护等领域,对人类生活产生深远的影响。

本文将探讨生物工程的现状和未来发展。

一、生物工程的现状随着科技的不断进步,生物工程在各个领域得到了广泛应用。

在医学领域,生物工程已经成为一种重要的治疗手段。

例如,基因编辑技术可以用来治疗一些遗传病,如囊性纤维化。

利用基因工程技术可以生产出包括疫苗、药物等多种生物制品。

此外,生物工程还可以用来研究细胞生物学、发育生物学和分子生物学等领域,为我们揭示生命的奥秘。

在农业领域,基因编辑技术可以用来改良作物品种,提高农产品的产量和品质。

使用转基因技术也能够减少作物所需的农药、化肥等,从而实现可持续农业的目标。

此外,生物技术还可应用于环境保护。

例如,利用生物工程技术可以培养微生物来清除污染物,从而保护环境。

二、生物工程的未来发展1. 基因编辑技术将在医学领域发挥更广泛的作用。

基因编辑技术的出现,改变了人们对遗传病治疗的认识。

未来,这项技术将有更广泛的应用,特别是在癌症和免疫系统疾病的治疗中。

利用基因编辑技术,医生可以针对患者的具体基因缺陷进行治疗,从而使治疗更加精准和有效。

2. 人工合成生命将成为研究热点。

随着科技的不断进步,人们开始思考如何利用生物工程技术来人工合成生命。

目前已有科学家成功“制造”出人工生命体,未来,人们将会更加深入的研究这些人工合成生命体的性质和应用,以期在未来的生物领域中发挥更大的作用。

3. 毒素探测和清除技术将成为环境保护的主要手段。

随着环境污染日益严重,毒素探测和清除技术将成为环境保护的主要手段。

利用生物工程技术,可以培育各类微生物,对污染物进行有效清除,以达到环保的目的。

4. 精准农业将变得更加普及。

精准农业是一种全新的农业方式,通过生物工程技术,可以更好的进行农业生产和管理。

未来,精准农业将在全球范围内普及开来,并为农业领域带来可持续发展的新机遇。

生物工程学的新进展及应用

生物工程学的新进展及应用

生物工程学的新进展及应用生物工程学是指将工程学、计算机科学和生物学等多个学科和技术应用于生物科学研究中的一门交叉学科,其主要目的是研究分子结构、基因组、代谢通路、细胞行为等基本生物学问题,并通过工程手段和技术手段改造和设计具有特定功能的生物系统。

随着科学技术的不断进步和创新,生物工程学领域也在不断地发生着一些新的进展和应用,下面就让我们一起来了解一下。

1. 基因编辑技术基因编辑技术是目前生物工程学领域中的一个热点话题,它可以实现精确地改变细胞DNA中的特定序列,从而实现基因的精准切除或添加等操作。

其中,CRISPR/Cas9技术是目前最常用的基因编辑技术之一。

它通过引导RNA识别靶DNA,进而精确切除或改变指定的DNA序列,为基因疾病治疗、农业遗传改良、生物工业等领域提供了有力的技术支持和手段。

2. 合成生物学合成生物学是将工程手段和设计思维应用于生物学的一种新兴交叉学科,其主要目的是将已知的基因、酶、代谢途径等元素进行重新组合和重构,从而产生具有特定功能的合成系统。

这种方法为生物工业、环境保护、医学疾病治疗等领域提供了新的思路和方案。

例如,利用生物合成技术,可以通过改造某些微生物,使其能够自行合成某些有益的生物化学产品,如生物柴油、药物、食品添加剂等。

3. 精准医学精准医学是一种以基因信息为基础的医学模式,它通过对个体病因、基因表达、代谢水平等生物信息进行全面深入的分析和解读,为个体化医疗提供了有力的技术支持和手段。

在生物工程学领域中,精准医学是目前最为前沿和具有潜力的领域之一。

例如,利用基因组学和生物信息学技术,可以开展精准肿瘤治疗,实现对癌症患者的更为精准和个体化的治疗,从而提高治愈率和生存期。

4. 细胞治疗细胞治疗是以细胞为基本处理对象的疾病治疗方法,它利用设置良好的生物反应器、生物复合材料和细胞培养技术等手段,对某些无法通过传统治疗手段进行治疗的疾病进行治疗。

在生物工程学领域中,细胞治疗手段被广泛应用于神经系统疾病、心血管疾病、免疫性和代谢性疾病等领域。

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当今世界,我们所处的这个时代,是科学技术飞速发展、知识信息爆炸的知识经济时代,世界各国都在相互竞争,竞争的焦点集中在科学技术上,谁的科技发达,谁的综合国力就强大。

现在世界七大高新技术分别是:现代生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术。

其中生物技术列在首位,生物技术之所以令世界各国如此重视,是因为它是解决人类所面临的诸如食物短缺、人类健康、环境污染和资源匮乏等重大问题上有着不可比拟的优越性,还因为它与理、工、农、医等科技的发展、与伦理道德、法律等社会问题都有着密切的关系。

高新技术的重要特征之一是学科横向渗透,纵向加深,综合交错,发展迅速。

所以世界各国争相投巨资发展,确定生物技术为21世纪经济和科技发展的优先领域。

基因工程基因工程( 又称DNA 重组技术、基因重组技术) , 是20 世纪70 年代初兴起的技术科学, 是用人工的方法将目的基因与载体进行DNA重组, 将DNA 重组体送入受体细胞, 使它在受体细胞内复制、转录、翻译, 获得目的基因的表达产物。

这种跨越天然物种屏障, 把来自任何生物的基因置于毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞之中的能力, 是基因工程技术区别于其他技术的根本特征。

基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术, 它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法, 按照人类所需, 用DNA 重组技术对生物基因组的结构和组成进行人为修饰或改造, 从而改变生物的结构和功能, 使之有效表达出人类所需要的蛋白质或人类有益的生物性状。

基因工程从诞生至今, 仅有30 年的历史, 然而, 无论是在基础理论研究领域, 还是在生产实际应用方面, 都已取得了惊人的成绩。

首先,基因工程给生命科学自身的研究带来了深刻的变化。

目前科学家已完成了多种细胞器的基因组全序列测定工作。

其次, 基因工程具有广泛的应用价值, 能为工农业生产、医药卫生、环境保护开辟新途径。

基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学,又被称为后基因组研究,成为系统生物学的重要方法。

我国在结构生物学研究方面具有较好的基础。

60年代,我国科学家在世界上首次人工合成了胰岛素;70年代初又测定出1.8 埃; 分辨率的猪胰岛素三维结构,成为世界上为数不多的能够测定生物大分子三维结构的国家,这些研究工作处于当时的世界先进水平。

基因克隆是70年代发展起来的一项具有革命性的研究技术,可概括为∶分、切、连、转、选。

"分"是指分离制备合格的待操作的DNA,包括作为运载体的DNA和欲克隆的目的DNA;"切"是指用序列特异的限制性内切酶切开载体DNA,或者切出目的基因;"连"是指用DNA连接酶将目的DNA同载体DNA连接起来,形成重组的DNA分子;"转"是指通过特殊的方法将重组的DNA分子送入宿主细胞中进行复制和扩增;"选"则是从宿主群体中挑选出携带有重组DNA分子的个体。

基因工程技术的两个最基本的特点是分子水平上的操作和细胞水平上的表达,而分子水平上的操作即是体外重组的过程,实际上是利用工具酶对DNA分子进行"外科手术"。

DNA克隆涉及一系列的分子生物学技术,如目的DNA片段的获得、载体的选择、各种工具酶的选用、体外重组、导入宿主细胞技术和重组子筛选技术等等。

从不同的重组DNA分子获得的转化子中鉴定出含有目的基因的转化子即阳性克隆的过程就是筛选。

目前发展起来的成熟筛选方法如下:(一)插入失活法外源DNA片段插入到位于筛选标记基因(抗生素基因或β-半乳糖苷酶基因)的多克隆位点后,会造成标记基因失活,表现出转化子相应的抗生素抗性消失或转化子颜色改变,通过这些可以初步鉴定出转化子是重组子或非重组子。

目前常用的是β-半乳糖苷酶显色法即蓝白筛选法。

(二)PCR筛选和限制酶酶切法提取转化子中的重组DNA分子作模板,根据目的基因已知的两端序列设计特异引物,通过PCR 技术筛选阳性克隆。

PCR法筛选出的阳性克隆,用限制性内切酶酶切法进一步鉴定插入片段的大小。

(三)核酸分子杂交法制备目的基因特异的核酸探针,通过核酸分子杂交法从众多的转化子中筛选目的克隆。

目的基因特异的核酸探针可以是已获得的部分目的基因片段,或目的基因表达蛋白的部分序列反推得到一群寡聚核苷酸,或其它物种的同源基因。

(四)免疫学筛选法获得目的基因表达的蛋白抗体,就可以采用免疫学筛选法获得目的基因克隆。

这些抗体即可是从生物本身纯化出目的基因表达蛋白抗体,也可从目的基因部分ORF片段克隆在表达载体中获得表达蛋白的抗体。

2014年4月2日,由多国农作物遗传学家参与的国际花生基因组计划(International Peanut Genome Initiative,IPGI)终获喜报。

他们在历经数年研究后,成功完成世界上首个花生全基因组图谱的绘制工作。

花生基因组测序的完成和序列的公布将为全球研究人员和植物育种专家培育出更高产、适应性更广的花生新品种提供了重要的支撑及宝贵的遗传资源。

花生(Arachis hypogaea),也称作长生果,在经济价值和营养价值上,都被认为是一种重要的农作物。

在全球,花生的种植面积达到2400万公顷/每年,年产值高达4000万公吨。

由于花生中富含丰富的油和蛋白质,在发达国家被看作重要的经济作物,也是发展中国家重要的粮食作物。

近日,《细胞》杂志网站报道,全球首对靶向基因编辑猴在中国出生,完成这一工作的科学家来自南京医科大学生殖医学国家重点实验室、云南省灵长类生物医药研究重点实验室和南京大学。

猴子属灵长类动物,猴基因编辑的成功将有助于建立猴疾病模型,更好地模拟人类疾病,大大降低药物研究的风险。

未来有望定向改造人类基因,治疗基因疾病。

研究人员采用的是最新基因编辑技术Crispr,可以对目标DNA进行插入、删除或重写,类似计算机编辑文字一样对物种基因进行编辑,而且成功率较高。

这次中国科学家的研究证明,不仅可以利用Crispr技术高效精确地编辑灵长类基因、,还能培育出个体。

科学家首先给猴胚胎细胞注射定制的RNA,将“编辑工具”——DNA切割酶Cas9引导至期望的突变位点,引导修改3个基因:一个是调节代谢的基因Ppar-γ,一个是调节免疫功能的基因Rag1,第三个是调节干细胞和性别决定的基因。

科学家们在180多个单细胞期猴胚胎中同时靶向编辑了这3个基因。

在对15个胚胎的基因组DNA进行测序后,他们发现其中有8个胚胎显示出两个靶基因同时突变的迹象。

随后将遗传修饰过的胚胎转移到代孕母猴体内,其中一个生出了一对孪生猴。

检测这对孪生猴的基因组DNA,证实的确存在两个靶基因突变。

信息技术生物信息学(Bioinformatics)是研究生物信息的采集,处理,存储,传播,分析和解释等各方面的一门学科,它通过综合利用生物学,计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。

生物信息学是在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。

它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一,同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。

其研究重点主要体现在基因组学和蛋白质组学两方面,具体说就是从核酸和蛋白质序列出发,分析序列中表达的结构功能的生物信息。

主要研究方向:1、序列比对2、蛋白质结构比对和预测3、基因识别非编码区分析研究4、分子进化和比较基因组学5、序列重叠群(Contigs)装配6、遗传密码的起源7、基于结构的药物设计8生物系统的建模和仿真9、生物信息学技术方法的研究10、生物图像11、其他,如基因表达谱分析,代谢网络分析基因芯片设计和蛋白质组学数据分析等。

生物信息学并不是一个足以乐观的领域,究竟原因,是由于其是基于分子生物学与多种学科交叉而成的新学科,现有的形势仍表现为各种学科的简单堆砌,相互之间的联系并不是特别的紧密。

在处理大规模数据方面,没有行之有效的一般性方法;而对于大规模数据内在的生成机制也没有完全明了,这使得生物信息学的研究短期内很难有突破性的结果。

那么,要得到真正的解决,最终不能从计算机科学得到,真正地解决可能还是得从生物学自身,从数学上的新思路来获得本质性的动力。

生物芯片技术生物芯片技术是通过缩微技术,根据分子间特异性地相互作用的原理,将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。

按照芯片上固化的生物材料的不同,可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片。

生物芯片技术通过微加工工艺在厘米见方的芯片上集成有成千上万个与生命相关的信息分子,它可以对生命科学与医学中的各种生物化学反应过程进行集成,从而实现对基因、配体、抗原等生物活性物质进行高效快捷的测试和分析。

它的出现将给生命科学、医学、化学、新药开发、生物武器战争、司法鉴定、食品与环境监督等众多领域带来巨大的革新甚至革命。

基因芯片用途广泛,在生命科学研究及实践、医学科研及临床、药物设计、环境保护、农业、军事等各个领域有着广泛的用武之地。

这些无疑将会产生巨大的社会和经济效益。

有着广泛的经济、社会及科研前景。

因此,国际上一些著名的政治家, 投资者和科学家均看好这一技术前景。

认为基因芯片以及相关产品产值有可能超过微电子芯片, 成为下一世纪最大的高技术产业,具有巨大的商业潜力。

一、社会前景基因芯片可为研究不同层次多基因协同作用提供手段。

这将在研究人类重大疾病的相关基因及作用机理等方面发挥巨大的作用。

人类许多常见病如肿瘤、心血管病、神经系统退化性疾病、自身免疫性疾病及代谢性疾病等均与基因有密切的关系。

生物芯片能为现代医学发展提供强有力的手段,促进医学从“系统、血管、组织和细胞层次”(第二阶段医学)向“DNA、RNA、蛋白质及其相互作用层次”(第三阶段医学)过渡,使之尽快进入实际应用。

DNA芯片技术可用于水稻抗病基因的分离与鉴定。

水稻是我国的主要粮食作物,病害是提高水稻产量的主要限制因素。

利用转基因技术进行品种改良,是目前最经济有效的防治措施。

而应用这一技术的前提是必须首先获得优良基因克隆,但目前具有专一抗性的抗病基因数量有限,限制了这一技术的应用。

而基因芯片用于水稻抗病相关基因的分离及分析,可方便的获取抗病基因,产生明显的社会效益。

在医药设计、环境保护、农业等各个领域,基因芯片均有很多用武之地,成为人类造福自身的工具二、经济前景美国总统克林顿在1998年1月对全国的演讲中指出“未来十二年, 基因芯片将为我们一生中的疾病预防指点迷津”。

1998年6月27日华盛顿邮报在报道Motorola进入基因芯片领域时, 认为这将造福于子孙后代。

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