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药用海洋生物功能基因组研究
在资金有限和技术相对落后的情况下,如何开展我国的功能基因组研究,尽快进行具有资源优势的海洋生物功能基因组研究无疑是我国基因组研究领域赶超国际的突破口之一.结合现代基因组学的研究进展和发展趋势,以及我国传统中医药学研究和应用的基础,本文从一个新视角提出了开展药用海洋生物功能基因组研究的策略.为促进我国中医药的现代化和海洋生物肽类活性物质的研究提供了一个全新的思路和方向.本刊开辟"药学前沿"栏目,选登优秀的前沿药学研究论文,目的是活跃交叉科学和边缘学科在中药研究领域的碰撞,促进中药研究的发展.
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蛋白质组学技术对中医药研究的影响
应用蛋白质组学技术可以同时研究整个细胞甚至整个组织的全套蛋白质的功能、组成,多样性及其动态变化.这与中医理论对疾病认识的整体观有很多共同之处,因此蛋白质组学技术的广泛应用将对中医的证候研究与中药药理学研究有重要意义,并将为中药开发提供一个崭新的发展机遇.
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基因芯片技术在病毒学研究中的应用现状
随着科学技术的迅猛发展,生命科学研究正由结构基因组时代逐渐转向功能基因组时代.到目前为止,已有600多株病毒、100多种细菌和真菌的全基因组被破译,人类和多种动植物基因组计划也相继完成.现有的大量的基因组信息为研究不同基因在生命过程中所扮演的角色提供了可能.但是由于传统的技术已不能适应处理如此巨大信息的需要,建立新型研究分析方法显得尤为迫切.被美国科学促进会列为1998年度自然科学领域十大进展之一的基因芯片技术正是在这种需求下得到了飞速发展.
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孤儿G蛋白偶联受体研究进展
孤儿G蛋白偶联受体的研究意味着发现其尚未了解的内源性配体,是后基因组时代功能基因组学研究的热点之一,对生命科学的发展具有深远的影响.本文介绍孤儿G蛋白偶联受体的概念、研究策略及其应用.
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RNA干扰技术及其应用
近来研究发现,真核细胞内某些双链RNA能高效、特异地结合、降解互补mRNA,阻断特异基因的表达,介导高度序列特异性的基因沉默,导致细胞出现特定基因缺失的表型,此现象称为RNA干扰(RNA interference, RNAi),其中21~25nt大小的短双链RNA称为siRNA(small interfering RNA).siRNA与核酶复合体结合形成RNA诱导的沉默复合物(RNA-induced silencing complex. RISC).RISC通过碱基配对方式与靶mRNA结合,并在距离siRNA 3'端12个碱基的位置切割、降解靶mRNA.RNAi具有高效性和序列特异性,已经成为功基因组研究的有力工具,并且有可能在某些疾病如肿瘤等的基因治疗中发挥重要作用.
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基因组学和医学生物信息学(2)
生物信息学是在20世纪80年代随人类基因组计划(HGP)的启动而兴起的新学科,是生物科学与数学、统计学、物理学和化学、计算机科学和计算机技术相结合的综合性交叉学科,它的兴起立即渗透到医学基础与临床科学研究的各个领域之中.生物信息学的基本内容有对基因组研究的数据进行分析、综合、建立起数据库,研究设计生物信息的分析工具,建立起计算机网络,开展功能基因组的研究及建立功能和结构的模式,研究开发先进的基因学技术产品--基因芯片.每个基因芯片上含有40万个位点,每个位点代表一条DNA信息.生物信息学成为生命科学发展的重要工具.生物信息技术在人类疾病的病因、病机识别,基因与蛋白质的结构、功能、表达等方面的研究和发展中发挥关键作用,在基因、蛋白质缺陷的病理变化识别中起重要作用.
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利用噬菌体展示技术研究功能基因组和蛋白质-蛋白质相互作用——与酵母双杂交方法比较
近年来基因组测序工作已揭示了数以万计的新基因,但是这些基因序列的价值只有当这些数据被翻译成蛋白质功能的时候才能被了解.而蛋白质与蛋白质之间相互作用构成了细胞生化反应网络的一个主要组成部分,不仅可以从分子水平揭示蛋白质的功能,而且为我们更好地理解生命过程、疾病机制和新药开发等提供了一个很好的基础.
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基因表达谱分析平台的建立及在癫痫中的应用
癫痫是一种多基因遗传的复杂性疾病,癫痫的表型特征涉及多个基因序列和表达的改变以及多种因素对基因的修饰和调控作用.随着后基因组学(功能基因组)时代的来临,分子生物技术得到革新,基因表达谱分析技术迅猛发展,该技术逐步实现微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学等多学科交叉,为深入研究癫痫复杂的基因系统及基因调控网络提供了很好的方法及手段,对癫痫的基础研究具有重大的价值.
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生物芯片技术发展现状及应用前景
21世纪是生命科学的世纪,也是一个信息爆炸的时代.2002年6月26日首张人类基因图和测序计划(HGP)完成后;科学家们开始进入功能基因组,即"后基因时代"的研究.随蛋白组学研究与疾病相关基因和功能蛋白不断发现,出现了大量的生物信息和需要解决的医学问题.随之,现代生物技术,转入基因组学技术、蛋白组学技术、生物信息学、生物芯片技术、基因克隆、重组、表达技术,动物体细胞克隆技术等方面,其中引人关注的是生物芯片技术.生物芯片技术始于20世纪80年代后期,被评为1998年度世界十大科技进展之一,其概念源于计算机芯片.其成熟标志为全球掀起至今方兴未艾的技术研究和产业化生产的热潮.
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Omics 时代的到来:检验医学的新希望与新挑战
随着人类基因组计划的顺利完成,功能基因组(functional genomic)、蛋白质组学(proteomic)、代谢组学(metabonomics)、激酶组学(kinomic)、免疫基因组学(immunogenomics)、肿瘤免疫组学(cancer immunomics)、免疫组学(immunomics)、抗原组学(antigenome)、抗原表位组学(epitomics)等等组学(omics)研究相继开展,大量有关人类组织细胞结构、功能、代谢及分子间相互作用的信息被发现.所有这些omics研究的目标均是通过一组数据反映人体特定组织器官的功能、代谢等.
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基因芯片技术在胰腺疾病研究中的应用
随着人类基因组计划的提前完成以及分子生物学、分子遗传学等相关学科的迅猛发展,基因序列数据正在以前所未有的速度迅速增长.目前,已逐步进入了功能基因组时代,研究众多基因在生命过程中所担负的功能,尤其是与人类疾病相关的重要基因的功能,成了当前生命科学工作者共同的目标.与此相适应,分子生物学技术也得到了不断的改进和创新,基因芯片技术是近几年发展起来的一种生命科学和信息工程相结合的高新技术,并在医学和生物学领域得到了广泛的应用.在胰腺疾病的研究方面,基因芯片也发挥了独特的作用,极大地促进了对胰腺疾病病因、发病机制、临床诊断、治疗及预后等方面的深入研究.
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基于功能组学数据识别卵巢癌风险microRNA
目的 通过生物信息学与免疫组化实验相结合的方法,探讨新的卵巢癌发病相关microRNA (miRNA).方法 选取2004年1月至2006年3月间哈尔滨医科大学附属第一医院及哈尔滨医科大学附属第三医院收治的70例上皮性卵巢癌手术病例石蜡包埋样本,采用SP免疫组化法进行检测,设阴性对照组及阳性对照组,阳性反应观察采用双盲法.以Gene Ontology为功能组学背景,度量不同基因之间的功能相似性得分,根据得分综合排序,寻找卵巢癌风险miRNA.应用该方法对2 588个miRNA进行优化排序,通过免疫组化实验方法对风险miRNA在卵巢癌中调控位点进行证实.结果 优化后,卵巢癌相关miRNA如miR-200a/b/c排在前列,排序前10位miRNA中的大部分都在正常组织和卵巢癌组织中呈差异表达.miR-125a调控的人表皮生长因子-2(HER-2)呈高表达趋势.HER-2表达水平与临床分期,病理分级及存活时间显著相关,差异有统计学意义(P<0.05).结论 miR-125a通过调控HER-2影响卵巢癌的临床病理特征,可成为新的卵巢癌相关风险因子.
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发挥多学科协作优势,迎接人类后基因组时代的机遇和挑战
人类基因组计划是人类有史以来伟大的认识自身的世纪工程,经过全世界科学家的努力,今年已经完成工作草图,预计在2003年以前可以完成全部人类基因序列的分析.目前,我们已经进入了人类后基因组时代(human post-genome project era),在绝大多数人类基因序列已知的条件下,如何调整生命科学的研究战略和研究方向,是我们面临的新问题.目前,虽然97%的人类基因序列已经解析出来,但仍有约90%的人类基因不了解其功能,后基因组时代摆在我们面前的一个关键问题就是如何开展功能基因的研究和疾病基因的研究,如何将人类基因序列转变为对人类认识自身的知识,如何对这些基因加以利用, 从中寻找出可供开发的宝藏,使之能够造福于人类的健康.这些工作将花费远比基因序列分析更多的时间、更大的投入和更繁重的工作量,也更加具有挑战性,同时,也是我国生命科学创新性研究的新机遇.如果说,在以大规模基因测序为主的人类结构基因组学研究是以分子遗传学专家为主要力量的话,那么在功能基因组和疾病基因组研究则不能依靠单枪匹马的孤军奋战,必须发挥多学科、多领域实验室的相互协作,以大科学模式开展研究,这样才能取得真正意义的重要科学成果(图1).
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我国人类功能基因研究进展
2003年在纪念DNA双螺旋结构发表50周年之际,由美、英、日、法、德和中国科学家经过13年努力所绘制的人类基因组全序列图终于完成,以序列分析为主的人类基因组计划的目标已经实现。
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功能蛋白质组学研究
1 蛋白质组学产生的科学背景人类基因组计划(HGP)是由美国科学家于1985年率先提出的,1990年正式启动,目的是谱写出人类细胞内基因组的所有信息,经过10年时间,多国科学家共同努力,2000年6月28日科学家公布人类基因组"工作框架图",2001年2月12日,中、美、日、德、法、英六国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱和初步分析结果,这次公布的人类基因组图谱是在原工作框架图的基础上经过分析、整理、分类和排列后得到的.
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基因治疗的病毒性载体研究
基因治疗通常是指把遗传物质(DNA或RNA)引入到患者的细胞中,以达到治疗疾病的目的.1990年9月,美国科学家Anderson博士等人进行了首例基因治疗的临床试验.到目前为止,全世界范围内已经批准进行了400多个临床试验方案.1991年,复旦大学的薛京伦教授研究小组进行了我国第一例基因治疗临床试验.人类基因组的DNA序列工作框架图的完成,标志着功能基因组时代的到来,虽然目前基因治疗在有效性、可操作性和安全性等方面面临着不少问题,但我们有理由相信,在不远的将来必会产生突破性的进展并带来具有深远意义的医疗革命.
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气的当今认识--乃功能基因组合
气是中医学重要理论基础之一,但它的定义却十分困难,它有极其广泛的意义,其内涵相当模糊,其外延范围无穷.
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基因芯片技术在肾脏病领域中的应用展望
人类全基因组的核苷酸序列分析将在2003年完成,目前已进入了功能基因组时代[1] .随着基因物理图谱的完成,深入了解基因的功能成为分子科学家的主要任务.人类基因组DNA由30亿个核苷酸组成,共含有约10万个基因[2].在这些已知序列的基因中 ,目前有四分之三的基因功能尚未查明.传统的杂交技术已无法胜任这一庞大的研究工作. 基因芯片技术就是在这样的情况下应运而生的.基因芯片也称为基因微矩阵(Microarray), 是近几年发展起来的一项前沿生物技术[3].它是指将大量探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息,来研究靶基因的生物学功能.它具有灵敏度高、精确度好、快速高效的特点,尤其适用于大规模基因功能研究.自其问世已来,已广泛应用于生命科学的多个领域 [4].
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致病微生物和宿主相互作用的研究进展
新老传染病的流行和再现,病原微生物的变异和致病机制更加复杂和多样化.因此,迫切需要我们从更深层次去了解和研究它们,为临床治疗中寻找更灵、敏特异的诊断分型手段,发展高效的基因工程疫苗及筛选新型药物提供了线索和保障.感染性疾病是病原体与宿主相互作用的结果.转录组学和蛋白质组学已经发展成为两种成熟的方法,并广泛地运用于致病微生物感染宿主细胞的致病机制的研究.对宿主细胞基因表达谱的研究,可以了解宿主是如何抵抗致病微生物的入侵.传统蛋白质组学研究方法,采用亚细胞蛋白质组学来分析特异性的细菌入侵过程.两种方法相互补充,结合功能基因组学技术,如RNA干扰技术,为进一步阐明致病微生物-宿主相互作用的机制奠定基础.
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当今证候基因组研究的反思以及功能基因模块的运用
证候研究只有必须结合基因组结合当代分子生物学,才能揭示出中医证候的本质,论证中医学的科学性,证候的研究必须在现在证候基因组学研究的基础上采取跨越式的前进方式;从证的单个基因、个别基因、多个基因的孤立基因研究积累中,走向集约化、基因功能模块化的研究,在基因功能模块中去发现证候的内在本质,继而论证证候理论的正确性;"证乃一类功能基因组",证是一类功能基因组的相互调控的外在表现,是一组基因功能模块的相互调控关系的综合.证候基因组学应该走模块化道路.