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关键基因

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  • 许智宏院士:转基因作物是否安全关键是看转的什么基因

    不能笼统地讲转基因作物是否安全,关键是看转的什么基因,所以必须一个基因一个基因地去讨论,就像我们不能因为牛奶、鸡蛋出了问题就否定整个食品行业。1996年,从美国第一批批准的转基因作物品种推出以后,至今已有15年时间,目前还未发现有安全性问题。至今已有29个国家种植转基因作物,2009年全球种植面积已达1.34亿公顷。从作物种类而言,主要是玉米、大豆、棉花、油菜等。以大豆为例,目前全世界种植的大豆中约3/4的面积是转基因大豆,美国作为全球大豆的主要生产国,转基因大豆的面积已达90%左右。转基因的安全性问题主要体现在两个方面:一是对人是否安全,这属于食品安全的范畴;二是对环境是否安全。这是两个不同的概念。从对转基因的生物安全性检测来讲,也需要由不同的部门开展工作。首先,对已经研发出来的转基因作物品种,如新近我国批准的转基因抗虫水稻、转植酸酶基因玉米,都要做有关食品安全方面的各种试验,测试对人体是否可能有害,是否有过敏反应,还要看其营养成分等方面是否有变化。其次,是看所试验的特定转基因作物对环境生态的影响,比如转的抗虫基因除了杀死害虫以外对有益的昆虫有没有影响,对生物多样性是否有影响。对老百姓来讲,一般会首先关注转基因作物的食品安全性问题。我个人觉得,截至目前,不少人仍对转基因作物缺乏基本的了解,一听到抗虫基因、毒蛋白,就开始怀疑它是不是对人体有毒。其实,抗虫毒蛋白只对部分昆虫有毒,有很强的专一性。就像现在的转基因棉花、转基因水稻里的抗虫基因所产生的抗虫毒蛋白,它只对鳞翅目害虫有毒性,这方面已经做过大量的毒理试验。这个抗虫毒蛋白并不是从转基因作物才开始使用的,人类知道这个抗虫蛋白已几十年了。所谓“BT”,其实就是一种细菌——苏云金杆菌的缩写。科学家早就发现这种细菌在其芽孢中生产一种可起到抗虫效果的晶体蛋白,以前人们是通过发酵生产把它作为生物防治药物用于农业,拿到田间去喷,但其缺点是很不稳定,一下雨很易被雨水冲刷掉而失效。现在,科学家只是让植物自己生产这种晶体蛋白杀虫。我国现在有40%多的污染源来自农业,主要是使用了太多的农药、化肥。我年轻时曾在棉花地里工作过。当时,每年因农药使用不当或过量导致中毒、死亡的情况时有发生,因为棉花的病虫害很严重,而喷洒农药都是在最热的夏天,而且棉花在生长过程中要多次喷洒农药。种植抗虫转基因棉花后,不用喷那么多农药,这其实也是对环境的一种保护。而转基因的棉花地里也会播种非转基因棉花,或在周围种植其他作物,给昆虫提供繁殖后代的机会,以减少对生物多样性的影响。一些人认为转基因植物对生物多样性不利,也只是通过一两个假设的例子推出来的结论,并没有确实的科学研究依据。现在,人们仍对转基因的基本科学知识了解不够,所以才会产生种种误解。这只能通过更多的科普宣传,使公众了解转基因技术和转基因作物是怎么回事。科学家应该通过合适的方式,用公众明白的语言,增强人们对转基因作物的了解。(作者为中科院院士、中国植物生理学会理事长)(来源:光明日报)

  • 英开发出前列腺癌症检测新法 基因活动模式成检测关键

    中国科技网讯 前列腺癌是一种十分复杂的癌症,变化多端,有的患者可以活很长时间,而有的患者却很快地死去。因此,开发出有效的检测手段来评定不同类型的病症十分重要。英国癌症研究所最新发布的新闻公报称,该所科学家最近开发出一种新的血液检测手段,可利用基因活动的特点快速检测出前列腺癌症患者病情的严重程度。研究人员相信,这一血检手段可最终与现在的PSA(前列腺特异性抗原)测试并用,用来判定哪些患者需要立即进行治疗。 在最近一期的《柳叶刀·肿瘤学》杂志上,英国癌症研究所的研究人员阐释了他们的研究成果。他们对英国100名前列腺癌症患者血液样本中的基因进行了扫描,这些患者中有69人病情已进入晚期,另外的31人则属于早期癌症患者。利用统计模型,研究人员将病人分成四组,每一组人员的基因活动方式皆不相同。在对患者长达两年半的病情进行系统评估之后,研究人员发现,其中一组患者的存活几率明显低于其他患者。而进一步分析发现,在这组患者中,每名患者身上都有9个关键基因异常活跃。通过与美国的70名前列腺癌症患者的样本进行对比后,研究人员确认,通过这9个基因的活动模式可以准确确认哪些患者的生存几率更小。数据表明,具有这种基因活动模式的患者的平均存活时间为9.2个月,而其他患者的平均存活时间则为21.6个月。 研究人员表示,对于癌症治疗来说,个性化治疗是未来的方向。最新的研究表明,通过病人的基因活动模式可以判定病患肿瘤的恶性程度,这种基因活动模式就如条形码,可快速简便地加以识别。而这种通过读取前列腺患者基因变化情况来判定癌症病情的血检手段则是一个重要的进展,可以使得医生能够更好地对病患进行针对性治疗。(驻英国记者 刘海英) 《科技日报》(2012-10-10 二版)

  • 优化基因表达的关键因素

    在基因表达研究中,研究者比较注意选择合适的表达载体和宿主系统,而往往忽视基因本身是否与载体和宿主系统为最佳匹配这样一个实质性问题。基因的最佳化表达可以通过对基因的重新设计和合成来实现,如消除稀有密码子而利用最佳化密码子,二级结构最小化,调整GC含量等。以下就密码子最佳化、翻译终止效率和真核细胞中异源蛋白表达的问题加以说明。密码子最佳化(codon optimization)遗传密码有64种,但是绝大多数生物倾向于利用这些密码子中的一部分。那些被最频繁利用的称为最佳密码子(optimal codons),那些不被经常利用的称为稀有或利用率低的密码子(rare or low-usage codons)。实际上用做蛋白表达或生产的每种生物(包括大肠杆菌,酵母 ,哺乳动物细胞,Pichia,植物细胞和昆虫细胞)都表现出某种程度的密码子利用的差异或偏爱。大肠杆菌、酵母 、果蝇、灵长类等每种生物都有独特的8个密码子极少被利用。有趣的是,灵长类和酵母 有6个同样的利用率低的密码子。大肠杆菌、酵母 和果蝇中编码丰度高的蛋白质的基因明显避免低利用率的密码子。因此,重组蛋白的表达可能受密码子利用的影响(尤其在异源表达系统中)的事实并不很奇怪。你的基因利用的密码子可能不是你正在利用的蛋白生产系统进行高水平表达所偏爱的密码子,这种情况是可能的。利用偏爱密码子(preferred codons)并避免利用率低的或稀有的密码子可以合成基因,基因的这种重新设计叫密码子最佳化。在同源表达系统中,同较低水平表达的基因相比,较高表达的基因可能有很不同的密码子偏爱。通过对密码子利用的归类分析,人们可以真正预测任何基因在酵母 中的表达水平。在诸如Zea mays的其他生物中,大量高表达基因强烈偏爱以G或C结尾的密码子。而且,在Dictyostelium中,同低水平表达的基因比较,高表达基因有较大数目的偏爱密码子。在大肠杆菌中表达哺乳动物基因是不可预测和具有挑战的。例如直到最近才实现了人血红蛋白的过表达。为了达到血红蛋白的好的表达水平,Alpha-球蛋白cDNA不得不用大肠杆菌偏爱的密码子进行重新合成。在异源宿主中实现象血红蛋白这样复杂的蛋白质的过表达可能需要最佳化密码子,这些研究者为此提供了令人信服的资料。成簇的低利用率的密码子抑制了核糖体的运动,这是基因不能以合适水平表达的一个明显机制。核糖体翻译由九个密码子组成的信使(含几个低利用率密码子或全部为低利用率密码子)时的运动速度要比翻译不含低利用率密码子的同样长的信使的速度慢。即使低利用率密码子簇位于3'端,信使最后也会被核糖体”拥挤”而损害,核糖体又回到5'端。3'端低利用率密码子簇的抑制效应可以和全部信使都由低利用率密码子组成的抑制效应一样大。如果低利用率密码子簇位于5'端,其效应是起始核糖体数目的全面减少,导致蛋白合成中信使的低效率。散在分布的稀有密码子对翻译的效应还未很好地研究,但是有证据表明这种情况的确对翻译效率有负面效应。其他因素也可以影响蛋白表达,包括使mRNA去稳定的序列。重新设计合成基因可以去除或改变这些序列,导致高水平表达。消除稀有密码子、去除任何去稳定序列和利用最佳密码子的基因的重新设计都可能增加蛋白产量,使的蛋白生产更有效和经济。翻译终止效率蛋白表达水平受许多不同因素和过程影响。蛋白稳定性、mRNA稳定性和翻译效率在蛋白生产和积累中起主要作用。翻译过程分为起始、延伸和终止三个期。对于翻译的起始,原核mRNA需要5'端非翻译前导序列中有一段叫Shine-Dalgarno序列的特异核糖体结合序列。在真核细胞,有效的起始依赖于围绕在起始密码子ATG上下游的一段叫Kozak序列的序列。密码子利用或偏爱对延伸有深刻的影响。例如,如果mRNA有很多成簇的稀有密码子,这可能对核糖体的运动速度造成负面影响,大大减低了蛋白表达水平。翻译终止是蛋白生产必须的一步,但其对蛋白表达水平的影响还没有被研究清楚。但是最近的科学研究表明终止对蛋白表达水平有很大的影响。总的来说,更有效的翻译终止导致更好的蛋白表达。绝大多数生物都有偏爱的围绕终止密码子的序列框架。酵母 和哺乳动物偏爱的终止密码子分别是UAA和UGA。单子叶植物最常利用UGA,而昆虫和大肠杆菌倾向于用UAA。翻译终止效率可能受紧接着终止密码子的下游碱基和紧靠终止密码子的上游序列影响。在酵母 中通过改变围绕终止密码子的局部序列框架,翻译终止效率可能被减低几个100倍。对于UGA和UAA,紧接着终止密码子的下游碱基对有效终止的影响力大小次序为GU,AC;对于UAG是U、ACG。对于大肠杆菌,翻译终止效率可因终止密码子及临近的下游碱基的不同而显著不同,从80%(UAAU)到7%(UGAC)。对于UAAN和UAGN系列,终止密码子下游碱基对翻译的有效终止的影响力大小次序为UGA、C。UAG极少被大肠杆菌利用,相比UAAN和UGAN,UAG表现了有效的终止,但其后的碱基对有效终止的影响力为GU,AC。对于哺乳动物,偏爱的终止密码子为UGA,其后的碱基可以对in vivo翻译终止有8倍的影响(A、GC、U)。对于UAAN系列,in vivo终止效率可以有70倍的差别,UGAN系列为8倍。如果终止密码子附近序列没有最佳化,可能发生明显增加的翻译通读,因此减少了蛋白表达。例如,在兔网状细胞无细胞翻译系统里,UGAC的翻译通读可以高达10%,而第四个碱基如果为A,G或C,翻译通读为1%。总的来说,翻译起始框架、翻译终止序列框架和密码子利用应该仔细选择,以利于蛋白的最高水平表达。翻译终止序列框架能几倍地改变蛋白生产水平。真核细胞中的异源蛋白表达异源蛋白质在细菌中表达是目前使用的主要的蛋白生产系统。大肠杆菌一直是最经济的系统之一。然而为了生产需要特异修饰、胞外分泌或有特异折叠需要的蛋白质,其他表达系统也是需要的。真核细胞在表达原核来源的基因、真核基因的cDNA拷贝或其他无内含子的基因时可能表现很多特异问题。富含AT的基因在很多真核细胞中表达时会遭遇很剧烈的障碍。主要的真核信号序列如 加poly-A的位点、酵母 转录终止位点和真核mRNA去稳定序列都是富含AT的。内含子序列也趋向于富含AT,尽管他们有参与剪切过程的很特异的识别序列。虽然绝大多数原核基因没有剪切或聚腺苷过程,但这些真核过程需要的保守序列可能存在于原核基因中,因此当这些基因在真核细胞中表达时可能引起特异的问题。而且诸如哺乳动物和单子叶植物细胞的特异真核表达系统可能不能有效地表达无内含子的基因。 真核mRNA在离开细胞核进而在胞浆的核糖体上被翻译前需要特异的处理和修饰。这些过程包括去除内含子、5'端甲基化帽子形成和3'端加poly-A。内含子去除需要5'剪切位点、G75/G100U100A65AG65U保守序列、3'剪切位点、富含密啶NC66A100G100/G56保守序列和C72T98R77A100Y75保守序列。有效的加poly-A和mRNA剪切需要一个由两个部分组成的信号:加poly-A保守序列AAUAAA和在切割位点内的50个碱基的富含GT的序列。酵母 真核转录终止序列(几个不同的富含AT序列,如含TTTTTATA,TATATA,TACATA,TAGTAGTA的一个38bp区域)被研究的最清楚。这些结果来自对酵母 突变体CYCI mRNA的mRNA水平和相对长度的确定的实验。近期用in vivo质粒稳定性分析的研究结果证明:TATATA似乎和原始的38bp野生型区域一样有效地终止转录,而TAGATATATATGTAA和TACATA效率差些,TTTTTTTATA几乎没有效率。所有这些序列在反方向时没有终止转录功能。不幸的是几乎没有其他真核表达系统转录终止序列方面的信息。内含子对几个哺乳动物基因的正常表达是必需的,包括Beta-球蛋白、SV40 late mRNA和二氢叶酸还原酶基因。单子叶植物细胞充分表达乙醇脱氢酶的cDNA拷贝、报告基因氯霉素乙酰转移酶、Beta葡萄糖苷酸酶和其他缺乏内含子的基因时也依赖内含子。转录区域内引入内含子可以通过未确定的转录后机制增强表达。(免疫球蛋白基因)内含子可能也包含转录增强子,因此通过转录机制增强表达。 总的来讲,如果存在某些DNA序列,真核异源蛋白表达可能是个难题。为避免剧烈的表达减少,需要对基因进行扫描,确认是否含上述提及的富含AT的序列。而且,在几个真核系统表达无内含子基因可能需要引入内含子以实现外源蛋白的充分表达。

  • 基因重组中的关键反应和机制讲解【图文并茂版】

    300 kbDNA片段。http://img.dxycdn.com/trademd/upload/asset/meeting/2013/08/27/A1377590386.gif 2. 噬菌体PI载体和PACPI噬菌体与噬菌体一样,外有蛋白质壳。内含相当大的(110~115 kb)线性DNA,并在体外包装于PI壳内。PI进入宿主细胞后环化,扩增。1994年,有人将PI和F因子克隆结合产生PI人工染色体克隆系统-----PAC。3. 酵母人工染色体(yeast artificial chromosome, YAC)YAC 的主要功能成份有三:(1)着丝粒:mitosis姊妹染色单体和减I同源染色体分离之必需。(2)端粒:保护染色体末端免受核酸酶的侵袭。(3)自主复制序列(ARS)元件:是染色体自主复制的复制起点。构建YAC需要4个短序列:2个端粒,着丝粒,ARS元件,与外源DNA连接成线性DNA分子,导入酵母细胞克隆。三、DNA重组与分子克隆化为获得所需的基因或特异序列,需从细胞中分离得到目的基因与载体DNA重组,并用适当方法在宿主细胞中表达,扩增得到大量相同的DNA片段,称为DNA克隆,亦称分子克隆。

  • H7N9疫苗关键蛋白问世

    2013年04月23日 来源: 北京日报 由北京义翘神州生物技术有限公司研制的H7N9疫苗的关键蛋白——血凝素蛋白和神经氨酸酶蛋白已获得成功并规模化生产。记者昨日从北京经济技术开发区了解到,虽然并不意味着真正意义上的禽流感疫苗已经成形,但这些关键蛋白为科研人员进一步研制成功H7N9疫苗以及药物奠定了关键性的基础。目前,蛋白已经被送往国内外几十家科研院所和研究机构,为下一步研制疫苗做准备。 疫苗研制时间省下数月 在位于北京经济技术开发区的义翘神州实验室的一角,一股淡红色的液体缓缓流过白色的纯化柱,经过一系列纯化技术后,淡红色液体变成了无色透明的液体。这股无色液体,就是H7N9疫苗的关键蛋白。 “如果把H7N9比作一个骑车持刀抢劫的歹徒,那么H和N就分别是凶徒的两把利刃,H是指血凝素蛋白,N指的是神经氨酸酶蛋白,前者负责‘刺伤’细胞,后者负责‘开车’,让病毒感染伤害更多的细胞。”义翘神州技术人员张杰告诉记者,血凝素蛋白主要的功能是感染人体内的细胞,神经氨酸酶蛋白的作用则是使已感染的细胞进一步感染其他的细胞,扩散病毒的影响。 “知己知彼方能百战不殆。”要想研发出抑制这两种蛋白作用的抗体和疫苗,关键的一步,就是要根据流感病毒的基因序列研制出相应的重组蛋白。如果没有重组蛋白,科研机构需要利用技术手段研制假病毒,或者利用病毒毒株本身才能进行疫苗研究。 “毒株本身是有毒性的,出于安全考虑,除了疾控中心极少有机构能够获取毒株。而假病毒获取的技术手段有很高的挑战性。”张杰介绍,一个流感爆发后,缺乏蛋白研制经验的科研机构如果要想研制出流感病毒的这两种关键蛋白,快则数月,慢则需要半年甚至更长的时间。 “在安徽流感病人体内提取的毒株,和上海流感病人体内提取出的毒株,虽然基因序列相似,但仍有区别。成功的疫苗和治疗性药物必须对这些不同种类的毒株都有效才行。”张杰介绍,为了给疫苗、药物进一步研发提供更有针对性的蛋白,义翘神州研发的H7N9关键蛋白,已有“安徽株”和“上海株”两种。 关键蛋白研发12天搞定 3月底,全国首例人感染H7N9病例出现之后,中国疾病预防控制中心及时从病例样本中分离到H7N9禽流感病毒,并完成了鉴定和全基因序列分析。4月5日,义翘神州获得了公开的H7N9病毒的基因序列信息,包括公司总裁谢良志在内的30多位科研人员取消了周末,投入了一场与时间赛跑的研发战役。 要想快,不能乱。基因合成和目标载体构建、细胞培养、蛋白质纯化、质量控制和鉴定,这是研制蛋白过程中最关键的几个步骤。这些普通人在大学实验室里才能听到的专业术语和研发步骤,在义翘神州却变成了一场紧张有序的“流水线”式研发。 在分子生物学实验室里,技术人员在根据H7N9基因序列获取病毒基因、构建目标载体的同时,下一道工序的细胞培养实验室里,技术人员已经将细胞培养所需的培养液、器皿准备妥当。几天后细胞培养结束,提纯工序早已“整装待发”。30多位研发人员在上下游阶段有妥善的分工,在各个研发工序的衔接上不敢浪费一点时间。 “相比所有科研人员埋头苦干自己那份科研任务的单纯实验室式的科研,我们的科研流程已经进入了更为有条不紊的流水线式研发阶段,所以才有了12天研制出蛋白的速度。”张杰说,这成为了全球成功研发H7N9流感疫苗关键蛋白并具备量产能力的首个案例。 相关新闻 H7N9患者转诊可提高报销比例 本报讯(记者 袁京)针对我国部分地区出现人感染H7N9禽流感疫情,人力资源和社会保障部昨天发布通知,要求各地保证参保患者及时救治,减轻经济负担。对于因治疗需要转诊至高级别医院的患者,可适当提高报销比例。如果治疗期间使用了非医保药品或医疗项目,各地可根据需要适当放宽报销条件。 人保部提出,各地医保管理部门可根据实际情况和救治需要,在入院标准、定点医院选择等方面适当放宽条件,保证参保患者及时救治。对于因治疗需要,经基层医疗机构转诊至高级别医院的患者,可执行基层医疗机构支付比例或按地方规定适当提高支付比例。对参保患者治疗期间确需使用的不属于基本医保支付范围的药品和医疗服务项目,各地可参考国家卫生计生委制定的《人感染H7N9禽流感诊疗方案》,根据急救、抢救需要,予以放宽,以减轻参保患者治疗费用负担。各地临时放宽纳入基金支付范围的药品和诊疗项目要及时上报,由各省级人保部门汇总报送人保部医疗保险司。 对参保患者在参保地发生的符合规定的医疗费用,各级医保经办机构要实行即时结算;对于因转外就医等原因不能即时结算的,要简化结算手续、缩短结算周期,减轻参保人员垫支负担。对个人负担较重的参保患者,要做好医疗保险与医疗救助、大病医疗保险的衔接工作,具体办法由统筹地区制定。 人保部还提出,各省市要加强信息调度,随时了解掌握本地区人感染H7N9禽流感发病和医保基金支付情况,做好预案,并及时报送疫情及保障信息等。

  • 【转帖】谷粒大小秘密被揭开 发现调控水稻籽粒关键

    科技日报10月30日报道 谷粒大小是决定水稻产量及品质的重要因素之一。最近,华中农业大学张启发院士课题组在谷粒大小和粒型的调控研究方面取得重大进展。本周出版的《美国科学院院刊》(PNAS)发表了该组研究论文,证实水稻中GS3基因控制水稻籽粒大小,发现了该基因中控制籽粒大小的关键区域OSR(OrganSizeRegulation)。  据文章第一作者、生科院博士生茆海亮介绍,张启发课题组从1997年开始对控制水稻粒形基因GS3研究,直到2006年找到这个基因,历时9年。在此基础之上,该组进一步证实GS3是调控谷粒大小的主要基因,揭示了基因所编码蛋白的结构与功能之间的关系。他们发现该基因编码的蛋白存在相互对抗的前后两个部分,其中前一段(N-端)是控制粒形的关键区域,即OSR,后一段(C-端)对OSR的功能有抑制作用,GS3蛋白内首尾两部分之间的“博弈”最终决定籽粒的大小。研究结果表明,没有GS3蛋白的品种的稻谷为长粒型(长度约10毫米),含有完整GS3蛋白的水稻品种粒型中等(约8毫米),而只有OSR的水稻品种的谷粒为短粒(约6毫米)。  研究还发现,几乎所有优良粳稻品种都带有完整的GS3蛋白,表现为中等粒型,优良长粒型籼稻品种的GS3蛋白无功能,通过对该基因的导入和替换,能有效地改变水稻品种的粒型。  茆海亮还提到,他们在玉米、大麦、大豆等其他物种中也发现了GS3同源的基因,并且OSR在这些同源基因中都存在,说明这些基因有可能也控制着相应物种种子大小。因此该研究成果在品种改良中将有着重大应用前景。该基因变异可作为分子标记直接应用于水稻籽粒大小的选育,提高水稻的产量。另外,根据水稻的研究信息,可以对其他物种的GS3同源基因进行克隆,从而指导相应物种的品种改良。

  • 仪器仪表行业“十二五”规划之行业关键技术

    仪器仪表行业,是自动化领域的关键行业。在过去数年中,随着中国自动化应用环境的不断发展,仪器仪表行业的面貌日新月异,很多这一领域的企业也得到了快速的发展。当前,仪器仪表行业面临着新的发展时期,这一行业的“十二五”规划(草案),也根据新时期的要求,提出了重点发展的若干关键技术,这对行业未来发展无疑有着重要的指导意义。   新兴传感器技术  传感器作为传感网(物联网)的基础元件,在今后将有十分广阔的发展前景。目前新型传感器技术包括固态硅传感器技术、光纤传感器技术、生物芯片技术、基因芯片技术、图像传感器技术、全固态惯性传感器技术、多传感器技术等。“十二五”将以智能传感器作为重点,进行关键技术攻关。  在这一领域,重点发展新原理、新效应的传感技术,传感器智能技术,传感器网络技术,微型化和低功耗技术,以及传感器阵列及多功能、多传感参数传感器的设计、制造和封装技术。

  • 关于转基因食品,你的态度是怎样的?欢迎大家讨论

    如何对待转基因食品,世界各国态度不一,科学界也有很大分歧,或许这种争论将长久持续下去。其实最关键的问题就消费者要消费的食品是否健康,是否会影响生命健康,是否会对人体产生危害等等。 关于转基因食品,你的态度是怎样的?欢迎大家讨论

  • 【讨论】转基因食品能减轻全世界的饥饿吗?

    【讨论】转基因食品能减轻全世界的饥饿吗?

    发表在《纽约时报》上的一组评论询问了转基因食品是否能够缓解世界的饥饿,或食品生产领域是否需要其它的变革。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/11/200911032012_180739_1641058_3.jpg[/img]  来自牛津大学的Paul Collier说,气候变化已经让采用转基因技术变得不可避免。非洲将特别需要加速作物适应并增加产量,从而应对变化的气候与不断增长的人口。   但是来自非政府组织Navdanya的Vandana Shiva说,遗传工程尚未显著增加产量。应对气候变化很重要,但是气候回复力特性不需要来自遗传工程——许多世纪以来,农民已经让这些特性进化了出来。我们必须与小农合作,建立促进产量并保护资源的生态方法。   事实上,康奈尔大学的Per Pinstrup-Andersen也同意,在不破坏自然资源的情况下生产更多的食品是至关重要的。他说,科学——包括转基因技术——可能在帮助农民实现这一目标方面扮演一个关键的角色。当然,新技术必须在进行商用之前进行测试,但是也必须与不使用这些技术而造成的卫生风险进行权衡。   来自食品与发展政策研究所的Raj Patel同意科学必须为农业实践活动中的任何变化提供信息。他说近来的报告清晰地显示转基因作物不一定就是答案。我们需要一种基于农业生态学的方法,用水很少,扣押大量的碳,而且不需要外部投入。   来自明尼苏达大学的Johnathan Foley同样支持替代解决方案,例如滴灌。Foley说,也需要减少水与化肥需求的新作物品种,因此在接受公共审议的情况下小心使用转基因作物可能是合适的。

  • 【转帖】从基因角度揭秘让藏族人适应高原反应的原因

    青藏高原是世界上海拔最高、面积最大的高原,素有“世界屋脊”之称,极高海拔也使得青藏高原具有独特的地理气候环境、人文生活习惯和医疗卫生事业状况。高原环境对人体关键的影响因素是低压性低氧,大气压力随海拔增高而降低,氧分压也随之下降。当生活在低海拔地区的人来到高原环境时,由于氧分压的降低,会使人产生缺氧,因而引起“高原反应”,严重的“高原反应”会引起肺水肿和脑水肿,威胁到人的生命。而世居高原的人群在这样的环境下没有“高原反应”,将世居高原人群与低海拔人群的基因组进行对比分析,具有重要的启发意义。藏族人群是世界上居住高原时间最长,并对高原低氧环境适应能力最佳的民族,深圳华大[url=http://life.lifesci.cn/gene/default.htm]基因[/url]研究院发现青藏高原世居藏族人群高原适应的关键基因,有关这一科研成果的论文《50个全外显子测序揭示人类的高原适应机制》在最新一期美国权威学术刊物《科学》([i]Science[/i])上正式发表。该成果由深圳华大基因研究院发起和主导,得到了国家自然科学基金委员会、国家科技部、中国科学院、深圳市政府以及丹麦、美国、瑞士等国自然科学基金委员会的支持。这一成果揭示了青藏高原世居藏族人群高原适应的[url=http://life.lifesci.cn/molecular/default.htm]分子[/url]机制之谜,对预测、预防与治疗高原缺氧性疾病,促进我国高原地区社会和经济发展具有重大意义;该成果阐明了人类的[url=http://life.lifesci.cn/gene/default.htm]基因组[/url]在极端环境下发生了何种适应性变化,具有改写人类分子[url=http://life.lifesci.cn/paleontology/default.htm]进化[/url]教科书的意义。该研究使用比较基因组学的方法阐明了高原世居藏族人群的低氧适应机制。“应用先进的基因组学分析技术——全外显子测序技术,对青藏高原世居藏族人群和低海拔人群进行比较,我们发现了藏族人群适应高原环境的关键基因。”该研究负责人、深圳华大基因研究院汪建研究员说。利用第二代高通量测序技术对50个藏族人的全基因组外显子进行测序,并将结果与低海拔汉族人群以及高加索人群的外显子进行对比,通过一套新开发的寻找自然选择信号的算法,计算出在藏族人群中受到自然选择的基因。这些受到自然选择的基因,就可能是在藏族人群高原适应中起着重要作用的基因。结果显示,有一系列基因在藏族人群的高原适应中发挥作用,其中EPAS1基因可能起着关键作用。进一步通过对藏族人群中EPAS1基因的改变位点进行关联分析,发现EPAS1基因中受选择的基因型与藏族人群血红[url=http://life.lifesci.cn/gene/default.htm]蛋白[/url]的代谢有关。EPAS1基因是HIF通路(低氧诱导调节通路)中的重要基因,在人体面对低氧环境的调节通路中起到核心作用。藏族人群特有的“EPAS1”基因不同于汉族人群,正是这种[url=http://life.lifesci.cn/genetics/default.htm]遗传[/url]基因阻止了藏族人血红蛋白浓度的过度升高,降低了各种高原性疾病发生的可能性。由于EPAS1基因与缺氧及血红蛋白生成密切相关,对这一基因的研究还有可能对某些血液性疾病的治疗带来突破,并且还可应用于运动员的筛选等方面。同时,该成果发现了其它一些重要的高原适应相关基因,例如EGLN1基因、FANCA基因等共30个重要候选基因。这些基因可能在藏族人群的高原适应机制中发挥重要的作用,但是其明确的生理生化表型仍不是很确定,这为科学家们下一步对高原缺氧性疾病的研究指明了方向。这是我国在高原医学研究中的重要基础性突破,必将带动相关的基础研究和应用研究的发展。(生物谷Bioon.net)

  • 【分享】PNAS:基因大规模变异速检技术问世

    据美国物理学家组织网近日报道,马萨诸塞大学医学院研究人员开发出一种新的突变基因筛查技术,该技术能在同一试管中检测出可能发生突变的每个氨基酸,并分析出每种突变对细胞造成的影响。新技术为检测遗传疾病、识别突变细菌和新疫苗开发开辟了一条捷径。该研究发表在近日的美国《国家科学院院刊》(PNAS)网站上。人类染色体组中每个基因都由上千个DNA(脱氧核糖核酸)密码组成,其中一个密码改变就可能造成严重疾病,如癌症、囊性纤维化、肌肉萎缩或亨廷顿病等。同样,病毒或细菌中一个微小突变也能产生抗药性菌种,使常规药物失效。即使很小的基因片段都可能有上千种变化,要系统分析它们很难。通常的DNA测序是阅读整个染色体组。而生化与分子制药副教授丹尼尔·玻仑领导的研究小组开发出名为EMPIRIC的新技术,能在同一个试管中,精确计算并记录细胞的上百种不同变异。波尔他们使用新技术对活性面包酵母菌进行了检测,该酵母菌基因包含9个氨基酸,同时在同一试管中检测出这一小片基因中发生的500多种不同DNA突变。而之前的检测技术需要做几千次试验,花几年才能完成。新技术的关键突破在于,能在同一个试管中同时分析大量突变。目前的抗药性筛查技术要依赖偶然的突变,所以效率低下,对那些可能发生却并未发生的突变更是无从下手。但由于病毒基因氨基酸相对较少,新技术可在同一试管中检测出某种病毒进化出抗药性的所有突变,将病毒整个基因组系统地筛查一遍。这为系统地鉴定抗药性突变、开发新型疗法和新疫苗提供了一条捷径。新方法还有助于深入理解生物寄主的问题,包括环境压力怎样在基因层面影响了进化过程,何种突变可能造成基因疾病,如何筛查可能产生抗药性的突变病毒等。玻仑说:“虽然我们只用酵母菌细胞做了试验,但新技术很全面,能用于任何迅速生长的细胞,还能作为一种对癌症、病毒或细菌的基因控制手段。”( 来源:科技日报 )

  • 特大制售地沟油案追踪:公安部送检样本检出猪基因

    目前,公安部从浙江、山东等地查获的多份可疑“食用油”样本,正在陆续送北京市食品安全监控中心检测。昨天,本报记者走进市食品安全监控中心,探访地沟油的检测过程。  在处理室,技术人员将每种油样分别称取两次,标注了相同的编号。“每个油样须同时做两份,两次检测结果在误差范围内,结果才可信。”  不过,要在上千个油样试管中,搜寻地沟油的踪迹,“最关键是展开四大类核心指标检测”,市食品安全监控中心副主任张卫民介绍,这四类核心指标分别是多环芳烃、胆固醇、电导率和特定基因组成,如同四面“照妖镜”,由不同实验小组同时工作,任何一分样本在任何一类指标项目中检出异常,“说明含地沟油风险极大”,还须再接受数层复核关,直至确认,最终让地沟油“李鬼”无处遁形。  照妖1 胆固醇  记者在一个实验室看到,超高效液相色谱串联质谱仪,正在对十几个处理好的油样,进行胆固醇分析。科研人员通过与仪器相连的电脑屏幕,随时监测每个试管中的胆固醇含量,“真正的食用植物油中一般不含胆固醇或含量极低,如果某份油样中的胆固醇含量高出预设的正常限值,即可高度怀疑该油脂中含有地沟油”。  照妖2 电导率  电导率的检测原理类似。科研人员介绍,正常油脂几乎不导电的,但油脂酸败后产生的各种极性物质可使油脂导电。地沟油由于反复烹炸,成分复杂,掺杂大量金属离子而产生导电性,电导率较高。  照妖3 多环芳烃  致癌物多环芳烃是目前地沟油安全风险中已被证实的最大危害成分。张卫民说,“多环芳烃”这类关键检测指标,是在地沟油检测体系建立过程中,由科研人员查阅相关文献,模拟地沟油生产过程及风险描述后预设的,包括16个具体的指标检测项。但由于在北京地区食用油风险监测中,这些指标均未检出,研究团队还一度怀疑这个指标的设置意义,“直到今年7月底,我们在公安部送检的首批黑窝点缴获的油样中,检出含有地沟油成分和多环芳烃”,才证实了它们的风险相关性”。  照妖4 特定基因组成  最有意思的检测指标,是可疑“食用油”样本中的“特定基因组成”。张卫民介绍,地沟油是多种不同来源的废弃油脂混合而成,往往含动物油脂,因此,科研人员依据分子生物学基因鉴定原理,尝试很多方法,搜寻油样中是否含动物性基因,再对检测出的基因片段进行测序,以判定食用油中是否含有动物源性成分。在公安部送检的多份样本中,“我们曾检测到有样本含有猪的基因”。  幕后  科研人员架锅还原地沟油生产  由于一直未找到“地沟油”样本,张卫民回忆,科研人员只好在实验室外支起大锅,从市场买来动物内脏、肥膘,油条、薯条,放在花生油、大豆油等普通植物油中反复烹炸熬炼、搁置,直到油发出酸臭味道;再分离油水,用碱性白土等吸附剂去除杂质,用活性炭除味……试图还原“地沟油”收集、生产的全过程。  在这样反复的模拟过程中,科研人员反复检测、论证,最终在食用植物油国家卫生标准之外,确立了四大类20多项特殊的检测指标,专为搜索“地沟油”影踪。  经过一番提炼,技术人员确实发现了不少问题。一是“地沟油”经过几番处理,再依据现有食用油国标检测,指标上确实是“合格品”。第二,吸附剂等材料较便宜,提炼“地沟油”背后,确实存在暴利。  采写/本报记者魏铭言 摄影/本报记者 王嘉宁 摄

  • 基因科学领域重大突破 我首获重大药用价值欧洲基因发明专利

    最新发现与创新 中国科技网讯 日前,解放军307医院免疫室及国家生物医学分析中心免疫室主任、著名血液免疫学家奚永志教授申报的《编码鸡Ⅱ型胶原CCOL2A1全长基因及其用途》基因发明,获得欧洲基因发明专利。这是我国迄今为止获得的国际公认具有重大药用价值的首个欧洲基因发明专利。 奚永志已于近日收到欧洲专利局的正式公文通知:“根据欧洲专利法第123(2)款之规定,奚永志教授申报的《编码鸡Ⅱ型胶原CCOL2A1全长基因及其用途》基因发明申请具有新颖性、创造性和工业实用性,该发明攻克了国际上该领域长期难以解决的重大关键难题。权利要求1—8是可授权允许的。”能够在基因科学研究领域获得我国具有完全自主知识产权的欧洲基因发明专利,标志着我国在基因科学研究领域的突破,彰显了我国在基因科学研究领域原始创新能力的提升,打破了欧美发达国家在基因发明专利上的长期垄断。 据悉,奚永志获得这项欧洲基因发明专利是拥有国际标准的“三方专利”优势。“三方专利”被国际上列为评定创新型国家不可或缺的四个重要标志之一。这项基因发明专利,可用于研制开发有效治疗类风湿关节炎(RA)的基因药物和基因治疗。在科技部“‘十一五’重大新药创制”科技重大专项的资助下,该课题组采用这个稀有“珍贵基因”又率先原创性地研制成功国际上首个基于异种CCOL2A1能有效治疗RA的全新型治疗性基因疫苗,获得中国发明专利。目前该课题组正在积极完善新药临床前相关研究和进行临床试验报批工作,力争早日用于临床,造福社会。(记者 张克 通讯员 张国清) 《科技日报》(2012-09-21 一版)

  • 【转帖】“国家转基因动物及饲料检测与监测中心项目”顺利通过验收

    2009年3月11日,受农业部发展计划司的委托,中国农业科学院基本建设局组织专家对我所承担的“国家转基因动物及饲料检测与监测中心项目”进行了验收。验收会由我院基建局计划处夏耀西处长主持,时建忠所长对参会的各位领导和专家表示欢迎,对农业部计划司和院基建局对我所的支持表示感谢。 崔文涛博士代表项目组向验收专家组汇报了执行情况。验收专家组成员在听取项目执行情况汇报后,检查审核了项目档案资料,并进行了现场察查。经质询和讨论,验收组专家认为,该项目均严格按照农业部批复的实施方案完成了项目建设内容并已投入使用,项目建设过程中对整个工程管理规范,落实了法人责任制、招投标制、合同制和监理制管理,质量和造价控制严格,土建、仪器设备等档案资料齐全,财务会计账目清楚规范。专家组一致同意该项目通过验收。 本项目的有效实施是“农业部转基因动物及饲料安全监督检验测试中心”顺利通过“三合一”现场评审的关键。我所项目组成员韩雪松处长、刘振奇副主任、李明等人参加会议并解答了专家提问。

  • 【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】山西吉林局地多种动物异常 疑祸起转基因玉米

    这是一组我们无法给出一个明确新闻由头的报道,因为诸如大老鼠消失、母猪爱生死胎、狗肚子里都是水等等动物异常现象,已经存在了一段时间。当地的农民会忧虑,还可能放弃养殖业,甚至将其当成笑谈。他们逐渐习惯了这种异常,我们却无法视若无睹。在中国乃至世界,反对转基因和支持转基因的两方都打得不可开交,科学、利益、健康、破坏……转基因的争议围绕着这些关键词愈演愈烈。我们无意卷入其中,但当种种动物异常现象摆在眼前,转基因却突然又成了绕不开的话题。也许,争议、发现异常并非坏事,它可以警醒人类,那些未知的不确定的风险,其实近在身边。

  • 国内基因检测的公司有哪些

    国内有许多知名的基因检测公司,以下是一些主要的基因检测公司及其相关信息:? ?华大基因?:深圳华大基因科技有限公司,是国内领先的基因测序和生物信息分析服务提供商,业务涵盖基因组学、转录组学、表观遗传学等多个领域。 ?达安基因?:广州达安基因股份有限公司,成立于1988年,专注于分子诊断试剂盒的研发、生产和销售,产品广泛应用于临床检验和科研领域。 ?鑫诺美迪?:北京鑫诺美迪基因检测技术有限公司,成立于2008年,主要从事体外诊断试剂的生产和销售,提供临床检验分析仪器和相关服务。 ?贝瑞和康?:一家知名的基因检测公司,专注于高通量基因测序技术的研发和应用,提供个性化的遗传咨询和健康管理服务。 ?博奥生物?:一家在生物芯片和生物信息分析领域具有领先地位的公司,致力于将先进的生物技术应用于医疗、科研等领域。 ?安诺优达?:安诺优达基因科技(北京)有限公司,专注于新一代基因组学技术在人类医学健康和生命科学研究领域的产业化应用,是国内基因组行业的知名企业。 ?华因康?:深圳华因康基因科技有限公司,是国内较早的自主基因测序仪品牌,拥有完整的研发、生产和应用产业链,涉及基因技术的高科技公司。 ?碳云智能?:深圳碳云智能科技有限公司,通过大数据和人工智能技术,提供个性化的健康管理和预测服务。 ?西比曼生物科技?:西比曼生物科技(上海)有限公司,专注于细胞治疗和生物医药产品的研发,致力于治疗癌症和退行性疾病。

  • 【转帖】液体分子在神经传递中的关键作用

    液体分子在神经传递中的关键作用生物通报道:神经递 质或介质,是存在于突触间传递神经冲动的一种化学物质,一般是由突触前囊的囊泡释放。一项新的研究表明一种液体分子在突触囊泡的行为控制中起到重要作用。这种分子就是PtdIns(4,5)P2,Pietro De Camilli的这篇文章发表在9月23日的Nature上。囊泡能够储存神经元释放的神经递质。最初,突触囊泡在神经元内部装载神经递质分子。然后,它们在突触上将货物卸载下来,即囊泡在突触上经历了胞外分泌的过程。完成这个过程后,它们被神经元吞入细胞内,即内吞作用。之前已经从无细胞系统、药理学和转染研究中获得了间接的证据证明PtdIns(4,5)P2在控制这个过程中起到一定的作用,但却苦于无足够份量的遗传学证据。这项新研究则提供了决定性的证据支持了这个假说,这种液体分子能够通过与胞外分泌机器的蛋白结合影响胞外分泌作用并且能够与包涵素转接器结合来影响内吞作用。 实验中,De Camilli和同事将小鼠的编码一种叫做PIP kinase type 1 gamma的酶的基因敲除,已经知道这种酶能够加工PtdIns(4,5)P2。研究发现缺乏这种酶的小鼠大脑中的PtdIns(4,5)P2水平极大地减少并且不能分泌神经递质。而缺失了这个基因的两个拷贝的小鼠则在出生后不久就会死亡。接着,他们检测了培养的新生小鼠的神经元(无PtdIns(4,5)P2)中的突触传递情况。结果发现这些小鼠的囊泡循环库较小并且能够进行融合的囊泡数量也较少。之后,他们又利用一种荧光追踪剂来跟踪研究这个过程以确定PtdIns(4,5)P2对融合后囊泡再利用的速率。 他们还用一种蛋白质转染培养的神经元,并以此研究内吞作用的详细过程。荧光追踪剂的使用使研究人员能够监视囊泡在胞外分泌和内吞过程中打开和关闭的情况。观测结果表明缺乏PtdIns(4,5)P2的神经元中内吞作用缓慢。电镜观察结果表明这种神经元的依赖内涵素的内吞作用被削弱。 这项研究能够让人们更好地了解与磷酸肌醇代谢有关的基因的分子机制,强调了膜脂质代谢在膜上的一些重要过程的调节作用。而脂质生物学领域的进展也将会为人类疾病的治疗提供新的靶标。

  • 基因工程的操作步骤

    第一步:目的基因的制取: 用限制性内切酶直接对基因组DNA进行部分酶切,产生一系列大小不等的DNA片段。那里面含有一种或几种遗传信息的全套遗传密码。获取目的基因是基因工程操作的关键。基因工程的原料就是目的基因。所谓目的基因,是指已被或欲被分离、改造、扩增和表达的特定基因或DNA片段,能编码某一产物或某一性状。目前获取目的基因的方法主要有三种:反向转录法、内切酶切割分离法和人工合成法. 第二步:基因载体的选取: 用人工方法,取得目的基因的适宜的载体,即质粒(一种环状双链DNA)或病毒。载体一般带有必要的标志基因,以便进行检测。 基因克隆载体必须具备三个条件: a.具有能使外源DNA片段组入的克隆位点。 b.能携带外源DNA进入受体细胞,或游离在细胞质中进行自我复制,或整合到染色体DNA上随染色体DNA的复制而复制。 c.必须具有选择标记,承载外源DNA的载体进入受体细胞后,以便筛选克隆子。http://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/gene/Images/bz1.jpg基因工程的基本过程(点击放大) 第三步:DNA的体外重组: 即用人工方法,让目的基因与运载体相结合,首先要用限制性内切酶和其他一些酶类,切割或修饰载体DNA和目的基因,然后用连接酶将两者连接起来,使目的基因插入载体内,形成重组DNA分子。这些工作都在生物体外进行,所以基因工程操作又叫体外DNA重组。 第四步:DNA重组体导入受体细胞: 将外源DNA片段与载体DNA连接形成DNA重组体,即重组DNA。 这种重组体连接的方法主要有: 粘性末端连接法:应用同一种限制性内切酶切割载体和外源DNA分子,可产生相同的粘性末端(接口处的碱基互补),进一步用DNA连接酶将断口连好,即可获得重组DNA分子。http://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/gene/Images/zhuru.jpgDNA重组体导入受体细胞 钝性末端连接法:用化学合成法或逆转录法得到的外源DNA片段,均为钝性末端,这种末端也可以用特殊的连接酶连接,但效率太低。通常需要用人工方法加上粘性末端,再进行连接。第五步:受体细胞的繁殖扩增: 含重组DNA的活受体细胞,再在适当的培养条件下,并进行繁殖和扩增,使得重组DNA分子在受体细胞内的拷贝数大量增加。 第六步:克隆子的筛选和鉴定: 受体细胞经转化(传染)或传导处理后,真正获得目的基因并能有效表达的克隆子一般来说只是一小部分,而绝大部分仍是原来的受体细胞,或者是不含目的基因的克隆子。为了从处理后的大量受体细胞中分离出真正的克隆子,需要对克隆子进行筛选和鉴定。 第七步:目的基因的表达。

  • 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

  • 【分享】科学家最新研究发现导致皮肤衰老基因

    新浪科技讯 7月21日消息 据《每日邮报》报道,科学家宣布他们已经确定了与皮肤衰老有关的关键性基因,这项发现距离青春永驻的梦想变成现实更进一步。这些研究人员利用人类染色体组计划(解密人类DNA的国际性努力)收集的数据,发现1500个控制人类多久不长皱纹的基因。  为化妆品巨头宝洁公司(Procter & Gamble)工作的科学家组还认为,他们已经鉴定出8种导致皮肤衰老的主要原因。化妆品业经过数十年研究,并用数十亿英镑资助,不断研发抗衰老乳霜或洗液。在大部分非常昂贵的抗衰老乳霜中,最好的是那些可以消除皱纹或者使皮肤变丰满的乳霜。  但是在过去几年间,科学家开始根据耗资20亿英镑的人类基因组计划的发现,寻找导致衰老的遗传因素。宝洁公司化妆品部门(P&G Beauty)的首席科学家杰伊特斯曼博士认为,他们现在正朝着逆转衰老的方向顺利前进。他们发现,在人类的20000到25000个基因中,大约有1500个在皮肤衰老方面起着重要作用。  特斯曼说:“通过人类基因组计划,我们可以对衰老过程中发生的数百种遗传变化进行分析。皮肤通过8种不同方法不断衰老,每一种衰老方式都由它自己的基因组控制。无论你是像克利夫理查(Cliff Richard)一样慢慢衰老,还是像基思。理查兹(Keith Richards)一样长满皱纹,这些都由你的生活方式决定,并由这些基因起着部分作用。”  特斯曼和他的科研组认为,其中最重要的一种因素就是水合作用,即皮肤收集和保持水分的方法,这种方法利用分子把水分锁在皮肤里。随着皮肤衰老,控制这个过程的基因变得活性越来越小,皮肤锁住的水分也越来越少,因此皮肤开始起皱。特斯曼表示,与皮肤起皱有关的基因达700种之多。  另一种“衰老途径”涉及到胶原蛋白,这是一种构成皮肤的下层结构的蛋白质。衰老过程中,分解胶原蛋白的基因会变的过于活跃,最终导致皮肤上出现更多皱纹。该科研组发现40种可导致胶原蛋白分解的基因。并发现有大约400种基因可导致发炎,另一些基因可影响皮肤对阳光的反应。皮肤对“自由基”的反应,也是导致皮肤衰老的关键。  这些研究人员通过缩小涉及到皮肤衰老的DNA的范围,希望生产出可以对一些基因产生刺激,并对其他基因产生抑制作用的药物和乳霜,以便重现青春容颜。安瑟迪克尔教授在伦敦国王学院(King's College London)研究社会对衰老产生的影响,他说:“老年人跟其他年龄段的人一样,对外貌非常在意,她们是一个正在成长中的非常重要的市场。”  大部分抗皱乳霜根本经不起科学检验。然而今年早些时候发表的一项可靠临床研究显示,博姿No 7修护精华液(Boots No7 Protect and Perfect)确实有效。曼彻斯特大学的科学家发现,使用这种乳霜长达6个月的人中,有五分之一的人皮肤出现了明显改观。这种乳霜显然导致人体生成更多被称作微纤维蛋白-1(Fibrillin-1)的蛋白质,这种蛋白质可使皮肤变得更加有弹性。

  • 什么是基因治疗

    在认识和熟练使用遗传生物学单位基因的新近进展后,它已经为科学家去改变病人的遗传物质,以达到治病防病的目的迈向新的一步。基因治疗的一个主要目标是用一种缺陷基因的健康复制去提供给细胞。这一方法是革命性的:医生试图通过改变病人细胞的遗传物质,来代替给病人治疗或控制遗传疾病的药物,最终达到医治病人疾病的根本目的。   几百个主要健康问题受到基因功能的影响。在将来,基因治疗能被用于医治许多这类疾病。理论上讲为了防止遗传缺陷传给下一代,还能用于改变胚胎细胞(蛋或种子)。然而,胚胎家系基因治疗的可能性受到困难的伦理道德、社会问题和技术障碍牵制。  基因治疗还作为药物输送系统使用,为了做到这点,产生有用物质的基因将被嵌进病人细胞的DNA中。例如,在血管外科中,产生抗凝血因子的基因能被嵌入血管细胞家系的DNA中,有助于防止血栓的形成。许多其它疾病可使用这一般方法治疗来提高本身的可靠性。  当医疗治疗提高到分子水平时,药物输送使用基因治疗能节约时间减低成本。为收集大量的基因蛋白产品、提纯产品、合成药物和对病人的管理缩短了时间减少了复杂的工艺加工。  然而,基因治疗仍是处于极端新的和高度的实验阶段。被批准的试验数量是小的,今天只有少量的病人曾得到过治疗。  目前基因治疗实验的基本步骤  在目前的某些实验中,从病人的血液或骨髓中取出细胞,并在加速繁殖的实验条件下生长。然后,把需要的基因借助于不起作用的病毒嵌进细胞。选择出获得成功改变的细胞再加速繁殖,再回到病人的体内。另一种情况,脂质体(脂肪颗粒)或不起作用的病毒可被用于把基因直接输进病人体内细胞。  基因治疗的基本要求  基因治疗的潜力  基因治疗为治愈人类疾病提供了新的范例。不是通过制剂与基因产品或自身基因产品相互作用来改变疾病的表现型,而是基因治疗理论上能修正特殊基因,导致沿着简单化的管理治愈疾病。开始基因治疗是针对治疗遗传性疾病,但目前对广泛性的疾病进行研究,包括癌症、外周血管疾病、关节炎、神经变性疾病和其它后天疾病。  基因确认和克隆  即使基因治疗战略性的范围是相当多样化,成功的基因治疗也需要一定的关键的基本要素。其中最重要的要素是必须确认和克隆有关的基因。直到人类基因组计划完成,基因的有效度才被利用。但仍然等到涉及疾病的相关基因被确认和克隆出来才开始实施基因治疗战略。  转基因和基因表达  一旦确认和克隆出基因,下一步必须表达出来。有关转基因和基因表达的效率属于基因治疗研究的前沿问题。最近基因治疗领域的许多争论围绕把所希望的基因转入合适的细胞中,然后为疾病治疗获得满意的表达水平。希望将来对转基因和特殊组织基因表达的研究将在主要基因治疗试验中解决这一课题。基因治疗战略的其它认识包括:充分掌握靶点疾病的发病机理,潜在的基因治疗副作用,理解接受基因治疗的靶细胞。  术语:  与大多数领域一样,基因治疗有专门的术语,下列提供的将阐明某些最普通术语的意思。  体外转基因:  把遗传物质转至寄主外部的细胞。经遗传物质移植后的细胞再回到寄主中。这个术语还被称为转基因的非直接方法。  体内转基因 :  遗传物质转入寄主体内的细胞。这还被称为转基因的直接方法。  基因治疗:  把选择过的基因转入具有改善或治愈疾病希望的寄主中。  细胞治疗(基因组治疗):  把未经遗传性修正的完整的细胞转入寄主中,使被转移的细胞将产生促进与寄主结合并改善寄主功能的希望。  体细胞转化:  把基因转入非种系组织中,它具有校正病人疾病状态的希望。  种系基因:  把基因转入种系组织中(蛋或胚胎),它有希望改变下一代的基因组。  转基因:  在转基因实验中,选择试验基因。例如,如果你给患苯并酮尿症病人治病,你可计划把一校正过的苯丙氨酸羟基酶基因译本移入肝细胞中。在这个例子中,苯丙氨酸羟基酶的校正译本就是转基因。  报告基因:  常用于试验基因转换效率的基因。例子是luceriferase, --半乳糖和氯氨素乙烯转化酶。  基因转化载体:  基因被转移进细胞的机理。  转化率:  正在表达所期望的转基因百分率。

  • 【分享】英国研究揭示人类受孕的基因奥秘

    【分享】英国研究揭示人类受孕的基因奥秘

    据美国每日科学网站报道,英国科学家近日发现了人类精子独特的“基因签名”,对于开启卵子的生育能力和孕育新生命起到了关键作用。这一发现将对人们更好地了解受孕的奥秘有帮助。 在英国生物技术及生物科学研究理事会资助下,来自利兹大学的大卫米勒和大卫埃尔斯博士与来自布拉德福德大学的马丁布林克沃思博士合作研究,发现精子会写下一种“基因签名”,只能被同物种的卵子所识别。精子的“基因签名”好似钥匙,只有被同物种的卵子识别,才能开启受孕之锁。精子的“基因签名”会促进受精活动发生,也能解释一个物种如何发育出独特的基因特征。埃尔斯博士说,“我们发现哺乳动物精子有‘基因签名’,对卵子的受孕和胚胎的发育至关重要。此前人们并没有发现精子有‘基因签名’,我们认为‘基因签名’存在的时间很久远。” 科研人员认为,假如没有正确的“钥匙”来开启生育能力的“锁”,要么就不能成功受精,要么即使受精,也不会正常发育。人们已经知道人类精子DNA排列组合的紊乱会导致男性不育症和受孕失败。而且这种“锁钥”机制还有更深一层的意义。它不仅能解释为什么有些其他方面健康的男性产生的精子却是不育的,也能解释不同的物种是如何进化并保持其特性的。米勒博士说:“直到现在,医学家们还在努力探究先天性男性不育症。我们的最新研究提供了一种可能的解释,为什么有些精子会存在功能障碍或者不能正常授精。” 如果精子细胞携带的DNA没有受伤,而且伸展开的话,那么实际上它会有一米多长。为了适应精子细胞核的微小空间,精子DNA就必须要紧紧地卷到一起或排列在一起。利兹大学的研究显示,在人类和老鼠的精子中,并不是所有的DNA都按照同样的方式排列。大部分雄性方的DNA是非常紧凑的压缩在一起,同时有些DNA则排列得不那么紧密。 埃尔斯博士说:“精子细胞中有一种特定的DNA排列方式。而且我们发现,即使在不相关的有生育能力的男性中,这种排列方式也是一样的。这表明这种DNA排列方式与男性生育能力有着直接的关系。” 对精子DNA在空阔的、不太紧密的排列构造下的详细分析显示,这种DNA携带着很多关键信息,这些信息能够激活导致胚胎发育的重要基因。进一步的研究表明相同的构造存在于几个不相关的捐精者的精子中,更引人注目的是,相似的排列构造存在于老鼠的精子中。 相比于紧密排列的DNA, 空阔构造的DNA或许更容易受到诸如存在于香烟和有些抗癌药物中的破坏性毒素的伤害。正如布林克沃思博士所说:“这也许意味着,那些可能对精子产生基因损害的东西,对于胚胎发育也有着重大的影响。” 这些发现还能解释为什么近亲物种繁殖的成功例子会这么少。如果两个物种的“锁”和“钥匙”不相配,无论它们的DNA多么相似,都不会孕育后代。就象马和驴交配,有时候能够产生后代。但是因为精子和卵子无法相配,其胚胎的发育是不正常的,那么其后代几乎都是不育的。 研究小组相信相同的机制一定还在人类进化过程中发挥了重要作用。在人类早先的历史中,穴居人与现代人类共存了几千年。不排除曾发生过这两个相似物种间的交配行为,但在我们的DNA中没有发现这些行为遗留的痕迹。假如可能孕育了后代的话,那么或者他们没能存活太久,或者即使他们存活了,也不能再繁衍后代。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908051539_164075_1607864_3.jpg[/img]

  • 【转帖】我国基因治疗Ⅱ型糖尿病研究取得进展

    [font=宋体]据国际糖尿病联盟推算,全球糖尿病患者已近2.5亿人,且以每年10%以上的速度递增。Ⅱ型糖尿病(T2DM)被称作危及人类的“世纪恶魔”,其危害性及蔓延的严重性为世人所知。为此,世界卫生组织已把糖尿病列为世界三大重大疾病之一,并纳入全球高科技攻关项目。[/font][font=宋体]滕晓坤[/font][font=宋体]博士自2006年承担了杭州一元生物技术有限公司“突变性葡萄糖激酶基因治疗Ⅱ型糖尿病”实验课题后,不断取得阶段性成果。在所公布的动物实验数据中,使用基因药物后,血糖得到迅速控制和下降直至正常,在11个月内没有出现反弹,研究团队据此对基因治疗提出了“整体激活”的新概念。[/font][font=宋体]传统的基因治疗机制多半是局限在目标细胞局部,而滕晓坤等开展的此项用基因治疗Ⅱ型糖尿病研究,是通过修复并激活胰岛发挥作用环节中的关键基因,从而从源头上起到长久的符合人体生理状态的治疗效果。专家认为,这个项目改变了基因治疗常用的局部用药方法,转而采用全身用药,这是对糖尿病基因治疗的一大突破。[/font]

  • 转基因检测方法

    "20世纪70年代以来,随着生物技术的飞速发展,尤其是基因工程技术的成熟,转基因技术在农作物的改造中得到广泛运用,转基因农作物的面积越来越大。正是因为转基因品种具有他独特的优势,比如具有很强的抗病虫害能力、高产、减少劳动投入等,给种植的人带来了巨大的经济效益,也降低了成本和人的劳动。但由于转基因食品对于人体的影响,并未经受长期的检验或者有明确的论点证明,因此转基因食品遭到大多数国家及其民众的反对和质疑。将未经验证安全可靠的食品投入市场为民所食用,是极度不安全也是不负责任的做法。因此国家食品安全法指出必须对转基因食品进行标识。而且个人认为,改变传统生物进化的做法是有违进化论,以及人类生命特征发展的。基因是决定一个个体的基础,倘若基因变了,对于食用者真的就没有一丝改变么,而这发生的改变是好是坏如今依旧无法定论。因此对于转基因食品应该做出检测并贴出明确的标识。对转基因食品的检测方法,目前主要有对外源基因的检测和对外源蛋白质的检测二大类。1. 外源基因的检测现阶段对于外源基因的检测主要是对转入的外源基因进行PCR扩增,进而在做紫外检测或荧光检测。PCR技术全称“聚合酶链反应技术”,这是一种聚合反应,是在体外由引物介导的DNA聚合酶催化的,能在短时间内准确地大量复制序列。目前英格尔检测公司(ICAS)是用自己独立的实验室,通过这种方法在做转基因检测。2.蛋白质印迹法蛋白质印迹法将电泳的较高的分离能力、抗体的特异性和显色酶反应的灵敏性结合起来,是检测复杂混合物中特异蛋白质的最有力的工具之一,普遍用于分离、检测特异的目的蛋白质,灵敏度为1-5ng。它可确定一个样品中是否含有低于或超过预定限值水平的目的蛋白质,特别用于不可溶蛋白质的分析。

  • 转基因食品检测机构有哪些?

    如题:转基因作物检测大体分为两种:一是检测是否含有外源蛋白,即外源基因表达产物,主要采用酶联免疫吸附法和试纸条法;二是检测是否含有外源基因(DNA),主要有Southern杂交技术、基因芯片法和PCR检测法。讨论:1.转基因食品检测机构有那些?2.转基因食品如何检测,检测方法有哪些?

  • 永和非转基因豆浆标“有机” 却检出转基因

    记者昨日从香港消委会获悉,在近日一项针对香港市面销售的豆浆的测试发现,声称"有机"或"非基因改造大豆制造"的样本竟然检出微量基因改造大豆成分,包括了标称为"大和豆浆(原味)"和"永和非基因改造豆浆(原味)"两款产品。 据介绍,该会测试的50款样本都是预先包装豆浆,包括即饮和冲剂两类产品,购自香港当地的超市、便利店、专门店或零售店。结果显示,25款样本没有检出基因改造大豆成分。其余25款样本检出微量的基因改造大豆成分,大都低于定量限值。 全部检出含微量基因改造成分的样本都没有标示"含基因改造成分"或相关字眼。其中4款的基因改造成分足以被定量,含量由0.2%至1.1%.在上述4款被定量的样本中,两款豆浆附有"非基因改造"的标示。 昨日,家乐福、华润万家、百佳、吉之岛等广州大型超市负责人均表示,没有出售这两款豆浆。

  • 【分享】转基因食品问题综述

    摘要:近20年来,转基因食品不断问世,逐渐走上人们的餐桌,进入人们的食物链。由于转基因食品含有新的遗传物质和蛋白质因此,引起了世界各国极大关注。本文针对转基因食品的相关问题进行以下归纳和总结。  关键词:转基因食品定义现状前景  近20年来,转基因食品不断问世,逐渐走上人们的餐桌,进入人们的食物链。由于转基因食品含有新的遗传物质和蛋白质,因此,引起了世界各国极大关注。本文针对转基因食品的相关问题进行以下归纳和总结。  1转基因食品的定义  转基因食品又称基因改良食品或基因食品,是利用基因工程技术将一种微生物、动物或植物的基因植入另一种微生物、动物或植物中,接受一方由此而获得了一种它所不能自然拥有的品质。  2转基因食品的现状  1983年第一例转基因植物构建成功,1985年转基因鱼问世,从此揭开了转基因食品生产的序幕,并在短短的十几年取得了重大进展,各国已试种的转基因植物超过4500种,已批准商业化种植的近90种,目前常见的转基因食品有玉米、大豆、西红柿、油菜等。除转基因植物性食品外,还有转基因动物性食品,如乳制品、肉制品、海产品以及基因工程菌株等。据国际有关组织统计,全球转基因农作物的种植面积大幅度增长,1996年仅为170万公顷,2000年估计可达4420万公顷。2000年共有l3个国家种植转基因作物,分布于六大洲,其中美国占68%,阿根廷占23%,加拿大占7%,中国占1%。发展中国家转基因作物主要种植国除阿根廷、中国外,还有巴西、埃及、印度、和南非等,2000年转基因大豆占全球转基因作物种植面积的58%,其次是转基因玉米,转基因棉花居第三位。  目前,国外大量的转基因农产品已被直接或间接地制成人类食品。在美国和加拿大,软饮料、啤酒、早餐麦片都有含有转基因成分。美国甚至有60%的零售食品中含有转基因成分。涉及到蔬菜、谷类和饮料。英国的报告显示,该国超过7O00种的婴儿食品、面包,人造奶油、香肠、肉类产品和代肉食品等,可能含有经过基因改造的大豆副产品。我国从20世纪80年代末开始转基因食品的研究开发,近年来已取得突破性进展,如中国农业大学的耐贮转基因蕃茄;中国水稻研究所的转基因水稻;北京大学的抗病虫害蕃茄,甜椒等。据不完全统计,我国已有蕃茄、甜椒、抗虫棉等6个品种获准投入商业化生产。1999年我国转基因作物种植面积为30万公顷,品种以蔬菜和棉花为主,其种植面积仅次于美国、加拿大和阿根廷,居世界第四位。此外,我国还有l5种食用农产品的近百个品种正处于实验阶段。

  • 转基因检测讨论

    最近武汉检出转基因大米,大家对牛奶及相关行业转基因情况怎么看?

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