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                         闪闪      2018214511                                                                                基因组编辑技术。CRISPR是规律间隔性成簇短回文重复序列的简称，Cas是CRISPR相关蛋白的简称。CRISPR/Cas最初是在细菌体内发现的，是细菌用来识别和摧毁抗噬菌体和其他病原体入侵的防御系统。在细菌中，这种系统依赖Cas1-Cas2整合酶捕获和整合短的外源DNA片段到它们的基因组中的CRISPR位点上，从而能够抵抗相同病毒的再次入侵。研究人员利用腺相关病毒（AAV）运送靶向VEGFR2的CRISPR-Cas9系统。VEGFR2是导致血管生成的一种至关重要的蛋白。单次注射这种系统能够阻止临床前模型中的视网膜血管生成。 总而言之，有了它的存在，一些疾病的困扰不再是问题！

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                         闪闪      2018214511                                                                                基因组编辑技术。CRISPR是规律间隔性成簇短回文重复序列的简称，Cas是CRISPR相关蛋白的简称。CRISPR/Cas最初是在细菌体内发现的，是细菌用来识别和摧毁抗噬菌体和其他病原体入侵的防御系统。在细菌中，这种系统依赖Cas1-Cas2整合酶捕获和整合短的外源DNA片段到它们的基因组中的CRISPR位点上，从而能够抵抗相同病毒的再次入侵。研究人员利用腺相关病毒（AAV）运送靶向VEGFR2的CRISPR-Cas9系统。VEGFR2是导致血管生成的一种至关重要的蛋白。单次注射这种系统能够阻止临床前模型中的视网膜血管生成。 总而言之，有了它的存在，一些疾病的困扰不再是问题！

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2018214526
幽门螺旋菌是人类最古老、也是最亲密的伙伴之一，德国解剖学家早在1875年就发现人类的胃黏膜层里住着一种螺旋菌，但因为无法培养出纯系菌株，这项结果就遭到忽视和遗忘。一直到了1982年，澳大利亚医生马歇尔和华伦才分离出这种细菌。接下来的10年里，研究人员发现胃里带有这种微生物的人，罹患消化性溃疡（胃壁或12指肠壁破损）的风险较高；而幽门螺旋菌还可能引发一种最常见的胃癌。

由于公共卫生的改善和抗生素的普遍使用，阻碍了细菌的传播，使得过去100年来，幽门螺旋菌在已开发的国家正逐渐销声匿迹。当幽门螺旋菌节节败退时，消化性溃疡和胃癌的罹患率也跟着降低；然而与此同时，食道疾病（包括胃酸逆流和一种特别容易致命的食道癌）却有激增的现象，有广泛而充足的证据显示，这些疾病的增加与幽门螺旋菌的消失有关。这种细菌实际上可能会保护人们免患食道疾病，这有着重要的意义。譬如说，对于目前用来根除胃中幽门螺旋菌的抗生素疗法，应重新加以评估，以免其伤害大于效益。为充分了解幽门螺旋菌对健康的影响，研究人员正在进一步探究这种微生物和宿主之间复杂的互动关系。多样化的幽门螺旋菌

科学家着手研究幽门螺旋菌后，很快就发现，从不同人身上分离出来的菌株，具有高度的歧异性（光是在同一个人的胃里，就可能找到多种菌株）。虽然这些菌株的外表相同，它们的遗传密码却有极大的差异。研究人员已定出了两个菌株的基因组DNA序列：两者都有一个小型染色体，由将近170万个核酸组成，大约有1 550个 基因。

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6月30日上午，在南开大学商学院大楼举办的会议开幕式之后，中国科学院院士、天津市科学技术协会主席、天津生物医药联合研究院院长、南开大学/清华大学教授饶子和，亚洲及大洋洲生物化学家与分子生物学家联盟主席、中国生物化学与分子生物学会副理事长、北京大学教授昌增益作大会特邀报告。他们从不同层面、不同角度展示了生物化学与分子生物学及其相关领域的前沿进展及其发展趋势。饶子和院士的报告以“蛋白质机器与新药”为题，以深入浅出的语言为大家展示了其课题组在各种病毒蛋白的结构解析和药物靶点开发方面的重要进展。饶子和首先解析出III-Ⅳ-SOD呼吸链复合体的超微三维结构，确定了电子传递的确切路径，为以电子传递链为靶点的药物开发提供了精确的结构基础。此外，饶子和介绍了其课题组对疱疹病毒结构的解析，他们分离了疱疹病毒核衣壳蛋白，得到A、B、C三种病毒颗粒，进一步对其结构进行了详尽的分析。饶子和课题组解析的疱疹病毒核衣壳蛋白复合体是目前已知的最大的蛋白复合体，各种蛋白通过精密的装配形成成熟的病毒颗粒。饶子和团队的杰出科研成果为疱疹病毒相关疾病的治疗提供强有力的理论依据

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史上第一次，科学家成功扩展了生命的遗传字母表，向细菌里加入了两个新的人造“字母”；而且这段新DNA是可以复制的。这项研究在线发表于5月7日的《自然》期刊上。
这一成就可能最终会诞生出特殊的人造生物，可以合成天然生物办不到的药品或者工业产品。开发这种扩展字母表的斯科瑞普研究所已经成立了一家公司，尝试用这一新技术研发新的抗生素、疫苗和其他产品，虽然距离实际应用还有相当的距离。

该研究也表明，宇宙其他地方如果有生命，它们的遗传学很可能与我们不同

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李焱2018214549最近世界上首例艾滋病免疫婴儿在中国诞生的消息引起广泛关注，这项手术通过基因编辑敲除了受精卵的CCR5基因，使得新生儿有可能天然免疫HIV病毒。在这一消息公布后，引起了科学界的一片谴责。近年来，以CRISPR-Cas9为代表的基因编辑技术为生命医学带来革命性变化，人们对基因编辑、基因治疗等新技术寄予厚望，期待在临床治疗方面大放异彩、攻克顽疾难症。这项技术足以被称为一场科技革命。中美两国都把基因编辑研究列入国家级战略规划。2018年1月，美国宣布将在未来6年出资1.9亿美元，支持体细胞基因编辑研究，以开发安全有效的基因编辑工具，治疗更多人类疾病。美国不惜重金发展基因编辑技术，显然对该技术十分看好。近两年，中国在精准医疗领域政策发布也非常密集，对基因编辑等技术给予大量支持，并将精准医疗上升为国家战略，计划在2030年投入600亿元。2017年4月印发《“十三五”生物技术创新专项规划》，点明发展“新一代基因操作技术”。研究报告显示，2016至2020年全球精准医疗市场规模将以每年15%的速率增长。预计2020年全球精准医疗市场规模将破千亿，达到1050亿美元，“基因剪刀”将是撬动千亿级大市场的一把钥匙。基因是带有遗传讯息的DNA片段，基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。环境和遗传的互相依赖，演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。基因突变既是生物进化的根本来源，又是导致许多基本的根本原因。和基因相关的疾病主要有三种。第一种，癌症或肿瘤。人的身体里有40万亿到60万亿个细胞，每个细胞都有基因，人类的细胞量是如此的庞大，所以细胞的基因突变随时都在人体中发生。人体的免疫系统可以识别出发生突变的细胞，并将其消灭，所以大多数时候人是安全的。但是当基因突变的细胞突然剧增，比如遭到高辐射污染，或者免疫力突然下降，在体内的免疫系统没有能力处理所有的突变细胞的时候，其中的一部分癌细胞就有了迭代的时间，迭代出免疫系统无法识别或者无法杀死的版本，就会发展成癌症或肿瘤。第二种，基因缺陷疾病。人类的基因或多或少会有一些缺陷，但是在大多数情况下，缺陷基因不会引发遗传病，因为人类的基因来自于父方和母方，当只有一条存在缺陷时，大多数情况下表现为隐性。但是人类中一些不幸的个体基因缺陷被表现为显性，比如困扰霍金一生的渐冻人症，亨廷顿舞蹈症，强制性脊柱炎，镰刀型红细胞贫血症等等。患有基因疾病的往往会痛苦一生。第三种，病毒。病毒是一种个体微小，结构简单，只含一种核酸（DNA或RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物。病毒是一种非细胞生命形态，它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成，病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后，它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力，按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。寄生于细菌等微生物者，称为细菌病毒，即噬菌体；其寄生于植物者，称为植物病毒；其寄生于动物者，称为动物病毒。第一种、第二种基因疾病是细胞自身基因突变导致的，治疗这两种疾病最直接的方法就是把细胞中突变了的基因改回正常的基因编码。这种修改基因编码的技术叫做“基因编辑”技术。巧合的是，最有效的基因编辑技术来自于细菌抵御病毒的防御机制。我们回顾那条消息，世界上首例艾滋病免疫婴儿在中国诞生，这项手术敲除了受精卵的CCR5基因，而CCR5基因是HIV病毒入侵机体细胞的主要辅助受体之一。此前资料显示，在北欧人群里面有约10%的人天然存在CCR5基因缺失。拥有这种突变的人，能够关闭致病力最强的HIV病毒感染大门，使病毒无法入侵人体细胞，即有可能天然免疫HIV病毒。实施这一手术的是前南方科技大学前副教授贺建奎，这个人可以说利欲熏心至极。前文已经说过，他用的技术就是CRISPR-Cas9技术，这项技术并不复杂，受过训练的大学生都能做。这项实验一直没人做，不是因为太难，而是没有甘愿冒天下之大不韪去做。贺建奎的行为和其商业利益有关，贺建奎是深圳市瀚海基因生物科技有限公司的法定代表人和第一大股东，贺建奎直接持有瀚海基因27.41%的股份，又通过珠海瀚海创梦科技管理合伙企业（有限合伙）间接持有瀚海基因5.83%的股份。根据南方日报报道，瀚海基因在2017年的估值已经达到15亿元。第一，CRISPR-Cas9并不成熟。研究发现，CRISPR-Cas9并不只单单切除和sgRNA编码完全匹配的基因，还会切除和sgRNA编码相近的基因，学名“脱靶”。这就好比你本来要给01012345678打电话，结果你认为01012345578也是正确的电话号码，给打了过去。这在原始的细菌/古细菌防御病毒的机制中本来是件好事，因为外源病毒DNA有可能发生变异，扩大切除范围有利于抵御病毒入侵。但是换成切割人体自己的DNA就不是好事了，把不该切的地方切掉，有可能会导致癌症或者各种莫名疾病。第二，就算敲除了真的精准地敲除了CCR5基因，还是有两方面的不确定性。1.CCR5的基因即使被敲除，也无法完全阻断艾滋病毒感染。2。敲除掉CCR5基因以后新生儿可能承担未知风险，比如对流感的抵抗力下降，目前还不明确。第三，通过生殖繁衍，被修改基因的DNA有可能扩散到整个人类物种。今年10月有个事情成了笑话，川普和一个自称是印第安人后裔的女参议员打赌说，你若能证明你是印第安人后裔我就给你一百万美元，于是那个女参议员真的去做了基因鉴定，结果是她有1/1024的印第安血统，川普给了这位参议员百万美元的一千零二十四分之一的支票976.56美元。美国1776年建国，至今已二百多年，经过繁衍，很多美国人现在或多或少都有一点印第安人和黑人血统，这说明就算是小种群，也可以通过繁衍的方式把自己的基因扩散到整个物种。而新生的那对婴儿一旦与自然人生产后代，那么她们基因里的潜在风险就会逐渐扩散到整个人类物种。到那时，也许人类会因为一场流感而灭绝。

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李焱2018214549最近世界上首例艾滋病免疫婴儿在中国诞生的消息引起广泛关注，这项手术通过基因编辑敲除了受精卵的CCR5基因，使得新生儿有可能天然免疫HIV病毒。在这一消息公布后，引起了科学界的一片谴责。近年来，以CRISPR-Cas9为代表的基因编辑技术为生命医学带来革命性变化，人们对基因编辑、基因治疗等新技术寄予厚望，期待在临床治疗方面大放异彩、攻克顽疾难症。这项技术足以被称为一场科技革命。中美两国都把基因编辑研究列入国家级战略规划。2018年1月，美国宣布将在未来6年出资1.9亿美元，支持体细胞基因编辑研究，以开发安全有效的基因编辑工具，治疗更多人类疾病。美国不惜重金发展基因编辑技术，显然对该技术十分看好。近两年，中国在精准医疗领域政策发布也非常密集，对基因编辑等技术给予大量支持，并将精准医疗上升为国家战略，计划在2030年投入600亿元。2017年4月印发《“十三五”生物技术创新专项规划》，点明发展“新一代基因操作技术”。研究报告显示，2016至2020年全球精准医疗市场规模将以每年15%的速率增长。预计2020年全球精准医疗市场规模将破千亿，达到1050亿美元，“基因剪刀”将是撬动千亿级大市场的一把钥匙。基因是带有遗传讯息的DNA片段，基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。环境和遗传的互相依赖，演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。基因突变既是生物进化的根本来源，又是导致许多基本的根本原因。和基因相关的疾病主要有三种。第一种，癌症或肿瘤。人的身体里有40万亿到60万亿个细胞，每个细胞都有基因，人类的细胞量是如此的庞大，所以细胞的基因突变随时都在人体中发生。人体的免疫系统可以识别出发生突变的细胞，并将其消灭，所以大多数时候人是安全的。但是当基因突变的细胞突然剧增，比如遭到高辐射污染，或者免疫力突然下降，在体内的免疫系统没有能力处理所有的突变细胞的时候，其中的一部分癌细胞就有了迭代的时间，迭代出免疫系统无法识别或者无法杀死的版本，就会发展成癌症或肿瘤。第二种，基因缺陷疾病。人类的基因或多或少会有一些缺陷，但是在大多数情况下，缺陷基因不会引发遗传病，因为人类的基因来自于父方和母方，当只有一条存在缺陷时，大多数情况下表现为隐性。但是人类中一些不幸的个体基因缺陷被表现为显性，比如困扰霍金一生的渐冻人症，亨廷顿舞蹈症，强制性脊柱炎，镰刀型红细胞贫血症等等。患有基因疾病的往往会痛苦一生。第三种，病毒。病毒是一种个体微小，结构简单，只含一种核酸（DNA或RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物。病毒是一种非细胞生命形态，它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成，病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后，它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力，按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。寄生于细菌等微生物者，称为细菌病毒，即噬菌体；其寄生于植物者，称为植物病毒；其寄生于动物者，称为动物病毒。第一种、第二种基因疾病是细胞自身基因突变导致的，治疗这两种疾病最直接的方法就是把细胞中突变了的基因改回正常的基因编码。这种修改基因编码的技术叫做“基因编辑”技术。巧合的是，最有效的基因编辑技术来自于细菌抵御病毒的防御机制。我们回顾那条消息，世界上首例艾滋病免疫婴儿在中国诞生，这项手术敲除了受精卵的CCR5基因，而CCR5基因是HIV病毒入侵机体细胞的主要辅助受体之一。此前资料显示，在北欧人群里面有约10%的人天然存在CCR5基因缺失。拥有这种突变的人，能够关闭致病力最强的HIV病毒感染大门，使病毒无法入侵人体细胞，即有可能天然免疫HIV病毒。实施这一手术的是前南方科技大学前副教授贺建奎，这个人可以说利欲熏心至极。前文已经说过，他用的技术就是CRISPR-Cas9技术，这项技术并不复杂，受过训练的大学生都能做。这项实验一直没人做，不是因为太难，而是没有甘愿冒天下之大不韪去做。贺建奎的行为和其商业利益有关，贺建奎是深圳市瀚海基因生物科技有限公司的法定代表人和第一大股东，贺建奎直接持有瀚海基因27.41%的股份，又通过珠海瀚海创梦科技管理合伙企业（有限合伙）间接持有瀚海基因5.83%的股份。根据南方日报报道，瀚海基因在2017年的估值已经达到15亿元。第一，CRISPR-Cas9并不成熟。研究发现，CRISPR-Cas9并不只单单切除和sgRNA编码完全匹配的基因，还会切除和sgRNA编码相近的基因，学名“脱靶”。这就好比你本来要给01012345678打电话，结果你认为01012345578也是正确的电话号码，给打了过去。这在原始的细菌/古细菌防御病毒的机制中本来是件好事，因为外源病毒DNA有可能发生变异，扩大切除范围有利于抵御病毒入侵。但是换成切割人体自己的DNA就不是好事了，把不该切的地方切掉，有可能会导致癌症或者各种莫名疾病。第二，就算敲除了真的精准地敲除了CCR5基因，还是有两方面的不确定性。1.CCR5的基因即使被敲除，也无法完全阻断艾滋病毒感染。2。敲除掉CCR5基因以后新生儿可能承担未知风险，比如对流感的抵抗力下降，目前还不明确。第三，通过生殖繁衍，被修改基因的DNA有可能扩散到整个人类物种。今年10月有个事情成了笑话，川普和一个自称是印第安人后裔的女参议员打赌说，你若能证明你是印第安人后裔我就给你一百万美元，于是那个女参议员真的去做了基因鉴定，结果是她有1/1024的印第安血统，川普给了这位参议员百万美元的一千零二十四分之一的支票976.56美元。美国1776年建国，至今已二百多年，经过繁衍，很多美国人现在或多或少都有一点印第安人和黑人血统，这说明就算是小种群，也可以通过繁衍的方式把自己的基因扩散到整个物种。而新生的那对婴儿一旦与自然人生产后代，那么她们基因里的潜在风险就会逐渐扩散到整个人类物种。到那时，也许人类会因为一场流感而灭绝。

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钟晨曦，2018214517肿瘤微环境对癌转移的重要影响　　                                   乳腺癌细胞从原发瘤转移到机体其他位点，是一个相当复杂的过程。哈佛医学院BIDMC的研究团队发现，转录因子FOXP2（也称为语言基因）居然与乳腺癌转移有关。这项发表在Cell Stem Cell杂志上的研究显示，当FOXP2被沉默时乳腺癌细胞能获得多种恶性特征。生物通报道：乳腺癌细胞从原发瘤转移到机体其他位点，是一个相当复杂的过程。哈佛医学院BIDMC的研究团队发现，转录因子FOXP2（也称为语言基因）居然与乳腺癌转移有关。这项发表在Cell Stem Cell杂志上的研究显示，当FOXP2被沉默时乳腺癌细胞能获得多种恶性特征。“我们发现了FOXP2在乳腺癌中的新功能，”文章的资深作者，哈佛医学院的助理教授Antoine Karnoub说。“在晚期乳腺癌中FOXP2很明显受到抑制，而且抑制它的microRNA 199a显著增多。”Karnoub实验室致力于研究间充质干细胞（MSC）在乳腺癌发展和转移中起到的作用。MSC是一种帮助修复受损组织的成体干细胞，能从骨髓移动到发炎区域，协调机体的创伤修复。Karnoub等人之前的工作表明，MSC对乳腺肿瘤的应答类似于它们对创伤或感染做出的反应，而且这些细胞参与了肿瘤基质（癌细胞的微环境）的形成。（延伸阅读：华人学者解决癌转移十年争议）尽管人们知道MSC在肿瘤中起到了不容忽视的作用，却并不清楚乳腺癌细胞对MSC进行应答的分子机制。而这项研究展示了，microRNA在这一过程中的重要作用。“越来越多的证据表明，miRNA调控异常存在于肿瘤发展的多个方面，包括侵袭和转移，”Karnoub说。研究人员发现，MSC 诱导的miR199a能帮助癌细胞获得恶性特征，包括“干”性和转移能力。（癌症干细胞被认为是大多数肿瘤中最致命的细胞，与肿瘤复发有关。）“miRNA的功能主要是抑制目标mRNA的表达，我们通过筛选意外发现，miRNA-199a的作用目标是FOXP2，”Karnoub说。FOXP2参与了语言能力的发展，对发育过程的神经发生起作用。也有研究指出，FOXP2与组织发育有关，比如肺部组织的发育。此前，这一蛋白从未与乳腺癌联系起来。研究人员指出，miR-199a上调而FOXP2受到抑制是临床上侵袭性乳腺癌的一个突出特征。“我们这项研究有助于人们进一步理解，肿瘤微环境中的细胞（比如MSC）如何提高癌细胞的恶性，”Karnoub说。“癌转移需要下调FOXP2的表达水平，我们正在深入研究FOXP2抑制癌转移的潜在能力。”

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钟晨曦，2018214517肿瘤微环境对癌转移的重要影响　　                                   乳腺癌细胞从原发瘤转移到机体其他位点，是一个相当复杂的过程。哈佛医学院BIDMC的研究团队发现，转录因子FOXP2（也称为语言基因）居然与乳腺癌转移有关。这项发表在Cell Stem Cell杂志上的研究显示，当FOXP2被沉默时乳腺癌细胞能获得多种恶性特征。生物通报道：乳腺癌细胞从原发瘤转移到机体其他位点，是一个相当复杂的过程。哈佛医学院BIDMC的研究团队发现，转录因子FOXP2（也称为语言基因）居然与乳腺癌转移有关。这项发表在Cell Stem Cell杂志上的研究显示，当FOXP2被沉默时乳腺癌细胞能获得多种恶性特征。“我们发现了FOXP2在乳腺癌中的新功能，”文章的资深作者，哈佛医学院的助理教授Antoine Karnoub说。“在晚期乳腺癌中FOXP2很明显受到抑制，而且抑制它的microRNA 199a显著增多。”Karnoub实验室致力于研究间充质干细胞（MSC）在乳腺癌发展和转移中起到的作用。MSC是一种帮助修复受损组织的成体干细胞，能从骨髓移动到发炎区域，协调机体的创伤修复。Karnoub等人之前的工作表明，MSC对乳腺肿瘤的应答类似于它们对创伤或感染做出的反应，而且这些细胞参与了肿瘤基质（癌细胞的微环境）的形成。（延伸阅读：华人学者解决癌转移十年争议）尽管人们知道MSC在肿瘤中起到了不容忽视的作用，却并不清楚乳腺癌细胞对MSC进行应答的分子机制。而这项研究展示了，microRNA在这一过程中的重要作用。“越来越多的证据表明，miRNA调控异常存在于肿瘤发展的多个方面，包括侵袭和转移，”Karnoub说。研究人员发现，MSC 诱导的miR199a能帮助癌细胞获得恶性特征，包括“干”性和转移能力。（癌症干细胞被认为是大多数肿瘤中最致命的细胞，与肿瘤复发有关。）“miRNA的功能主要是抑制目标mRNA的表达，我们通过筛选意外发现，miRNA-199a的作用目标是FOXP2，”Karnoub说。FOXP2参与了语言能力的发展，对发育过程的神经发生起作用。也有研究指出，FOXP2与组织发育有关，比如肺部组织的发育。此前，这一蛋白从未与乳腺癌联系起来。研究人员指出，miR-199a上调而FOXP2受到抑制是临床上侵袭性乳腺癌的一个突出特征。“我们这项研究有助于人们进一步理解，肿瘤微环境中的细胞（比如MSC）如何提高癌细胞的恶性，”Karnoub说。“癌转移需要下调FOXP2的表达水平，我们正在深入研究FOXP2抑制癌转移的潜在能力。”

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姓名:和群   学号:2018214520                      UTSW余永豪组在ADP-ribosylation研究领域取得新突破                                                                二磷酸腺苷核糖基化（ADP-ribosylation）是一种蛋白翻译后修饰，利用NAD+作为供体，PARPs（Poly ADP-ribose polymerases）作为合成酶将ADP-ribose连接到目的蛋白。与其他蛋白翻译后修饰（甲基化，磷酸化等）类似的是，二磷酸腺苷核糖基化也是可逆的过程，ADP-ribose可以被水解酶去除，例如PARG (Poly ADP-ribose glycohydrolase)。作为一类已经被发现了将近六十年的蛋白翻译后修饰，二磷酸腺苷核糖基化广泛参与到DNA损伤修复，转录调控，染色体蛋白重构等重要的生物学过程。特别是近几年，三种PARP抑制剂（Olaparib，Rucaparib和Niraparib）已经成为美国FDA批准的抗癌药物，尤其针对BRCA突变的晚期卵巢癌患者。此外作为单一疗法以及与放化疗组合疗法，PARP抑制剂还在广泛的临床试验中。近日，余永豪组的最新成果“A Cell Line-Speciﬁc Atlas of PARP-Mediated Protein Asp/Glu-ADP-Ribosylation in Breast Cancer”在Cell reports上在线发表。此研究同样是以上述质谱方法为基础，在不同类型乳腺癌模型中（良性乳腺肿瘤细胞MCF10A以及八种乳腺癌细胞，包括雌激素受体阳性乳腺癌细胞、人类表皮生长因子受体2阳性乳腺癌细胞以及三种受体阴性乳腺癌细胞）分析ADP-ribosylation谱图。这是首次在不同细胞背景下，在蛋白质组学水平比较PARP激活程度和下游信号通路，对于深刻理解PARP在细胞压力反应以及作为抗癌药物靶点方面有着重要的影响。意义:该研究成果作为重要的资源信息，促进了ADP-ribosylation领域更好的认识PARP上游调节因子和下游输出信号，对于理解其在生理病理条件下的作用有着深刻的影响。此外，该研究对将来开发基于二磷酸腺苷核糖基化的来预测PARP抑制剂敏感性的生物标记物同样有着重要的意义。

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姓名:和群   学号:2018214520                      UTSW余永豪组在ADP-ribosylation研究领域取得新突破                                                                二磷酸腺苷核糖基化（ADP-ribosylation）是一种蛋白翻译后修饰，利用NAD+作为供体，PARPs（Poly ADP-ribose polymerases）作为合成酶将ADP-ribose连接到目的蛋白。与其他蛋白翻译后修饰（甲基化，磷酸化等）类似的是，二磷酸腺苷核糖基化也是可逆的过程，ADP-ribose可以被水解酶去除，例如PARG (Poly ADP-ribose glycohydrolase)。作为一类已经被发现了将近六十年的蛋白翻译后修饰，二磷酸腺苷核糖基化广泛参与到DNA损伤修复，转录调控，染色体蛋白重构等重要的生物学过程。特别是近几年，三种PARP抑制剂（Olaparib，Rucaparib和Niraparib）已经成为美国FDA批准的抗癌药物，尤其针对BRCA突变的晚期卵巢癌患者。此外作为单一疗法以及与放化疗组合疗法，PARP抑制剂还在广泛的临床试验中。近日，余永豪组的最新成果“A Cell Line-Speciﬁc Atlas of PARP-Mediated Protein Asp/Glu-ADP-Ribosylation in Breast Cancer”在Cell reports上在线发表。此研究同样是以上述质谱方法为基础，在不同类型乳腺癌模型中（良性乳腺肿瘤细胞MCF10A以及八种乳腺癌细胞，包括雌激素受体阳性乳腺癌细胞、人类表皮生长因子受体2阳性乳腺癌细胞以及三种受体阴性乳腺癌细胞）分析ADP-ribosylation谱图。这是首次在不同细胞背景下，在蛋白质组学水平比较PARP激活程度和下游信号通路，对于深刻理解PARP在细胞压力反应以及作为抗癌药物靶点方面有着重要的影响。意义:该研究成果作为重要的资源信息，促进了ADP-ribosylation领域更好的认识PARP上游调节因子和下游输出信号，对于理解其在生理病理条件下的作用有着深刻的影响。此外，该研究对将来开发基于二磷酸腺苷核糖基化的来预测PARP抑制剂敏感性的生物标记物同样有着重要的意义。

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RNA干扰现象

分子生物学的重大发现：
2006诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国人——安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛,他们发现了控制基因信息流动的基本机制,因RNA干扰(RNAi)的发现而入选。
RNA干扰是指：在进化过程中，高度保守的、由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。基因沉默，主要有转录前水平的基因沉默(TGS)和转录后水平的基因沉默(PTGS)两类:TGS是指由于DNA修饰或染色体异染色质化等原因使基因不能正常转录;PTGS是启动了细胞质内靶mRNA序列特异性的降解机制。有时转基因会同时导致TGS和PTGS。
影响：
由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的治疗领域。
RNA干扰已先后在不同生物中被发现,它的机制为我们提出了更多需要解答的问题,为基因技术研究提供了令人兴奋的可能性。更重要的是科研人员也从中获得了更多思维空间。

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番茄与拟南芥、金鱼草同为双子叶植物，其花器官的发育也同样遵循ABCDE模型的规律：各轮花器官的发育受到来自A、B、C、D、E 5类基因的调控。而这些基因几乎都是属于MADS-box家族的转录因子。这些基因与其在拟南芥、金鱼草中的同源异形基因之间在功能方面有许多相似之处，例如对各轮花器官发育的影响；同时番茄还拥有拟南芥、金鱼草所没有的肉质果实，因此这些花发育基因还会直接或间接影响到果实的生长、发育甚至成熟。

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向非凡2018214555生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如，不论在何种生物体中，都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外，都是DNA，并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码，除个别例外，在绝大多数情况下也都是通用的。物理学的成就证明，一切物质的原子都由为数不多的基本粒子根据相同的规律所组成，说明了物质世界结构上的高度一致，揭示了物质世界的本质，从而带动了整个物理学科的发展。分子生物学则在分子水平上揭示了生命世界的基本结构和生命活动的根本规律的高度一致，揭示了生命现象的本质。和过去基本粒子的研究带动物理学的发展一样，分子生物学的概念和观点也已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域，带动了整个生物学的发展，使之提高到一个崭新的水平。过去生物进化的研究，主要依靠对不同种属间形态和解剖方面的比较来决定亲缘关系。随着蛋白质和核酸结构测定方法的进展，比较不同种属的蛋白质或核酸的化学结构，即可根据差异的程度，来断定它们的亲缘关系。由此得出的系统进化树，与用经典方法得到的是基本符合的。采用分子生物学的方法研究分类与进化有特别的优越性。首先，构成生物体的基本生物大分子的结构反映了生命活动中更为本质的方面。其次，根据结构上的差异程度可以对亲缘关系给出一个定量的，因而也是更准确的概念。第三，对于形态结构非常简单的微生物的进化，则只有用这种方法才能得到可靠结果。高等动物的高级神经活动是极其复杂的生命现象，过去多是在细胞乃至整体水平上研究，近年来深入到分子水平研究的结果充分说明高级神经活动也同样是以生物大分子的活动为基础的。例如，在高等动物学习与记忆的过程中，大脑中RNA和蛋白质的组成发生明显的变化，并且一些影响生物体合成蛋白质的药物也显著地影响学习与记忆的能力。又如，“生物钟”是一种熟知的生物现象。用鸡进行的实验发现，有一种重要的神经传递介质（5-羟色胺）和一种激素（褪黑激素）以及控制它们变化的一种酶，在鸡脑中的含量呈24小时的周期性变化。正是这种变化构成了鸡的“生物钟”的物质基础。在应用方面，生物膜能量转换原理的阐明，将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进行酶的人工模拟，设计出化学工业上广泛使用的新催化剂，从而给化学工业带来一场革命。分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用，1973年重组DNA技术的成功，为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来，已经采用基因工程技术，把高等动物的一些基因引入单细胞生物，用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。

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向非凡2018214555生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如，不论在何种生物体中，都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外，都是DNA，并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码，除个别例外，在绝大多数情况下也都是通用的。物理学的成就证明，一切物质的原子都由为数不多的基本粒子根据相同的规律所组成，说明了物质世界结构上的高度一致，揭示了物质世界的本质，从而带动了整个物理学科的发展。分子生物学则在分子水平上揭示了生命世界的基本结构和生命活动的根本规律的高度一致，揭示了生命现象的本质。和过去基本粒子的研究带动物理学的发展一样，分子生物学的概念和观点也已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域，带动了整个生物学的发展，使之提高到一个崭新的水平。过去生物进化的研究，主要依靠对不同种属间形态和解剖方面的比较来决定亲缘关系。随着蛋白质和核酸结构测定方法的进展，比较不同种属的蛋白质或核酸的化学结构，即可根据差异的程度，来断定它们的亲缘关系。由此得出的系统进化树，与用经典方法得到的是基本符合的。采用分子生物学的方法研究分类与进化有特别的优越性。首先，构成生物体的基本生物大分子的结构反映了生命活动中更为本质的方面。其次，根据结构上的差异程度可以对亲缘关系给出一个定量的，因而也是更准确的概念。第三，对于形态结构非常简单的微生物的进化，则只有用这种方法才能得到可靠结果。高等动物的高级神经活动是极其复杂的生命现象，过去多是在细胞乃至整体水平上研究，近年来深入到分子水平研究的结果充分说明高级神经活动也同样是以生物大分子的活动为基础的。例如，在高等动物学习与记忆的过程中，大脑中RNA和蛋白质的组成发生明显的变化，并且一些影响生物体合成蛋白质的药物也显著地影响学习与记忆的能力。又如，“生物钟”是一种熟知的生物现象。用鸡进行的实验发现，有一种重要的神经传递介质（5-羟色胺）和一种激素（褪黑激素）以及控制它们变化的一种酶，在鸡脑中的含量呈24小时的周期性变化。正是这种变化构成了鸡的“生物钟”的物质基础。在应用方面，生物膜能量转换原理的阐明，将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进行酶的人工模拟，设计出化学工业上广泛使用的新催化剂，从而给化学工业带来一场革命。分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用，1973年重组DNA技术的成功，为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来，已经采用基因工程技术，把高等动物的一些基因引入单细胞生物，用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。

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向非凡 2018214555

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分子生物学
分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学一直是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系和蛋白质-脂质体系。 生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。

研究蛋白质的结构与功能的关系是分子生物学研究的一个重要内容。 随着结构分析技术的发展，现在已有几千个蛋白质的化学结构和几百个蛋白质的立体结构得到了阐明。70年代末以来，采用测定互补DNA顺序反推蛋白质化学结构的方法，不仅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析条件不易得到满足的蛋白质化学结构分析得以实现。

生物体内普遍存在的膜结构，统称为生物膜。它包括细胞外周膜和细胞内具有各种特定功能的细胞器膜。从化学组成看，生物膜是由脂质和蛋白质通过非共价键构成的体系。很多膜还含少量糖类，以糖蛋白或糖脂形式存在。 生物体的能量转换主要在膜上进行。

生物体取得能量的方式，或是像植物那样利用太阳能在叶绿体膜上进行光合磷酸化反应；或是像动物那样利用食物在线粒体膜上进行氧化磷酸化反应。这二者能量来源虽不同，但基本过程非常相似，最后都合成腺苷三磷酸。 生物体利用食物氧化所释放能量的效率可达70%左右，而从煤或石油的燃烧获取能量的效率通常为20～40％，所以生物力能学的研究很受重视。

对生物膜能量转换的深入了解和模拟，将会对人类更有效地利用能量作出贡献。 生物膜的另一重要功能是细胞问或细胞膜内外的信息传递。在细胞表面，广泛地存在着一类称为受体的蛋白质。激素和药物的作用都需通过与受体分子的特异性结合而实现。癌变细胞表面受体物质的分布有明显变化。

细胞膜的表面性质还对细胞分裂繁殖有重要的调节作用。 对细胞表面性质的研究带动了糖类的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子结构与功能的研究越来越受到重视。从发展趋势看，寡糖与蛋白质或脂质形成的体系将成为分子生物学研究的一个新的重要的领域。

分子生物学的成就说明：生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如，不论在何种生物体中，都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外，都是 DNA，并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。

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黄颂毅                                                                                        2018214551                                                                 大肠杆菌（Escherichia coli）大肠埃希氏菌，Escherich在1885年发现的，在相当长的一段时间内，一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病菌。直到20世纪中叶，才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性，尤其对婴儿和幼畜（禽），常引起严重腹泻和败血症，它是一种普通的原核生物，根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为6类：肠致病性大肠杆菌（EPEC）、肠产毒性大肠杆菌（ETEC）、肠侵袭性大肠杆菌（EIEC）、肠出血性大肠杆菌（EHEC）、肠黏附性大肠杆菌（EAEC）和弥散粘附性大肠杆菌(DAEC).。大肠杆菌属于革兰氏阴性细菌（G-）。

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黄颂毅                                                                                        2018214551                                                                 大肠杆菌（Escherichia coli）大肠埃希氏菌，Escherich在1885年发现的，在相当长的一段时间内，一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病菌。直到20世纪中叶，才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性，尤其对婴儿和幼畜（禽），常引起严重腹泻和败血症，它是一种普通的原核生物，根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为6类：肠致病性大肠杆菌（EPEC）、肠产毒性大肠杆菌（ETEC）、肠侵袭性大肠杆菌（EIEC）、肠出血性大肠杆菌（EHEC）、肠黏附性大肠杆菌（EAEC）和弥散粘附性大肠杆菌(DAEC).。大肠杆菌属于革兰氏阴性细菌（G-）。

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索朗央宗2018210132先进科学家从事数字化生物学工作时，诞生了一个新的视角，努力尝试从数字代码走向全新分子生物学阶段：设计与人工合成生命。已经有研究表明，我们能够顺利地实现一个染色体从一个细胞到另一细胞的完整转移，并且该染色体还能成功激活。我们可以通过特定的酶来消化其他不需要的蛋白质等物质。细胞原有的特征将消失，一个全新的物种被创造。资源短缺危机和人口的大量激增，驱使我们寻求可持续生产的有效的解决方法。如果我们能够创造出先进的生物学编码指令，我们将能更好地理解细胞生理学、发展新的分子药物、高效生产营养物质或者生产生物燃料。事实上，人类编码基因的能力进步缓慢，但也确实在提升。人工合成DNA真的十分复杂。这是一个会“倒退”的过程——制造的片段越长，产生的错误将越多。因此，一个新的能够拼排小片段并且改正所有错误的有效方法被迫切需要。

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索朗央宗2018210132先进科学家从事数字化生物学工作时，诞生了一个新的视角，努力尝试从数字代码走向全新分子生物学阶段：设计与人工合成生命。已经有研究表明，我们能够顺利地实现一个染色体从一个细胞到另一细胞的完整转移，并且该染色体还能成功激活。我们可以通过特定的酶来消化其他不需要的蛋白质等物质。细胞原有的特征将消失，一个全新的物种被创造。资源短缺危机和人口的大量激增，驱使我们寻求可持续生产的有效的解决方法。如果我们能够创造出先进的生物学编码指令，我们将能更好地理解细胞生理学、发展新的分子药物、高效生产营养物质或者生产生物燃料。事实上，人类编码基因的能力进步缓慢，但也确实在提升。人工合成DNA真的十分复杂。这是一个会“倒退”的过程——制造的片段越长，产生的错误将越多。因此，一个新的能够拼排小片段并且改正所有错误的有效方法被迫切需要。

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2018214572
庄小威通过开发超分辨率成像技术来发现细胞内隐藏的结构——这种方法超越了光学显微镜的基本空间分辨率极限。在哈佛大学的实验室里，她发明了一种超分辨率成像方法（STORM），利用可切换的荧光分子打破了传统显微镜的衍射极限，“分子和细胞结构的超高分辨率图像只有一根人类头发粗细的万分之一”。在STORM的帮助下，她的实验室已经发现了新的细胞结构，比如大脑神经元中的周期性膜骨架。陈志坚通过DNA传感酶cGAS的发现，阐明DNA如何从细胞内部触发免疫和自身免疫反应。T细胞和其他白细胞是免疫系统的前线战士。生物化学家陈志坚阐明了潜在的、先天的免疫系统的工作机制。免疫系统在我们体内的每个细胞外运作，触发对病毒、压力、辐射和其他胁迫的展开(或过度展开)的反击。陈的实验室已经展示了入侵者带来的DNA或者从细胞核中渗出的DNA是如何被一种蛋白感知的，这种蛋白最终激活了T细胞和白细胞。他现在正努力利用这种强大的治疗力量来阻止癌症等疾病，并控制这种机制。此外也涉及一些自身免疫性疾病，如关节炎和狼疮。

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结构分析对人工蛋白质合成的
结构分析和遗传物质的研究在分子生物学的发展中作出了重要的贡献。结构分析的中心内容是通过阐明生物分子的三维结构来解释细胞的生理功能。1912年英国 W.H.布喇格和W.L.布喇格建立了X射线晶体学，成功地测定了一些相当复杂的分子以及蛋白质的结构。以后布喇格的学生W.T.阿斯特伯里和J.D.贝尔纳又分别对毛发、肌肉等纤维蛋白以及胃蛋白酶、烟草花叶病毒等进行了初步的结构分析。他们的工作为后来生物大分子结晶学的形成和发展奠定了基础。50年代是分子生物学作为一门独立的分支学科脱颖而出并迅速发展的年代。首先是在蛋白质结构分析方面，1951年L.C.波林等提出了 α-螺旋结构，描述了蛋白质分子中肽链的一种构象。1955年F.桑格完成了胰岛素的氨基酸序列的测定。接着 J.C.肯德鲁和M.F.佩鲁茨在X射线分析中应用重原子同晶置换技术和计算机技术分别于1957和1959年阐明了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的立体结构。1965年中国科学家合成了有生物活性的胰岛素，首先实现了蛋白质的人工合成。

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             赵雅婷2018214538                                                     分子生物学中的含量测定和杂交是微生物鉴定中常用的方法。大体来说,亲缘关系相近的种其G+C含量接近,反之G+C含量接近的两个种其亲缘关系却不一定接近。同一种微生物其种内各菌株间的G+C值可相差25-40,差值过小(低于2),则没有分类学上的意义;若差值在5以上可认为是两个不同的种;若相差超过10,则可考虑它们属于不同的属。因此可以认为,G+C值的用途主要在于排除不确切的分类单元。DNADNA杂交是通过一定的方法将待测菌株的DNA与相关的已知菌种的DNA杂交,确定两者的DNA同源性,用以确定待测菌株与参照菌株间的亲缘关系。作为两种细菌分类鉴定中的基本方法DNAG+C含量测定和杂交在浸矿微生物鉴定研究中也得到了广泛地应用,如Noms等’对多种来漂的几株嗜酸性化硫化矿的细菌进行了鉴定。他们提取了细胞的DNA进行了G+C含量的测定与DNA杂交试验。结合16SNA序列分析结果,鉴定了多个浸矿菌种。这是分子生物学在这一领域的又一大突破，对于微生物的研究具有重要意义，我们可以在环境保护方面取得重大进步。

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             赵雅婷2018214538                                                     分子生物学中的含量测定和杂交是微生物鉴定中常用的方法。大体来说,亲缘关系相近的种其G+C含量接近,反之G+C含量接近的两个种其亲缘关系却不一定接近。同一种微生物其种内各菌株间的G+C值可相差25-40,差值过小(低于2),则没有分类学上的意义;若差值在5以上可认为是两个不同的种;若相差超过10,则可考虑它们属于不同的属。因此可以认为,G+C值的用途主要在于排除不确切的分类单元。DNADNA杂交是通过一定的方法将待测菌株的DNA与相关的已知菌种的DNA杂交,确定两者的DNA同源性,用以确定待测菌株与参照菌株间的亲缘关系。作为两种细菌分类鉴定中的基本方法DNAG+C含量测定和杂交在浸矿微生物鉴定研究中也得到了广泛地应用,如Noms等’对多种来漂的几株嗜酸性化硫化矿的细菌进行了鉴定。他们提取了细胞的DNA进行了G+C含量的测定与DNA杂交试验。结合16SNA序列分析结果,鉴定了多个浸矿菌种。这是分子生物学在这一领域的又一大突破，对于微生物的研究具有重要意义，我们可以在环境保护方面取得重大进步。

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古海力尼沙·司马依力2018210484
.开发新方法来解析蛋白结构

利用同步加速器X射线光束来解析蛋白和其他生物大分子的结构在医学上取得很大进步。科学家们获得的技术进步能够导致他们取得更加激动人心的进步。最近,来自美国国家同步幅射光源和、纽约结构生物学中心和哥伦比亚大学的研究人员发现一种新方法来确定通过其他方法很难或者不可能解析的分子结构。他们的研究发表在《科学》期刊上。

利用大分子X射线晶体学确定蛋白结构的过程必须要首先培养纯的分子晶体。当靶分子拥有相似的结构类似物时,这种过程更加容易。但是当靶分子没有结构类似物时,科学家们面临着“相位问题”,即缺乏描述入射X射线光波“相位”的关键性信息。当一个检测器记录X射线衍射图时,它能够检测强度,但是不能检测相位,但是没有相位时,分子结构就不能被完全解析出。

当存在不相关的结构时,有两种其他的方法来评估相位。这些方法当中有两种方法都是属关于X射线晶体技术的:多波长异常衍射,它利用多种波长的X射线;单波长异常衍射,它只利用一个波长的X射线。这两种技术通常都涉及加入硒到晶格(通过氨基酸衍生物硒代蛋氨酸,它容易整合进蛋白)之中,和扫描硒原子整个边上的X射线光束。

硒是一种比在蛋白中通常发现的那些原子---比如碳、氮和氧---都要重,它吸收

X射线,而且通过元素特异性共振再次发射X射线。根据这种共振衍射数据,科学家们能够确定相位。

在这项新研究中,研究人员开发一种方法来解决相位问题,而不用加入一种重元素到晶体之中,从而能够利用处于自然状态的蛋白开展研究。他们使用来自蛋白自己的硫原子的非共振散射,其中硫原子要比硒原子薄弱得多,但是也足够强大而能够发挥作用。他们利用低于正常的X射线能量而将SAD应用到几个晶体(对研究的每个蛋白而言,是5到13个晶体),然后将相对弱的衍射信号结合在一起。

他们解析的4种蛋白在大小上存在差异,而且和它们含有不同的硫含量(每个分子拥有3到28个硫位点)。他们成功地解析出每个蛋白的结构提示着他们的研究为在大分子晶体学取得潜在大量的新发现打开新的大门。

分子生物学当然还在不断地向相关学科渗透, 人类要彻底认识生命、理解生命, 必然要从基因、核酸、核酶、蛋白质等分子水平上去理解有机体的构造、功能与生命的关系。同时, 分子生物学也对医学、农业科学及其应用产生了巨大的影响。作为生命活动最高形式的神经活动, 以及作为生命活动基本单位的细胞是现代

生命科学研究最活跃的领域。这两门有代表性的学科, 由于采用了分子生物学的原理和手段获得了新的生命力。

这些理论研究成果最终都将成为我们生活的一部分,为我们更美好的生活服务。

分子生物学、神经生理学和分子生物学已成为当代生命科学研究的三大热点。该三大热点领域的研究成果已在工业、农业及医药卫生等方面有了重要应用, 特别是生物大分子———基因在同种的不同个体, 甚至不同属的生物种之间的转移, 为新品种的快速培育和某些遗传病的治疗等提供了可能性, 实践已经证明了这

一点。这对于农业增产以及控制和改造整个地球上的生物界展现出了广阔的前景; 为增进人类健康、长寿提供了现实的可行性; 分子生物学在工业上的应用, 出现了以基因工程为基础的生产生物制品的一种新兴产业。基因工程用于农作物及家

畜品种改良, 用定向引入有关功能基因的方法, 从根本上改变了过去盲目大量诱变, 然后再从中进行筛选的传统方法, 使定向、快速育种成为现实。这又为进化生物学发现的新理论提供了证据。科学家在论证21 世纪的生命科学热点领域研讨会上指出, 人类基因组计划、疾病的基因治疗、环境生物技术的开发、转基因动植物等生物术产业必将是新世纪产业发展的热点。

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分子生物学的新的研究成就以及对人类生活的意义
.开发新方法来解析蛋白结构

利用同步加速器X射线光束来解析蛋白和其他生物大分子的结构在医学上取得很大进步。科学家们获得的技术进步能够导致他们取得更加激动人心的进步。最近,来自美国国家同步幅射光源和、纽约结构生物学中心和哥伦比亚大学的研究人员发现一种新方法来确定通过其他方法很难或者不可能解析的分子结构。他们的研究发表在《科学》期刊上。

利 用大分子X射线晶体学确定蛋白结构的过程必须要首先培养纯的分子晶体。当靶分子拥有相似的结构类似物时,这种过程更加容易。但是当靶分子没有结构类似物时,科学家们面临着“相位问题”,即缺乏描述入射X射线光波“相位”的关键性信息。当一个检测器记录X射线衍射图时,它能够检测强度,但是不能检测相位,但是没有相位时,分子结构就不能被完全解析出。

当 存在不相关的结构时,有两种其他的方法来评估相位。这些方法当中有两种方法都是属关于X射线晶体技术的:多波长异常衍射,它利用多种波长的X射线;单波长异常衍射,它只利用一个波长的X射线。这两种技术通常都涉及加入硒到晶格(通过氨基酸衍生物硒代蛋氨酸,它容易整合进蛋白)之中,和扫描硒原子整个边上的X射线光束。

硒是一种比在蛋白中通常发现的那些原子---比如碳、氮和氧---都要重,它吸收

X射线,而且通过元素特异性共振再次发射X射线。根据这种共振衍射数据,科学家们能够确定相位。

在这项新研究中,研究人员开发一种方法来解决相位问题,而不用加入一种重元素到晶体之中,从而能够利用处于自然状态的蛋白开展研究。他们使用来自蛋白自己的硫原子的非共振散射,其中硫原子要比硒原子薄弱得多,但是也足够强大而能够发挥作用。他们利用低于正常的X射线能量而将SAD应用到几个晶体(对研究的每个蛋白而言,是5到13个晶体),然后将相对弱的衍射信号结合在一起。

他们解析的4种蛋白在大小上存在差异,而且和它们含有不同的硫含量(每个分子拥有3到28个硫位点)。他们成功地解析出每个蛋白的结构提示着他们的研究为在大分子晶体学取得潜在大量的新发现打开新的大门。

分子生物学当然还在不断地向相关学科渗透, 人类要彻底认识生命、理解生命, 必然要从基因、核酸、核酶、蛋白质等分子水平上去理解有机体的构造、功能与生命的关系。同时, 分子生物学也对医学、农业科学及其应用产生了巨大的影响。作为生命活动最高形式的神经活动, 以及作为生命活动基本单位的细胞是现代

生命科学研究最活跃的领域。这两门有代表性的学科, 由于采用了分子生物学的原理和手段获得了新的生命力。

这些理论研究成果最终都将成为我们生活的一部分,为我们更美好的生活服务。

分子生物学、神经生理学和分子生物学已成为当代生命科学研究的三大热点。该三大热点领域的研究成果已在工业、农业及医药卫生等方面有了重要应用, 特别是生物大分子———基因在同种的不同个体, 甚至不同属的生物种之间的转移, 为新品种的快速培育和某些遗传病的治疗等提供了可能性, 实践已经证明了这

一点。这对于农业增产以及控制和改造整个地球上的生物界展现出了广阔的前景; 为增进人类健康、长寿提供了现实的可行性; 分子生物学在工业上的应用, 出现了以基因工程为基础的生产生物制品的一种新兴产业。基 因 工程用于农作物及家

畜 品种改良, 用定向引入有关功能基因的方法, 从根本上改变了过去盲目大量诱变, 然后再从中进行筛选的传统方法, 使定向、快速育种成为现实。这又为进化生物学发现的新理论提供了证据。科学家在论证21 世纪的生命科学热点领域研讨会上指出, 人类基因组计划、疾病的基因治疗、环境生物技术的开发、转基因动植物等生物术产业必将是新世纪产业发展的热点。

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通常可根据生物的类别，将RNA聚合酶分为原核生物RNA聚合酶、真核生物RNA聚合酶。

原核生物和真核生物的RNA聚合酶有共同特点，但在结构、组成和性质等方面又不尽相同。

（1）原核生物RNA聚合酶 目前研究得最清楚的是大肠杆菌RNA聚合酶。该酶是由五种亚基组成的六聚体（α2ββ'ωσ）分子量约500 000。其中α2ββ'ω称为核心酶（coreenzyme），σ因子与核心酶结合后称为全酶（holoenzyme）。

σ因子的主要作用是识别DNA模板上的启动子，其单独存在时不能与DNA模板结合，与核心酶结合成全酶后，才可使全酶与模板DNA上的启动子结合。当它与启动基因的特定碱基序列结合后，DNA双链解开一部分，使转录开始，故σ因子又称起始因子。已经鉴定出大肠杆菌有7种σ因子，不同的σ因子可以竞争结合核心酶，以决定哪个基因被转录。其中σ70（数字表示其分子量大小）协助识别管家基因的启动子。环境变化可以诱导产生特定σ因子，启动特定基因的转录。

核心酶只有一种，参与整个转录过程，催化所有RNA的转录合成。

其他原核生物的RNA聚合酶在结构和功能上均与大肠杆菌相似。抗生素利福平或利福霉素可以特异抑制原核生物的RNA聚合酶，成为抗结核菌治疗的药物。它专一性地结合RNA聚合酶的β亚基。若在转录开始后才加入利福平，仍能发挥其抑制转录的作用，这说明p亚基足在转录全过程都起作用的。

（2）真核生物RNA聚合酶 真核生物具有3种不同的细胞核RNA聚合酶，分别是RNA聚合酶I（RNA pol I）、RNA聚合酶Ⅱ（RNA pol II）和RNA聚合酶Ⅲ（RNA pol llI）．这三种RNA聚合酶不仅在功能和理化性质上不同，而且对α一鹅膏蕈碱（一种毒蘑菇含有的环八肽毒素）的敏感性也不同。

真核生物的3种细胞核RNA聚合酶的结构比原核生物复杂，3种RNA聚合酶都有2个不同的大亚基、2个类α亚基和1个类ω亚基，分别与大肠杆菌核心酶的β和β’、2个α亚基和ω亚基同源。除上述5个亚基外，三种RNA聚合酶还各含7～11个小亚基。合成RNA时，原核细胞依赖RNA聚合酶的各个亚单位就能完成转录过程，而真核细胞还需要一些蛋白质因子参与，并对转录产物进行加工修饰。

真核生物线粒体有自己的RNA聚合酶，催化合成线粒体mRNA、tRNA、rRNA。线粒体RNA聚合酶在功能和性质上与原核细胞RNA聚合酶类似，其活性也可被利福平或利福霉素抑制。

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单细胞RNA测序被《科学》杂志选为201

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单细胞RNA测序被《科学》杂志选为2018年度科技突破。

单细胞级别的RNA测序最大的贡献是跟踪细胞的分化。

所有人都知道胚胎会分裂分化成多种组织器官，但是一直没有合适技术能追踪这种任务分工，直到单细胞RNA测序出现。

下面的图片和视频是哈佛大学科学家利用单细胞RNA测序追踪斑马鱼胚胎发育的惊艳结果。

荧光染色的斑马鱼胚胎，不同荧光颜色指示不同的蛋白表达

视频封面

单细胞RNA测序斑马鱼胚胎分化树

单细胞RNA测序还告诉我们，其实早在胚胎从受精卵分裂成两个细胞时，两个细胞的基因转录就开始出现差异，存在任务分工了。

二细胞和四细胞胚胎RNA测序

这个分化过程还可以有反复。在非哺乳动物中胚胎中，细胞分化所在位置的引导，一次成型。在老鼠囊胚中，细胞先随机表达RNA，再根据位置和细胞间信息的传递，调整为成团表达同类基因，最终调整成按照对应位置表达。

a 非哺乳动物胚胎发育 b 鼠的囊胚发育，大写字母A-F代表六种不同基因

单细胞RNA测序还令科学家发现了新的细胞类型。血液种免疫细胞数量、种类诸多，极难分类。目前主要通过读取细胞表面的特异性蛋白 (biomarker) 分类细胞并推测其演化顺序。2017年Broad与MIT的合作课题运用单细胞RNA测序技术发现了６种新树突状细胞和４种新单核细胞，并重新定义了这些细胞演化和功能关系。

几种免疫细胞被重新定义

以上这些突破性的发现都是单细胞RNA测序技术带来的。随着测序通量的提高和数据科学的发展，单细胞RNA测序技术还将创造更多颠覆性的知识。

参考文献

Development cell by cell

http://science.sciencemag.org/content/356/6335/eaah4573.long

CEL-Seq: Single-Cell RNA-Seq by Multiplexed Linear Amplification

https://www.nature.com/articles/ncb2881

http://science.sciencemag.org/content/360/6392/eaar3131

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单细胞RNA测序被《科学》杂志选为201

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单细胞RNA测序被《科学》杂志选为2018年度科技突破。

单细胞级别的RNA测序最大的贡献是跟踪细胞的分化。

所有人都知道胚胎会分裂分化成多种组织器官，但是一直没有合适技术能追踪这种任务分工，直到单细胞RNA测序出现。

下面的图片和视频是哈佛大学科学家利用单细胞RNA测序追踪斑马鱼胚胎发育的惊艳结果。

荧光染色的斑马鱼胚胎，不同荧光颜色指示不同的蛋白表达

视频封面

单细胞RNA测序斑马鱼胚胎分化树

单细胞RNA测序还告诉我们，其实早在胚胎从受精卵分裂成两个细胞时，两个细胞的基因转录就开始出现差异，存在任务分工了。

二细胞和四细胞胚胎RNA测序

这个分化过程还可以有反复。在非哺乳动物中胚胎中，细胞分化所在位置的引导，一次成型。在老鼠囊胚中，细胞先随机表达RNA，再根据位置和细胞间信息的传递，调整为成团表达同类基因，最终调整成按照对应位置表达。

a 非哺乳动物胚胎发育 b 鼠的囊胚发育，大写字母A-F代表六种不同基因

单细胞RNA测序还令科学家发现了新的细胞类型。血液种免疫细胞数量、种类诸多，极难分类。目前主要通过读取细胞表面的特异性蛋白 (biomarker) 分类细胞并推测其演化顺序。2017年Broad与MIT的合作课题运用单细胞RNA测序技术发现了６种新树突状细胞和４种新单核细胞，并重新定义了这些细胞演化和功能关系。

几种免疫细胞被重新定义

以上这些突破性的发现都是单细胞RNA测序技术带来的。随着测序通量的提高和数据科学的发展，单细胞RNA测序技术还将创造更多颠覆性的知识。

参考文献

Development cell by cell

http://science.sciencemag.org/content/356/6335/eaah4573.long

CEL-Seq: Single-Cell RNA-Seq by Multiplexed Linear Amplification

https://www.nature.com/articles/ncb2881

http://science.sciencemag.org/content/360/6392/eaar3131

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分子

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千万年前，当一只蜱虫叮咬了蛇之后，又叮咬了一头牛，这样的偶然事件对进化史产生了怎样的影响？日前，新一期的《基因组生物学》杂志刊登了澳大利亚阿德莱德大学遗传与进化系教授大卫·阿德尔森团队的研究成果，证明在真核生物中两者常见的反转录转座子（跳跃基因中的一种）能够在物种间水平转移。也就是说，蜱虫的这两口使得蛇体内的某个基因，就这样被“水平转移”到了牛的基因组中固定下来，并流传至今。

也就是说，由于跳跃基因的存在，一个物种的基因在相当长的进化史中是受到其他物种影响的，而蚊虫、蝙蝠等很可能在其中起到媒介传播的作用。

跳跃基因，这一基因家族中的不安分者是怎么被发现和研究的呢？它的功能在学界至今尚未定论，科学家们又有哪些有益的探索？

几粒斑点“闪烁”的玉米粒 呈现“时来时走”的基因片段

1926年建立的摩尔根基因学说认为，基因是稳定的，突变是随机的。这与“稳定遗传”的表现相当一致。所以，当1951年美国冷泉港实验室的女科学家麦克林托克在一次学术会议上公开提出有的基因能够通过“跳进”“跳出”影响功能基因的表达时，当时的学界是闭耳不闻的。

资料显示，麦克林托克最初在印度彩色玉米中观察到了籽粒和叶片色斑的不稳定遗传现象。为了明确这些颜色“闪烁”的变化是否与基因有关，她年复一年地在田间观察和记录玉米籽粒和叶片颜色发生的变化，并观察这些变化籽粒和叶片的染色体变化。大量表型与遗传物质的规律的归纳总结，让麦克林托克发现了“时来时走”的基因片段。它被形象地称为“跳跃基因”。

“跳跃基因按照其‘跳跃’机制可以大体分为2类：一种是通过‘复制粘贴’插入另一个位置；一种是通过‘剪切粘贴’进行跳跃。”南昌大学生命科学学院研究员王东解释说，前者通过逆转录的方式复制自己，与逆转录病毒非常相似，其最大特点是编码的多肽有逆转录酶的活性。研究发现，哺乳动物体内一般含有几十万量级的跳跃基因。跳跃基因中的一种，存在于哺乳动物基因组中的L1基因，被认为构成了人类17%的基因组，数量大约有50万个。然而数量的庞大并没有让它们更早地被人们了解，例如几乎存在于所有哺乳动物中的L1基因一直以来被认为是“垃圾基因”，由于在正常情况下它是高度甲基化的，甲基化可有效抑制L1的转录，限制其转座活性。甚至它还被认为是有害基因，因为1988年,人们第一次认识到在血友病A的凝血因子Ⅷ基因中发现了两个截短的L1，后来在凝血因子Ⅷ的基因中又发现了一个反转座的L1插入片段。上个月《细胞》杂志发表的一篇论文或许让人们开始更好地理解它，相关研究人员发现L1在调控早期胚胎发育中的重要作用——能推动胚胎进入下一个发育阶段。

几条诡异孤独的红线 揭示基因在物种间水平转移美国威斯康星—麦迪逊大学的研究人员指出，一种利用转座子或叫做“跳跃基因”的新非病毒基因传递系统的出现则提供了一种比病毒更安全、比质粒更有效的替代方法。

在一篇发表在9月的AppliedBiosafety杂志上，威斯康星－麦迪逊的分子生物学家、生物安全官员MargyLambert描述了一种转座子基因传递系统，即一段能够从一个DNA分子跳到另外一个DNA分子的DNA。

基因治疗是一个能让新技术闯出名号的领域。目前在美国大约进行着140项基因治疗试验。大多数项目是针对致死性疾病如癌症的。许多治疗利用效率较低的质粒作为表达载体，而一些则使用病毒和被认为安全或有效的非基因疗法，以便于能够通过FDA审核成为常规疗法。

已经证实以转座子为载体的技术能够靶向没有癌基因的基因组区域。而且，与质粒相比的一个关键的优势就是跳跃基因技术能够更有效地使引入动物细胞的基因进行稳定表达。

为了利用跳跃基因，研究人员使用了一种能够将目标DNA序列从一个DNA分子转移到细胞内的另外一个DNA分子的酶。这种酶接着能将其关闭以终止基因的跳跃。

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为了探究控制谷氨酸棒杆菌的生长和碳水化合物代谢的关键调控因子，研究人员在葡萄糖的基础培养基中对野生型的谷氨酸棒杆菌（C. glutamicum ATCC 13032）进行了长达1500代的适应性进化。在驯化菌株中分离获得了一株优良菌株G15H，该菌株的生长速率比野生型菌株提高了42%，是迄今为止报道的最高水平（0.62 h-1）。

为了考察G15H菌株与野生型菌株在基因水平上的表达差异，研究者对其进行了全基因组测序。结果表明在不同时期的驯化菌株中，多个基因发生了变化。其中，在转录因子GntR1表达中，70位的赖氨酸替换成了谷氨酸。在转录因子RamA表达中色氨酸替换了52位的丙氨酸。为了考察关键基因的变化对谷氨酸棒杆菌的影响，研究者将这种关键突变人为的移植到野生型菌株中，结果只有ramA的突变株产生变化，在生长速率上提高了20%。在敲除GGPS的基础下，ramA突变株和gntR1突变株的生长都得到了明显的改善，并且这两个效果是相加的。因此研究者同时敲入这两个突变基因，结果发现获得的菌株DKI的生长速率达到了驯化菌株的水平（0.62 h-1）。

但是进一步研究发现，谷氨酸棒杆菌的生长改善并不是因为ramA和gntR1基因的失活导致的。为了考察这个现象，研究者从整个中心碳代谢上寻找关键信息，结果发现驯化菌株G15H和DKI菌株的磷酸戊糖代谢途径的基因都被明显上调，其中编码葡萄糖酸通透酶（gntP）及葡萄糖酸激酶(gntK)的基因被分别上调了9倍和20倍。此外，发现G15H和DKI菌株的ATP/ADP的比值比野生菌株提高了25%。

有趣的是，获得的菌株G15H和DKI不仅在葡萄糖培养基中具有高是生长速率，在果糖，木糖和蔗糖中也表现了较好的生长性能。并且该菌株还可以改善静息细胞在厌氧条件下是生长性能，糖耗速率能达到30%。

意义：适应性进化技术是目前备受瞩目的菌种改良技术，该技术能够有效的增强菌株的某种表型或者生理性状，并且该育种技术会保留菌株原有的优良性状，不会出现基因工程育种技术造成的生长限制。

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《遗传性聋分子生物学研究进展》

耳聋是导致交流障碍最常见的疾病，估计全世界约有7亿人口听力损失至少达55 dB ,新生儿重度以上的先天性聋发病率约为1/1000，一半是遗传因素所致。遗传性聋是由来自亲代的致病基因，或新发生的突变致聋基因导致的耳部发育或代谢障碍所引起的听力损害。近5年来，随着分子生物学和分子遗传学的迅猛发展、人类基因组计划的实施和完成、及生物信息学这一新兴学科的出现，遗传性聋的基因研究取得了飞速的发展。对人类与遗传性耳聋疾病作抗争提供了强有力的支持。

下面从功能分子生物学，发育分子生物学，诊断分子生物学，治疗分子生物学4个方面阐述了遗传性聋分子生物学研究进展及其临床应用前景。

①功能性分子生物学

1994年，Guilford等定位一个ARSHL位点于13q12一13，3年后，学术活动，此基因被确定为CJB2，学术活动，编码跨膜间隙连接蛋白connexin26(Cx26)。从此揭开了耳聋基因研究的序幕，新的致聋基因不断被发现，目前已确定显性遗传基因位点54个.隐性遗传基因位点 51个，6个x-连锁基因位点，和2个线粒体遗传位点。

核基因编码的蛋白质包括连接蛋白，离于通道蛋白，转录因子，结构蛋白等等。 其中，50%的常染色体隐性遗传性聋由GJB2基因突变引起，是目前发现的人类最主要致聋基因。CJB2基因突变导致细胞间隙的连接通道异常，直接影响k+从毛细胞到血管纹边缘细胞的运输，导致听力障碍。其突变具有多祥性和复杂性，还有明显的种族特异性。已发现GJB2基因有82种突变型，其中35delG是地中海地区人种最常见的突变类型，占所有突变的60%~85%，而亚洲人主要突变为235delC。对于cx26突变所造成的隐性遗传型耳聋，其基因型和表型无明显的相关性。即使在同一家庭中同样的突变，耳聋表型也有很大的变化，有着不同的发病年龄。在一些病例中听力下降呈明显的进行性。

自从1993年，Prezant TR等首次确定线粒体DNA的Al555G 突变与NSHI有关以来，线粒体突变与耳聋的关系引起了广泛的关注。 孔维佳教授等研究了老年性聋大鼠的线粒体缺失突变与老年性聋的关系，以及抗氧化药物的预防作用。

②发育分子生物学

耳蜗在胚胎发育过程中，其分子表达具有严格的时序性和空间特异性，从而可以利用这些分子标记来区分不同种类，不同成熟程度的细胞，为耳聋的细胞治疗研究建立理论基础。

例如转录因子Pax2(paired-box transcription factor) ，在内耳发育的初期，表达于所有的耳基板细胞，基板内陷后，主要表达于小鼠听泡的前庭阶和鸡听泡的中阶。Pax2表达于内耳感觉上皮的前体细胞，而在早期毛细胞和支持细胞上 ，它的表达下调。在上皮生长因子和胰岛素样生长因子的存在下，Pax2可作为胚胎干细胞来源的耳基板细胞或内耳干细胞来源的前体细胞的分子标记。其他在感觉上皮早期表达的分子标记有信号蛋白BMP4、BMP7，Jagged-1和细胞循环调节因子p27kipl。而Mathl、Bn13.1、myosinVIIA 和espin可作为毛细胞的分子标记。了解这些特异分子标记的表达和调控，有助于我们更深入研究内耳的生理和病理情况，以及耳聋的发生机制，并在耳聋的细胞治疗中发挥重要作用。

③诊断分子生物学

由于遗传性耳聋具有很高的遗传异质性，遗传性耳聋的基因诊断涉及到多个基因的检测，从而给基因诊断的临床应用带来极大困难，因此如何建立一种有效的方法以寻找耳聋目的基因进行检测成为临床基因捡测首要解决的问题。一般首先排除获得性因素致聋，如中耳炎、病毒感染、耳毒性药物和声损伤等;然后根据家系史分析遗传类型;全面体检确定是综合征或非综合征性聋;对家系可以采取根据家系的临床表现确定待检基因，缩小待检的范围，并根据待检基因的突变频率确定遗传性耳聋基因的检测顺序，根据基因及突变特点，选择合适的检测方法，对于发生率较高的突变，如杨伟炎等研制了 Al555G 突变检测试剂盒，使检测常规化。必须注意的是，散发耳聋患者很难确定到底是遗传性还是获得性聋，因为表型正常的双亲可能携带某基因同一位点的杂合突变，后代可能是纯合子;要评价这种家庭后代发生耳聋的概率需借助经验。

由于耳聋基因数量繁多，聋人教育，基因芯片技术可以同时检测大量基因位点，具有方便，迅速，敏感性高等特点。虽然现阶段由于成本高，使其在临床诊断应用上受到局限，但仍是未来临床诊断多基因的发展趋势。

治疗分子生物学的发展，有助于耳聋的早期发现和治疗，对预后也有重要意义，对于药物易感性聋儿童提供用药指导。对于综合征性耳聋，耳聋的分子诊断更可以为患者提供遗传咨询和产前诊断。

④治疗分子生物学

哺乳动物的毛细胞损害或缺失在自然条件下是不可逆的，研究者正在极力寻求一种使之重生的方法，为耳聋患者治疗提供新的方法和途径。目前的热点研究领域是基因治疗和细胞治疗。

基因治疗

基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。1990年，美国用ADA(腺苷酸脱氨酶)基因治疗了一位因ADA基因缺陷导致严重免疫缺损的4岁女孩，这是世界上笫一次将人类体细胞基因治疗应用于临床，为人类疾病治疗开启了一扇新的大门。

基因载体的选择与构建选择合适的载体系统是基因治疗的关键之一，借鉴病毒对哺乳动物细胞具有感染性，人们构建了各种有效的病毒转基因系统。1996年，Geschwind研究发现，以复制缺陷型HSV为载体，将BDNF转染体外培养的螺旋神经节细胞，能部分取代毛细胞的营养作用，阻止神经元的变性。除了局部的基因治疗以外，体细胞基因治疗的实验研究也取得了初步进展。1998年，Probst等通过在shaker-2小鼠(诱导肌球蛋白基因突变产生的一种遗传性聋动物模型)的胚胎干细胞中重新插入野生型肌球蛋白基因，结果纠正了其耳聋症状，为临床治疗某些类型的遗传性聋带来了希望。

目前耳聋基因治疗仍局限于动物实验和体外细胞培荞阶段，随着研究的深入，基因和载体选择的不断优化，其临床应用将有极大发展前景。

细胞治疗

听力损害多直接引起毛细胞的凋亡和丢失，哺乳动物在自然情况下只有前庭毛细胞还保持有限的分化能力，故哺乳动物的毛细胞死亡往往造成听力和平衡功能永久损害。如何恢复毛细胞的功能，成为耳聋治疗的一大难题。

近年来，干细胞替代治疗已进入人们的视野，成为新的研究热点。神经性聋的病理生理特征及干细胞的分化特性提示我们细胞替代治疗用于耳聋的可能，大量的实验研究也证实了这一点。

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新成就：铁皮石斛基因组被破译。新进展：铁皮石斛基因组图谱的成功绘制。意义：科学家做了大量的实验研究，极大扩充了铁皮石斛转录组信息库，让铁皮石斛研究迈入了基因时代，为人工合成药用铁皮石斛活性成分奠定分子基础，为品种鉴定、基因育种、成分和功能研究，以及药用成份的开发利用提供重要资源，为进一步筛选鉴定参与主要活性物质生物合成的候选基因，以及揭示其代谢通路与合成机制提供了可能，同时对珍稀食药两用植物的保护和优质种质资源品种优化也有重要意义。

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自美国普渡大学的研究人员已确定一个长期以来参与癌细胞形成和对化疗产生耐药性的基因,也在RNA的正确产生中发挥着关键性作用。这一发现可能有朝一日让人们发现新的药物靶标和开发出新的疗法。

人基因p68长期被视为一种癌基因,但是它的功能仍然是未知的。普渡大学生化学者Elizabeth Tran发现错误调控p68将导致RNA形成和排列方面的问题,从而可能导致染色体畸形。Tran利用面包酵母中一个基因Dbp2作为模型来理解p68的功能。

Tran发现Dbp2在RNA形成过程中发挥着关键性作用。Dbp2和p68都编码一种被称作RNA解旋酶的蛋白。这种酶控制RNA的结构和排列,其中在RNA获得来自表达蛋白的指令之前,它必须从DNA分离开来。

在这项研究中,Tran证实遭受错误调节的Dbp2和p68导致DNA产生缺陷,这最可能是由于RNA从DNA上不正确分离导致的。不能正确折叠的DNA很容易发生染色体断裂或融合,从而导致一系列疾病。

尽管这项研究并没有解决p68与癌症之间的关联问题,但是它为未来的研究奠定基础。

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分子生物学是以核酸、蛋白质等生物大分子为研究对象的学科，分子生物学技术即建立在核酸生化基础上的一类研究手段，现已广泛应用于医学检验中。研究内容也从DNA鉴定、扩展到核酸及表达产物分析，技术不断进步为原微生物检验、肿瘤诊断及评估、遗传病诊断、免疫系统疾病诊断提供重要依据和创新思路。现就分子生物学技术在医学检验中的应用进展进行综述，试分析应注意的问题及预测发展趋势。分子生物学技术的核心是聚合酶链反应(PCR)，能在最短的时间内扩增。由此衍生出新PCR技术，如原位PCR技术、实时定量PCR、链置换扩增技术、LCR、NASBA、TAS等。此外，生物芯片技术、核酸探针技术、生物传感器、SELEX技术、循环核酸分析技术都极大的完善了检验技术，直接解释生命规律，在临床诊断和治疗中意义重大。现阶段分子生物学新技术的发展方兴未艾，给人们提供了探索人类生命科学的工具，推动了检验学发展。分子生物技术最显著的医学成就是对遗产病中的致病基因的准确定位及克隆，早在1998年就完成了遗传性耳聋的基因克隆；2003年SARS肆虐时，科学家就研制出专门诊断该病的基因芯片；2004年后实现了用多重PCR技术对我国新生儿多发的地中海贫血、苯丙酮尿症、G6DP缺乏症的产前和病例诊断；近年来，遗传标记技术的进步，结合现有分子学研究技术，加速了遗传基因图谱的制作和相关疾病的基因检测和鉴定，从而为医学检验的加速发展提供了有效的载体。在应用方面，生物膜能量转换原理的阐明，将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进行酶的人工模拟，设计出化学工业上广泛使用的新催化剂，从而给化学工业带来一场革命。分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用，1973年重组DNA技术的成功，为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来，已经采用基因工程技术，把高等动物的一些基因引入单细胞生物，用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。

从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。

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      马欢 2018214573                                                                          中科院生物物理所：蚯蚓蛋白酶有望用于乙肝治疗 近日，中国科学院生物物理所研究员赫荣乔研究了蚓激酶同工酶（LKI）在抗乙型肝炎方面的作用时，观察到其中一个同工酶，针对乙型肝炎核心抗原（HBeAg）具有较高的活性。研究人员称该同工酶为乙肝核心抗原蛋白酶（以下简称HBeAgase），其降解位点在HBeAg分子与T淋巴细胞相互作用的线性表位上，同时也能够降低肝癌HepG2.2.15细胞分泌的HBeAg。该工作发表在《中国生命科学》上。蚯蚓属于环节动物，生活栖息在土壤里，它们是土壤的天然耕作者。由于独特的生物学性质，蚯蚓被广泛应用于生物化学、药物学、环境科学、毒理学、食品科学、农业科技等领域的研究。作为药物，蚯蚓在基础和临床研究方面日趋得到广泛的应用。已有研究报道，蚯蚓能够合成一组蛋白酶分子，可以用来治疗某些心脑血管病、糖尿病、肾病、肝硬化等疾病的干预和治疗。目前，对于蚯蚓蛋白酶抗血栓形成和抑制器官纤维化的药理机制研究相对较多。在抗血栓形成方面，蚯蚓蛋白酶具有降解纤维蛋白原和纤维蛋白的活性，也具有抑制血小板聚集作用。蚯蚓蛋白酶同时具有组织型纤溶酶原激活物（tPA）的活性，因此被日本科学家称为蚓激酶（LK）。LKI在干预脑血栓以及心肌梗死方面得到了研究和应用。在抑制器官纤维化方面，LKI具有降低纤维连接蛋白、胶原蛋白、层粘连蛋白等分子的作用。因此，在肺纤维化、肾脏纤维化、肝脏纤维化方面，LKI具有潜在的应用价值。“蚯蚓蛋白酶之所以能够得到广泛的应用，是基于它们具有相对宽泛的底物特异性。并且，这些蛋白酶分子可以通过底物的诱导，使其活性部位构象发生变化，从而提高对底物的选择性。”赫荣乔介绍。他认为，蚯蚓承受着环境和遗传的双重压力，这种压力使得蚯蚓产生的酶分子具有较广的底物特异性，以适应其生存环境变化。近日发表的研究结果将为LKI在乙型肝炎防治方面的进一步研究提供基础。

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      马欢 2018214573                                                                          中科院生物物理所：蚯蚓蛋白酶有望用于乙肝治疗 近日，中国科学院生物物理所研究员赫荣乔研究了蚓激酶同工酶（LKI）在抗乙型肝炎方面的作用时，观察到其中一个同工酶，针对乙型肝炎核心抗原（HBeAg）具有较高的活性。研究人员称该同工酶为乙肝核心抗原蛋白酶（以下简称HBeAgase），其降解位点在HBeAg分子与T淋巴细胞相互作用的线性表位上，同时也能够降低肝癌HepG2.2.15细胞分泌的HBeAg。该工作发表在《中国生命科学》上。蚯蚓属于环节动物，生活栖息在土壤里，它们是土壤的天然耕作者。由于独特的生物学性质，蚯蚓被广泛应用于生物化学、药物学、环境科学、毒理学、食品科学、农业科技等领域的研究。作为药物，蚯蚓在基础和临床研究方面日趋得到广泛的应用。已有研究报道，蚯蚓能够合成一组蛋白酶分子，可以用来治疗某些心脑血管病、糖尿病、肾病、肝硬化等疾病的干预和治疗。目前，对于蚯蚓蛋白酶抗血栓形成和抑制器官纤维化的药理机制研究相对较多。在抗血栓形成方面，蚯蚓蛋白酶具有降解纤维蛋白原和纤维蛋白的活性，也具有抑制血小板聚集作用。蚯蚓蛋白酶同时具有组织型纤溶酶原激活物（tPA）的活性，因此被日本科学家称为蚓激酶（LK）。LKI在干预脑血栓以及心肌梗死方面得到了研究和应用。在抑制器官纤维化方面，LKI具有降低纤维连接蛋白、胶原蛋白、层粘连蛋白等分子的作用。因此，在肺纤维化、肾脏纤维化、肝脏纤维化方面，LKI具有潜在的应用价值。“蚯蚓蛋白酶之所以能够得到广泛的应用，是基于它们具有相对宽泛的底物特异性。并且，这些蛋白酶分子可以通过底物的诱导，使其活性部位构象发生变化，从而提高对底物的选择性。”赫荣乔介绍。他认为，蚯蚓承受着环境和遗传的双重压力，这种压力使得蚯蚓产生的酶分子具有较广的底物特异性，以适应其生存环境变化。近日发表的研究结果将为LKI在乙型肝炎防治方面的进一步研究提供基础。

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牛病毒性腹泻病毒（Bovine viral diarrhea virus, BVDV）是引起牛黏膜病的病原，该病原给养牛业造成重大的损失，致病机理十分复杂。与丙肝病毒同属黄病毒科，二者有很高的同源性，所以被用作HCV的模式病毒。其基因组为一单股正链RNA分子，编码4种结构蛋白和8种非结构蛋白，这些蛋白质在病毒的复制、翻译及与宿主细胞的相互作用中发挥重要作用。随着对该病毒及同属的其他病毒研究的深入，人们对该病毒的致病机制、免疫逃避、遗传特性等方面有了一定的认识。近年来，研究者对黄病毒科病毒的感染、基因的复制翻译、病毒感染导致细胞凋亡及自噬等机制研究取得了很多大的进步，然而也仅限于对HCV及CSFV的研究。虽然，有学者利用转录组学技术对BVDV侵染模式细胞（MDBK）后，分析了感染细胞内部基因转录水平的变化并且发现了一些与细胞分化、发育和代谢相关的功能基因的转录水平发生了变化，但是BVDV相关方面还并不十分清楚，甚至处于空白阶段，如BVDV的非结构蛋白如何参与调解调节病毒基因的复制翻译及细胞蛋白与病毒蛋白互作等机制仍有待阐明。另外，非结构蛋白在病毒致病性中发挥重要作用的机制也不清楚，而要阐明以上问题必须将病毒非结构蛋白的结构及功能研究清楚。通过对参与病毒基因转录翻译调控的病毒蛋白及宿主重要蛋白结构及功能的深入研究，进一步阐明非结构蛋白在对抗宿主细胞中的作用机理，为该病的预防及控制提供可靠的参考依据。

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分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学一直是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系和蛋白质-脂质体系。 生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。

研究蛋白质的结构与功能的关系是分子生物学研究的一个重要内容。 随着结构分析技术的发展，现在已有几千个蛋白质的化学结构和几百个蛋白质的立体结构得到了阐明。70年代末以来，采用测定互补DNA顺序反推蛋白质化学结构的方法，不仅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析条件不易得到满足的蛋白质化学结构分析得以实现。

生物体内普遍存在的膜结构，统称为生物膜。它包括细胞外周膜和细胞内具有各种特定功能的细胞器膜。从化学组成看，生物膜是由脂质和蛋白质通过非共价键构成的体系。很多膜还含少量糖类，以糖蛋白或糖脂形式存在。 生物体的能量转换主要在膜上进行。

生物体取得能量的方式，或是像植物那样利用太阳能在叶绿体膜上进行光合磷酸化反应；或是像动物那样利用食物在线粒体膜上进行氧化磷酸化反应。这二者能量来源虽不同，但基本过程非常相似，最后都合成腺苷三磷酸。 生物体利用食物氧化所释放能量的效率可达70%左右，而从煤或石油的燃烧获取能量的效率通常为20～40％，所以生物力能学的研究很受重视。

对生物膜能量转换的深入了解和模拟，将会对人类更有效地利用能量作出贡献。 生物膜的另一重要功能是细胞问或细胞膜内外的信息传递。在细胞表面，广泛地存在着一类称为受体的蛋白质。激素和药物的作用都需通过与受体分子的特异性结合而实现。癌变细胞表面受体物质的分布有明显变化。

细胞膜的表面性质还对细胞分裂繁殖有重要的调节作用。 对细胞表面性质的研究带动了糖类的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子结构与功能的研究越来越受到重视。从发展趋势看，寡糖与蛋白质或脂质形成的体系将成为分子生物学研究的一个新的重要的领域。

分子生物学的成就说明：生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如，不论在何种生物体中，都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外，都是 DNA，并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。

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2011年，陈玲玲研究员在Genome Biology上发表文章，该文虽未提及sno-lncRNA，但却是这类全新的长非编码RNA研究的开端。mRNA的3’SLERT来自7号染色体，母基因为TBRG4，由TBRG4 mRNA的可变剪接形成。与sno-lncRNA1-5类似，对其稳定性非常重要为了研究这类RNA如何维持自身的稳定性，他们首先对此类RNA进行了系统的鉴定。2012年，陈玲玲组通过析poly(A)-RNA的数据在Molecular Cell发表首篇有关sno-lncRNA 的文章。该研究首次鉴定了5个sno-lncRNA，他们均是包含2个snoRNA，并且位于3’和5’端。通过进一步的研究，发现两端的snoRNA对sno-lncRNA的稳定性至关重要，并且5个sno-lncRNA均定位在细胞核，与产生它们的母基因完美重合。2014年，陈玲玲课题组在BMC Genomics发表文章，系统鉴定了不同物种间的sno-lncRNA,并发现sno-lncRNA具有很强的物种特异性。2016年，陈玲玲组在Molecular Cell上发表文章。有趣的是，这篇文章的主角——SPA，是一个5’端由snoRNA构成，3’端却有poly(A)的sno-lncRNA，而之前鉴定的sno-lncRNA都是两端都由snoRNA构成。这样特别的sno-lncRNA是如何产生的呢？通过一系列实验，研究人员认为SPA的产生需要snoRNA,弱poly(A)信号以及快速的RNA聚合酶I时间回到现在。2018年，发现SLERT的基因位置并不是15号染色体上缺失会导致普瑞德威利氏症候群的区域。SLERT的两端由snoRNA构成，并负责维持其稳定性。巧合的是，SLERT也在细胞核中，精确定位在核仁中，snoRNA序列对其亚细胞定位有决定性作用。至今，全新的长非编码RNA研究依然在继续，科学常常是这样，让人为之付出多年，但也值得人为之付出多年。

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2018214530
蛋白质体系

蛋白质组学研究的首要任务是建立获取和分析蛋白质的常规、可靠、有效的技术。为达到这一要求，就需要样品准备、数据获取标准化及自动化，也就是要有可重复的高通量的技术。蛋白质组研究的技术手段在不断完善，其工作流程是多步骤进行，包括蛋白质样本的制备、分离、定量及鉴定。
双向聚丙烯酰胺凝胶电泳2D-PAGE是比较蛋白质组中蛋白表达量变化最常用的蛋白分离技术。传统的2D-PAGE最初是由O'Farrell、 Klose及Scheele等于1975年分别建立起来的。此法可分离上千种蛋白，并可同时比较蛋白表达量的差异：可根据蛋白等电点(isoelectric point pl)及分子质量的差别，有效地分离理化性质不同的蛋白，并可同时进行定性和定量分析；可区分磷酸化及非磷酸化蛋白或某些经过翻译后加工修饰的蛋白。2D-PAGE主要分为2步，第1步等点聚焦采用pH梯度胶根据蛋白：等电点的不同进行电泳分离：第2步SDS-PAGE电泳则是根据蛋白分子质量的差异进行蛋白分离。
2D-PAGE法的不足之处在于：仍主要依赖许多手工操作、费时、自动化程度不高；样品上样量有限，不易分析蛋白含量很低的临床样本；对某些高疏水性蛋白(如细胞膜蛋白)分离效果差；对表达量较低的蛋白(<1000拷贝数)、极酸性(pl<3)或极碱性(pl<10)的蛋白检测均不理想；某些蛋白斑点中可能含有等电点和分子质量极为接近的数种蛋白，会给数据分析带来困难；还有一些蛋白由于分子质量太大(-150 ku咸太小(<10 ku)容易在分离过程中被丢失，会增大蛋白质组重复性分析的误差。通过首先分离纯化亚细胞器，然后富集其中的蛋白或蛋白复合物可降低蛋白质组的复杂程度、提高蛋白检测的灵敏度，并有助于了解蛋白在细胞内的定位分布等。采用免疫学方法去除样本中的高丰度蛋白，也会有利于低丰度蛋白的检出。

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禽偏肺病毒分子生物学诊断方法研究进展

偏肺病毒(Avianmetapneumovirus，aMPV)属于副黏病毒科、偏肺病毒属，可感染火鸡、鸡、雉鸡、珍珠鸡、鸵鸟等多种禽类，引起禽类呼吸道症状、头部肿胀和产蛋率下降等。火鸡鼻气管炎、禽鼻气管炎和鸡肿头综合征等多种疾病都因aMPV感染而发生，这类疾病也成为禽偏肺病毒病。主要通过水平方式传播，尚未有垂直传播的证据。根据抗原性和基因特异性，aMPV分为A型、B型、C型、D型4种型，其中A型、B型在世界范围广泛流行，C型、D型在局部地区流行。各日龄禽类均可感染，4～7周龄发病率高。该病传染性强，传播迅速，病程可持续2～3周，单独感染时仅出现一过性轻微呼吸道症状，死亡率不超过5%，当混感或继发其它疾病时，死亡率可高达40%，给养禽业造成了严重的经济损失。1978年，南非共和国首次报道了aMPV引起的火鸡鼻气管炎，并于1989年成功分离到病毒，随后英国、美国、以色列、法国、日本等国均有报道。本文就近年来aMPV的分子核酸探针法、常规RT-PCR法、套式RT-PCR法、荧光RT-PCR方法、环介导等温扩增技术等5种生物学诊断方法研究进展进行综述，以期为禽偏肺病的快速诊断和防控提供参考。

1核酸探针法核酸探针是利用核苷酸碱基顺序互补的原理，用特异的基因探针与被测定的靶序列互补，以检测被测靶序列的技术，可定性或定量检测特异RNA或DNA序列，它具有操作简单、结果易于判定等优点，适合在基层推广使用。陈琳等根据GenBank中已经发表的B亚型aMPVF基因的保守序列设计并合成1对引物，利用RT-PCR扩增出1条与目的片段大小一致的725bp基因片段，回收、纯化PCR产物，用地高辛标记，制备出地高辛标记的aMPV核酸探针。特异性检测结果表明，该探针能与aMPV核酸发生特异性杂交，而与H9N2亚型AIV、NDV、IBV、ORT和E.coil的核酸杂交反应均为阴性，敏感性检测结果表明，该探针对aMPV的最低检出量为5pg。

2常规RT-PCR法RT-PCR是以病毒的RNA为模板进行反转录，再以PCR进行核酸扩增来检测病毒的方法，较病毒分离鉴定等传统的方法的检测速度更快、灵敏度更高，在动物疾病诊断上得到了广泛的应用。陈琳等根据GenBank中已经发表的B亚型aMPVF基因的保守序列设计并合成1对引物，利用RT-PCR可以扩增出1条725bp的片段，进行特异性试验和敏感性试验，建立了aMPV病的RT-PCR检测方法。特异性试验表明，建立的RTPCR检测方法能够从aMPV疫苗毒株VIR115-B中扩增到725bp的特异性片段，而对H9N2亚型禽流感病毒、新城疫病毒、传染性支气管炎病毒的扩增结果均为阴性，敏感性试验表明，该方法最低检出量的cDNA质量浓度为1.45μg/L，对山东省492份病料进行检测，阳性检出率为43.09%(212/492)，随机挑取11份进行克隆测序及序列分析，结果显示所扩增到的阳性产物均为B亚型的aMPv

3.套式RT-PCR法套式RT-PCR，又称巢式RT-PCR。采用两对引物扩增目的基因片段，第2对引物在第1对引物的内部设计，以第1对引物的扩增产物为模板进行再次扩增，经两轮扩增，保证的扩增产物的特异性，提高了PCR检测的敏感性。薛聪等根据GenBank发布的B亚型aMPVF基因的保守序列设计2对引物，建立了一种适用于B亚型aMPV的逆转录套式PCR检测方法。此方法具有高度特异性和敏感性，以H9亚型禽流感病毒、新城疫病毒、传染性支气管炎病毒、传染性喉气管炎病毒作为模板进行扩增，结果均为阴性。经检测，该方法第1次PCR扩增的敏感性为107copies/μl，第2次扩增的敏感性为102copies/μl，第2次扩增敏感性比第1次高105倍。

4荧光RT-PCR方法荧光RT-PCR是在常规RT-PCR技术基础上发展起来的一种高度灵敏的核酸定量技术，它融汇了传统PCR技术灵敏、快速、特异的特点以及光谱技术的高敏感性和高精确定量的优点，检测速度快、敏感高，可直接观察扩增结果，不需要后续电泳检测扩增产物，减少了对环境气溶胶污染的可能，避免了假阳性结果。据信号基团的不同，实时荧光定量PCR可以分为染料法和探针法两种。王丽荣等根据GenBank登录的B亚型aMPVF基因序列设计1对特异性引物，建立SYBRGreenⅠ荧光定量PCR标准曲线，并做敏感性试验、特异性试验和重复性试验。结果表明，标准曲线循环阈值与模板浓度呈良好的线性关系，产物T值在83.0~83.7℃之间，灵敏度为7.9×102拷贝/μl，特异性和重复性较好。刘佳佳等根据GenBank中C型aMPVP基因序列，设计出一对特异性引物和Taqman探针，建立了C型aMPVTaqman探针荧光定量PCR方法。结果表明，该方法只对C型aMPV检测为阳性，具有良好的特异性，能够检测到(3.63×102)拷贝数，具有良好的敏感性，建立的标准曲线斜率为-3.312，截距为44.66，相关系数为R2=0.999，循环阈值和模板拷贝数具有良好的相关性，组内及组间重复性好。陈基明等根据GenBank发表的aMPVF基因序列，设计一对特异性引物，建立C亚型aMPV的SYBRGreenⅠ实时荧光定量PCR方法。对该反应体系进行条件优化，建立了标准曲线，并进行特异性、敏感性及重复性试验，然后将建立的方法应用于临床样品和攻毒样品的检测。结果显示：标准曲线循环阈值与模板浓度呈现良好的线性关系，建立的方法只能检测出C亚型aMPV，最低可以检测到0.8×101拷贝/μl的核酸模板，重复性试验的变异系数小于4%。应用建立的方法对43份临床样品检测，结果显示均为阴性，对42份35日龄SPF鸡人工感染后1～21d的气管和肺脏样品进行检测，结果显示攻毒样品均为阳性。

5环介导等温扩增技术环介导等温扩增(LAMP)方法是日本学者Notomi等发明的一种新的适用于基因诊断的恒温核酸扩增技术，不需要复杂的仪器设备，一台水浴锅或恒温箱就能实现反应，结果可通过肉眼观察白色浑浊或绿色荧光的生成来判断，简便快捷，具有灵敏度高、操作简单、反应时间短、临床使用不需要特殊的仪器等优点，特别适合在现场和基层部门应用。鞠小军等针对B亚型aMPVF基因的特异性引物，并从反应时间、温度、各组分浓度等方面优化了反应体系和反应条件，建立了B亚型aMPV逆转录环介导等温核酸扩增(RT-LAMP)快速检测方法。该方法能够在63℃条件下1h内实现B亚型aMPVF基因片段的特异性扩增，与其他病毒，如H9N2亚型禽流感病毒(AIV)、新城疫病毒(NDV)、传染性支气管炎病毒(IBV)、传染性法氏囊病病毒(IBDV)等的核酸无交叉反应。反应结果可直接用肉眼判断。对质粒DNA的最小检测量为1×102拷贝/μl

检测方法多样，但各有利弊，常规RT-PCR方法虽然检测速度快、特异性强，但不能定量，且检测敏感性不高。荧光RT-PCR方法虽然克服了常规RT-PCR的缺陷，但仪器和探针的合成价格昂贵，检测成本比较高，不适合基层应用。LAMP方法虽然简单、方便，适合基层进行推广应用，但灵敏度太高，易出现假阳性结果。随着技术的不断发展，已经出现了免核酸提取荧光PCR扩增技术、便携式荧光PCR仪器及除模板外PCR组份冻干保存技术，如能应用于aMPV分子检测，必将开发出更方便、快捷、成本更低的病毒分子检测技术，方面疾病快速确诊，从而更好做好禽偏肺病毒病的防控工作。针对该病尚无有效的治疗方法，国内也无疫苗预防，确诊后只能对症治疗，从生物安全方面进行控制，加强饲养管理，提高禽类机体抗病力。禽舍定期通风、降低氨气浓度、减少饲养密度、减少应激以降低禽偏肺病毒发病率和病情的严重程度。

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李文静 2018214566核酸疫苗(nucleic acid vaccine),也称基因疫苗(genetic vaccine),是指将含有编码的蛋白基因序列的质粒载体，经肌肉注射或微弹轰击等方法导入宿主体内，通过宿主细胞表达抗原蛋白，诱导宿主细胞产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。核酸疫苗是利用现代生物技术免疫学、生物化学、分子生物学等研制成的，分为DNA疫苗和RNA疫苗两种。但目前对核酸苗的研究以DNA疫苗为主。DNA疫苗又称为裸疫苗，因其不需要任何化学载体而得此名。DNA疫苗导入宿主体内后，被细胞（组织细胞、抗原递呈细胞或其它炎性细胞）摄取，并在细胞内表达病原体的蛋白质抗原，通过一系列的反应刺激机体产生细胞免疫和体液免疫。

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李文静 2018214566核酸疫苗(nucleic acid vaccine),也称基因疫苗(genetic vaccine),是指将含有编码的蛋白基因序列的质粒载体，经肌肉注射或微弹轰击等方法导入宿主体内，通过宿主细胞表达抗原蛋白，诱导宿主细胞产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。核酸疫苗是利用现代生物技术免疫学、生物化学、分子生物学等研制成的，分为DNA疫苗和RNA疫苗两种。但目前对核酸苗的研究以DNA疫苗为主。DNA疫苗又称为裸疫苗，因其不需要任何化学载体而得此名。DNA疫苗导入宿主体内后，被细胞（组织细胞、抗原递呈细胞或其它炎性细胞）摄取，并在细胞内表达病原体的蛋白质抗原，通过一系列的反应刺激机体产生细胞免疫和体液免疫。

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2018214548
目前，分子生物学技术广泛应用于医学各学科。应用到以病变组织或细胞的形态学观察为主的传统的病理学后，使得的病理学研究和诊断深入到基因水平，从遗传学的角度揭开疾病的本质，为科研和临床辅助诊断做出了巨大的贡献。荧光原位杂交(fluorescencein situ hybridization，FISH)在病理中的应用是应用荧光素等标记的探引与组织细胞中待测核酸反应形成杂交体，用荧光显微镜或激光共聚焦显微镜观察信号表达．主要用于分裂中期或分裂间期细胞核的染色体分析。FISH技术灵敏性高，克服了免疫组化中假阳性高的问题。
蛋白质芯片在病理中的应用
蛋白质芯片，又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是指以用标记了荧光的蛋白质或其他分子作用于以蛋白质分予作为配基，有序同定在同相载体表面形成的微阵列，经荧光扫描等测定芯片上各点的荧光强度，来分析蛋白质之间或蛋白与其它分子之问的相互作用。这是一种高通最、高灵敏度、高特异性且微型化的蛋白质分析技术，对疾病的早期病理诊断有一定的作用。

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2018214567
陈志坚（James Chen），现为德克萨斯大学西南医学中心生物学系教授，他也是霍华德·休斯医学研究所研究员。他获得的奖项为生命科学突破奖，并将因此获得300万美元的奖金。

获奖理由 : 通过DNA传感酶cGAS的发现，阐明DNA如何从细胞内部触发免疫和自身免疫反应。

T细胞和其他白细胞是免疫系统的前线战士。生物化学家陈志坚阐明了潜在的、先天的免疫系统的工作机制。免疫系统在我们体内的每个细胞外运作，触发对病毒、压力、辐射和其他胁迫的展开(或过度展开)的反击。陈的实验室已经展示了入侵者带来的DNA或者从细胞核中渗出的DNA是如何被一种蛋白感知的，这种蛋白最终激活了T细胞和白细胞。他现在正努力利用这种强大的治疗力量来阻止癌症等疾病，并控制这种机制。此外也涉及一些自身免疫性疾病，如关节炎和狼疮。
陈志坚于1966年1月出生于福建泉州的一个偏远山村。童年早期，他就表现出与生俱来的好奇心，他的父母鼓励他从事科学事业。1985年，陈志坚本科毕业于福建师范大学。1991年，他从美国纽约州立大学布法罗分校获得博士学位。

“他认为科学没有国界，疾病是我们共同的敌人。”科学突破奖的官网介绍说。

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 田箫笛2018214554                                             10月13日，中国医疗保健国际交流促进会氢分子生物医学分会第五届学术会议暨国际氢医学与生物学大会在北京召开。国内知名肿瘤治疗专家、广州复大肿瘤医院荣誉总院长徐克成教授深入浅出地解答了氢气治疗癌症的原理及效果等问题。“癌症治疗的目的是什么？是活下来，而且要活得有质量。”徐克成在报告中介绍，传统的癌症治疗方法都很难达到这一目标，而目前的研究显示，氢气可能通过改造微环境和整个机体，从而发挥对癌细胞的抑制作用。据了解，1975年，美国科学家在国际权威学术期刊《科学》医学子刊上首次报告了高压氢气可用于治疗癌症。但由于有高压易燃等安全隐患，氢气的医用研究并未受到关注。2007年，日本学者太田成男教授采用氢气治疗动物脑缺血的试验取得成功，认为治疗疾病成功的原因是氢气具有选择性抗氧化作用。此后，氢医学界对人体吸入氢气是否对疾病治疗有所帮助展开了大量研究，而国内外的医学实验和临床研究，均先后证明氢气对许多自由基相关性疾病有治疗作用。徐克成介绍，氢是理想的抗氧化剂，它具有强大的穿透性，可以非常容易的进入细胞内如细胞核和线粒体等任何部位，而其他许多抗氧化物质难以迅速达到这些部位。但徐克成认为，氢的效应具有个体性，对不同疾病，反应不同，建议从事基础研究的专家进一步研究。对于氢气治病是否安全的问题，徐克成表示，人的肠道菌群中的厌氧菌代谢产生大量氢气，人体呼出和排出的气体中就含有氢气。潜水医学研究及动物实验都证明，氢气对机体无毒副作用。据介绍，徐克成曾亲赴新疆、河北、山东、北京、上海、台北随访了从2014至2018年吸氢病人31例，发现氢在这些癌症病人身上产生显著疗效。此外，他还在自己的健康工作室设立了吸氢气体验区，面向大众免费开放。

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 田箫笛2018214554                                             10月13日，中国医疗保健国际交流促进会氢分子生物医学分会第五届学术会议暨国际氢医学与生物学大会在北京召开。国内知名肿瘤治疗专家、广州复大肿瘤医院荣誉总院长徐克成教授深入浅出地解答了氢气治疗癌症的原理及效果等问题。“癌症治疗的目的是什么？是活下来，而且要活得有质量。”徐克成在报告中介绍，传统的癌症治疗方法都很难达到这一目标，而目前的研究显示，氢气可能通过改造微环境和整个机体，从而发挥对癌细胞的抑制作用。据了解，1975年，美国科学家在国际权威学术期刊《科学》医学子刊上首次报告了高压氢气可用于治疗癌症。但由于有高压易燃等安全隐患，氢气的医用研究并未受到关注。2007年，日本学者太田成男教授采用氢气治疗动物脑缺血的试验取得成功，认为治疗疾病成功的原因是氢气具有选择性抗氧化作用。此后，氢医学界对人体吸入氢气是否对疾病治疗有所帮助展开了大量研究，而国内外的医学实验和临床研究，均先后证明氢气对许多自由基相关性疾病有治疗作用。徐克成介绍，氢是理想的抗氧化剂，它具有强大的穿透性，可以非常容易的进入细胞内如细胞核和线粒体等任何部位，而其他许多抗氧化物质难以迅速达到这些部位。但徐克成认为，氢的效应具有个体性，对不同疾病，反应不同，建议从事基础研究的专家进一步研究。对于氢气治病是否安全的问题，徐克成表示，人的肠道菌群中的厌氧菌代谢产生大量氢气，人体呼出和排出的气体中就含有氢气。潜水医学研究及动物实验都证明，氢气对机体无毒副作用。据介绍，徐克成曾亲赴新疆、河北、山东、北京、上海、台北随访了从2014至2018年吸氢病人31例，发现氢在这些癌症病人身上产生显著疗效。此外，他还在自己的健康工作室设立了吸氢气体验区，面向大众免费开放。

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2017212848
著名的《科学》杂志在线发表了清华大学生命科学学院施一公教授研究组的两篇具有里程碑意义的论文这两篇文章的题目分别为“3.6埃的酵母剪接体结构（Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution）”和“前体信使RNA剪接的结构基础（Structural Basis of Pre-mRNA Splicing）”。
宣布得到了高分辨率的剪接体三维结构和剪接体对前体信使RNA执行剪接的基本工作机理，从而将分子生物学的“中心法则”在分子机理的研究上大幅度向前推进。

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丘媛清2018214533            分子生物学是当前生命科学中发展最快的前沿领域，即是生命科学的领先学科，而且是与其他学科广泛交叉于渗透的重要前沿领域使得现代生命科学的内涵和外延在不断扩大。二十一世纪医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。随着基因克隆技术趋向成熟和基因涌序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。人们逐渐认识到无论健康或疾病状态都是生物分子的相互作用的结果，生物分子起关键性作用。最近十年，分子生物技术已成为医学领域极其有力的研究工具．基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基目诊断与基因体外扩增技术、生物芯片拄术、分子纳米技术在医学研究中．如了解疾病的发生发展机制、疾病诊断和药物研制与开发中得到广泛应用。同时，在结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学逢勃发展的形势下。分子生物医学技术将会取得突破性进展．也给医学带来了崭新的局面，为医学事业的发展提供新的机遇。分子生物技术已经成为现代医学的前沿和热点。分子生物学在现代医学中有很大的应用，分子生物学在发病机制和药学研究中的作用、分子生物学在疾病诊断中的作用、分子生物学在疾病治疗中的作用、分子生物学在医药工业中的作用等这是现在科学家研究的热点。下面简要介绍几种分子生物学在医学中的应用。

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丘媛清2018214533            分子生物学是当前生命科学中发展最快的前沿领域，即是生命科学的领先学科，而且是与其他学科广泛交叉于渗透的重要前沿领域使得现代生命科学的内涵和外延在不断扩大。二十一世纪医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。随着基因克隆技术趋向成熟和基因涌序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。人们逐渐认识到无论健康或疾病状态都是生物分子的相互作用的结果，生物分子起关键性作用。最近十年，分子生物技术已成为医学领域极其有力的研究工具．基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基目诊断与基因体外扩增技术、生物芯片拄术、分子纳米技术在医学研究中．如了解疾病的发生发展机制、疾病诊断和药物研制与开发中得到广泛应用。同时，在结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学逢勃发展的形势下。分子生物医学技术将会取得突破性进展．也给医学带来了崭新的局面，为医学事业的发展提供新的机遇。分子生物技术已经成为现代医学的前沿和热点。分子生物学在现代医学中有很大的应用，分子生物学在发病机制和药学研究中的作用、分子生物学在疾病诊断中的作用、分子生物学在疾病治疗中的作用、分子生物学在医药工业中的作用等这是现在科学家研究的热点。下面简要介绍几种分子生物学在医学中的应用。

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分子生物学是当前生命科学中发展最快的前沿领域，即是生命科学的领先学科，而且是与其他学科广泛交叉于渗透的重要前沿领域使得现代生命科学的内涵和外延在不断扩大。二十一世纪医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。随着基因克隆技术趋向成熟和基因涌序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。人们逐渐认识到无论健康或疾病状态都是生物分子的相互作用的结果，生物分子起关键性作用。最近十年，分子生物技术已成为医学领域极其有力的研究工具．基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基目诊断与基因体外扩增技术、生物芯片拄术、分子纳米技术在医学研究中．如了解疾病的发生发展机制、疾病诊断和药物研制与开发中得到广泛应用。同时，在结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学逢勃发展的形势下。分子生物医学技术将会取得突破性进展．也给医学带来了崭新的局面，为医学事业的发展提供新的机遇。分子生物技术已经成为现代医学的前沿和热点。分子生物学在现代医学中有很大的应用，分子生物学在发病机制和药学研究中的作用、分子生物学在疾病诊断中的作用、分子生物学在疾病治疗中的作用、分子生物学在医药工业中的作用等这是现在科学家研究的热点。下面简要介绍几种分子生物学在医学中的应用。1．2.1 分子生物传感器在医学中的应用分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术．将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上．当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。分子生物传感器可以广泛地应用于对体藏中的散量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中．这些项目是临床诊断和病情分折的重要依据。能够在体肉实时监控的生物传感器对于手术中或重症监护的病人都程有帮助。

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分子生物学是当前生命科学中发展最快的前沿领域，即是生命科学的领先学科，而且是与其他学科广泛交叉于渗透的重要前沿领域使得现代生命科学的内涵和外延在不断扩大。二十一世纪医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。随着基因克隆技术趋向成熟和基因涌序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。人们逐渐认识到无论健康或疾病状态都是生物分子的相互作用的结果，生物分子起关键性作用。最近十年，分子生物技术已成为医学领域极其有力的研究工具．基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基目诊断与基因体外扩增技术、生物芯片拄术、分子纳米技术在医学研究中．如了解疾病的发生发展机制、疾病诊断和药物研制与开发中得到广泛应用。同时，在结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学逢勃发展的形势下。分子生物医学技术将会取得突破性进展．也给医学带来了崭新的局面，为医学事业的发展提供新的机遇。分子生物技术已经成为现代医学的前沿和热点。分子生物学在现代医学中有很大的应用，分子生物学在发病机制和药学研究中的作用、分子生物学在疾病诊断中的作用、分子生物学在疾病治疗中的作用、分子生物学在医药工业中的作用等这是现在科学家研究的热点。下面简要介绍几种分子生物学在医学中的应用。1．2.1 分子生物传感器在医学中的应用分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术．将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上．当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。分子生物传感器可以广泛地应用于对体藏中的散量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中．这些项目是临床诊断和病情分折的重要依据。能够在体肉实时监控的生物传感器对于手术中或重症监护的病人都程有帮助。

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2016年诺贝尔生理学或医学奖-细胞自噬的机制。
自噬作用是普遍存在于大部分真核细胞中的一种现象, 是溶酶体对自身结构的吞噬降解, 它是细胞内的再循环系统(recycling system)。
自噬作用主要是清除降解细胞内受损伤的细胞结构、衰老的细胞器、以及不再需要的生物大分子等。自噬作用在消化的同时，也为细胞内细胞器的构建提供原料，即细胞结构的再循环。因此,溶酶体相当于细胞内清道夫。自噬作用机制失灵将导致细胞异常甚至死亡。
日本科学家日前在英国《自然》杂志网络版上发表论文说，细胞自噬作用充当着细胞内分解变异蛋白质的“垃圾处理厂”，自噬作用机制失灵将导致细胞异常甚至死亡。自噬作用是细胞为摆脱饥饿状态而将自己内部的部分蛋白质分解为氨基酸，从而获取养分的现象。
总体上看，动物细胞是一个三层结构：最外面是细胞膜，中间是细胞质，细胞核被包裹在最里面。大部分功能性细胞器和生物分子都悬浮在细胞质中，因此，很多细胞活动都在细胞质中进行。由于生理生化反应多而复杂，经常产生大量残渣，致使细胞活动受到影响甚至停滞，在这种情况下，自噬作用就非常重要：将淤积在细胞质中的蛋白质等代谢残渣清除掉，恢复正常的细胞活动。
清理细胞质能让细胞重获新生，对于神经细胞这类不可替换的细胞来说，这个过程尤为重要。神经细胞一旦分化成熟，就会保持当前状态，直到母体生物死去，它们没有其他方式来恢复和维护自身功能。细胞生物学家还发现，自噬作用还能抵御病毒和细菌的侵袭。任何躲过细胞外免疫系统，通过细胞膜进入细胞质的异物或微生物，都可能成为自噬系统的攻击目标。
不论自噬过程启动过慢还是过快，或者出现功能障碍，都将导致可怕的后果。数百万克罗恩病（Crohn’s disease，一种炎症性肠病）患者的患病原因，可能就是因为他们的自噬系统出现缺陷，无法抑制肠道微生物的过度生长；大脑神经细胞自噬系统的崩溃，则与阿尔茨海默病（Alzheimer s disease）和细胞衰老有关。即使自噬系统运作良好，它仍可能对人体不利。当癌症病人接受了放疗及化疗后，自噬系统可能救活奄奄一息的癌细胞，使癌症无法根治。有时，自噬系统会为了生物体的整体利益，将病变细胞去除，但它偶尔又会热心过度，去除一些重要细胞，完全不理会这样做是否符合生物体的整体利益。

意义：这对于人类健康和新药物开发具有重要意义。增强细胞自噬能力能够延缓衰老并预防衰老相关疾病。通过使细胞自噬作用长期缓慢增强来治疗慢性疾病如神经退行性疾病应该是安全的。

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神经科学是研究人与动物神经系统（主要是脑）的结构与功能，在分子水平、神经网络水平、整体水平乃至行为水平阐明神经系统特别是脑的活动规律的学科群。脑的结构与功能是无比复杂的高级体系，含有10 11细胞。它是感觉、运动、学习、记忆、感情、行为与思维的活动基础。大脑细胞，口何指导人与动物的行为是未来生物学中最富潜力与最吸引人的领域；神经科学的崛起，预示着生命科学又有一个高峰的来临。神经科学或脑科学必然在下世纪促进认知科学与行为科学的兴起。因此各国政府投入巨资支持这一课题，包括美国总统签署的“命名1990年1月1日为脑的10年”不是没有道理的。

在今后几十年内可以预示到的神经科学突破性的进展可能包括：

①在分子到行为的各层次上阐明学习、记忆与认知等活动的基础；

②很快会发现与阐明一系列与记忆、行为有关的基因与基因产物；

③神经细胞的分化与神经系统的发育研究会有重大进展；

④脑机能在理论上的进展与突破（如模式识别、联想记忆、思维逻辑机理的阐明）会 促进新一代智能计算机与智能机器人的研制；

⑤一系列神经性疾病与精神病的病因可望在神经生物学研究中得到解释。

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生命科学发展日新月异,特别是微观生物学的发展速度可谓惊人。作为一名本科生,最重要的就是掌握好基础知识,为今后的科研工作或是研发工作打下基础,这样才能跟得上知识和信息发展的脚步。分子生物学作为微观生物学的根基,学好它无疑将为将来的发展打下最坚实的基础。

最近我读了一篇文献,是有关不同类型的弥散性大B细胞淋巴瘤的基因表达分析的。弥漫型大B细胞淋巴瘤(DLBCL),最常见的非霍奇金淋巴瘤亚型,是在临床上异构的:40% 的患者目前的治疗反应良好,长期生存,而其余屈服于疾病。我们认为这种可变性在自然历史反映了识别分子在肿瘤异质性。两个不同的分子形式的DLBCL有着不同的gene表达模式,表明了B细胞有不同的分化阶段。一种是表达中心B细胞的基因表达特征(中心B细胞类似DLBCL),另一种是表达体外激活诱导外周血B细胞(激活B细胞类似DLBCL)。其中中心B细胞的存活率大于激活B细胞。我们发现肿瘤的分子分类的基础上的基因表达可以识别以前未被发现和临床癌症的重要亚型。构建了一个特异性的DNA微阵列,分析淋巴恶性肿瘤的基因表达,判断基因表达模型和肿瘤表型,最后利用分层系统树图得出结论。

从文献中我了解了DNA微阵列技术,掌握了DNA微阵列技术的方法,学会了分析分层系统树图,更认识到了弥漫型大B细胞淋巴瘤(DLBCL)研究的重要性。分子生物学是一门前沿的学科,我们只有努力学习英语,经常阅读中外文献,亲自参与到实验中去,才能了解分子生物学最新的研究成果,掌握分子生物学中的研究分析方法。

通过一个学期的分子生物的学习,第一,我掌握了以中心法则为核心的最基本的分子生物学知识

了解了基因表达调控的基本原理

锻炼了专业英语阅读和写作能力,也接触了微观生物学前沿,培养了一定的科研思维能力。学习分子生物学提高了我们的微观生物学素养,为今后的进一步学

习打下了坚实基础,同时了解了最新的微观生物学进展,让我们对生物学科研有了一定的感性认识。

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分
子克隆，英文名molecular cloning, 是指分离一个已知DNA序列，并以in vivo（活体内）方式获得许多复制品的过程。这一复制过程经常被用于增加并获取DNA片段中的基因，但也可用来增加某些任意的DNA序列，如启动子、非编码序列、化学合成的寡核苷酸或是随机的DNA片断。

分子克隆是指分离一个已知DNA序列，并以in vivo（活体内）方式获得许多复制品的过程。这一复制过程经常被用于增加并获取DNA片段中的基因，但也可用来增加某些任意的DNA序列，如启动子、非编码序列、化学合成的寡核苷酸或是随机的DNA片断。

将DNA片段(或基因)与载体DNA分子共价连接，然后引入寄主细胞，再筛选获得重组的克隆，按克隆的目的可分为DNA和cDNA克隆两类。

cDNA克隆是以mRNA为原材料，经体外反转录合成互补的DNA(cDNA)，再与载体DNA分子连接引入寄主细胞。每一cDNA反映一种mRNA的结构，cDNA克隆的分布也反映了mRNA的分布。

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功能基因组学。功能基因学是依附于对DNA序列的了解，应用基因组学的知识和工具去了解影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。以酿酒酵母为例，它的16条染色体的全部序列已于1996年完成，基因组全长12086 kb，含有5885个可能编码蛋白质的基因，140个编码rRNA基因，40个编码snRNA基因和275个tRNA基因，共计6340个基因。功能基因组学是进一步研究这6000多个基因，在一定条件下，譬如酵母孢子形成期，同时有多少基因协同表达才能完成这一发育过程，这就需要适应这一时期的全套基因表达谱。要解决如此复杂的问题就必须在方法学上有重大的突破，创造出高效快速地同时测定基因组成千上万个基因活动的方法。目前用于检测分化细胞基因表达谱的方法，有基因表达连续分析法、微阵列法、有序差异显示和DNA芯片技术等。今后，随着功能基因组学的深入发展，将会有更新更好的方法和技术出现。功能基因组亦包括了在测序后对基因功能的研究。酵母有许多功能重复的基因，常分布在染色体的两端，当酵母处于丰富培养基条件时，这些基因似乎是多余的，但环境改变时就显示出其功能。基因丰余现象实际上是对环境的适应，丰余基因的存在为进化适应提供了可选择的余地。基因组全序列还保留了基因组进化的遗迹，提示基因重复常发生在近中心粒区和染色体臂中段。当前，研究者已把酵母基因组作为研究真核生物基因组功能的模式，计划建立酵母基因组6000多个，并可用于其它高等真核生物基因组之“基因功能作图”。总之，功能基因组学的任务，是对成千上万的基因表达进行分析和比较，从基因组整体水平上阐述基因活动的规律。核心问题是基因组的多样性和进化规律，基因组的表达及其调控，模式生物体基因组研究等。这门新学科的形成，是在后基因组时代生物学家的研究重点从揭示生命的所有遗传信息转移到在整体水平上对生物功能研究的重要标志。

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PrPSc这个致病蛋白也是我们经常所说的致病朊蛋白，到现在科学家们只是大体知道他是怎么吸收的，确切吸收方式也是不知道，也还不知道人体吸收后他是怎么通过血脑屏障影响大脑神经系统的。

他有几个特点

第一，他足够稳定，抗热，抗酸，抗蛋白酶。所以在消化道内可以保持稳定。

第二，足够小。他比病毒还小只有30-50nm。

第三，他只是一个蛋白质，并且可以通过影响正常蛋白质的三级结构来使正常蛋白质变性，具体怎么别的，也不是很明确。

在已有的研究中，科学界用小鼠做过实验。

爱丁堡大学的研究者曾就朊病毒如何在小鼠机体中通过肠道入侵到大脑中进行了详尽的研究，研究者发现，朊病毒在扩散到大脑之前必须在小肠内壁建立自身特殊的结构，而肠道内壁一种名为淋巴集结的特殊结构是机体的部分免疫系统，而且可以形成机体对于污染食物的第一道防线，朊病毒就会拦截淋巴集结来引发感染。

在后期感染阶段朊病毒并不会在大肠内壁建立类似于补丁样的斑块结构，在此阶段朊病毒可以在淋巴结和脾脏中被检测到。

也就是说，朊病毒可以通过肠道壁直接进入淋巴免疫系统，进而通过循环来感染神经系统。

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科学家发现基因可能普遍存在“生理周期”了解基因在一天中如何周期性地开关,是掌握许多生理功能的关键,包括睡眠和新陈代谢。霍华德·休斯医学院研究人员、得克萨斯大学西北医学中心的约瑟夫·塔卡哈斯在上世纪90年代发现了节律基因及其蛋白质产物,他和其他研究人员确定了该基因为CLOCK,并发现其他两种蛋白BMAL1和NPAS2,能在白天与基因结合激活它们,另外4个节律调控因子是PER1、PER2、CRY1和CRY2,能在夜晚抑制基因。新研究旨在全面理解激活因子和抑制因子是怎样协调配合,共同维持身体24小时生理节奏的。新研究的核心发现是,RNA聚合酶(有了这种酶基因才能转录合成蛋白质)的功能随着生理节律而变化。塔卡哈斯说:“RNA聚合酶Ⅱ的发动是整个基因组周期节律的开始。随着整体RNA聚合酶Ⅱ和转录的调控,全体染色质的状态都受节律生物钟的调控。组蛋白也随着整个基因组的节律被广泛修改,而组蛋白是维持DNA完整性的关键。这表明每个基因都可能按照生理节律的周期被修改。”此外,他们还做出了许多重要发现。首先是节律调控因子能在许多基因组位点和标靶基因结合。他们研究了小鼠肝脏细胞的基因组,发现超过2万个位点能与1个或多个调控因子结合;其中超过1千个位点能与所有7种调控因子结合,还有许多位点只能与激活或抑制因子二者之一结合。塔卡哈斯说:“我们以前还以为,它们都只与同一位点结合。”其次,他们研究了肝细胞所有基因每天的表达方式,发现在转录过程中,基因表达并非都控制在转录层次。他们还发现,在一天中RNA聚合酶Ⅱ与基因的结合比基因转录更早发生。周期开始时,转录激活因子CLOCK和BMAL1招来了RNA聚合酶Ⅱ,但被随后出现的抑制因子CRY1给抑制了。结果RNA聚合酶不得不“暂停”几个小时,暂停解除后才开始转录。所以,生理节奏不仅与RNA聚合酶有关,还和“暂停”状态的解除有关。这些节律基因的标靶,最高类别的就是新陈代谢路径,所以说生物钟秘密地控制着每天的新陈代谢。这些发现为研究短期转录动力学、生理周期、聚合酶和一般转录提供了新途径。下一步是研究RNA聚合酶在一天的节律中是怎样受控的,是什么原因让聚合酶对某些基因在一天里的特定时间暂停,以及其他RNA分子在转录之后是如何被调控的。

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                王玥姝   2018214514                          利用同步加速器X射线光束来解析蛋白和其他生物大分子的结构在医学上取得很大进步。科学家们获得的技术进步能够导致他们取得更加激动人心的进步。最近,来自美国国家同步幅射光源和、纽约结构生物学中心和哥伦比亚大学的研究人员发现一种新方法来确定通过其他方法很难或者不可能解析的分子结构。他们的研究发表在《科学》期刊上。        利用大分子X射线晶体学确定蛋白结构的过程必须要首先培养纯的分子晶体。当靶分子拥有相似的结构类似物时,这种过程更加容易。但是当靶分子没有结构类似物时,科学家们面临着“相位问题”,即缺乏描述入射X射线光波“相位”的关键性信息。当一个检测器记录X射线衍射图时,它能够检测强度,但是不能检测相位,但是没有相位时,分子结构就不能被完全解析出。当存在不相关的结构时,有两种其他的方法来评估相位。这些方法当中有两种方法都是属关于X射线晶体技术的:多波长异常衍射,它利用多种波长的X射线;单波长异常衍射,它只利用一个波长的X射线。这两种技术通常都涉及加入硒到晶格(通过氨基酸衍生物硒代蛋氨酸,它容易整合进蛋白)之中,和扫描硒原子整个边上的X射线光束。硒是一种比在蛋白中通常发现的那些原子---比如碳、氮和氧---都要重,它吸收X射线,而且通过元素特异性共振再次发射X射线。根据这种共振衍射数据,科学家们能够确定相位。        在这项新研究中,研究人员开发一种方法来解决相位问题,而不用加入一种重元素到晶体之中,从而能够利用处于自然状态的蛋白开展研究。他们使用来自蛋白自己的硫原子的非共振散射,其中硫原子要比硒原子薄弱得多,但是也足够强大而能够发挥作用。他们利用低于正常的X射线能量而将SAD应用到几个晶体(对研究的每个蛋白而言,是5到13个晶体),然后将相对弱的衍射信号结合在一起。        他们解析的4种蛋白在大小上存在差异,而且和它们含有不同的硫含量(每个分子拥有3到28个硫位点)。他们成功地解析出每个蛋白的结构提示着他们的研究为在大分子晶体学取得潜在大量的新发现打开新的大门。

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                王玥姝   2018214514                          利用同步加速器X射线光束来解析蛋白和其他生物大分子的结构在医学上取得很大进步。科学家们获得的技术进步能够导致他们取得更加激动人心的进步。最近,来自美国国家同步幅射光源和、纽约结构生物学中心和哥伦比亚大学的研究人员发现一种新方法来确定通过其他方法很难或者不可能解析的分子结构。他们的研究发表在《科学》期刊上。        利用大分子X射线晶体学确定蛋白结构的过程必须要首先培养纯的分子晶体。当靶分子拥有相似的结构类似物时,这种过程更加容易。但是当靶分子没有结构类似物时,科学家们面临着“相位问题”,即缺乏描述入射X射线光波“相位”的关键性信息。当一个检测器记录X射线衍射图时,它能够检测强度,但是不能检测相位,但是没有相位时,分子结构就不能被完全解析出。当存在不相关的结构时,有两种其他的方法来评估相位。这些方法当中有两种方法都是属关于X射线晶体技术的:多波长异常衍射,它利用多种波长的X射线;单波长异常衍射,它只利用一个波长的X射线。这两种技术通常都涉及加入硒到晶格(通过氨基酸衍生物硒代蛋氨酸,它容易整合进蛋白)之中,和扫描硒原子整个边上的X射线光束。硒是一种比在蛋白中通常发现的那些原子---比如碳、氮和氧---都要重,它吸收X射线,而且通过元素特异性共振再次发射X射线。根据这种共振衍射数据,科学家们能够确定相位。        在这项新研究中,研究人员开发一种方法来解决相位问题,而不用加入一种重元素到晶体之中,从而能够利用处于自然状态的蛋白开展研究。他们使用来自蛋白自己的硫原子的非共振散射,其中硫原子要比硒原子薄弱得多,但是也足够强大而能够发挥作用。他们利用低于正常的X射线能量而将SAD应用到几个晶体(对研究的每个蛋白而言,是5到13个晶体),然后将相对弱的衍射信号结合在一起。        他们解析的4种蛋白在大小上存在差异,而且和它们含有不同的硫含量(每个分子拥有3到28个硫位点)。他们成功地解析出每个蛋白的结构提示着他们的研究为在大分子晶体学取得潜在大量的新发现打开新的大门。

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免疫疗法治疗癌症:
美国免疫学家詹姆斯·艾利森和日本生物学家本庶佑

因为在 “发现负性免疫调节治疗癌症的疗法” 所做出的贡献而获得了2018年诺贝尔生理学医学奖。他们的发现是人类对抗癌症的里程碑。

阿利森和本庶佑分别发现了细胞毒T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)和程序性细胞死亡蛋白1(PD-1),它们都可以称为分子的制动器或刹车，其作用是抑制免疫细胞

的抗御或杀灭癌细胞和病原微生物的功能。他们认为,如果能研制一类抗体来结合CTLA-4和PD-1分子，就能解除对T细胞的抑制，从而激活免疫细胞，帮助人体抗御或杀灭癌细胞和病原微生物。实际上他们的研究结果也证实了这一点。也就是说，治癌不是针对癌细胞进行杀灭，而是对机体的免疫系统进行调控，解放被束缚和抑制的免疫力，让免疫系统全身心地投入抗御癌症之中，从而获得较好的治疗效果。
之前 , 许多关于免疫疗法的试验只能证明免疫疗法对几种特定的肿瘤有效。目前免疫疗法在肿瘤治疗领域有了更广阔的应用前景。未来免疫疗法很可能和化疗、放疗一样，成为许多肿瘤的常规治疗手段。得益于这些研究成果，现在人们能够将标准的抗肿瘤疗法和增强自身防御功能的免疫疗法结合起来，使长期抑制、甚至治愈肿瘤的梦想逐渐变为现实。这项成果在癌症治疗方面有革命性的突破，给患者带来了希望之光。

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基于单一多顺反子载体构建表达四种抗性蛋白的转基因小鼠模型

胚胎干基于单一多顺反子载体构建表达四种抗性蛋白的转基因小鼠模型细胞的多基因同时打靶需要具有多种抗生素抗性的小鼠胚胎滋养层细胞作为支持。为了得到同时表达4种抗性基因的转基因小鼠，从而为基因打靶实验提供便利，本研究利用2A肽构建了单一多顺反子载体，并在HEK293细胞转染验证实验中发现，整合载体的细胞耐受四种高浓度的抗生素筛选。最终，本研究通过原核注射法和胚胎干细胞法同步进行转基因小鼠的构建，得到6只首建鼠（Founders）以及4只嵌合体小鼠。通过荧光实时定量PCR的方法筛选出了高表达四种抗性基因的转基因首建鼠（4A）。4A小鼠模型的建立及其原代滋养层细胞的制备为干细胞打靶实验提供了重要的支持。

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揭示RNA解旋酶Dbp2功能有助开发出抗癌药物

来自美国普渡大学的研究人员已确定一个长期以来参与癌细胞形成和对化疗产生耐药性的基因,也在RNA的正确产生中发挥着关键性作用。这一发现可能有朝一日让人们发现新的药物靶标和开发出新的疗法。

人基因p68长期被视为一种癌基因,但是它的功能仍然是未知的。普渡大学生化学者Elizabeth Tran发现错误调控p68将导致RNA形成和排列方面的问题,从而可能导致染色体畸形。Tran利用面包酵母中一个基因Dbp2作为模型来理解p68的功能。

Tran发现Dbp2在RNA形成过程中发挥着关键性作用。Dbp2和p68都编码一种被称作RNA解旋酶的蛋白。这种酶控制RNA的结构和排列,其中在RNA获得来自表达蛋白的指令之前,它必须从DNA分离开来。

在这项研究中,Tran证实遭受错误调节的Dbp2和p68导致DNA产生缺陷,这最可能是由于RNA从DNA上不正确分离导致的。不能正确折叠的DNA很容易发生染色体断裂或融合,从而导致一系列疾病。

尽管这项研究并没有解决p68与癌症之间的关联问题,但是它为未来的研究奠定基础。

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    周文清     2018214522        目的 克隆、原核表达中国旱獭β2m基因，并制备多克隆抗体。方法 利用RT-PCR技术从中国旱獭脾细胞中扩增β2m基因，克隆至pET28a(+)质粒，构建原核表达载体pET-28a(+)-CWβ2m，再转化宿主菌Rosetta（DE3）pLacI诱导其表达。使用切胶回收纯化目的蛋白，将纯化蛋白免疫家兔制备多克隆抗体,并采用酶联免疫吸附实验检测抗体的灵敏度和特异性。结果 克隆出的中国旱獭β2m 基因，与GenBank已公布的土拨鼠的碱基序列一致；Western印迹结果显示：克隆的β2m基因能在大肠埃希菌中高效表达，免疫家兔获得了高效价的多克隆抗体。结论 成功克隆了中国旱獭β2m 基因，在原核宿主中进行了高效表达，获得的多克隆抗体具有较高的效价。为人工制备MHC-Ⅰ类分子复合物，深入研究嗜肝病毒感染过程中特异性CTL应答和效应机制奠定了基础。

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    周文清     2018214522        目的 克隆、原核表达中国旱獭β2m基因，并制备多克隆抗体。方法 利用RT-PCR技术从中国旱獭脾细胞中扩增β2m基因，克隆至pET28a(+)质粒，构建原核表达载体pET-28a(+)-CWβ2m，再转化宿主菌Rosetta（DE3）pLacI诱导其表达。使用切胶回收纯化目的蛋白，将纯化蛋白免疫家兔制备多克隆抗体,并采用酶联免疫吸附实验检测抗体的灵敏度和特异性。结果 克隆出的中国旱獭β2m 基因，与GenBank已公布的土拨鼠的碱基序列一致；Western印迹结果显示：克隆的β2m基因能在大肠埃希菌中高效表达，免疫家兔获得了高效价的多克隆抗体。结论 成功克隆了中国旱獭β2m 基因，在原核宿主中进行了高效表达，获得的多克隆抗体具有较高的效价。为人工制备MHC-Ⅰ类分子复合物，深入研究嗜肝病毒感染过程中特异性CTL应答和效应机制奠定了基础。

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瑞典科学家通过代谢工程将酿酒酵母用于生产长链脂肪酸衍生化学品

脂肪酸是由碳、氢、氧三种元素组成的一类化合物，是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分。脂肪酸根据碳链长度的不同又可将其分为短链脂肪酸（short chain fatty acids，SCFA），其碳链上的碳原子数小于6，也称作挥发性脂肪酸(volatile fatty acids，VFA）；中链脂肪酸（Midchain fatty acids，MCFA），指碳链上碳原子数为6-12的脂肪酸，主要成分是辛酸（C8）和癸酸（C10）；长链脂肪酸（Longchain fatty acids，LCFA），其碳链上碳原子数大于12。超长链脂肪酸（VLCFAs）及其衍生物是指碳原子数在22至26之间的一系列化合物，比如芥酸、正二十二醇、荷荷芭油等，它们广泛应用于润滑油、涂料、化妆品及医药行业。这类物质通常从植物中提取或者化学合成获得，产量低成为了限制其应用的最大因素。利用微生物合成超长链化学物质成为了改善该行业现状的突破口。

来自于瑞典的科学家通过在酿酒酵母实施三步法，成功获得大量的目标产物。首先，在酿酒酵母菌株中引入分枝杆菌的FASI系统，让其能够合成大量的前体物质C16-C18以及C22-C24 VLCFAs。第二步，研究者通过敲除β-氧化，甘油三酯及甾醇酯合成途径，增加超长链脂肪酰-CoA的代谢流。于此同时，改造菌株的延长酶系统，过表达酿酒酵母自身的延长酶基因ELo2和ELo3基因，让其能够成功合成C22-C26 VLCFAs。第三步，调控生长与产物合成的矛盾，以合成正二十二醇为例，首先通过过表达拟南芥的酰基-CoA还原酶基因（AtFAR）让酿酒酵母能够成功合成正二十二醇。进一步采用碳源依赖型的启动子，让改造菌株有效的识别生物量积累期及产物积累期，阻止了产物积累对生长的抑制作用。最终正二十二醇的产量达到了83.5 mg /L，比出发菌株提高了80倍。该项研究发表于《Nature Communications》，为利用微生物生产VLCFAs及其衍生物提供了通用性策略。(生物谷Bioon.com

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张雨蝶 2018214525    蛋白质分子结构蛋白质分子结构的组织形式可分为 4个主要的层次。一级结构，也叫化学结构，是分子中氨基酸的排列顺序。首尾相连的氨基酸通过氨基与羧基的缩合形成链状结构，称为肽链。肽链主链原子的局部空间排列为二级结构。二级结构在空间中进行盘曲折叠形成三级结构。有些蛋白质分子是由相同的或不同的亚单位组装成的，亚单位间的相互关系为四级结构。

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张雨蝶 2018214525    蛋白质分子结构蛋白质分子结构的组织形式可分为 4个主要的层次。一级结构，也叫化学结构，是分子中氨基酸的排列顺序。首尾相连的氨基酸通过氨基与羧基的缩合形成链状结构，称为肽链。肽链主链原子的局部空间排列为二级结构。二级结构在空间中进行盘曲折叠形成三级结构。有些蛋白质分子是由相同的或不同的亚单位组装成的，亚单位间的相互关系为四级结构。

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复旦大学余巍课题组发现长寿基因SIRT3调控——碳单位代谢酶参与结直肠癌发生的新分子机制。研究人员发现，线粒体主要去乙酰化酶SIRT3在葡萄糖饥饿的情况下，能直接结合一碳单位代谢通路中一个关键代谢酶——丝氨酸羟甲基转移酶SHMT2，并能去除SHMT2  K95的乙酰化修饰，稳定SHMT2的细胞内表达以及维持SHMT2的高活性。SHMT2主要负责细胞内丝氨酸和甘氨酸的相互转换，高活性的SHMT2能帮助细胞抵抗线粒体的活性氧压力，并保证细胞内生物大分子的供应从而满足癌细胞的快速增殖需要。研究人员在结直肠癌病人样本中发现，SIRT3和SHMT2协同高表达，相应的SHMT2  K95的乙酰化程度低。高表达SIRT3或SHMT2的结直肠癌病人术后总存活率低，预后差。对SHMT2  K95的乙酰化修饰促进了E3连接酶TRIM21的结合，并导致乙酰化的SHMT2通过K63多聚泛素依赖的大自噬途径降解。这种修饰也削弱了结直肠癌细胞的增殖速率和成瘤能力。在诱导的小鼠肠炎模型中，Sirt3基因的缺失显著降低小鼠小肠的肿瘤大小和数量。免疫组化染色表明Sirt3敲除小鼠的肿瘤细胞中的SHMT2的表达量明显减少。本研究还对SHMT2突变体进行了结构解析，发现SHMT2 K95突变之后，破坏了SHMT2完整的功能性四聚体结构，从而降低了其对底物丝氨酸的亲和，降低酶的活性。此研究揭示了SIRT3一SHMT2调控轴在结直肠癌发生中的作用，为开发靶向SIRT3一SHMT2调控轴治疗结直肠癌的靶向药物提供了坚实的理论基础。

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清华大学戚益军研究组在《自然通讯》发表论文报道在拟南芥长非编码RNA系统鉴定和功能研究中取得的新进展

2018-11-30 13:06:59

2018年11月29日，清华大学生命科学学院植物生物学研究中心戚益军研究组在《自然通讯》（Nature Communications） 杂志在线发表了题为《拟南芥中长非编码RNA的系统鉴定揭示反义RNA调控MAF4基因》（Global identification of Arabidopsis lncRNAs reveals the regulation of MAF4 by a natural antisense RNA）的研究论文。该研究系统鉴定和分析了拟南芥中大量长非编RNA (long noncoding RNA，lncRNA)，发现一个可调节开花时间的NAT-lncRNA，并阐明了其正向调控正义链基因转录的作用机制。

近年来，全基因组和转录组测序结果表明大约75%的人类基因组和50%的拟南芥基因组可转录成RNA，但蛋白编码序列只约占其中的1.5%。大量不能编码蛋白的 RNA进入人们的视野，其中包括数以万计的lncRNA。LncRNA为一类长度大于 200 个核苷酸、 不具备蛋白编码功能的 RNA。根据与蛋白编码基因的位置关系，lncRNA可以分为源于基因反义链的 lncRNA (NAT-lncRNA)，与基因序列同向重叠的 lncRNA (OT-lncRNA)，产生于基因间区的lncRNA (lincRNA) 以及来自于基因内含子区域的 lncRNA (incRNA) 等。越来越多证据表明，lncRNA 通过多种方式参与基因表达调控、染色体高级结构形成、RNA加工亚细胞结构组装等重要生命活动过程 。

在这项研究中，为了研究植物中 lncRNA对基因表达的调控功能，戚益军研究组利用链特异性 RNA-seq 结合生物信息学分析方法，系统鉴定和分析了模式植物拟南芥中的 lncRNA。该研究共鉴定到了6510 个 lncRNA ，其中包括 4050个 NAT-lncRNA 以及2460个 lincRNA。研究发现，在不同组织或逆境处理条件下，大量 NAT-lncRNA 与邻近蛋白编码基因的表达呈现正相关趋势。此外，通过人工 miRNA 的技术，沉默部分 NAT-lncRNA 的表达，可导致邻近蛋白编码基因表达下降，表明 NAT-lncRNA 可正向调控邻近基因的表达。该研究为解读植物中 lncRNA 的功能和作用机制提供了丰富的资源和良好的基础；MAS 正向调控 MAF4 转录的机制解析对研究植物中大量 NAT-lncRNA 的功能机制有重要的借鉴意义。

清华大学生命学院博士生赵新玥、连璧和现医学院博士后李景睿为该论文的共同第一作者。戚益军教授和李艳博士为论文共同通讯作者。该研究由国家自然科学基金委和清华-北大生命科学联合中心提供经费支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07500-7

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清华大学戚益军研究组在《自然通讯》发表论文报道在拟南芥长非编码RNA系统鉴定和功能研究中取得的新进展

2018-11-30 13:06:59

2018年11月29日，清华大学生命科学学院植物生物学研究中心戚益军研究组在《自然通讯》（Nature Communications） 杂志在线发表了题为《拟南芥中长非编码RNA的系统鉴定揭示反义RNA调控MAF4基因》（Global identification of Arabidopsis lncRNAs reveals the regulation of MAF4 by a natural antisense RNA）的研究论文。该研究系统鉴定和分析了拟南芥中大量长非编RNA (long noncoding RNA，lncRNA)，发现一个可调节开花时间的NAT-lncRNA，并阐明了其正向调控正义链基因转录的作用机制。

近年来，全基因组和转录组测序结果表明大约75%的人类基因组和50%的拟南芥基因组可转录成RNA，但蛋白编码序列只约占其中的1.5%。大量不能编码蛋白的 RNA进入人们的视野，其中包括数以万计的lncRNA。LncRNA为一类长度大于 200 个核苷酸、 不具备蛋白编码功能的 RNA。根据与蛋白编码基因的位置关系，lncRNA可以分为源于基因反义链的 lncRNA (NAT-lncRNA)，与基因序列同向重叠的 lncRNA (OT-lncRNA)，产生于基因间区的lncRNA (lincRNA) 以及来自于基因内含子区域的 lncRNA (incRNA) 等。越来越多证据表明，lncRNA 通过多种方式参与基因表达调控、染色体高级结构形成、RNA加工亚细胞结构组装等重要生命活动过程 。

在这项研究中，为了研究植物中 lncRNA对基因表达的调控功能，戚益军研究组利用链特异性 RNA-seq 结合生物信息学分析方法，系统鉴定和分析了模式植物拟南芥中的 lncRNA。该研究共鉴定到了6510 个 lncRNA ，其中包括 4050个 NAT-lncRNA 以及2460个 lincRNA。研究发现，在不同组织或逆境处理条件下，大量 NAT-lncRNA 与邻近蛋白编码基因的表达呈现正相关趋势。此外，通过人工 miRNA 的技术，沉默部分 NAT-lncRNA 的表达，可导致邻近蛋白编码基因表达下降，表明 NAT-lncRNA 可正向调控邻近基因的表达。该研究为解读植物中 lncRNA 的功能和作用机制提供了丰富的资源和良好的基础；MAS 正向调控 MAF4 转录的机制解析对研究植物中大量 NAT-lncRNA 的功能机制有重要的借鉴意义。

清华大学生命学院博士生赵新玥、连璧和现医学院博士后李景睿为该论文的共同第一作者。戚益军教授和李艳博士为论文共同通讯作者。该研究由国家自然科学基金委和清华-北大生命科学联合中心提供经费支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07500-7

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黄瑞姝 2018214556 疱疹病毒的组装和稳定机制

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黄瑞姝 2018214556 疱疹病毒的组装和稳定机制

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疱疹病毒（Herpes simplex viruses，HSV）是一类直径超过200nm的巨型病毒，包含嵌有糖蛋白的囊膜、中间体蛋白层（tegument）、核衣壳和基因组四层结构。疱疹病毒在感染人体后能够引发多种疾病，包括口腔和生殖器疱疹、水痘、带状疱疹，严重的甚至包括多种免疫系统疾病、脑炎以及癌症等。疱疹病毒组装过程会产生A、B、C三类核衣壳，三类核衣壳均为非标准正二十面体。A型核衣壳内部为空心，不包含其他蛋白和病毒基因组；B型核衣壳内部包含支架蛋白；C型核衣壳内部包含病毒基因组，并可以逐渐成熟，成为具有感染能力的成熟病毒。目前，疱疹病毒作为主要的溶瘤病毒为治疗肿瘤提供了广阔的应用前景，精细的三维结构能够为病毒设计和改造提供基础。Nature Communications在线发表了饶子和院士团队王祥喜研究员等与中科院生物物理所章新政研究员和湖南师范大学刘红荣教授合作的研究论文Structure of the Herpesvirus simplex virus type 2 C-capsid with capsid-vertex-specific-component。该工作报道了疱疹病毒α家族的2型单纯疱疹病毒（HSV-2）C型核衣壳及其五聚体周围的CVSC的3.75 Å的原子分辨率结构，这是该团队继解析HSV-2 B型颗粒三维精细结构后又一重要研究成果（饶子和团队等揭示疱疹病毒的组装机制——施一、张凯点评）（Yuan, S. et.al Science 2018）【1】。
在该项研究中，研究团队在前期HSV-2 B型核衣壳研究工作基础上，结合优化的block reconstruction算法，进一步解析了带有病毒基因组的C型核衣壳及其五聚体周围的CVSC复合物结构，并且通过与近期报道的β家族的人巨细胞病毒HCMV核衣壳 （Yu, X. et.al Science 2017）【2】以及 γ家族的卡波济肉瘤相关病毒KSHV (Dai, X. et.al Nature 2018)【3】 核衣壳比较，鉴定出α家族单纯疱疹病毒核衣壳的结构特征，提供了疱疹病毒进化信息和特性。此外，该研究详细地阐释了五聚体顶点周围五个CVSC复合物结构特征，该结构是由一个UL17单体，一个UL25二聚体以及一个UL36二聚体通过螺旋簇相互作用将五元复合物紧密整合在一起，并紧密附着在核衣壳每一个顶点，极大地提高了核衣壳的稳定性。

本研究工作为核衣壳与周围的中间体蛋白（tegument protein）的相互作用模式提供了坚实基础和精细的结构信息，进一步阐明了疱疹病毒生活史中完整病毒组装的时空复杂性，为未来抗病毒治疗方案的开发提供了思路和方向。

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疫苗学的研究发现
全球对新疫苗的研究仍在如火如荼的进行着。比如加拿大多伦多大学的研究人员通过研究揭示了NS1蛋白抑制机体应对病毒感染的免疫反应的分子机制，或许能够帮助开发抵御A型流感病毒感染的新型疗法；杜克大学的研究者们开发出了新型的抵抗季节性流感的疫苗，这一技术或许能够加快起效的速率以及为流感病毒感染提供更好的保护；美国洛克菲勒大学病毒学教授Charlie Rice构建出急性和慢性HCV感染小鼠模型，为开发丙肝疫苗铺平道路；美国国家卫生研究院（NIH）、华盛顿大学圣路易斯分校医学院和德克萨斯大学加尔维斯敦医学分部等研究机构的研究人员发现在怀孕期间给雌性小鼠接种寨卡病毒疫苗能够保护它们的正在发育的胎儿免受感染和出生缺陷，等等。

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噬菌体简介
噬菌体（phage）是侵袭细菌的病毒，也是赋予宿主菌生物学性状的遗传物质。噬菌体必须在活菌内寄生，有严格的宿主特异性，其取决于噬菌体吸附器官和受体菌表面受体的分子结构和互补性。噬菌体是病毒中最为普遍和分布最广的群体。通常在一些充满细菌群落的地方，如：泥土、动物的肠道里，都可以找到噬菌体。

噬菌体(bacteriophage, phage)是感染细菌、真菌、藻类 、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。本世纪初在葡萄球菌和志贺菌中首先发现。作为病毒的一种，噬菌体具有病毒的一些特性：个体微小；不具有完整细胞结构；只含有单一核酸。可视为一种“捕食”细菌的生物。噬菌体基因组含有许多个基因，但所有已知的噬菌体都是细菌细胞中利用细菌的核糖体、蛋白质合成时所需的各种因子、各种氨基酸和能量产生系统来实现其自身的生长和增殖。一旦离开了宿主细胞，噬菌体既不能生长，也不能复制 。噬菌体是病毒的一种，其特别之处是专以细菌为宿主，较为人知的噬菌体是以大肠杆菌为寄主的T2噬菌体。跟别的病毒一样，噬菌体只是一团由蛋白质外壳包裹的遗传物质，大部分噬菌体还长有“尾巴”，用来将遗传物质注入宿主体内。噬菌体是一种普遍存在的生物体，而且经常都伴随着细菌。通常在一些充满细菌群落的地方，如：泥土、动物的内脏里，都可以找到噬菌体的踪影。世上蕴含最丰富噬菌体的地方就是海水 。

噬菌体的体积小，其形态有蝌蚪形、微球形和细杆形，以蝌蚪形多见。噬菌体是由核酸和蛋白质构成。蛋白质起着保护核酸的作用，并决定噬菌体的外形和表面特征。其核酸只有一种类型，即DNA或RNA，双链或单链，环状或线状。

1.无尾部结构的二十面体：这种噬菌体为一个二十面体，外表由规律排列的蛋白亚单位——衣壳组成，核酸则被包裹在内部。

2.有尾部结构的二十面体：这种噬菌体除了一个二十面体的头部外，还有由一个中空的针状结构及外鞘组成的尾部，以及尾丝和尾针组成的基部。

3.线状体：这种噬菌体呈线状，没有明显的头部结构，而是由壳粒组成的盘旋状结构。

迄今已知的噬菌体大多数是有尾部结构的二十面体，这是因为正多面体是多面体里最简单的结构，搭建起来最容易，所以病毒喜欢采用正多面体的结构。而正多面体一共又只有五种，分别是正4, 6, 8, 12, 20面体，其中正20面体是最接近球形的，也就是在体积相同的情况下，需要更少的材料，更为节省。

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基因治疗是临床治疗学上的重大发展．其基本原理是：质粒DNA进入目的细胞后，可以修复遗传错误，或可产生治疗因子，如多肽、蛋白质、抗原等，纳米技术能使DNA通过主动靶向作用定位于细胞。将质粒DNA缩小到50—200nm，带上负电荷进入到细胞核，插入到细胞核DNA的确切部位，起到对症治疗效果。同时分子纳米技术能够快速有救地确定基因序列、基因和药物的体内走向、传进和定位传递．使临床诊断和治疗过程效率得以提高。同时无机纳米颗粒体积小，可在血管中随血液循环，通过血管璧进入各个脏器的细施中，作为新型非病毒型基因载体能有效介导DNA的转导．并使其在细胞内高水平的表达，从而为基因表达，功能研究及基因治疗提供了新的技术和手段。

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PCR方法自建立以来，但是在实际应用中还存在不少缺点，如扩增的特异性不高，扩增效率低，复杂模板扩增困难及Long-PCR扩增失效等。这虽然和引物的设计优劣有很大的关系，但在很大程度上也依赖于反应体系的组合调整和反应条件的优化。在过去的研究中，科研工作者已经掌握了不少对PCR反应有优化效果的PCR添加剂，如二甲基亚砜，甘油，吐温-20，NP-40，甲酰胺，甜菜碱及单链结合蛋白（SSB）等，它们都在不同程度和方式上促进PCR的扩增，但总的来说，它们的优化效果不很理想。在生命科学和材料科学的交叉点中，纳米生物技术是国际生物技术领域的前沿和热点问题，世界各国科学家都在从不同的视角开展着这项新技术的研究。2005年，上海交通大学的研究小组率先发现金纳米颗粒可以显著的提高PCR扩增的特异性，而在稍后不久中国台湾一个研究小组的又报道了金纳米颗粒可以显著提高PCR扩增的灵敏度。无疑，这两项研究成果是纳米技术在生物技术领域的又一成功应用，但更重要的是它为我们开发新型高效的PCR优化剂提供了一个崭新的视角。在随后至今的几年内，关于纳米材料在PCR反应中的作用效果的研究以及纳米材料在PCR反应中作用机理的研究逐渐成为PCR技术研究领域的一个焦点，世界各地的科学家都进行了相关研究。

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昆虫虽然没有完善的免疫防御体系,但却具有高效的无细胞免疫系统。

抗菌肽是昆虫免疫后血

淋巴中的一类抗菌多肽,它具有分子量小,热稳定,水溶性好,无免疫原性,抗菌谱广等特点。现在,

它被认为是从细菌到高等哺乳动物普遍存在的一类防御性多肽,称之为

“第二防御体系”

。

抗菌肽不

仅抗菌谱广,而且可以抑杀某些真菌、

病毒及原虫,并对多种癌细胞及动物实体瘤有明显的杀伤作

用,而不破坏正常细胞。

近年来,对昆虫抗菌物质的研究,特别是对昆虫抗菌肽的研究已成为一个迅

速发展的新领域,越来越引起人们的关注和重视。

抗菌肽可望成为新一代的抗菌、

抗病毒、

抗癌药物。但天然抗菌肽的来源少,成本高,无法满足

临床试用和基础研究的需要。因此通过DNA重组技术来获得大量抗菌肽,成为人们普遍关注的焦

点。

同时,对抗菌肽抗菌、

抗肿瘤机理的深入研究也越来越具有重大的理论意义和实际应用价值,前

景十分广阔。

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肖海蓉  2018214541                                                    媒介传播疾病的分子机制研究

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Dai和LP等解析了Zika病毒膜蛋白结构及其与黄病毒结合的复合物结构；军事医药科学院的研究人员分析了埃博拉病毒的演化历史；虫传植物病毒的传播机制方面，我国研究人员对水稻矮缩病毒，水稻条纹病毒和南方水稻黑条矮缩病毒在媒介叶蝉或稻飞虱体内的侵染循环进行了相关研究。加强媒介传播疾病的研究已成为我国全球化战略规划的必要保障。

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樊龙青 2018214531

双生病毒是存在于植物中唯一一类具有孪生颗粒形态的单链DNA病毒，也是目前已知的最大的单链DNA病毒家族。据ICTV(International Committee on Taxonomy of Viruses)报道该类病毒目前已增至九个属，其在单子叶和双子叶植物中具有广泛的宿主，对农业生产危害较大。传统抗病机理的研究主要基于对病毒基因功能的分析及宿主病毒互作机理的解析，但目前在育种中的应用还比较有限。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组先前利用源于细菌中的适应性免疫系统CRISPR/Cas9特异识别切割病毒和外源DNA的特性，以甜菜严重曲顶病毒BSCTV（Beet severe curly top virus）为模式病毒，分别选取模式植物本氏烟和拟南芥为寄主材料，在植物中建立了新型、简易、高效的双生病毒防御体系。

然而脱靶（即对非目标位点的编辑）是CRISPR/Cas9系统应用于基因治疗和分子育种的一大弊端。导致脱靶的发生主要有两方面因素。第一是sgRNA序列的容错性。已报道称在动物细胞中sgRNA的容错性可高达5个碱基；第二是Cas9蛋白的持续表达易造成对非靶标位点的切割。因而基于过表达CRISPR/Cas9系统的该抗病毒体系很可能对植物基因组发生脱靶修饰。在该研究中，高彩霞研究组以过表达CRISPR/Cas9系统的抗病拟南芥为目标，寻找到高抗病毒靶位点（C3）在拟南芥基因组上的10个潜在脱靶位点（3或4个碱基错配）。二代测序分析结果表明10个潜在脱靶位点有8个发生了脱靶的修饰。因而虽然过表达CRISPR/Cas9系统能够对双生病毒产生高抗性但也易在植物体内的基因组上产生脱靶修饰。因而研究人员利用双生病毒(BSCTV)自身存在的一类病毒诱导型启动子，构建了一套新型的病毒诱导型基因组编辑系统VIGE (Virus-inducible genome-editing system)以期避免Cas9的持续表达，从而降低脱靶事件的发生。基于GUS报告系统的结果表明该系统能同步响应BSCTV的激活诱导。且基于本氏烟的瞬时筛选体系和转基因拟南芥植株皆表明该类病毒诱导型基因组编辑系统能够被有效激活并抑制BSCTV在寄主植物中的积累。而通过对转基因拟南芥植株在BSCTV侵染前后的不同组织进行脱靶分析，二代测序结果表明该类系统在转基因植物体内具有高特异性。鉴于该类病毒诱导型启动子在双生病毒基因组中广泛存在，此方法能够应用于培育抗病毒植物。

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分子生物纳米技术在基因诊断中的应用

基因诊断是利用分子杂交及荧光技术检测DNA片段，已经为基因诊断在临床上的应用带来了巨大的发展前景。研究表明，利用纳米技术．如利用金纳米微粒结合杂交DNA片段，很容易进人机体细胞核，并与核内染色体组台．具有较高的特异性，可以克服目前基因诊断所面临的一些困难和问题。进一步提高了基因诊断在实验室中的地位。科学家通过超顺磁性氧化铁纳米粒脂质体对肝癌的研究，提高了直径3nm以下的肿瘤检测率。结论表明，纳米微粒对肿瘤早期发现、早期诊断具有重要意义。

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许多慢性和退行性疾病背后都有炎症的身影。不过炎症也能减轻感染、清除受损细胞和起始组织修复。将炎症与损伤修复关联起来的机制，保守存在于低等生物和哺乳动物中，说明这个过程有重要的意义。这篇文章在细胞和分子水平上探讨了组织修复和再生重的保护性炎症。
最近一些研究显示，传统的炎症性细胞因子和Wnt因子能通过特定机制，控制哺乳动物的组织修复和再生。这对于消化系统的再生特别重要，尤其是肠道和肝脏组织。肠道和肝脏组织发生修复异常会引起严重的病理问题。文章指出，炎症的正面效应起到了不可或缺的作用，有助于恢复组织内稳态，避免慢性炎症、纤维化和癌症。

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          王涵2018214516 分子生物学          蓝白斑筛选蓝白斑筛选是一种基因工程常用的细菌重组子的筛选方法。野生型大肠杆菌产生的β-半乳糖苷酶可无色化合物X-gal切割成半乳糖和深蓝色的物质5-溴-4-靛蓝。5-溴-4-靛蓝可使整个菌落产生蓝色变化。在经人工插入外源基因后，突变型大肠杆菌的β半乳糖苷酶基因被插入的外源基因切断，无法形成完整的β半乳糖苷酶，故不能对无色化合物X-gal进行切割，菌落呈白色。生物学意义在于这样，一次筛选可以判断出：未转化的菌不具有抗性，不生长；转化了空载体，即未重组质粒的菌，长成蓝色菌落；转化了重组质粒的菌，即目的重组菌，长成白色菌落。

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          王涵2018214516 分子生物学          蓝白斑筛选蓝白斑筛选是一种基因工程常用的细菌重组子的筛选方法。野生型大肠杆菌产生的β-半乳糖苷酶可无色化合物X-gal切割成半乳糖和深蓝色的物质5-溴-4-靛蓝。5-溴-4-靛蓝可使整个菌落产生蓝色变化。在经人工插入外源基因后，突变型大肠杆菌的β半乳糖苷酶基因被插入的外源基因切断，无法形成完整的β半乳糖苷酶，故不能对无色化合物X-gal进行切割，菌落呈白色。生物学意义在于这样，一次筛选可以判断出：未转化的菌不具有抗性，不生长；转化了空载体，即未重组质粒的菌，长成蓝色菌落；转化了重组质粒的菌，即目的重组菌，长成白色菌落。