一个新的时代正在到来

＂凡物各自有根本,种禾终不生豆苗＂,生物的各种性状皆与基因密切相关。然而,不同物种的亲代与子代之间、子代的个体之间,却又绝对不会完全相同。一个高等生物的个体中,不同类型的细胞中含有相同的DNA遗传信息,但是它们却具有不同的生物学功能。     

转基因技术

地球上的生物是多种多样的，大到恐龙、鲸鱼，小到细菌、病毒。然而它们都有一个共同点，就是几乎都以DNA（或RNA）来储存遗传信息，而且这些生物的DNA基本结构是相同的。在这样的基础上，现代生物工程技术可以使人们像连接不同颜色的绳索一样把不同生物的DNA连接到一起。转基因技术与细胞信息的改变有关，简单地说就是将一种物种的目标基因人工地植入到另一物种的细胞内，从而使被植入细胞的原有信息发生部分改变，被植入物种的遗传特性发生变化。转基因作物在认定的操作下稳定整合有这种外来DNA（基因）的作物。这一过程通常也叫作…     

组学时代的表观遗传学研究的机遇和挑战

表观遗传学(epigenetics)是诠释可遗传的基因表达记忆的建立和细胞代间传递的、而并非由DNA排序决定的机制的一门学科。从有着深刻内涵的生物学过程: 生殖, 发育, 老年化和重大疾病着手,解读这一位于基因型和表型之间乃至基因型和环境关联之间信息界面的组构和运营规律是今天生命科学研究的核心内容。以高信息量技术为依托, 以发现(discovery)而非假设(hypothesis)驱动的组学时代的研究模式已赋予传统表观遗传学研究以新的活力。美国已启动的1.9亿美元/5年的表观遗传组学NIH路标图计划和全球筹化中的正常与疾病表观遗传组学计划必将推动表观遗传信号、机制和生物学效应进程的诠释, 继而对生物医学和现代化农业的发展给予有力的推动,同时赋予小科学研究的组学化特征。可以预期,系统全面的表观遗传学研究会对个性化医学、干细胞技术为基础的再生医学、环境医学和优良性状、高产经济物种的培育等关键生物学问题提供解决方案。我们应充分发挥优势, 抓住表观遗传 (组)学中核心的生物学问题, 开展有原始创新并能对国计民生发生巨大影响的科学研究。     

浅析生物细胞工程的现状及未来展望

生物细胞工程主要是对生物学与细胞之间的理论关系进行说明,它可以让人们根据自己的预想来通过试验进行验证,从而对细胞中的遗传物质进行改变,进而获取新的细胞,培育出人们的所需要物种,这是一种综合性的生物科学技术,与基因工程一样发展在最新技术的前沿。生物细胞工程在生活和实践中都具有非常广泛的应用,并且随着转基因生物的问世,将会在人类生活中展示出更大的作用,具有很大的发展前景。     

生物设计大有可为——记中科院天津工业生物技术研究所马红武

正2010年,由克雷格·文特(Craig Venter)带领的研究小组成功创造了世界上第一个由纯人工合成DNA编码的细菌物种——"Synthia"。标志着方兴未艾的合成生物学研究达到了一个新的里程碑。与传统生物学通过不断深入剖析生命体以研究其基本组件的办法不同,合成生物学是从最基本的组件开始重组生命体。马红武早在2006年在英国爱丁堡大学指导学生参加国际合成生物学竞赛i G E M时就已开始从事合成生物学研     

宇宙是个细胞

生物是以细胞为单位的,而几乎每个细胞都能够独立地完成自己所有的生命活动,许许多多个细胞才组成一个生物个体。由此我做出了一个大胆的猜想:宇宙并不是唯一的,在它之外有一个比它大的多的空间──超宇宙。在超宇宙中,我们所生存的宇宙,仅仅是超宇宙的一个"细胞"而已。不同的宇宙之间就像细胞与细胞之间是有间隙的,并不是紧挨着,只是宇宙之间是"零能空间",在零能空间中没有能量,只有在宇宙的内部才携带着能量。     

以分子生物学技术和现代遗传学原理为基础探取“生命”信息--生命条形码南方中心

生命条形码技术是近二十年来兴起的一门以分子生物学技术和现代遗传学原理为基础进行物种准确辨识的技术,相当于生物学界的“分子诊断技术”。其原理是自然界中的每个物种自身具有的一小段DNA序列,该序列与其他物种都有显著的不同,但物种内部的差异极小,因此该序列被形象地称之为“DNA条形码”。以DNA条形码进行物种鉴别的技术就是生命条形码技术。     

细胞凋亡与坏死的转换开关

<正>当细胞接受到生理或病理信号时,会做出相应的反应从而最大可能地维护生命体的正常功能。细胞死亡是这类反应中的一个,它的调控在个体发育及维护生命个体正常功能上起着很大的作用。因此,细胞死亡的机制是现代生物学的一个研究热点。细胞的死亡可以以不同的方式进行。细胞的死亡方式不同往往会导致不同的生物学效应。厦门大学韩家淮实验室近期的工作发现细胞的死亡方式之间可以转换,而此转换受能量代谢调控的影响。     

基于时间序列的DNA特征分析

生物与生态构成的统一整体称为生态系统,在这个系统中,生物与环境相互影响、相互制约,并形成了相对稳定的生态平衡状态。对不同物种的生物信息进行研究具有重大意义。生物信息学的主要研究对象由DNA、RNA和蛋白质分子构成,这些大分子中含括了物种进化和遗传的所有信息。其中DNA里的线粒体是生物系统研究中应用最为广泛的遗传物质之一,具有进化速率快,在遗传过程不发生基因重组、倒位、易变等突变,严格遵守母系遗传方式的特点。本文中对于30个哺乳动物的线粒体DNA进行研究,利用短记忆ARIMA模型做出详细阐述,概述了线粒体DNA携带mtDNA的一般属性。我们首先对于30个物种随机抽取5个物种的线粒体DNA(位置4,70个碱基)的碱基序列,对其进行时序化;然后利用ARIMA模型进行模型识别、参数估计、模型诊断(检验及优化)、进行预测(碱基位置71-75)。结果表明:在短记忆模型ARIMA(p,q)模型高度显著拟合下,其作为合适的时间序列模型能帮助我们挖掘DNA序列中的未知特性。     

浅谈系统发育分析方法

生物物种的多样性的价值越来越被人们所认识与利用。生物多样性的原因是生物进化的过程中,物种和物种之间、物种和无机环境之间共同进化形成的结果。对生物进行系统发育分析可以发现它们之间的亲缘关系及进化过程,使我们对其的利用更具针对性。重建生物类群的系统发育树已经成为生物信息学中一个十分重要的研究内容,并日益受到广泛的关注。本文综述了系统发育分析的各种研究方法以及生物信息学在其中的应用,并对生物信息学中所采用的研究生物进化关系的方法进行了比较,分析了其在生物信息学的发展趋势。     

生物多样性保护与利用的主要研究方向

生物多样性是有机界一个无所不包的术语，系指一个生态系统、一个区域乃至整个地球物种（包括动物、植物和微生物）丰富的均匀的程度。它既包含生物之间以及生物与环境之间复杂的相互关系的含义，也反映一个区域的发展规划是否符合客观规律的重要樗。可从遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个不同水平来研究和分析其基本特点，当然，不同水平研究的关系是非常密切的。本文主要介绍其当前的基本情况、研究的战略思想、目标和主要研究内容，以期引起有关方面的重视，组织力量开展研究。     

趣谈基因相似性:你和猪之间只差十条蚯蚓?

正"你真是头猪"这句经常作为朋友之间调侃的话,近些年来被越来越多的科学研究证明可能真有几分道理。科学家将猪的基因组与人的基因组进行相似性比对后发现,它们之间有极高的相似性。也就是说,人和猪确实"共享"了很多基因。生物基因组间的相似与不同构成了千姿百态的生物界,难解的DNA编码犹如天书一般,让物种的命运从出生时就被注定。在动植物界,有很多物种与人类的基因组存在相似性。这其中既有黑猩猩一类灵长目近亲,也有酵母、香蕉等与人类完全不搭界的物种。有哪些物种的基因组与人类基因组相似性较高?这种相似性产生的原因是什么?研究不同物种间的基因相似性又有什么用呢?     

关于我国生物多样性保育工作的若干思考

生物多样性保育是当前国际生物学研究和实践的重要领域。生物多样性的概念涵盖各种各样的生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关联的各种生态过程的多样性的总和。一般来讲它体现在基因、物种、生态系统和景观 (由不同生态系统构成的空间单元 ,不同于地理学的景观概念 )四个层次 ,也就是说 ,包括所有的植物、动物、微生物种 (物种多样性 )及其遗传信息 (基因多样性 )以及生物体与生存环境一起集合形成的不同等级的复杂系统。一个国家或区域的生物多样性的高低 ,或通常所说的生物多样性丰富的程度 ,就是指上述四个层次上拥有的多样性的…     

生物为何只有两种性别？

从理论上讲,一种生物可以有多种性别。事实上,有种黏液霉菌就有13种“性别”。但这些多性别的物种很稀有,大多数物种都只有雌性和雄性两种性别。生物为什么大多只有两种性别呢?近年有人提出了一种合理解释,认为这是基因组“争斗”的进化妥协结果。在有性生殖中,基因都是通过不同性别的生殖细胞融合,重新组合成为一个整体。这样,来源于不同细胞的线粒体基因组或叶绿体基因组为了各自的利益、为了更多地复制,就有可能会产生一些可以“消灭”来自另一个细胞的线粒体或叶绿体的变异。这种细胞器官的“互相残杀”将会导致整个细胞的灾难。生物为…     

金花茶组植物保育生物学方面较为系统、完整的专著 ——《珍稀濒危植物金花茶保育生物学研究》

保育生物学是一门年轻的综合性学科,是研究生物多样性保护的科学,目标是评估人类对生物多样性的影响,提出防止物种灭绝的具体措施,是基础科学与应用科学的综合,是自然科学与社会科学的交叉,其重要内容之一就是加强对珍稀濒危物种的研究和保护.我国是生物多样性特别丰富的国家,也是生物多样性受到威胁最为严重的国家之一.濒危物种是生物多样性的重要组成部分,是人类的宝贵财富,但由于自然与人为等原因,植物种质的消失日趋严重.因此保护珍稀濒危植物刻不容缓,而开展珍稀濒危植物保育生物学的研究对于促进生物多样性的保护具有重要意义.     

摆脱性的束缚——动物的孤雌生殖

在自然界中,有一些能行有性生殖的动物,其卵子不经受精便能孵化,并单独发育成子代,这生殖方式就叫做“孤雌生殖”,也叫“单性生殖”。在这些物种中,雄性似乎是多余的,或者它们是退化的,或者就根本没有雄性。     

生物多样性与人类资源

所有生物,包括人类,都需要同样的基本资源赖以生存。通过对控制生物多样性自然过程的了解,可以最大程度地缓解人类利用这些资源与保护生物多样性的潜在矛盾和冲突。保护地球上某些物种可能不需占用农业生产用地,而保护另一些物种却需要某种形式的经济支持,以协调人类需要与物种保护之间的关系。     

克隆技术又有新突破 牛卵子可孕育猪胚胎

美国《洛杉巩时报》1月19日报道,威斯康星一麦迪逊大学的科学家们利用牛的卵子作孵化器,成功地克隆出包括录长目动物在内的5个不同的物种。伦理学专家们预计,这项试验将会加剧国际上围绕克隆人问题展开的争论。这些新的研究结果表明,某个物种的未受精卵可以同取自许多种动物的成熟细胞相结合。研究人员承认,到目前为止,所有的克隆体都以流广告终。威斯康星州的这些科学家尚不知道,这种试验结果是表明他们需要改进技术,还是作为生物学的一个根本问题,自然法则拒绝他们的创造努力。但是,生殖生物学领域好几位专家说,威斯康星州的这…     

在实验室“人造物种”

虽然"人造物种"对大部分人来说还是一个新鲜的话题,但在生物学界已经是炙手可热的研究新领域。人造物种不同于克隆生物,它是将基因片断人为地重新组合,并培育成一个可以自我生存、繁殖的崭新生命体,可以说是一个完全人为创造的新物种。科学家们表示,他们认为人造生命在本质上应该具备以下三个方面的基本要素:第一,必须有一种薄膜型容器(细胞膜)来容纳细胞物质;第二,要能进行新陈代谢,即细胞结构内营养物质的补充及更新能力;第三,具有自己的基因,基因是细胞构造必需的生物学规则,它必须能够遗传给下一代,并随着周围环境的变化而自我调整,也就是说要具有一定的适应性。到目前为止,科学界还没有公布一个可以称为人造物种的生物被成功发明,一切还都处于实验探索阶段,而首先进入科学家视线的目标就是那些生命构成最简单的细胞和微生物。     

伯格曼法则在北极

生物学家伯格曼,把不同地方的生物个体进行比较时,发现了一个非常有趣的现象,即同一物种,在越冷的地方,个体就愈大,而且愈接近于圆形。这就是伯格曼法则。他认为,其原因可能有二：一是因为,寒冷的气候不仅能够延缓恒温动物的生长速度,