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  • 我国抗除草剂转基因技术突破重围

    自人类耕作以来,就在探索有效防除杂草的途径。草甘膦,因能在结构上阻断植物体内芳香族氨基酸生物合成,导致杂草和作物死亡,有效控制危害最严重78种杂草中的76种,而占据着农药销售榜的首位。  科学家梦想将抗草甘膦基因导入作物中,获得抗草甘膦的转基因作物。抗除草剂,便成为转基因作物商业化后,最具优势的性状之一。  这些特性首先增加了作物的产量。“种植抗除草剂转基因作物可采用窄行间距方法,比如转基因抗除草剂大豆的行间距能从76厘米缩小到33厘米或更小。”中国农业科学院生物技术研究所所长林敏介绍说,从1996年以来,美国采用窄行间距方式使大豆增产35%。  此外,种植的抗除草剂转基因农作物在使用除草剂后,对田间作物的残留物无需进行处理,减少了劳动力的数量和力度。据了解,如果每年种植抗草甘膦转基因玉米1000万亩,平均每亩可减少除草用工3个,每年可减少3000万劳动工作日。同时,因为每亩玉米增产30—50公斤,农民每亩可增收50—100元。  2011年,全球耐除草剂性状的转基因农作物占到总转基因农作物种植面积的59%。面对如此庞大的市场,美国孟山都等公司在投巨资开展基因研究和开发的同时,申请并获得了上百项与草甘膦抗性相关基因的专利。目前推广的抗草甘膦作物品种中,有69.2%由孟山都研成。  我国每年因杂草引起损失约占粮食总产的10%。但由于抗草甘膦基因长期开发的欠缺,始终没有商业化生产的抗草甘膦转基因作物品种。突出跨国公司的垄断,成为紧迫的使命。  中国农业科学院生物技术研究所研究小组临危受命,与北京大学等研究单位密切合作,开始了自主创新抗除草剂转基因农作物的研发之路。  中国科学家采取3条技术路线齐头并进的方法:首先利用我国极其丰富的污染环境微生物基因资源优势,建成一批具有中国特色和自主知识产权的功能菌株库、功能基因库和分子酶库。另一方面,建立环境基因组学技术、功能基因组学分析技术、高通量表达筛选技术以及高水平技术等先进技术进行集成。同时,完善极端污染土壤微生物样品的DNA免培养分离技术及功能基因筛选平台,以及草甘膦抗性基因作为筛选标记的基因表达和功能鉴定的真核筛选系统。  通过努力,结构新颖、功能明确、草甘膦抗性显著的EPSP合成酶基因诞生。这是一个具有自主知识产权的新型抗草甘膦基因,同时获得了国内发明专利和美国专利。  其中,G2-EPSPS基因作为研究组从免培养技术构建的群落水平DNA库中分离鉴定的第一个抗草甘膦基因,成为草甘膦抗性最强、酶活最高的基因之一。  “经试验,G2-EPSPS基因的结构新颖,在核酸水平上与已见报道的EPSP合成酶编码基因无任何同源性,与孟山都公司专利报道的根癌农杆菌CP4的同源性为24.53%,且不含有专利保护序列和突变位点。在酶学水平上G2-EPSPS基因草甘膦耐受性高于孟山都公司的CP4-EPSPS基因,是一个具有自主知识产权和重要育种价值的新型抗草甘膦基因。”林敏强调说。  该小组同时与国内众多研究机构以及北京奥瑞金种业有限公司等合作,开展了转G2-EPSPS基因玉米、棉花、油菜、水稻、大豆和小麦等的研发工作。  从2010年开始,经过北京、海南两地连续三代试验,奥瑞金研究人员发现转基因玉米在田间生产上能稳定耐受使用剂量5倍的草甘膦。模拟农民喷施除草剂的方法后,也发现转基因玉米在能耐8倍的草甘瞵。研究人员在北京、海南两地的两个生长季节,对转基因玉米的农艺性状进行了观察和测量,结果表明,与非转基因受体玉米相比,转基因玉米除耐草甘膦目标性状以外,其他农艺性状等均与非转基因受体玉米没有差异。  同时,对进入生产性试验的抗草甘膦转基因玉米的环境安全和食品安全,研究小组委托国家认可的两家检测机构中国农科院植保所和中国农业大学食品安全检测中心分别进行试验。  “2009年迈出了产业化过程中最关键的一步,我们与种业公司签订了基因独家使用和共同推进产业化协议。利用本发明专利所保护的EPSP合成酶基因培育出转基因抗草甘膦玉米,进行了转基因生物安全的中间试验和环境释放试验,于2012年获得农业部批准,进入生产性试验阶段,这也是转基因作物产业化应用的关键阶段,如能在今后两年内获得生物安全评价的安全证书,3—5年内获得品种审定并实现商品化生产,将有利于打破跨国公司在抗除草剂转基因产业上的垄断。”林敏说。

  • 我国正式启动海洋药源生物种质资源库建设

    原标题:打造海洋生物“诺亚方舟” 我国正式启动海洋药源生物种质资源库建设 新华社福州9月19日电 (记者许雪毅 逯寒青)国家海洋药源生物种质资源库18日在福建厦门正式启动建设。有关专家认为,这相当于中国在打造海洋生物“诺亚方舟”,也有利于推动中国海洋生物医药产业发展。 “如果说英国的‘千年种子库’是在打造植物‘诺亚方舟’,那么我们的海洋药源生物种质资源库相当于在打造海洋生物的‘诺亚方舟’。”国家海洋局海洋生物资源综合利用工程技术研究中心副主任林祥志告诉新华社记者。 据悉,国家海洋药源生物种质资源库将涵盖海洋药源动物库、药源植物库、药源微藻微生物库、核心种质库、基因库等五大实体库,总保藏面积将达2000平方米以上,种质资源保藏能力达到2万份以上,发掘、汇集全国沿海、周边海域、大洋和极地海洋药源生物将达6000份以上。 作为国家海洋局第三海洋研究所研究员、国家海洋药源生物种质资源库首席专家,林祥志认为,英国的“千年种子库”珍藏全球各大洲稀有植物种子,主要目的是保存世界生物多样性,中国的海洋药源生物种质资源库也具备这一功能。“假如部分海绵、海葵等海洋物种消失了,我们可以从资源库里取出种子,重新培养出来。” 但海洋药源生物种质资源库更侧重于服务产业。“并不是什么海洋生物种质我们都选进来,而是从药源角度着手,实际上相当于建设海洋中药材种质资源库。”林祥志说。 他认为,“中国陆地上的中药材及其相关产业,一年带来近1万亿产值,海洋这方面产业刚刚起步,前景非常大。” 和陆地中药材主要取自植物不一样的是,海洋药源除了来自海藻、海草等海洋植物外,更多来自海绵、珊瑚、海马等海洋动物。而相对于名录、图谱、标本、基因、化合物等资源形式,种质资源的保藏对技术提出了更高要求。 “这在国内、国际上都具有前沿性。我们要建立的是具有国际水平保藏能力的海洋药源生物种质库。”林祥志表示。 据悉,这一项目是首批国家海洋经济创新发展区域示范资助的重要项目之一,由国家海洋局第三海洋研究所牵头实施,中国科学院海洋研究所、中国海洋大学、厦门大学、海南大学等20家单位参与建设。 “基本上囊括了中国在海洋药源生物种质资源保藏与开发利用的优势单位,有利于共同解决海洋药源生物种质资源收集、保存、利用和共享过程中的关键技术问题。”林祥志说。 据悉,海洋药源生物种质资源库边建设边应用,预定建设期到2015年12月,此后还将不断完善。项目建成以后将为中国海洋药源生物种质资源的妥善和安全保存提供重要场所。该项目还配套建设种质创制平台、规模化制种技术平台、科普展示平台和信息服务系统等配套设施,以提升中国在海洋药源生物种质资源方面的收集、保存和鉴定的标准化和系统化水平,实现海洋药源生物种质资源的社会共享。

  • 基因专业英语词汇

    A腺苷脱氨酶缺乏症 adenosine deaminase deficiency (ADA) 腺病毒 adenovirus Alagille综合征 Alagille syndrome 等位基因 allele 氨基酸 amino acids 动物模型 animal model 抗体 antibody 凋亡 apoptosis 路-巴综合征 ataxia-telangiectasia 常染色体显性 autosomal dominant 常染色体 autosome B细菌人工染色体 bacterial artificial chromosome (BAC) 碱基对 base pair 先天缺陷 birth defect 骨髓移植 bone marrow transplantation BRCA1/BRCA2 C癌 cancer 后选基因 candidate gene 癌 carcinoma cDNA文库 cDNA library 细胞 cell 染色体 chromosome 克隆 cloning 密码 codon 天生的 congenital 重叠群 contig 囊性纤维化 cystic fibrosis 细胞遗传图 cytogenetic map D缺失 deletion 脱氧核糖核酸 deoxyribonucleic acid (DNA) 糖尿病 diabetes mellitus 二倍体 diploid DNA复制 DNA replication DNA测序 DNA sequencing 显性的 dominant 双螺旋 double helix 复制 duplication E电泳 electrophoresis Ellis - van Creveld syndrome 酶 enzyme 外显子 exon F家族性地中海热 familial Mediterranean fever 荧光原位杂交 fluorescence in situ hybridization (FISH) 脆性X染色体综合征 Fragile X syndrome G基因 gene 基因扩增 gene amplification 基因表达 gene expression 基因图谱 gene mapping 基因库 gene pool 基因治疗 gene therapy 基因转移 gene transfer 遗传密码 genetic code (ATGC) 遗传咨询 genetic counseling 遗传图 genetic map 遗传标记 genetic marker 遗传病筛查 genetic screening 基因组 genome 基因型 genotype 种系 germ line H单倍体 haploid haploinsufficiency 造血干细胞 hematopoietic stem cell 血友病 hemophilia 杂合子 heterozygous 高度保守序列 highly conserved sequence Hirschsprung病 Hirschsprung's disease 纯合子 homozygous 人工染色体 human artificial chromosome (HAC) 人类基因组计划 Human Genome Project 人类免疫缺陷病毒 human immunodeficiency virus (HIV)/ 获得性免疫缺陷综合征 acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) huntington舞蹈病 Huntington's disease 杂交 hybridization I免疫治疗 immunotherapy 原位杂交 in situ hybridization 继承的 inherited 插入 insertion 知识产权 intellectual property rights K敲除 knockout L白血病 leukemia 库 library 键、连接 linkage 部位、场所 locus 优势对数评分 LOD score 淋巴细胞 lymphocyte M畸形 malformation 描图 mapping 标记 marker 黑色素瘤 melanoma 孟德尔 Mendel, Johann (Gregor) 孟德尔遗传 Mendelian inheritance 信使RNA messenger RNA (mRNA) [分裂]中期 metaphase 微阵技术 microarray technology 线立体DNA mitochondrial DNA 单体性 monosomy 小鼠模型 mouse model 多发性内分泌瘤病 multiple endocrine neoplasia, type 1 (MEN1) 突变 mutation N神经纤维瘤病 neurofibromatosis 尼曼-皮克病 Niemann-Pick disease, type C (NPC) non-directiveness RNA印记 Northern blot 核苷酸 nucleotide 神经核 nucleus O寡核苷酸 oligo 癌基因 oncogene Pp53 Parkinson病 Parkinson's disease 专利权 patent 血系/谱系 pedigree 表型 phenotype 物理图谱 physical map 多指畸形/多趾畸形 polydactyly 聚合酶链反应 polymerase chain reaction (PCR) 多态性 polymorphism 定位克隆 positional cloning 原发性免疫缺陷 primary immunodeficiency 引物 primer 原核 pronucleus 前列腺癌 prostate cancer 蛋白 protein R隐性 recessive 逆转录病毒 retrovirus 核糖核酸 ribonucleic acid (RNA) 核糖体 ribosome risk communication S序列标记位点 sequence-tagged site (STS) 联合免疫缺陷 severe combined immunodeficiency (SCID) 性染色体 sex chromosome 伴性的 sex-linked 体细胞 somatic cells DNA印记 Southern blot 光谱核型 spectral karyotype (SKY) 替代 substitution 自杀基因 suicide gene 综合征 syndromeT技术转让 technology transfer 转基因的 transgenic 易位 translocation 三体型 trisomy 肿瘤抑制基因 tumor suppressor gene V载体 vector W蛋白质印记 Western blot Wolfram综合征 Wolfram syndromeY酵母人工染色体 yeast artificial chromosome (YAC)

  • 基因英语专业词汇

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  • 剖析国际十大“转基因安全事例”

    1.巴西坚果与转基因大豆事件。美国先锋种子公司将巴西坚果中编码2S albumin蛋白的基因转入大豆中,提高了转基因大豆中的含硫氨基酸。1994年,该公司对该转基因大豆进行食用安全评价时,发现对巴西坚果过敏的人同样会对这种大豆过敏。因此认为,蛋白质2S albumin可能正是主要过敏原,于是立即终止了这项研究计划。但此事后来一度被说成是“转基因大豆引起食物过敏”,作为反对转基因的一个主要事例。 实际上“巴西坚果事件”是研发单位在开展安全评价时发现过敏及时停止的转基因案例,这种转基因大豆也根本没有上市。恰恰说明对转基因植物的安全管理和生物技术育种技术体系具有自我检查和自我调控的能力,能有效地防止转基因食品成为过敏原。 2.普斯泰土豆事件。1998年,据苏格兰Rowett研究所的科学家阿帕得•普斯泰(Arpad Pusztai)称,他在实验中用转雪花莲凝集素基因的马铃薯喂食大鼠,大鼠“体重和器官重量严重减轻,免疫系统受到破坏”。 英国皇家学会(The Royal Society)1999年5月的评审报告指出,普斯泰的实验存在失误和缺陷,主要包含试验设计不科学,试验过程错误百出,试验结果无法重复,因此结果和相应的结论不可信。并且认为,普斯泰在尚未完成实验并且没有发表数据的情况下,就通过媒体向公众传播其结论是非常不负责任的。 3.美国帝王蝶事件。1999年5月,康奈尔大学昆虫学教授洛希(Losey)撰文称,他用拌有转Bt基因抗虫玉米花粉的马利筋杂草叶片饲喂帝王蝶(Monarch butterfly)幼虫,发现这些幼虫生长缓慢,并且死亡率高达44%。洛希认为这一结果表明抗虫转基因作物同样对非目标昆虫产生威胁。 美国环境保护局(EPA)组织昆虫专家对帝王蝶问题展开专题研究。结论认为,该实验是在实验室完成的,并不反映田间情况,且没有提供花粉量数据。评价转基因作物对非靶标昆虫的影响,应以田间实验为准,而不能仅仅依靠实验室数据。2001年10月,洛希研究组又在《PNAS》杂志发表文章称:帝王蝶幼虫经转Bt基因抗虫玉米Bt11 和 Mon810花粉饲喂14到22天对其存活的影响可以忽略不计。 4.墨西哥玉米事件。2001年11月,美国加州大学伯克利分校的微生物生态学家David Chapela和David Quist发表文章,指出在墨西哥南部地区采集的6个玉米品种样本中,发现了一段可启动基因转录的DNA序列——花椰菜花叶病毒(CaMV)“35S启动子”,同时发现与诺华(Novartis)种子公司代号为“Bt11”的转基因抗虫玉米所含“adh1基因”相似的基因序列。绿色和平组织借此消息大肆渲染,说墨西哥玉米已经受到了“基因污染”,甚至指责墨西哥小麦玉米改良中心的基因库也可能受到了“基因污染”。 该文章发表后受到很多科学家的批评,指其实验在方法学上有很多错误。经反复查证,文中所言测出的“CaMV35S启动子”为假阳性,并不能启动基因转录;文中所指在墨西哥地方玉米品种中测出的“adh1基因”是玉米中本来就存在的“adh1-F基因”,与转入“Bt玉米”中的“adh1-S基因”序列并不相同。《Nature》杂志于2002年4月11日刊文,批评该论文结论是“对不可靠实验结果的错误解释”,并在同期申明“该文所提供的证据不足以发表”。 5.中国Bt抗虫棉事件。2003年6月3日,南京环境科学研究所与绿色和平组织在北京召开会议,发布“转Bt基因抗虫棉环境影响研究综合报告”,随后被很多媒体转载刊发,引发国际争论,成为国际上争论转基因抗虫棉安全性的重大事件之一。 国际上的评论是:文章没有经过同行评审,没有说明研究方法,没有生物学统计数据,违反生物学的一般常识,只是按作者的个人意愿断章取义。多国科学家也纷纷发表评论反驳绿色和平组织的观点,认为,抗虫棉不是“无虫棉”,抗虫棉中的Bt基因主要是针对鳞翅目的某些害虫,并不杀死所有害虫,包括盲蝽象、红蜘蛛及甜菜夜蛾。棉农只要采取适当防治措施,如喷洒一般有机磷或菊酯类农药,这些害虫便可得到有效控制,根本谈不上“超级害虫”,更不能说是抗虫棉破坏环境。 6.发生于法国的孟山都转基因玉米事件。2007年,法国分子内分泌学家Seralini及其同事对孟山都公司转抗虫基因玉米的原始实验数据进行统计分析,得出老鼠在食用转基因玉米后受到了一定程度的不良影响。2009年,该研究组再次把欧盟转引的美国孟山都公司的实验数据做了一个粗浅分析,就发表文章“三种转基因玉米品种对哺乳动物健康影响的比较”。文中指出,食用了90天转基因玉米(抗除草剂玉米NK603,抗虫玉米MON810和MON863)的老鼠,与食用转基因玉米不到90天的老鼠,其肝肾生化指标有差异,认为这种差异解释成食用转基因玉米后造成的。 欧洲食品安全局(EFSA,European Food Safety Authority)转基因生物小组对该论文进行了评审,认为该实验结果不是建立在亲自对老鼠进行独立实验的基础之上,文中进行统计分析的数据,是借用来源自孟山都公司之前的实验,而且对数据选择了不合适的、不被同行使用的统计方法作了重新分析。因此结果和结论都是不科学的。来自美国、德国、英国和加拿大的6位毒理学及统计学专家组成同行评议组,对Seralini等人及孟山都公司的研究展开复审和评价,评价结果是:Seralini等人对孟山都公司原始实验数据的重新分析,并没有产生有意义的新数据来表明转基因玉米在3个月的老鼠喂食研究中导致了不良副作用。 7.俄罗斯之声转基因食品事件。2010年4月16日,俄罗斯广播电台“俄罗斯之声”栏目,以《俄罗斯宣称转基因食品是有害的》为题报道了一则新闻。新闻称,由全国基因安全协会和生态与环境问题研究所联合进行的试验证明,转基因生物对哺乳动物是有害的。引用负责该试验的Alexei Surov博士的话说,用转基因大豆喂养的仓鼠第二代成长和性成熟缓慢,第三代失去生育能力。“俄罗斯之声”还称“俄罗斯科学家的结果与法国、澳大利亚的科学家结果一致。当科学家证明转基因玉米是有害的,法国立即禁止了其生产和销售。” 经调查,Alexei Surov博士所在的Severtsov生态与进化研究所并没有任何研究简报或新闻表明Alexei Surov博士曾写过这样的报道,“俄罗斯之声”报道的新闻事件也没有在任何学术期刊上发表过研究论文。至于新闻中提到法国禁止了转基因玉米的生产和销售,事实是法国政府并没有对转基因食品的生产和销售下禁令,而是欧盟已经于2004年5月19日决定允许进口转基因玉米在欧盟境内销售。 8.中国广西迪卡007/008玉米事件。2010年2月,一篇题为《广西抽检男生一半精液异常,传言早已种植转基因玉米》、署名为张宏良的帖子在网络上传播甚广,引发了不少公众对转基因产品的恐慌。文章称,“迄今为

  • Nature:原基因从头进化产生新基因

    6月24日,Nature杂志在线报道了通过遗传进化,从头产生新基因的最新研究进展。新型蛋白质编码基因可以通过重新组织预先存在的基因或以从头产生的方式出现。通过重新组织预先存在的基因,特别是通过基因重复来重新组织产生新的基因的过程,已经被广泛研究过。相比之下,人类对从头产生基因的进化过程仍然知之甚少,主要是因为研究者以往认为所谓的"非基因"序列的翻译将产生微不足道的多肽,而不是具有特定的生物功能的蛋白质。本研究建立了一种基因演化模型,根据这一模型,非基因序列广泛的翻译活动可产生过渡性原基因,而功能基因又可从过渡性原基因进化而来。研究者在酿酒酵母菌基因组范围内检测这个模型。在非基因序列中,研究者发现数百个短的物种特异性的开放阅读框(ORF)的翻译活动。根据它们对选择压力的差异性调节反应和通过自然选择保留的印记来看,这些翻译事件似乎提供了某种适应性潜力。与此模型相对应,研究者发现酿酒酵母的ORF正好处于,从非基因序列进化到新的基因这一连续的过程中承上启下的位置上。研究者在酿酒酵母的ORF中,确定了约1900个候选原基因。从这样一个宝库中从头产生新基因可能会比从零星的基因重复事件中产生更为普遍。该研究表明,进化作用可利用看似可有可无的序列来产生适应性的功能创新。

  • 【转帖】科学家称气候变化和污染导致北极熊"变小"

    据英国广播公司26日报道,“憨厚敦实”的北极熊是庞然大物,但相对于百年前的祖先,今天的北极熊则属“苗条型”。   科学家在对比20世纪初期和末期的北极熊头颅骨后说,由于污染增多和海洋冰面减少,北极熊的体积变小,体态也发生了变化。   科研人员通过研究头骨尺寸来推算北极熊的体型。在对比近300个北极熊头骨标本后,科研人员发现头骨尺寸在过去百年里缩小了2%至9%。   参与研究的丹麦奥胡斯大学教授佩托尔蒂说:“由于冰雪融化,北极熊不得不用更多的能量猎食,这样就限制了它的生长。”   “设想一下你有一对双胞胎,一个在发育的时候得到充足的喂养、另一个时常挨饿。这样挨饿的那个就会小很多,因为他的生长得不到足够的能量。”   佩托尔蒂教授说,要准确断定北极熊体型缩小的原因很难,但这可能与北极环境污染增加有关,尤其是污染物进入北极熊的体内。   科研人员认为,北极熊是世界上受污染影响最严重的哺乳动物之一。   佩托尔蒂教授还指出,北极熊体型的变化还可能与基因多样性的减少有关。他说,过去百年北极熊的基因库缩小,导致它们近亲繁殖。   他说:“以往的研究发现,一些化学污染物影响了雌性北极熊的繁殖力。”

  • 英开发出简化的基因组测序新方法

    无需进行文库制备,所用DNA样本比标准方法更少2012年12月13日 来源: 中国科技网 作者: 陈丹 中国科技网讯 据物理学家组织网12月12日(北京时间)报道,英国研究人员简化了基因组测序的标准流程,首次无需进行文库制备便完成了DNA(脱氧核糖核酸)单分子测序,而且新方法只要很少量的DNA就能获得序列数据,用量可低至不到1纳克(10亿分之一克),仅为常规测序方法的500分之一到600分之一。 文库制备是指从测序前基因组样本中提取不同长度的DNA片段,这一过程不仅费力、费时,还会浪费DNA,而新技术能极大地减少DNA的损耗,并缩短测序时间。 该研究论文的第一作者、英国威康信托基金会桑格研究所的保罗·库普兰说:“我们用这种方法对病毒和细菌的基因组测序后发现,即使在相对较低的水平,我们也能够确定所检测的是何种有机物,不论样本中是否存在特定的基因或质粒(这对于确定抗生素耐药性很重要),或者其他信息,如对特定DNA碱基的修改等。”他表示,一旦技术得到优化,将在快速、高效地识别医院和其他医疗场所中的细菌和病毒方面具有很大的应用潜力。 研究小组利用第三代单分子测序系统PacBio RS演示了这种简化的直接测序方法。他们仅仅用800皮克(千分之一纳克)DNA来分析一个生物体的基因组,尽管测序仪只读取了基因组的70个序列片段,相对于常规测序方法获得的数据来说不过是很小的一部分,但这些信息足以让研究人员确定他们所检测的生物体的品种。 这项技术也使得科学家能够对此前无法识别的宏基因组(也称微生物环境基因组)样本中的生物体进行确认。“为微生物测序,首先需要能够在实验室中培养它们。”论文的主要作者、英国巴布拉汉研究所的塔米尔·钱德拉说,“这不仅耗费时间,而且有时候微生物不生长,为它们的基因组测序极其困难。”他表示,新方法可以直接对微生物测序,短时间内便可确定其“身份”。 论文的另一主要作者、威康信托基金会桑格研究所的哈罗德·斯维尔德洛说:“我们的技术可以在对所测序列没有任何先验知识、没有特定微生物试剂的条件下,在很短的时间内操作,这是一种很有前途的替代手段,可应用于控制感染等临床需要。”(记者陈丹) 总编辑圈点 长久以来,基因测序等围绕基因科学所展开的研究,都被人们贴上了从本源上解开人体生命奥秘、彻底解除遗传疾病威胁等殷切的标签。多国为提高社会健康水平,都开展了解码国民DNA的活动,有些甚至覆盖全基因组。然而,面对由30亿个碱基对构成的人类基因组,精确测序注定将是一场浩大而又漫长的工程。如何能快速、准确地将海量DNA数据转化为有帮助的实用信息,已经成为该领域科学家们面临的重大挑战之一。因而我们说,英国科学家此番取得的突破,不管是从整个学科研究的方法论层面,还是从临床应用的角度,都提高了基因研究服务于人类的速度。 《科技日报》(2012-12-13 一版)

  • 【转帖】基因芯片技术进展!

    基因芯片技术进展及应用 作者:刘炎 [关键词] 基因芯片;核酸探针序列;杂交 1 基因芯片概述  随着人类基因组计划( Human Genome Project)即全部核苷酸测序的即将完成,人类基因组研究的重心逐渐进入后基因组时代( Postgenome Era)向基因的功能及基因的多样性倾斜[1,2]。通过对个体在不同生长发育阶段或不同生理状态下大量基因表达的平行分析,研究相应基因在生物体内的功能,阐明不同层次多基因协同作用的机理,进而在人类重大疾病如癌症、心血管疾病的发病机理、诊断治疗、药物开发等方面的研究发挥巨大的作用。它将大大推动人类结构基因组及功能基因组的各项基因组研究计划。  基因芯片的工作原理与经典的核酸分子杂交方法(southern 、northern)是一致的,都是应用已知核酸序列作为探针与互补的靶核苷酸序列杂交,通过随后的信号检测进行定性与定量分析,基因芯片在一微小的基片(硅片、玻片、塑料片等)表面集成了大量的分子识别探针,能够在同一时间内平行分析大量的基因,进行大信息量的筛选与检测分析[3,4]。基因芯片主要技术流程包括:芯片的设计与制备;靶基因的标记;芯片杂交与杂交信号检测。  基因芯片的设计实际上是指芯片上核酸探针序列的选择以及排布,设计方法取决于其应用目的,目前的应用范围主要包括基因表达和转录图谱分析及靶序列中单碱基多态位点(single nucleotide polymorphism,SNP)或突变点的检测,表达型芯片的目的是在杂交实验中对多个不同状态样品(不同组织或不同发育阶段、不同药物刺激)中数千基因的表达差异进行定量检测,探针序列一般来自于已知基因的cDNA 或EST库,设计时序列的特异性应放在首要位置,以保证与待测目的基因的特异结合,对于同一目的基因可设计多个序列不相重复的探针,使最终的数据更为可靠。基因单碱基多态检测的芯片一般采用等长移位设计法[5],即按靶序列从头到尾依次取一定长度的互补的核苷酸序列形成一探针组合,这组探针是与靶序列完全匹配的野生型探针,然后对于每一野生型探针,将其中间位置的某一碱基分别用其它三种碱基替换,形成三种不同的单碱基变化的核苷酸探针,这种设计可以对某一段核酸序列所有可能的SNPs位点进行扫描。  芯片制备方法主要包括两种类型:(1)点样法:首先是探针库的制备, 根据基因芯片的分析目标从相关的基因数据库中选取特异的序列进行PCR扩增或直接人工合成寡核苷酸序列[6],然后通过计算机控制的三坐标工作平台用特殊的针头和微喷头分别把不同的探针溶液逐点分配在玻璃、尼龙以及其它固相基片表面的不同位点上,通过物理和化学的方法使之固定,该方法各技术环节均较成熟,且灵活性大,适合于研究单位根据需要自行制备点阵规模适中的基因芯片。(2)原位合成法[7~10]:该法是在玻璃等硬质表面上直接合成寡核苷酸探针阵列,目前应用的主要有光去保护并行合成法,压电打印合成法等,其关键是高空间分辨率的模板定位技术和高合成产率的DNA化学合成技术,适合制作大规模DNA探针芯片,实现高密度芯片的标准化和规模化生产。待分析样品的制备是基因芯片实验流程的一个重要环节, 靶基因在与芯片探针结合杂交之前必需进行分离、扩增及标记。标记方法根据样品来源、芯片类型和研究目的的不同而有所差异。通常是在待测样品的PCR扩增、逆转录或体外转录过程中实现对靶基因的标记。对于检测细胞内mRNA表达水平的芯片,一般需要从细胞和组织中提取RNA,进行逆转录,并加入偶联有标记物的dNTP,从而完成对靶基因的标记过程[11],对于阵列密度较小的芯片可以用同位素,所需仪器均为实验室常规使用设备,易于开展相关工作,但是在信号检测时,一些杂交信号强的点阵容易产生光晕,干扰周围信号的分析。高密度芯片的分析一般采用荧光素标记靶基因,通过适当内参的设置及对荧光信号强度的标化可对细胞内mRNA的表达进行定量检测。近年来运用的多色荧光标记技术可更直观地比较不同来源样品的基因表达差异,即把不同来源的靶基因用不同激发波长的荧光素标记,并使它们同时与基因芯片杂交,通过比较芯片上不同波长荧光的分布图获得不同样品间差异表达基因的图谱[12,13],常用的双色荧光试剂有Cy3- dNTP和Cy5- dNTP。对多态性和突变检测型基因芯片采用多色荧光技术可以大大提高芯片的准确性和检测范围,例如用不同的荧光素分别标记靶序列及单碱基失配的参考序列,使它们同时与芯片杂交,通过不同荧光强弱的比较得出靶序列中碱基失配的信息[14]。  基因芯片与靶基因的杂交过程与一般的分子杂交过程基本相同,杂交反应的条件要根据探针的长度、GC碱基含量及芯片的类型来优化,如用于基因表达检测,杂交的严格性较低,而用于突变检测的芯片的杂交温度高,杂交时间短,条件相对严格。如果是用同位素标记靶基因,其后的信号检测即是放射自显影,若用荧光标记,则需要一套荧光扫描及分析系统,对相应探针阵列上的荧光强度进行分析比较,从而得到待测样品的相应信息。由于基因芯片获取的信息量大,对于基因芯片杂交数据的分析、处理、查询、比较等需要一个标准的数据格式,目前,一个大型的基因芯片的数据库正在构建中,将各实验室获得的基因芯片的结果集中起来,以利于数据的交流及结果的评估与分析。

  • 【转帖】德国保持对转基因农作物限制

    德国高等法院在11月24日维持了该国管理转基因(GM)农作物的法案。该法案——最初于2004年通过,并于2008年略加修订——规定,种植转基因农作物的农民和研究人员,对于流入到邻近农田中的任何花粉,以及由这种方式致使任何遭受污染的农作物因不含转基因的限制而无法上市销售负有责任。它同时还要求在转基因农作物和传统农作物之间设立一个缓冲带,并且该法案还授权一个公共数据库记录所有转基因农作物的种植方位。德国萨克森-安哈尔特州对该法案与德国的基本法——国家宪法——的兼容性提出了质疑,声称其过度限制了农民的“专业自由”,并且该数据库是对反对转基因的激进分子的一种邀请——让他们来破坏农作物。该州还认为,对于种子公司来说,这部法案使得针对转基因农作物进行的任何田间试验具有了一种“无法估量的经济风险”。然而国家高等法院给出的裁决坚定地站在了该法案限制条款的一侧。高等法院写道:“伴随着故意改变基因组的可能性,遗传工程影响了生命的基础结构。如果这样的话,这些介入所产生的后果将是难以消除的。”高等法院似乎将转基因农作物视为一项未完成的试验。该法院写道:“考虑到对于使用基因工程的长期后果的科学评估依然尚未完成,立法机构有一种特殊的责任来谨慎对待此事,并考虑20a条款,它包括对后代以及保护自然环境负有责任。”20a条款是1994年写入德国宪法的一项条款,它声明国家“应当保护生命的自然基础”。11月24日的裁决是高等法院第一次在一项判决中引用这一条款。(科学时报)

  • 基因芯片相关软件介绍

    1、基因芯片综合分析软件ArrayVision 7.0 一种功能强大的商业版基因芯片分析软件,不仅可以进行图像分析,还可以进行数据处理,方便protocol的管理功能强大,商业版正式版:6900美元。 Arraypro 4.0 Media Cybernetics公司的产品,该公司的gelpro, imagepro一直以精确成为同类产品中的佼佼者,相信arraypro也不会差。phoretix™ Array Nonlinear Dynamics公司的基因片综合分析软件。J-express 挪威Bergen大学编写,是一个用JAVA语言写的应用程序,界面清晰漂亮,用来分析微矩阵(microarray)实验获得的基因表达数据,需要下载安装JAVA运行环境JRE1.2后(5.1M)后,才能运行。2、 基因芯片阅读图像分析软件 ScanAlyze 2.44 斯坦福的基因芯片基因芯片阅读软件,进行微矩阵荧光图像分析,包括半自动定义格栅与像素点分析。输出为分隔的文本格式,可很容易地转化为任何数据库。 3、 基因芯片数据分析软件 Cluster 斯坦福的对大量微矩阵数据组进行各种簇(Cluster)分析与其它各种处理的软件。 SAM Significance Analysis of Microarrays 的缩写,微矩阵显著性分析软件,EXCEL软件的插件,由Stanford大学编制。4.基因芯片聚类图形显示 TreeView 1.5 斯坦福开发的用来显示Cluster软件分析的图形化结果。现已和Cluster成为了基因芯片处理的标准软件。FreeView 是基于JAVA语言的系统树生成软件,接收Cluster生成的数据,比Treeview增强了某些功能。 5.基因芯片引物设计 Array Designer 2.00 DNA微矩阵(microarray)软件,批量设计DNA和寡核苷酸引物工具。

  • 【转帖】多国市场发现非法转基因大米

    多国市场发现非法转基因大米 来源:中国农业知识仓库(政府版)报纸库 据绿色和平组织提供的消息,今年夏天美国政府宣称,在本国市场上发现了未经批准的转基因长粒大米,日本和欧盟随即采取严厉措施抵制或监控美国大米的进口。其后在德国、瑞士、奥地利等国的市场也发现了美国非法转基因大米,事态似乎比大家原先所料想的更加严重。如何有效管理转基因作物的问题再次摆到了世人面前。 今年 8 月,美国农业部对外宣布在美国市场上发现有未经批准的转基因稻米流通,缘由是拜耳公司在阿肯色州和密苏里州市场发现了该公司研制但未被批准商业化的转基因稻米 LL601,并向美国农业部进行了通报。 这份声明在美国国内外即刻引起了强烈反应。美国大米价格旋即重挫 5%,到达两个月内的最低水平。而美国各地的农民也因此向拜耳公司提出了数起集团诉讼,要求拜耳赔偿因此事件导致稻米价格大跌所带来的损失。 国际方面,欧盟在第一时间建立了针对美国转基因大米的临时应急措施,要求所有来自美国的大米出具不含有转基因成分的证明后方可入境,同时要求各成员国和进口商加强对大米进口的控制。随着各国政府开始对本国进口的美国稻米进行检测,此次污染事件的波及范围越来越大。首先是欧盟委员会宣布的检测结果显示近 20%的美国进口大米检测出转基因成分。随后多个国家(如德国、瑞士、奥地利等)的超市也发现自家所销售美国大米产品中含有非法转基因稻米成分,并不得不进行撤柜或退货处理。而欧洲最大的大米贸易商也公开宣布将停止从美国进口大米。 此次美国转基因大米事件之所以令人关注,不仅因为其波及范围之广泛,而且揭示的问题也确实令人担忧。拜耳公司的这项转基因稻米研制和田间试验早已在 2001 年终止,但时至 2006 年,竟可以在全世界范围的食品市场上发现其踪迹。试验田中的转基因作物是如何走上餐桌的?目前世界各国还有许多转基因试验正在进行,大多数这样的作物都还没有获得政府批准进入市场,它们是否也有可能赫然出现在我们自己的餐桌上?作为生物的转基因作物具有繁衍的能力,我们究竟应该如何管理它们?这一连串问题都值得人们深思。

  • 【分享】科学家提出基因测序数据分类新标准

    最近,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的一个遗传学小组和一国际财团联合提出了一套旨在阐明可公开获取的基因测序数据信息的质量标准。新标准最终可使遗传研究人员开发出更有效的疫苗,或有助于公共健康部门或安全人员更迅速地应对潜在的公共卫生突发事件。 在10月9日的《科学》杂志上,LANL遗传学家帕特里克钱恩和他的同事提出了6个基因组测序数据标签,可将基因测序数据按其完整性、准确性以及由此带来的可靠性进行归类。这些标签可在公共数据库中获取,而目前使用的标签仅为两个。此项成果的重要性在于,研究人员必须每天使用这样的数据,以对未知遗传数据和已知生物体的遗传数据进行相互参照,而有了这样的新的分类标准,数据的获取与对比工作的效率将大大提高。 每个生物体的细胞内都有DNA,由4个分子构建模块(或称碱基对)组成,碱基对排成特定序列时就可构成基因。这些基因序列可包含对生物体有益或有害的遗传指令。基因组研究人员编目了数以千计的基因数据,并将其放在公众数据库中以供其他研究者使用。然而,由于基因数据的复杂性,公共数据库中的遗传信息范围从粗略到精致一概都有。过去,这些基因数据常被归类为“草图”和“成品”两大类,给基因数据的准确性留下了太多的不确定性。 钱恩表示,在过去几年里,基因测序技术已取得重大进步,公众可获得的基因数据已呈爆炸性增长,每天产生的碱基对序列数据量要比过去几年产生的数据量还要多几十亿次。不同的测序技术具有不同的精确度。一个序列中的高度不确定性可能会引导研究人员走向一条耗时长达一年甚至数年的错误道路。因此,有必要建立一个标准,为研究人员提供对遗传测序数据质量的明确评估。 钱恩联合了大大小小的数个基因组测序中心,如美国能源部联合基因组研究所、桑格研究所、人类微生物群系项目Jumpstart联盟测序中心、密歇根州立大学以及安大略省癌症研究所等,共同提议将现有的测序数据分类从两大类充实为6大类。这6个标准涵盖了从代表公众提交最低要求的“标准草图序列”到代表最高标准的“完成序列”,而“完成序列”的验收标准是每10万个碱基对中最多只能包含一个错误。 LANL基因科学小组负责人、联合基因组研究所LANL研究中心主任克里斯戴特表示,该项研究的目的是为了让所有主要的基因组中心和基因组研究小组都能用上符合其需要的分类基因组测序数据。而为了尽可能保证基()因组序列的完整性,一些较小的研究中心也可采用这个分类等级来建立和提交其研究成果,以帮助其他科学家了解既已完成的工作。(科学网)

  • 【转帖】第三张“基因变异图谱”与第二代基因组测序技术

    第三张“基因变异图谱”与第二代基因组测序技术——评“千人基因组计划”首期研究成果的医学意义世界上任意两个人的基因99%都是相同的,而恰是那1%不同,负责着个体间的表型差异。《自然》杂志近期披露,当人体内携带有250到300基因变异位点的时候,相关基因就就会“沉默”。甚至,一个人只携带了 50到100基因变异位点,就可能患上某种疾病。10年前,“人类基因组计划”这一耗资30亿美元、历时10余年的伟大科学工程完成之际,人们以为得到了揭开自身生命奥秘的天书,生命科学也划时代地进入了“后基因组时代”。如今看来,当时得到的仅仅是人类基因组的“参考图谱”,对于人群里个体间的基因差异,或是更具医学意义的“基因变异图谱”来说,人们知之甚少。第三张“基因变异图谱”为了探寻个体间的基因差异,科学界在2002年启动了HapMap(人类基因组单体型图谱)计划。Hapmap在2005年完成的“第一张基因变异图谱”含有一百万个“单核苷酸多态性”(SNPs)位点;HapMap在2008年完成的“第二张基因变异图谱”含有三百一十万个SNPs位点。而此次“千人基因组”所公布的一期结果——“第三张基因变异图谱”,已经包含了一千五百万个SNPs位点。今年10月28日,《自然》杂志为此刊出的文章题目为“基于群体规模的基因变异图谱”,鲜明的指出,“千人基因组计划”首期研究成果,其最大优势在于:“第三张基因变异图谱”所采用的样本,针对了“大规模人群”。 远超过此前两张“基因变异图谱”所测定的样本数。绘制“第三张基因变异图谱”的所有数据,是基于两个核心家庭,6个个体的精确基因组测序,179个个体的低覆盖率基因组测序,以及七百多人的蛋白编码区的基因测序。检测人群数目庞大,人种涉及中国人、日本人、西欧人等。因此,第三张“人类基因变异图谱”的问世,可以从更深的层次上了解,种族之间、个体之间的基因差异。更具医学意义的是,对于人群中发生频率在1%以上的基因变异,本次研究的覆盖率达到95%以上。这就意味着:此前Hapmap计划所绘制的两张“基因变异图谱”中,没能涉及的“罕见病”致病基因,可能在“第三张基因变异图谱”中已经被标出。“基因变异图谱”的医学应用随着,“人类基因变异图谱”绘制的日臻完善,和商业化全基因组SNP 分型芯片成本的不断降低,以及新的统计方法和软件的出现, “全基因组关联分析”( Genome-Wide Associat ion Study , GWAS) 越来越多的应用于复杂疾病“易感基因”的确定。今年6月6日,安徽医科大学的张学军教授领衔的团队,通过对中国汉族和维吾尔族人群近2万份样本进行分析,在人类基因组的3个区域内发现与白癜风发病密切相关的4个易感基因。今年8月2日,中***事医学院贺福初院士领衔的蛋白质组学国家重点实验室,通过对大陆5个肝癌高发区的4500多名肝癌病例和对照的研究,发现了肝癌易感基因新区域(1p36.22)今年8月23日,新乡医学院的王立东教授联合国内18家医院,建立了数十万份的食管癌标本资料库,并首次在人类第10号和20号染色体上,发现两个食管癌易感基因(PLCE1和C20orf54)。基因变异有着很强的人种差异,相比国外此领域的研究成果,以上研究成果的临床意义,在于其是针对我国的特有人群。也就是说,以上研究成果在我国的临床上更具医学价值。更为可喜的是,以上研究成果均发表在此领域最为权威的《自然 遗传学》杂志上。我国在利用GWAS需找复杂疾病易感基因领域的研究,已经得到了世界的公认。

  • 改进的SDS法提取植物叶片基因组DNA

    一、实验目的 通过采用改进的SDS法提取植物叶片基因组DNA,使学生学习和掌握从植物组织中提取DNA的方法和原理。二、实验原理 基因组DNA的提取通常用于构建基因组文库、Southern杂交、RFLP、PCR分离基因和分子标记分析等。利用基因组DNA序列较长的特性,可以将其与细胞器或质粒等小分子DNA分离。加入一定量的异丙醇或乙醇,大分子的基因组DNA形成沉淀,而小分子DNA则附于管壁及管底,通过离心方法即可将它们分离,从而达到提取的目的。在提取过程中,若操控不当,基因组DNA会发生机械断裂,产生大小不同的片段,因此分离基因组DNA时应尽量在温和的条件下操作,如尽量减少酚/氯仿抽提、混匀过程要轻缓等,以保证得到较完整的基因组DNA。一般来说,构建基因组文库,初始DNA长度必须在100kb以上,否则酶切后两边都带合适末端的有效片段很少。而进行RFLP和PCR分析, DNA长度可短至50kb, 在该长度以上,可保证酶切后产生RFLP片段(20kb以下),并可保证包含PCR所扩增的片段(一般2kb以下)。不同生物(植物、动物、微生物)的基因组DNA的提取方法有所不同; 不同种类或同一种类的不同组织因其细胞结构及所含的成分不同,分离方法也有差异。在提取某种特殊组织的DNA时可参照文献和经验建立相应的实验方法, 以获得可用的DNA大分子。组织中的多糖和酶类物质对随后的酶切、PCR反应等有较强的抑制作用,因此用富含这类物质的材料提取基因组DNA时, 应考虑除去多糖和酚类物质。三、实验仪器和材料 台式高速离心机恒温水浴陶瓷研钵1.5ml 离心管移液器无菌枪头无菌牙签液 氮吸水纸四、实验试剂 DNA提取洗涤液100 mmol/L Tris•HCl(pH8.0),3%可溶性PVP,20 mmol/L 巯基乙醇,20 mmol/L EDTA(pH8.0))DNA裂解液(100 mmol/L Tris•HCl(pH8.0),20 mmol/L EDTA(pH8.0),500 mmol/L NaC1,1.5%SDS)酚/氯仿/异戊醇(v:v:v=25:24:1)5M KAc无水乙醇异丙醇70%乙醇含5g/ml RNase 的TE缓冲液

  • 【转帖】中国科学家发现白癜风易感基因

    由安徽医科大学第一、第二附属医院等国内30多家单位共同协作,中国科学家通过对近2万份样本进行分析,发现了白癜风的易感基因。此项研发的成功进行,标志着我国白癜风易感基因研发跻身世界领先行列。  白癜风是一种常见的色素脱失性皮肤病,皮肤黑素细胞被破坏,原因不明。目前我国患病人数已超过1000万。该病好发于颜面等暴露部位,严重影响形象美观,甚至毁损患者容貌,并经常合并炎症性肠病、银屑病、糖尿病、恶性贫血及系统性红斑狼疮等多种自身免疫性疾病,严重危害患者身心健康。  此项研究由安徽医科大学第一、第二附属医院、复旦大学华山医院等国内30多家单位共同协作,历时5年,采用国际最先进的全基因组关联分析方法和生物分析技术进行。通过对近2万份样本进行分析,以强有力的证据指出由遗传因素导致的自身免疫异常是白癜风发病的主要原因,首次在国际上明确白癜风是自身免疫性疾病,并构建了第一个亚洲人群白癜风病例对照的全基因组关联分析数据库,为今后白癜风易感基因的深入研究打下坚实的基础。北京时间6月7日凌晨1点,国际著名学术期刊《自然遗传学》在线发表了该项研究的研究成果。专家认为,此研究成果对于解释白癜风的发病机制具有重大意义,并为疾病预警、临床诊断及新药开发奠定了良好的理论基础。

  • 发现影响牛奶成分的奶牛基因

    新西兰牲畜改良协会(LIC)的科学家近期发现了影响牛奶成分的奶牛基因变化。 新西兰乳品网(NZDN.CO.NZ)的记者从新西兰牲畜改良协会的媒体发布中心了解到,所有的奶牛其实都有“肥胖基因”,被称为AGPAT6,但是新西兰牲畜改良协会的高级科学家 Matt Littlejohn博士表示,所发现的基因变化在遗传学方面解释了为什么有一些奶牛所产的牛奶的脂肪含量高于其它奶牛所产的牛奶。 “如果你觉得牛奶产量低于一般生产值,这便是因为牛群中的某些奶牛和”脂肪链“有关。这意味着一些奶牛在产量上很有效率,但是有一些就非常的”懒“.与AGPAT6相关的发现可以更好的帮助我们了解奶牛的乳腺以及遗传基因如何影响牛奶本身的成分。” 这一新的发现,被发布到了国际科学杂志《 PLOS ONE》上,现在将用来帮助奶农改进奶牛基因选择的准确性并且提高新西兰奶牛牛群未来的遗传基因。但这次发现的基因变化只能代表全球一小部分已确认的因奶牛潜在遗传基因的区别而造成牛奶成分的不同。 这次所发现的变化是新西兰牲畜改良协会基因排序程序的一部分,为了是能够将遗传的基因变化安置在奶牛的遗传基因里并改良牛群的生产和健康。这次所发现的基因变化是为了能够更准确的选择奶牛的遗传基因。 新西兰牲畜改良协会的这次研究项目是由新西兰初级产业部主办,并由恒天然和新西兰乳品协会带领的,这次和之前的发现将为新西兰牲畜改良协会的资料库进行排序。 Littlejohn博士表示,“排序工作有点像将整只奶牛重新拼装起来,你拼的越多,整个遗传基因上面的选择性的整体部分就会越清晰。现在最大的优势就是我们意识到我们可以查出更多的遗传基因和现在所掌握的基因变化。将这些信息积累起来,就会得到很大的成果,特别是在基因选择方面。”

  • 【转帖】我国科学家参与全球最大微生物基因组研究项目

    近日,深圳华大基因研究院宣布,我国科学家将参与全球最大微生物基因组研究项目,对来自全球的20万个样本进行环境DNA测序或宏基因组测序,从而建立一个全球性的基因图谱,并承担核心工作。该项目旨在全方位、系统性研究全球范围内微生物群落功能及进化多样性,以便更好地造福社会及人类。与以往的微生物研究有所不同,该项目的研究对象不仅集中于海洋和人体环境中微生物群落,还包括土壤、空气、淡水生态系统等整个地球表面的绝大多数的微生物群落。华大基因将负责亚洲地区所有样本的收集和鉴定,并对整个项目提供DNA提取、扩增、建库、宏基因组测序以及研发生物信息学分析流程所需的计算资源。这些信息学分析流程将为项目研究产生的海量数据提供一个分析框架。项目负责人、芝加哥大学和阿贡国家实验室的教授杰克·吉尔伯特博士表示:“华大基因在测序能力、测序技术和信息分析等方面已展现出卓越的能力。此项目是一个前所未有的最大的基因组测序项目,作为全球最大基因组学研究中心,华大基因的参与至关重要。”华大基因理事长杨焕明院士表示,微生物对地球上所有的生命具有至关重要的作用,而我们对微生物的复杂性和多样性认识不足,征服这个未知的领域非常有必要。华大基因拥有国际先进水平的测序平台和强大的生物信息学分析能力,可以为促进人类对微生物群落重要性的了解贡献力量。(来源:科技日报)

  • 【转帖】体味,情侣寻找另一半的真实线索

    [align=center][table=96%][tr][td][align=center][b][color=#003399][font=宋体]体味,情侣寻找另一半的真实线索[/font][/color][/b][/align][/td][/tr][tr][td][b][color=black][size=2][font=楷体_GB2312]摘要:[/font][/size][/color][/b][color=black][size=2][font=楷体_GB2312] 仅根据体味就能找到自己喜欢的另一半吗?目前,两家国外的高科技公司Basisnote、科学配对(Scientific Match)便在开发这样一种全新的气味-基因配对技术,科学家只需从气味和免疫基因库中进行搜索,便能帮助情侣们找到最适合自己的另一半。 [/font][/size][/color][font=宋体][/font][/td][/tr][tr][td][font=宋体]-[/font][font=宋体]仅根据体味就能找到自己喜欢的另一半吗?目前,两家国外的高科技公司Basisnote、科学配对(Scientific Match)便在开发这样一种全新的气味-基因配对技术,科学家只需从气味和免疫基因库中进行搜索,便能帮助情侣们找到最适合自己的另一半。 [/font][font=宋体]研究表明,体味是免疫系统功能的映射,不同的体味代表不同的“主要组织相容性复合体(Major Histocompatibility Complex;MHC)等位基因”,人们最容易被那些与自己不同的体味所吸引,而体味(免疫系统功能)相同的人之间往往不容易“感冒”。因此,说“不同的体味是情侣之间的爱情催化剂”一点也不假。 [/font][size=3][font=宋体][/font][/size][font=宋体]伯恩大学的生物学家魏德金(ClausWedekind)曾在1995年做过一项研究。他让女学生们嗅不知名男生们穿过的运动衫,问她们哪件味道最好,结果发现,女生们所挑的运动衫,都是免疫系统和她们本人相差最多的男生穿过的。 [/font][size=3][font=宋体][/font][/size][font=宋体] “[/font][font=宋体]根据MHC,我们就可以判断对方是不是对自己有吸引力。”Basisnote公司的August Hammerli说道:“我们开发了一套唾液检测系统,它能检测出被测者的MHC结构,并给出与其配对的最佳约会对象的MHC报告。” [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]该网络配对方式的操作过程如下:客户先在网上下订单,2天之后向Basisnote公司提交自己的唾液样本,只需10分钟唾液检测系统就会给出含有许多“0”、“1”数字的检测结果代码。Hammerli不会向客户解释这些代码所表示的含义,客户只需将自己的代码输入Basisnote网站,软件系统就会自动帮他们找到免疫系统与自己完全不一样的匹配对象。 [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]就像著名美国歌手宝拉.阿巴杜(Paula Abdul)在单曲《异性相吸Opposites Attract》中唱的一样,相反的免疫系统相互吸引。这样的话,对于同一个病毒,其中一个人容易感染,而另一个人则很容易抵御病毒的入侵。 [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]夫妻研究表明,相反的免疫系统并不有助于增加他们的病毒抵御能力。但是,根据新墨西哥州州立大学的一项研究,具有相反MHC的夫妇的性爱频率、性生活满意度更高,而且相互之间较少欺骗行为。 [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]那些具有相反免疫系统夫妇的孩子也能够从中获益,他们能够把父母双方各自免疫系统的优点全部继承下来,从而具有更强而广泛的病毒抵御能力。 [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]体味的基础是免疫系统,因此Basisnote公司通过检测免疫系统所释放的化学物质来识别个人的体味。同时,位于美国的科学配对(Scientific Match)公司对三种控制个体免疫系统和体味的基因进行分析,并做出配对。 [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]一些环境因素(如,卫生用品,大蒜和其它芳香食物)可能会在某种程度上改变人的体味,但最基础的东西不会发生变化,也就是控制免疫系统和体味的三种基因:人类白细胞抗原A(HLA-A), 人类白细胞抗原B(HLA-B), 人类白细胞抗原DRB1(HLA-DRB1)。人体免疫系统应该选择抵御哪些入侵的细菌,便是由这三种基因决定,而人的体味实际上又是由入侵的细菌产生。因此,基因和体味间存在着对应关系。 [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]即便是三种基因,人类基因库便有数百种不同的排列,要匹配的话岂不是犹如大海捞针?实际上,科学匹配公司在DNA筛选的时候,只寻找三种基因都完全不同的对象进行匹配。 [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]科学匹配工作于2007年12月便正式启动,然而,迄今为止,仍没有找到一例成功的网络情侣配对案例。 [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]科学匹配公司的Eric Holzle说:“当人们完成网络体味配对后,我们很难继续追踪他们情况。但我们现在正在建立客户数据库,应该很快就能找到成功案例了。” [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]加州大学洛杉矶分校的教授Haselton表示,与普通约会网站相比,Basisnote和科学匹配共同建立的体味约会网站具有明显的优势,因为他们迄今已经发表了40项研究,充分证明了差异体味配对的积极效果。Haselton教授目前也正在开展关于体味和性吸引力关系的研究。 [/font][font=宋体] “[/font][font=宋体]科学已经证实,差异化MHC配对有助于建立良好的两性关系。” Haselton说:“但要把它商业化,还会碰到许多挑战。” [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]对于Basisnote和科学匹配公司来说,目前最大的挑战是如何获得足够多的注册用户,建立强大的候选人数据库。为了解决这个问题,Holzle正在考虑将技术授权给其他约会网站。 “如果只有数百甚至数千个候选人,那是远远不够的。” Haselton教授说, “每个地区的数据库里都需要有几十万的候选人,因为除了匹配MHC之外,还必须考虑人口统计学因素、政治偏好等等。这些才是取得突破的关键。[/font][/td][/tr][/table][/align]

  • 转染实验常用的报告基因(植物、动物)

    报告基因(reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因,是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因,或与其 它目的基因相融合,在调控序列控制下进行表达,从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控,筛选得到转化体。作为报告基因,在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件:(1)已被和全序列已测定;(2)表达产物在受体细胞中不存在,即无背景,在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物;(3)其表达产物能进行定量测定。在植物基因工程研究领域,已使用的报告基因主要有以下几种: 胭脂碱合成酶基因(nos)、章鱼碱合成酶基因(ocs)nos、ocs这两个基因是致瘤土壤农杆菌(Agrobacterium tumfaciens)的Ti质粒特有的,对Ti质粒进行改造,用相应的致瘤农杆菌转化植物体时,如果外源基因转入植物体中,则这两种报告基因在植物根茎 叶中均能表达,不受发育调控,检测时直接用转化体提取液进行纸电泳,染色后在紫外光下观察荧光即可。新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)、氯霉素乙酰转移酶基因(cat) nptⅡ、cat及庆大霉素转移酶基因,均为抗生素筛选基因,相关的酶可以对底物进行修饰(磷酸化、乙酰化等),从而使这些抗生素失去对植物生长的抑制作 用,使得含有这些抗性基因的转化体能在含这些抗生素的筛选培养基上正常生长,也可以用转化体提取液体,外用同位素标记,放射自显影筛选转化体。氯霉素乙酰 转移酶基因测时可通过放射自显影观察。荧光素酶基因(luciferase Gene)1985年从北美荧火虫和叩头虫cDNA文库中出来的,该酶在有ATP、Mg2+、O2和荧光素存在下发出荧光,这样就可用植物整株或部分直接用X-光片 或专门仪器进行检测。具有检测速度快、灵敏度比cat基因高30~1000倍、费用低、不需使用放射性同位素等优点,得到了广泛的采用。β-D-葡萄糖苷酶基因该酶催化底物形成β-D-葡萄糖苷酸,它在植物体中几乎无背景,组织化学检测很稳定,可用分光光谱 、荧光等进行检测。除此之外还有庆大霉素转移酶基因等。在动物基因表达调控的研究中,已使用的报告基因主要有以下几种: 绿色荧光蛋白(gfp)基因等。绿色荧光蛋白来源于海洋生物水母,其基因可在异源组织中表达并产生荧光,GFP Cdnad 开放阅读框架长度约740bp,编码238个氨基酸残基,其肽链内部第65-67位丝氨酸-脱氢酪氨酸-甘氨酸通过自身环化和氧化形成一个发色基因,在长 紫外波长或蓝光照射下发出绿色荧光。转染后的细胞可在荧光显微镜或流式细胞仪(FACS)中直接观察基因的表达。此外还有β-半乳糖苷酶基因、二氢叶酸还原酶基因、氯霉素乙酰转移酶基因(cat)等。

  • 国产新一代基因测序仪产品样机亮相

    科技日报讯 (记者王怡)中国科学院北京基因组研究所和吉林中科紫鑫科技有限公司4月18日在长春联合召开国产新一代基因测序仪样机观摩研讨会,向与会的国内基因测序领域专家和应用单位代表展示这一合作成果,同时向社会公开征集部分应用单位进行免费测试使用,测试工作将于今年下半年开展。 据了解,新一代基因测序仪样机是目前唯一技术性可以匹敌国际市场主流产品的国产基因测序系统,与国外第二代高通量测序系统相比,已经成功解决“读长较短”这一关键技术难题。该基因测序仪已经达到和部分超越国际主流设备技术指标,其成本低于进口设备1/3以上,应用成本低于进口设备1/5以上,使新一代测序技术真正达到进入广泛应用市场的经济条件,并将彻底解决我国基因测序仪完全依赖进口的局面。截至目前,该系统已获得7个发明专利和1个实用新型专利授权,还有多项专利正在申报。 中科院北京基因组研究所研究员于军介绍,新一代基因测序仪对传染性疾病的预防控制和诊疗,生物恐怖因子、食源性致病因子和转基因成分鉴定,口岸卫生和有害生物防御性检疫,以及针对人类遗传多样性而产生的疾病早期预警和个体化用药相关基因的检测分析等实践应用,提供强有力的技术支持。 据悉,测序仪今年下半年将在医疗、检验检疫、疾病防控、高校、研究院所等20家应用单位进行免费测试使用。已经确认参加测试应用的单位包括中国检验检疫科学研究院、北京出入境检验检疫局、青岛海洋大学等10余家单位。测试工作主要包括对系统性能的优化和改进,以及根据应用领域的不同进行应用产品的共同开发,即在基础试剂产品的平台上衍生出一系列专用型试剂产品,并开发相应的数据分析算法和数据库,实现测序技术实践应用的全面解决方案。来源:中国科技网-科技日报 2014年04月20日

  • 中科院自主研发基因测序技术将实现产业化

    来源:中国科技网-科技日报 作者:王怡 2013年10月31日 原标题:我自主研发基因测序技术将实现产业化 科技日报讯(记者王怡)2013年国际基因组学大会10月29日在青岛举行。在开幕现场,中国科学院北京基因组研究所与吉林紫鑫药业股份有限公司就合作开发第二代高通量测序系统项目签订投资意向协议,这标志着由中科院自主研发的第二代测序仪项目即将进入市场转化和产业转化阶段。 基因测序技术,自人类基因组计划实施以来长期占据着国际生命科学技术研究的制高点,随着第二代基因测序技术的发展日趋成熟和成本急剧降低,该项技术被越来越多的科研和实践领域所应用,形成庞大市场。目前我国市场上所有高通量测序设备和试剂均来源于进口,据估计仅2013年我国在仪器和试剂上的投入就超过20亿元。 “我们的基因组学研究一直处于世界前列,源于我们最早参与人类基因组测序的工程,但是我们使用的设备一直都依靠国外的进口设备,中国科学院作为国立科研机构,我们有义务自主研制开发基因测序仪打破国外垄断。”中科院北京基因组研究所党委书记杨卫平说。 在中科院资助下,历时两年半时间完成第二代测序仪研发项目,于2011年实现原理样机和性能验收,部分性能指标超越同类进口产品。其后中科院北京基因组研究所自主投入完成该项目的工程化和产品化开发,并形成其自主知识产权群,目前已有9个专利获得授权。 “第二代高通量测序仪的产业化发展是我们的第一步,后面我们希望能有更多的进展,比如在试剂、数据库和后台都能实现国产化。”杨卫平说。

  • 基因芯片技术知识概要【二】

    八、基因芯片的应用(一)基因表达分析基因芯片具有高度的敏感性和特异性,它可以监测细胞中几个至几千个mRNA拷贝的转录情况。与用单探针分析mRNA的点杂交技术不同,基因芯片表达探针阵列应用了大约20对寡核苷酸探针来监测每一个mRNA的转录情况。每对探针中,包含一个与所要监测的mRNA完全吻合和一个不完全吻合的探针,这两个探针的差别在于其中间位置的核苷酸不同。这种成对的探针可以将非特异性杂交和背景讯号减小到最低的水平,由此我们就可以确定那些低强度的mRNA。目前,Affymetrix公司已经生产出HugeneFL、Mu6500(含有小鼠6500个基因)、Ye6100(含有酵母6100个基因)等基因芯片成品。1.分析基因表达时空特征。英国剑桥大学Whitehead研究所的Frank C.P. Holstege等人,应用含有酵母基因组的基因芯片,深入研究了真核细胞基因组的调节周期。应用基因组水平的表达分析,监测那些表达受转录起始机制的关键成分控制的基因,发现RNA聚合酶II、主要的转录因子TFIID和SAGA染色体修饰复合物等均在基因的表达中有自己特定的作用位点。通过本试验,研究人员揭示了:(1)基因特异性的转录因子对表达的调控作用。(2)细胞在缺乏营养的环境中,基因不同位点的协同调节作用的全新机制。(3)信号转导通路的最终作用位点,在最初的几步中就可以确定。以此试验为基础,研究人员进一步绘制出了酵母基因组控制图,并由此分析出了各种调节因子在基因上不同的作用位点和其作用的分子机制。美国Stanford大学的V.R.Iyer等人,对成纤维细胞中与细胞增生和损伤修复有关的基因进行了分析。首先,他们用成纤维细胞中的8600个基因片断制成基因芯片的探针阵列,通过与mRNA反转录形成的cDNA的杂交反应,可以判断出该基因的活性。在试验中,成纤维细胞被置于无营养的环境中,使绝大部分基因的活性关闭,两天后,加入10%的血清,24小时内,分6个不同的时间点,观察基因的活化情况。试验结果表明,在所有被监测的基因中,约有500个基因最为活跃,而使细胞保持不分裂状态的基因活性被抑制。其中,最早被活化的是那些转录调控基因。在活化的基因中,有28个基因共同作用,控制细胞的增殖;8个与免疫反应的激活有关;19个与血管重建有关;另有许多基因,与血管新生密切相关。在肿瘤细胞中,基因的表达与正常的细胞存在着明显的差异。通过基因芯片绘出基因表达的时空图谱,有助于人类认识生命活动过程和特征。2.基因差异表达检测生命活动中基因表达的改变是生物学研究的核心问题。理解人类基因组中10万个不同的基因功能,监测某些组织、细胞不同分化阶段的差异基因表达(differential gene expression ,DGE)十分重要。对差异表达的研究,可以推断基因与基因的相互关系,细胞分化中基因“开启”或“关闭”的机制;揭示基因与疾病的发生、发展、转归的内在联系。目前DGE研究方法主要有表达序列标签(ESTs)测序、差减克隆(subtractive cloning )、差异显示(differential display)、基因表达系列分析 (serial analysis of gene expression,SAGE)。而cDNA微阵列杂交技术可监测大量mRNA的转录,直接快速地检测出极其微量的mRNA,且易于同时监测成千上万的基因,是研究基因功能的重要手段之一。Rihn BH等利用基因芯片检测胸膜间皮瘤与正常细胞间比较了6500个基因,,发现了300多个差异基因的表达。其中几个典型基因的表达经RT-PCR进行定量后,可作为胸膜间皮瘤诊断的标记物(Markers)。Sgroi报告DNA芯片结合激光捕获显微切割技术(laser capture microdissection)用于乳癌浸润期和转移期及正常细胞的基因表达谱(gene expression profiles)差异研究,结果被定量PCR和免疫组化所证实。差异表达有助于早期发现瘤细胞3万个基因与正常细胞的区别,有助于了解瘤细胞的发生、浸润、转移和药敏。最近,美国毒物化学研究所(CIIT) 和国家环境健康科学研究所(NIEHS)正计划在一张玻片上建立8700个小白鼠cDNA芯片,用于肝癌的研究。我国也已成功研制出能检出41000种基因表达谱的芯片。美国Stanford大学的David Botstein利用cDNA微阵列芯片,对乳腺癌细胞的基因表达进行了分析,发现其基因表达水平明显低于正常细胞。利用基因芯片对表达进行分析,在一次试验中可以获取相当于在60余万次传统的Northern杂交中所获得的关于基因表达的信息。通过这种实验方法,可以建立一种全新的肿瘤分类学方法,即依据每个肿瘤细胞中的基因表达情况对肿瘤细胞进行分类。基因芯片技术在分析基因的表达中具有不可比拟的优势。3.发现新基因 Moch等利用肿瘤微阵列芯片(5184个cDNA片段)发现了肾细胞癌的肿瘤标志物基因,并于正常细胞进行比较。在532份标本中检测到胞浆纤维Vimentin的表达基因,阳性率为51%~61%。追踪观察,有Vimentin表达的患者,预后极差。人类大量ESTs给cDNA微阵列提供了丰富的资源,数据库中400000个ESTs代表了所有人类基因,成千上万的ESTs微阵列将为人类基因表达研究提供强有力的分析工具。这将大大地加速人类基因组的功能分析。定量检测大量基因表达水平在阐述基因功能、探索疾病原因及机理、发现可能的诊断及治疗靶等方面是很有价值的。如该技术在炎症性疾病类风湿性关节炎(RA)和炎症性肠病(IBD)的基因表达研究中,由RA或IBD组织制备探针,用Cy3和Cy5荧光素标记,然后与靶cDNA微阵列杂交,可检测出炎症疾病诱导的基因如TNF-α、IL或粒细胞集落刺激因子,同时发现一些以前未发现的基因如HME基因和黑色素瘤生长刺激因子。Schena等人报道了cDNA的微阵列在人类基因表达监测、生物学功能研究和基因发现方面的应用。采用含1,046个已知序列的cDNA微阵列,用高速机器人喷印在玻片上,用双色杂交法定量监测不同基因表达,在一定的实验条件下,不同表达模式的阵列成分通过序列分析鉴定其特征。该方法较以往常用的方法敏感10倍以上,检测限度为1:500,000(wt/wt)总人体mRNA。在培养T细胞热休克反应的测定中,发现17个阵列成分的荧光比较明显改变,其中11个受热休克处理的诱导,6个呈现中度抑制,对相应于17个阵列成分的cDNA测序发现5个表达最高的成分是5种热休克蛋白,17个克隆中发现3个新序列。另外,在佛波酯诱导检测中,发现有6个阵列成分信号增强超过2倍,测序及数据库比较揭示有5个已知的,诱导表达最高的两个是PCA-1酪氨酸磷酸酶和核因子-κB1,有一个是未知的。这4个新基因的表达水平均相对较低,仅呈现2倍的诱导。Northern杂交结果证实了微阵列的结果。进一步检测了人的骨髓、脑、前列腺及心脏组织中热休克和佛波酯调节基因的表达,4种组织中检测出15种热休克和佛波酯调节基因的表达,其表达水平与Jurkat细胞中相应成分的表达水平密切相关如在四种组织中表达水平最高的两个基因β-actin和细胞色素C氧化酶在Jurkat细胞中的表达水平也很高。上述实验提示在缺乏任何序列信息的条件下,微阵列可用于基因发现和基因表达检测。目前,大量人类ESTs给cDNA微阵列提供了丰富的资源,数据库中400,000个ESTs代表了所有人类基因,成千上万的ESTs微阵列将为人类基因表达研究提供强有力的分析工具。这将大大地加速人类基因组的功能分析。4.大规模DNA测序 人类基因组计划的实施促进了高效的、自动化操作的测序方法的发展。芯片技术中杂交测序(sequencing by hybridization,SBH)技术及邻堆杂交(contiguous stacking hybridization,CSH)技术即是一种新的高效快速测序方法。用含65536个8聚寡核苷酸的微阵列,采用SBH技术,可测定200bp长DNA序列,采用67108864个13聚寡核苷酸的微阵列,可对数千个碱基长的DNA测序。SBH技术的效率随着微阵列中寡核苷酸数量与长度的增加而提高,但微阵列中寡核苷酸数量与长度的增加则提高了微阵列的复杂性,降低了杂交准确性。CSH技术弥补了SBH技术存在的弊端,CSH技术的应用增加了微阵列中寡核苷酸的有效长度,加强了序列准确性,可进行较长的DNA测序。计算机模拟论证了8聚寡核苷酸微阵列与5聚寡核苷酸邻堆杂交,相当于13聚寡核苷酸微阵列的作用,可测定数千个核苷酸长的DNA序列。Dubiley等人将合成的10聚寡核苷酸固定于排列在载片表面的0.1×0.1×0.02mm或1×1×0.02mm聚丙酰胺凝胶垫上制备聚寡核苷酸微阵列,先用分离微阵列(fractionation chips)进行单链DNA分离,再用测序微阵列(sequencing chips)分析序列,后者联合采用了10聚寡核苷酸微阵列的酶促磷酸化、DNA杂交及与邻堆的5聚寡核苷酸连接等技术。该方法可用于含重复序列及较长序列的DNA序列测定及不同基因组

  • 【转帖】转基因的好处与危害

    转基因的好处与危害   我就在从事转基因作物种子的销售,不过只是棉花。我来谈谈对转基因农作物的好处与危害的看法。    转基因的好处是显而易见的:增产,减少农药用量,农民增收节支,改善生态环境。    需要说明的是,食用转基因农作物并不会造成人体的变异,那种声称会造成变异的纯属不懂生物学的人胡说。食物进入人体后都是要分解为基本的营养分子:氨基酸、核苷酸、维生素、矿物质、葡萄糖等,所谓的“转基因”肯定也会分解成为核苷酸,根本 不可能造成人体的变异。   食用目前的转Bt农作物中毒也是不太可能的,Bt毒蛋白的毒性只是针对虫子的,对人体没有毒性,Bt毒蛋白甚至可以直接吃,我自己绝对敢吃。   但是,转基因的危害可能也是非常巨大的,难以预计的。我认为主要有以下几个方面:    1、对人体的危害。不会变异,不会中毒并非意味没有危害,最可能的危害在于有些基因表达的物质对部分人群可能会造成过   敏,就像蚕蛹、虾等食物造成过敏一样。问题是如果对蚕蛹、虾过敏可以不吃它们,而对转基因水稻过敏恐怕以后就没有选择的余   地了,因为转基因是会扩散污染的!由于转基因的扩散污染,今天中国实际非转基因的棉花已经寥寥无几了!!   另外,有些基因表达的物质如胰蛋白酶抑制剂CpTI是一种反营养物质,可能降低人体对营养物质的吸收,使用这种转基因食品可能   造成营养不良。如果今后有些无良的科研人员导入某些基因,也不排除对人体造成很大的危害。    2、生态灾难。转基因研究实际时间还不长,生命科学中的很多问题还不清楚,很难估计应用后的最终结果。由于转基因作物对某类昆虫的毒杀、抑制,很可能造成生态失衡。打农药只是一时,而转基因作物是长期不间断地释放杀虫物质,很容易诱导昆虫超强的耐药性。事实证明,尽管应用仅有不到10年时间,但由于中国推广的不规范(绝大多数农民根本没有设置目标昆虫避难所,没有落实转基因安全控制措施)目前棉铃虫对Bt棉花的抗性已大大加强。 3、农民收入反而降低。转基因水稻的应用一定会导致全世界对中国食品安全性空前的质疑,中国农产品价格可能下滑。加上昆虫产生的超强耐药性,反而最终增加农药用量,农民收入反而可能因此降低。 所以,没有充分论证前,转基因农作物大规模推广应用是一种急功近利、饮鸩止渴的行为。这种教训在药品上并不鲜见。例如 :治疗妊娠呕吐反应的药物“反应停”(沙利度胺)最早于1956年在原西德上市,临床疗效明显,因此迅速流行于欧洲、亚洲(以日   本为主)、北美、拉丁美洲。到1960年左右,上述国家突然发现许多新生儿的上肢、下肢特别短小,甚至没有臂部和腿部,手脚支   接连在身体上,其形状酷似“海豹”部分新生儿还伴有心脏和消化道畸形、多发性神经炎等。大量的流行病学调查和大量的动物实   验证明这种“海豹肢畸形”是由于患儿的母亲在妊娠期间服用沙利度胺所引起。这就是著名的“沙利度胺不良反应事件”。    贾士荣所谓“科学在现有的水平上认为是安全的,就是安全的。”,“汽车说”之类的说法是极不负责任的,张启发默认未通过安评的转基因水稻悄悄推广,都是缺乏科学道德的表现。

  • 科学家发现一种基因识别新技术

    科学家发现一种基因识别新技术科学家们发现了一项基因识别新技术,能将我们掌握的动物遗传信息增加70-80%。研究结果发表在《自然—方法学》(Nature Methods)杂志上,有可能彻底改变我们对于动物遗传学和疾病的认识,并提高我们对于如SARS等跨越物种障碍由动物向人类传播的危险病毒的认识。现代基因组测序技术的进步使得科学家们能够揭示各种各样动物、植物和昆虫的遗传密码,确定控制一切事物,从我们的眼睛颜色到对某些疾病易感性的遗传信息和变异。直到现在,正确识别隐藏在新测序物种遗传物质中的基因和蛋白质还是一项艰巨的任务,需要细致的观察以及编撰大量构成任一动物、植物或昆虫的成千上万基因的数据。论文的主要作者、布里斯托大学细胞与分子医学院的高级讲师David Matthews说:“基因识别主要是借助计算机程序搜寻与在其他动物或人类中已经发现的基因相似的基因组区域。然而,这种分析并不总是有效。”布里斯托大学研究小组现在发现了一种更有效的方法:测序表达的mRNA生成蛋白质数据库再进行质谱分析。这种将高通量测序与蛋白质鉴别技术相结合的方法可以直接观察生成的基因和所有蛋白质,检测存在于动物、植物和昆虫中的遗传信息。为了证实他们的技术起作用,研究人员进行了一项实验,验证他们的程序在基因发现方面的能力。他们用一种充分了解的感冒病毒模拟新发现的病毒感染人类细胞。随后采用新技术分析了这些感染细胞。 当与人类和感冒病毒的已知遗传信息进行比较时,由此生成的“发现”基因和蛋白质的列表证实是极其成功的,并且证明了这一方法的效力。对于仓鼠细胞的类似分析提供了直接观察的证据,在一项相对廉价的实验中研究人员证实仓鼠存在数以千计的基因和蛋白。这些仓鼠中几乎所有基因和蛋白质的直接证据均无法在仓鼠基因和蛋白质的“官方”列表上获得。Matthews博士补充说:“这些研究发现为利用当前强有力的分析工具研究人类疾病,并将它们应用于动物、昆虫或甚至植物——研究一些以往非常具有挑战性或根本不可能的事物开辟了可能性。这一技术也将使得科学家们能够更容易更有效的研究从农场动物及其疾病到危害农作物的病虫害等一切事物。”近年来,包括流感、SARS、埃博拉病毒(Ebola virus)、亨德拉病毒(Hendra virus)和尼帕病毒(Nipah virus)等许多危险的新病毒从动物向人类传播。今年早些时候在中东有三人接触了一种被认为是直接来自蝙蝠的新SARS样病毒而患重病,其中两人死亡。“由于对这些生物体的遗传构成所知甚少,为何这些病毒对蝙蝠的疾病影响有限是一个待解谜题。我们开始将我们的技术应用于实验室培养的蝙蝠细胞,通过分析蝙蝠的遗传和蛋白质含量更多地认识它们的遗传学,了解它们是如何能够与常常对人类造成致命后果的这些病毒明显共存的。

  • 只需20克超级基因武器,就足以使60亿地球人死于非命

    关专家断言,只需20克超级基因武器,就足以使60亿地球人死于非命。基因武器的问世不会晚于2010年。各国政府有必要采取紧急措施,以制止基因武器的研制与扩散。人类千万不能打开基因武器这只“潘多拉匣子”,因为基因武器一旦问世,人类将面临巨大的灾难。  基因武器引发恐慌  《俄罗斯报》发表特约撰稿人波格丹诺夫的文章。在文章中,波格丹诺夫提出:在非洲某个“神秘岛”上,有人正在秘密试验一种新型生物武器,这就是被称为“种族炸弹”的“基因武器”。  波格丹诺夫在文章中指出:英国医学协会前不久发布的《生物工程技术———人类武器》专题报告中预测说,一种杀伤力空前的“种族武器”近年内即将问世。根据基因武器的特殊性能可以预计,一旦基因武器运用于战争,将使未来战争发生巨大变化。基因武器使用者再也不用兴师动众,而只需要在临战前将经过基因工程培养的病菌投入他国,或利用飞机、导弹等将带有致病基因的微生物投入他国交通要道或城市,让病毒自然扩散、繁殖,使敌方人畜在短时间患上一种无法治疗的疾病,从而丧失战斗能力。  此外,基因武器可根据需要任意重组基因,可在一些生物中移入损伤人类智力的基因。当某一特定族群的人沾染上这种带有损伤智力基因的病菌时,就会丧失正常智力。另一方面,基因作为战术武器使用时,将使对方防不胜防,束手无策。基因武器的特有功能之一,就是从武器的使用到发生作用都没有明显的征候,即使发现了也难以***遗传密码和实施控制。英国医学会还提请国际公众注意两个重要事实:其一,许多国家都在绝密的状态下进行新的分子生物技术实验。其二,1972年签订的《禁止生物武器公约》,没有对公约履行情况的检查机制作出规定。  难以控制和防治  与造价昂贵的大规模杀伤性武器相比,杀人不见血的基因武器有着无可比拟的优势。有人估算,用5000万美元建造一个基因武器库,其杀伤效能将远远超过 50亿美元建造的核武器库。基因武器的使用方法非常简单,而且难以防治。基因武器可以用人工、普通火炮、军舰、飞机、气球或导弹进行施放,可以投在对方的前线、后方、江河湖泊、城市和交通要冲使疫病迅速传播。  有关专家认为,发展基因武器可能产生一些人类在已有技术条件下难以对付的致病微生物,从而给人类带来灾难性的后果。由于每一种基因就像一把特制的锁,只有研制者才知道它的遗传密码,对方是很难窥破其秘密并加以控制和防治的。这使得基因武器比其它武器具有更好的保密性。即使明明知道敌人使用了基因武器,要查清病毒来源与属性也需要很长的时间。1995年,当美国西南部流行一种名为 hantavirus的病毒时,美国科学家动用了世界上最先进的研究手段,用了5天时间才查明病毒属性,找出抗病毒方法。当时领导科研人员战胜han鄄 tavirus病毒的美国著名病毒学家弗莱克·扬格目前也倡议建立“反恐怖基因工程”,以破译细菌及病毒的基因密码,从而为制造基因武器创造可能。他说,这一工程技术将有可能在短时间内鉴别出,哪些人群的遗传基因具有攻击性,并有针对性地制造相应的疫苗。据披露,美国政府今年将拨款20亿美元用于生物工程研究。  基因武器研制传闻  在美国旧金山举行的“美国科学进步协会”2001年年会上,生物学家莫瑞诺披露,在前南非种族隔离政府统治时期,南非军方曾致力于研制一种专门针对黑人的生物制剂。他们对如何使有色人种的妇女绝育特别感兴趣。与传统的生物武器相比,这种新式的基因武器则更加隐蔽。前者只是简单地通过破坏人体神经系统来达到杀人目的,而后者则可以影响人口出生率、婴儿死亡率、发病率甚至农作物产量。通常在受到这种生物武器袭击数10年后,它的后果方才显现出来。  英国《星期日泰晤士报》曾于1998年9月披露一则秘闻:为了报复伊拉克的导弹袭击,以色列军方正在加紧研制一种专门攻击阿拉伯人而对犹太人没有危害的基因武器——“人种炸弹”。“人种炸弹”的研制计划由以色列的尼斯提兹尤纳生物研究院负责,该研究院是以色列研制生化武器的秘密中心。  纽约时报》网络版披露了一条惊人消息:据美国一些官员透露,在过去的几年中,美国已经开始进行一项研究基因武器的秘密计划。位于马里兰州的美国军事医学研究所,其实就是基因武器研究中心,那里的研究人员已经研制了一些具有实战价值的基因武器。  俄罗斯情报人员认为,世界上约有10至15个国家已经制定或正在制定基因与生物战计划,其中一些国家被怀疑实行国家恐怖主义。  俄罗斯被认为拥有世界上最大的生物武器和化学武器储备,也是世界上核武器储备最多的国家。据前苏联细菌战研究部门叛逃者肯·阿利别克博士说,俄目前有4 个从事基因类生物武器研究的主要试验室。俄罗斯也早就着手研究剧毒的眼镜蛇毒素基因与流感病毒基因的拼接,试图培育出具有眼镜蛇毒素的新流感病毒,它能使人既出现流感症状,又出现蛇毒中毒症状,导致患者瘫痪和死亡;

  • 一顿饭钱的基因检测,靠谱吗?

    作为生命遗传的基本单位,基因正变得愈来愈为大众所熟知。由32亿个碱基对组成的人类基因组,是一部蕴藏着生命奥秘的天书。始于1990年的国际人类基因组计划,由6国科学家共同完成,花费27亿美金,在2000年6月宣布完成。  时至今日,基因组测序的费用已经大大下降。中科院北京基因组研究所陈科博士在接受《中国科学报》记者采访时给出了下面的数据:“基因组测序费用从27亿美元到1万元人民币,时间成本从13年变成13天,人力成本从当时上千人的六国科学家,到今天的3到5人就可以搞定。总体投入小到对大部分人来说都是可用得上的。”  安吉丽娜·朱莉因为基因检测确信自己未来会罹患乳腺癌而进行了预防性切除手术,随着基因检测费用的降低,是否意味着每个普通人都可以享受到好莱坞女星般的待遇?  平价到仅一餐的价格  电视从业者田晓岩联系到《中国科学报》记者,说她最近发现了一款只要299元的基因检测产品。可以检测肥胖基因以及一些营养需求情况。  浏览该公司网站不难发现,该产品的互联网属性非常明显。目前仅有299元套餐一项产品,新用户注册立减50元,也就是说只要249元人民币、相当于一餐饭的价格,就可以体验一次“高大上”的生命解码。  付费之后,不久便可以收到该公司寄来的DNA采集包。打开一个蓝白色相间的大信封,里面装有一份说明书、两份一次性DNA 采集包——其中包含两套专用植绒棉棒、两个采样管、一份酒精消毒棉片、一份DNA 采样寄回袋,还有一张写着寄回地址的快递单。  用户只需按照说明书指示,用植绒棉棒在口腔内两侧皮肤上下刮拭15次以上,将拭子头部放进采集管即可。完成基因采样动作之后,直接用快递单把采样包寄回,两周后就可以取得自己的基因分析报告了。  田晓岩告诉记者实际上只用了大概一周的时间自己就收到了报告,用户体验也非常不错:“很方便,说明非常详细,完成整个操作只需要10分钟的时间。甚至快递单都填写好了、而且是到付。”最终她收到的报告显示自己存在新陈代谢过慢的风向,以及需要加强补充维生素E和叶酸。  “报告的内容有点简单,而且其中提供了一个人群比较数据,比较好奇这个比较是怎么来的。是基于自己的数据库吗?还是说有别的数据支撑。”田晓岩提出了自己的困惑。虽然只是抱着体验的心态,但是跟自己健康相关的东西,多少还是会有些介意。

  • 【分享】科学家发现新种巨型病毒 个头大小排名第五

    新浪科技讯 北京时间12月11日消息,据国外媒体报道,法国科学家在变形虫体内发现一种巨型病毒新类型,它的基因库里包括来自其他物种的遗传物质。法国艾克斯-马赛第二大学(Aix-Marseille 2 University)传染和新出现热带病毒研究系主任迪德尔拉奥尔特(Didier Raoult)说,这种病毒“是一种全新类型”。  拉奥尔特表示,这种被称作Marseillevirus的病毒,其基因组的组成成分“跟其他病毒的DNA有很大差异”,它与寄生在变形虫体内的其他巨型病毒和细菌等微生物进行过遗传物质互换。变形虫是一种单细胞生物,它可寄生在人类或者动物身上,它相当于“新病毒和细菌诞生的摇篮”。他的研究成果发表在本周的《美国国家科学院院刊》上。  迄今为止科学家只发现少量所谓的巨型病毒,第一种是在1993年偶然发现的。跟典型病毒不一样,利用常规光学显微镜就能看到巨型病毒。即使现在人们仍对它们一无所知,不过2008年由拉奥尔特领导的一个科研组甚至发现,为了进行自我复制,这种病毒会故意感染其他病毒。Marseillevirus拥有36.8万对基本染色体组,是曾被排序的第五大病毒,直径达250纳米。  这种巨型病毒的DNA包含植物、动物物质、细菌和Mimivirus等其他巨型病毒的遗传物质。拉奥尔特说:“变形虫体内有一个永久性创造机制正在继续,它产生了新病毒的所有组成部分,组装成巨型病毒,一旦它们演变成具体的病毒,就会变成病原体。”  拉奥尔特表示,查尔斯达尔文提出的生命起源于同一个祖先的理论并未预见到这个机制。他说:“对病毒来说,共同祖先的说法站不住脚。这是达尔文的观点,从上述研究可以看出,这种观点显然不正确。”

  • 转基因产品的身份证——转基因标识

    通过有关数据标明2013年全球转基因转基因作物商业种植面积已达到1.75亿公顷,其中,中国种植面积为世界第六,在中国90%以上的棉花为转基因棉花,在美国90%的玉米、棉花以及93%的打斗和98的甜菜%都为转基因作物;在澳大利亚99.5%的棉花与阿根廷100%的大豆都采用了转基因技术,这些数据都只说明了一个问题,转基因食品已经进入了我们的生活的,甚至影响了我们的生活。而随着转基因产品的广泛的投入市场,公众也从对转基因产品的一无所知到一知半解,最后到紧密关注的程度,正是因为转基因产品的认知程度提高了,所以人们对转基因产品的安全问题很是关心,毕竟转基因食品的安全性在世界范围内仍然存在着争议。正因为转基因产品的投入市场,也引发了世界各国对转基因产品做了一系列的条例,例如在转基因产品的标识标注问题上,欧盟颁布《转基因生物管理法规》要求对成分高于0.9%的转基因植物衍生的食品及饲料必须进行标识,而俄罗斯政府同时也规定,转基因成分超过0.9%的食品都需要做标注,同欧盟的标准一致、美国方面则采取的是商家自愿标识态度,日本也采取了强制标识和自愿标识相结合的方式,而正是因为这些条令才使得民众在购买以及使用转基因产品上得到了选择保证。在今年的的五月份时期中国政府部门发布了新版《食品安全法》的消息,其中有这样一则条令:“所有转基因产品必须打上转基因标识”,这样的好处体现在保证了购买使用者的合法权益。让更多的民众在转基因产品的购买上,多了一项选择性。英格尔转基因实验室相信通过关于转基因的广泛应用,各国政府对于转基因方面的条令更加的完善。

  • 硅谷聚集基因测序技术新产业

    美国加州的山景城是“硅谷”的重要组成部分。现在,一个与硅芯片相关的潜力大产业正在这里兴起,那就是基因组测序技术产业。这个产业的发展是随着多家大公司的激烈竞争开始的。不过,一家名为“整合基因”(Complete Genomics,CG)的公司不像别的公司一样研发和销售测序仪器,而是为科学家提供外包的测序服务,更绝的是,在这家公司里做测序的,并不是研究人员,而是一排排的机器人。近日,《新科学家》杂志探秘了这家充满科幻意味的公司。前台都是“机器人”走进CG公司,连前台都由计算机终端出任。它会主动向来客问好,询问姓名、身份和来访意图。旁边连接的一台打印机则自动打出访客挂牌。与此同时,一份电子邮件已经发送到内部接应人员的电脑上。这家公司的生产线更像科幻电影里的实验室,昏暗蓝色的房间里到处都是高级仪器,室内温度保持在28℃和相对较高的湿度,几名穿着实验服,带着发罩的工作人员在监视着电脑屏幕,查看着机器人的运作状态。这儿已经成为了世界上最大的人类基因组测序工厂。只是在这里工作的不是人类,而是机器人。在一个大约只有半个网球场大的房间里,“坐着”16台机器人,不间断地进行着人类基因组测序的工作。去年,它们完成800个人的DNA测序工作其中三分之一是后半年做出来的。到了今年,它们已经可以每个月生产出400个人的基因了。CG公司只是目前迅速形成产业的诸多基因组测序公司中的一家,但是它十分独特。公司市场总监图柯特(Jennifer Turcotte)对《新科学家》杂志解释说,通常而言,DNA测序是在一个密封的机器里进行的,但在这家公司的实验室里,机器人却是在一个开放暴露的环境下做基因组测序,这是为了便于维修。实验室特定的温度和湿度是为了符合测序中出现的生化反应,微弱的蓝光是为了避免荧光探测剂在探测基因代码符号时受到其他频率光波的破坏。这儿所进行的基因组测序,已是目前最新的第三代基因组测序技术,称为“DNA纳米球测序技术”。这种新方法是将DNA链放置在一小块硅芯片上进行调节,自我组装成所谓的“纳米球”。这样的测序所需要的试剂更少,得到的数据则更多。技术人员都穿着无尘室服装,因为任何一点灰尘都会干扰测序,除非哪儿出问题了,一般而言这些技术人员不会干预机器人的工作。机器人则会自动添加试剂,操作样本,每个DNA纳米球上携带着70个核苷酸,其排列顺序会通过光信号被拍摄记录下来。费用正在逐步降低这些机器人正在做的工作,是一个浩大庞杂的工程蓝图中的第一步,所有的人类基因组中有着30亿对碱基对,而CG计划将其全部组装出来。这需要非常大的计算量,公司为此也建了一个自动数据中心。不过,这个数据中心设在距离公司大约有20分钟车程的地方那儿的电费更便宜。目前CG公司只针对研究者和制药公司开放,个人还没法购买他们的服务。在这里,每对基因组测序要价9500美元,如果购买1000对以上,则每对价格降为5000美元。这个价格是随着基因组测序技术突飞猛进而急剧下降的,要知道,十年前,第一对人类基因组序列完成时,其价格是以十几亿美元计量的。而科学家现在已经预计几年后,基因组测序的价格可能会降到一般人都可能支付得起的程度。基因组测序的流水线完全是由机器人来做的,而职员做什么呢?公司共有185名职员,部分是科研人员,忙于改善公司的测序技术,另一部分则是做市场和联络,与各类客户打交道。基因组测序工程是一项既有非常光明的前途但又异常庞大的科学工程,而自动化则可能成为处理这项工作的最佳工具。基因学家们认为,通过一些基因扫描,是可以找到导致人类易感疾病的一些基因变异,人类基因谱上,有一些常见明显变异,但是就整个遗传问题来看,还有大量的混乱的遗传变异隐藏在DNA双螺旋体中,这些也导致了世界上千奇百怪的遗传疾病。如何去捕猎这些神秘莫测的错误基因代码呢?只剩下一个方法,那就是将整个人类基因谱测序,来捕捉一些可能和疾病有关的基因变异。这个方法虽然听上去如同“大海捞针”一样不靠谱,但目前一些迹象表明,今后或许基因组序列会成为医疗记录的一部分,或者科学家可以通过家庭的基因组测序来纠正基因错误。比如,去年西雅图系统生物学研究所的胡德(Leroy Hood)及其小组与CG公司进行了合作,在《科学》杂志上刊登了一篇论文。他们对一家四口的基因组进行了测序。这是个特殊的家庭,两个孩子都患有两种隐性遗传病米勒综合征和纤毛运动障碍,而父母则完全正常,在分别测出这家人的基因序列后,研究者将父母和子女基因组序列进行比较,验证了米勒综合征这种非常罕见遗传病的致病突变。提供测序外包的服务目前,站在基因组测序产业化起跑线上的企业包括了同样位于加州的生物科学公司Pacific Bio。这个公司创立了首次可以对单个DNA进行测序的仪器。和CG公司一样,目前,这家公司也只向研究者提供服务。有一些大型的、从事基因组测序产业的公司已经将基因组测序做到医院和个人普及的地步了,如研发制造大型测序分析仪器的Illumina公司。这个公司在2008年美国成长最快的科技公司评选中,风头甚至盖过了Google。它们提供的产品甚至可以直接给病人使用。而另一位基因创业企业家罗斯伯格(Jonathan Rothberg)甚至发明了可以放在桌子上的基因解码器,可以在2小时之内以很高的精度解读出1000万个基因代码符号。大部分的基因组测序企业都站在一个竞争线上,尽力提高DNA测序的速度,降低费用。而CG公司其实并非和它们是严格意义上的竞争对手他们计划组装出所有的人类基因序列,研发也是为此目的而进行。此外,他们并不如其他公司一样开发更高级更小巧的基因组测序仪,而是为科学家提供基因组测序的外包服务,也就是说,研究人员无需购买、安装、培训、运行和维修仪器,而只要将样品交给这家公司,等待结果到来就可以。虽然很多人不理解他们的做法,但这家公司始终坚持自己的观点,认为这样的服务最能让科学家将时间从捣腾仪器设备的工作中解放出来,专心放在生物学和假说验证上。从这几年CG公司取得的成绩来看,这种做法确实是有效的。2009年,CG公司宣布其测出了第一个人类基因序列,并移交给美国生物科技信息中心数据库。同一年,他们在《科学》上刊文,发布了三个完整人类基因组序列分析的结果,当时文章还宣布,测序的成本已经可以降到1726美元。这在生物界引起了轰动。到了那一年结束,他们已经做出了50个人的基因序列。此外,他们的名字也随着来自各地的科学家一起多次登上了权威学术杂志。除了去年帮助科学家解开了米勒综合征突变难题给科学界留下难忘的印象之外,美国的罗氏公司还曾经借助CG的基因组测序技术,完成了人类科学史上第一例肺癌患者的全基因组比较。相关研究结果刊登在《自然》杂志上。而美国癌症学会也开始和CG公司联手,希望通过其服务比较正常人和癌细胞基因组序列的差异。或许在不久的将来,解开癌症之谜的第一个贡献就属于这些蓝光照耀下的机器人。

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