Ⅰ 人類基因組計劃到目前為止有哪些成果
現代遺傳學家認為,基因是DNA(脫氧核糖核酸)分子上具有遺傳效應的特定核苷酸序列的總稱,是具有遺傳效應的DNA分子片段。基因位於染色體上,並在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代,還可以使遺傳信息得到表達。
人類只有一個基因組,大約有5-10萬個基因。人類基因組計劃是美國科學家於1985年率先提出的,旨在闡明人類基因組30億個鹼基對的序列,發現所有人類基因並搞清其在染色體上的位置,破譯人類全部遺傳信息,使人類第一次在分子水平上全面地認識自我。計劃於1990年正式啟動,這一價值30億美元的計劃的目標是,為30億個鹼基對構成的人類基因組精確測序,從而最終弄清楚每種基因製造的蛋白質及其作用。
人類基因組計劃(Human Genome Project,HGP)於1990年正式啟動,其主要目標有:識別人類DNA中所有基因(超過10萬個);測定組成人類DNA的30億鹼基對的序列;將這些信息儲存到資料庫中;開發出有關數據分析工具;致力於解決該計劃可能引發的倫理、法律和社會問題。
經過多國科學家的共同努力,1999年11月23日,美國國家科學院的官員和參加人類基因組計劃的科學家們慶祝人類基因組計劃公眾DNA測序工作完成第10億個鹼基對的測定。12月1日,一個由英、美、日等國科學家組成的研究小組宣布,他們已經破譯了人類第22對染色體中所有(545個)與蛋白質合成有關的基因序列,這是人類首次了解了一條完整的人類染色體的結構,它可能使人們找到多種治療疾病的新方法。
研究顯示,第22對染色體與免疫系統、先天性心臟病、精神分裂、智力遲鈍和白血病以及多種癌症相關。完成對第22對染色體的測定將對這些疾病的早期診斷和治療起到幫助作用。這一成果是宏大的人類基因組計劃的一個里程碑。
我國在1993年啟動了相關研究項目,近兩年又在上海和北京相繼成立了國家人類基因組南、北兩個中心。1 999年7月,我國在國際人類基因組注冊,承擔了其中1%的測序任務,此舉標志著我國已掌握生命科學領域中最前沿的大片段基因組測序技術,在結構基因組學中佔了一席之地。
人類基因組計劃是當代生命科學一項偉大的科學工程,它奠定了21世紀生命科學發展和現代醫葯生物技術產業化的基礎。原計劃用15年時間即到2005年完成30億鹼基對全部序列測定,但由於它在科學上的巨大意義和商業上的巨大價值,使得這一計劃完成時間一再前提。1998年對原計劃進行了修改,准備提前兩年即2003年3月完成測序工作。有關人士認為,從商界介入人類基因組力度看,估計完成時間還會再提前。(
Ⅱ 基因工程有那些應用成果
1)植物基因工程成果:抗蟲轉基因植物(抗蟲棉是轉入Bt毒蛋白基因培育的) 抗病轉基因植物(病毒外殼蛋白基因、病毒復制酶基因) 抗逆轉基因植物(生物的抗性基因)轉基因改良植物(營養價值、實用價值、觀賞價值) (2)動物基因工程成果:提高動物生長速度(外源生長激素基因) 改善畜產品的品質 轉基因動物生產葯物(牛、山羊等動物乳腺生物反應器中表達了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素、α-抗胰蛋白酶) 轉基因動物作器官移植的供體(導入調節因子,抑制抗原決定基因表達或除去抗原決定基因培育沒有免疫排斥反應的轉基因克隆器官) 基因工程葯物(利用轉基因工程菌生產細胞因子、抗體、疫苗等)
Ⅲ 基因工程最近幾年的研究成果有哪些
2013年諾貝爾生理學獎,IPS細胞
Ⅳ 基因的研究成果
從孟德爾定律的發現到現在,一百多年來人們對基因的認識在不斷地深化。
基因的分離定律
1866年,奧地利學者G.J.孟德爾在他的豌豆雜交實驗論文中,用大寫字母A、B等代表顯性性狀如圓粒、子葉黃色等,用小寫字母a、b等代表隱性性狀如皺粒、子葉綠色等。他並沒有嚴格地區分所觀察到的性狀和控制這些性狀的遺傳因子。但是從他用這些符號所表示的雜交結果來看,這些符號正是在形式上代表著基因,而且至今在遺傳學的分析中為了方便起見仍沿用它們來代表基因。 20世紀初孟德爾的工作被重新發現以後,他的定律又在許多動植物中得到驗證。1909年丹麥學者W.L.約翰森提出了基因這一名詞,用它來指任何一種生物中控制任何性狀而其遺傳規律又符合於孟德爾定律的遺傳因子,並且提出基因型和表現型這樣兩個術語,前者是一個生物的基因成分,後者是這些基因所表現的性狀。 1910年美國遺傳學家兼胚胎學家T.H.摩爾根在果蠅中發現白色復眼 (white eye,W)突變型,首先說明基因可以發生突變,而且由此可以知道野生型基因W+具有使果蠅的復眼發育成為紅色這一生理功能。1911年摩爾根又在果蠅的 X連鎖基因白眼和短翅兩品系的雜交子二代中,發現了白眼、短翅果蠅和正常的紅眼長翅果蠅,首先指出位於同一染色體上的兩個基因可以通過染色體交換而分處在兩個同源染色體上。交換是一個普遍存在的遺傳現象,不過直到40年代中期為止,還從來沒有發現過交換發生在一個基因內部的現象。因此當時認為一個基因是一個功能單位,也是一個突變單位和一個交換單位。 40年代以前,對於基因的化學本質並不了解。直到1944年 O.T.埃弗里等證實肺炎雙球菌的轉化因子是DNA,才首次用實驗證明了基因是由DNA構成。 1955年S.本澤用大腸桿菌T4噬菌體作材料,研究快速溶菌突變型rⅡ的基因精細結構,發現在一個基因內部的許多位點上可以發生突變,並且可以在這些位點之間發生交換,從而說明一個基因是一個功能單位,但並不是一個突變單位和交換單位,因為一個基因可以包括許多突變單位(突變子)和許多重組單位(重組子)(見互補作用)。 1969年J.夏皮羅等從大腸桿菌中分離到乳糖操縱子,並且使它在離體條件下進行轉錄,證實了一個基因可以離開染色體而獨立地發揮作用,於是顆粒性的遺傳概念更加確立。隨著重組DNA技術和核酸的順序分析技術的發展,對基因的認識又有了新的發展,主要是發現了重疊的基因、斷裂的基因和可以移動位置的基因。
基因有兩個特點,一是能忠實地復制自己,以保持生物的基本特徵;二是基因能夠「突變」,突變絕大多數會導致疾病,另外的一小部分是非致病突變。非致病突變給自然選擇帶來了原始材料,使生物可以在自然選擇中被選擇出最適合自然的個體。 含特定遺傳信息的核苷酸序列,是遺傳物質的最小功能單位。除某些病毒的基因由核糖核酸(RNA)構成以外,多數生物的基因由脫氧核糖核酸(DNA)構成,並在染色體上作線狀排列。基因一詞通常指染色體基因。在真核生物中,由於染色體都在細胞核內,所以又稱為核基因。位於線粒體和葉綠體等細胞器中的基因則稱為染色體外基因、核外基因或細胞質基因,也可以分別稱為線粒體基因、質粒和葉綠體基因。 在通常的二倍體的細胞或個體中,能維持配子或配子體正常功能的最低數目的一套染色體稱為染色體組或基因組,一個基因組中包含一整套基因。相應的全部細胞質基因構成一個細胞質基因組,其中包括線粒體基因組和葉綠體基因組等。原核生物的基因組是一個單純的DNA或RNA分子,因此又稱為基因帶,通常也稱為它的染色體。 基因在染色體上的位置稱為座位,每個基因都有自己特定的座位。在同源染色體上占據相同座位的不同形態的基因都稱為等位基因。在自然群體中往往有一種佔多數的(因此常被視為正常的)等位基因,稱為野生型基因;同一座位上的其他等位基因一般都直接或間接地由野生型基因通過突變產生,相對於野生型基因,稱它們為突變型基因。在二倍體的細胞或個體內有兩個同源染色體,所以每一個座位上有兩個等位基因。如果這兩個等位基因是相同的,那麼就這個基因座位來講,這種細胞或個體稱為純合體;如果這兩個等位基因是不同的,就稱為雜合體。在雜合體中,兩個不同的等位基因往往只表現一個基因的性狀,這個基因稱為顯性基因,另一個基因則稱為隱性基因。在二倍體的生物群體中等位基因往往不止兩個,兩個以上的等位基因稱為復等位基因。不過有一部分早期認為是屬於復等位基因的基因,實際上並不是真正的等位,而是在功能上密切相關、在位置上又鄰接的幾個基因,所以把它們另稱為擬等位基因。某些表型效應差異極少的復等位基因的存在很容易被忽視,通過特殊的遺傳學分析可以分辨出存在於野生群體中的幾個等位基因。這種從性狀上難以區分的復等位基因稱為同等位基因。許多編碼同工酶的基因也是同等位基因。 屬於同一染色體的基因構成一個連鎖群(見連鎖和交換)。基因在染色體上的位置一般並不反映它們在生理功能上的性質和關系,但它們的位置和排列也不完全是隨機的。在細菌中編碼同一生物合成途徑中有關酶的一系列基因常排列在一起,構成一個操縱子(見基因調控);在人、果蠅和小鼠等不同的生物中,也常發現在作用上有關的幾個基因排列在一起,構成一個基因復合體或基因簇或者稱為一個擬等位基因系列或復合基因。
Ⅳ 在基因功能研究領域,近10年來有哪些新的研究成果
人類基因組計劃引發的後基因組時代到來
高通量生物分析技術(如基因晶元,蛋白質組學等)
RNA科學的復興:大量非編碼RNA小分子的發現,對基因組的功能起到調控作用
幹細胞技術
克隆技術
Ⅵ 我國基因研究的成果意義是什麼
以破譯人類基因組全部遺傳信息為目的的科學研究,是當前國際生物醫學界攻克的前沿課題之一。據介紹,這項研究中最受關注的是對人類疾病相關基因和具有重要生物學功能基因的克隆分離和鑒定,以此獲得對相關疾病進行基因治療的可能性和生產生物製品的權利。
人類基因項目是國家「863」高科技計劃的重要組成部分。在醫學上,人類基因與人類的疾病有相關性,一旦弄清某基因與某疾病的具體關系,人們就可以製造出該疾病的基因葯物,對人類健康長壽產生巨大影響。據介紹,人類基因樣本總數約10萬條,現已找到並完成測序的約有8000條。
近些年我國對人類基因組研究十分關注,在國家自然科學基金、「863計劃」以及地方政府等多渠道的經費資助下,已在北京、上海兩地建立了具備先進科研條件的國家級基因研究中心。同時,科技人員緊跟世界新技術的發展,在基因工程研究的關鍵技術和成果產業化方面均有突破性的進展。我國人類基因組研究已走在世界先進行列,某些基因工程葯物也開始進入應用階段。目前,我國在蛋白基因的突變研究、血液病的基因治療、食管癌研究、分子進化理論、白血病相關基因的結構研究等項目的基礎性研究上,有的成果已處於國際領先水平,有的已形成了自己的技術體系。而乙肝疫苗、重組α型干擾素、重組人紅細胞生成素,以及轉基因動物的葯物生產器等10多個基因工程葯物,均已進入了產業化階段。
Ⅶ 科學家對功能基因組研究取得了什麼成果
番茄功能基因組主要進行基因的鑒定分離、克隆、測序、結構分析、功能分析等研究,其目的在於更為全面深入地認識基因、利用基因和操縱基因以最終服務於人類。在植物中擬南芥、玉米、水稻的全面的測序工作已經完成或趨於完成。番茄基因組計劃剛開始實施,預計在今後的幾年內會順利完成,屆時將對番茄基因的定位、克隆、結構、功能分析和分子標記輔助育種等產生巨大的促進作用。目前在番茄中已利用依圖譜方法克隆、T-DNA克隆等方法,克隆了以下與番茄育種關系密切的基因:
抗番茄病毒病的基因:Tm、Tm-2;抗葉霉病的基因:Cf-2、Cf-4、Cf-5、Cf-9;抗細菌性斑點病的基因:Pto;抗根結線蟲的基因:Mi;與果實顏色和類胡蘿卜素代謝有關的基因:Del、B、og、og、HP、dg、T。
除質量性狀基因外,眾多研究者還從秘魯番茄(S.arcanum LA1708)、多毛番茄(S.habrochaites LA1777)、小花番茄(S.neorickii LA2133)等20多個野生番茄中鑒定和分離了2000多個QTL,其中有40個與產量有關,54個與果實顏色有關,100多個與可溶性固形物有關,1000多個與果實硬度、大小、形狀、成熟期、甜度、酸度、黏性等有關,一些主效QTL的近等基因系(QTL-NILs)或亞近等基因系(sub-NILs)也被建立。隨後,低產QTL fw2.2和高可溶性固形物QTL Brix9-2-5相繼被克隆,從而實現了利用野生番茄種質資源進行番茄遺傳育種的一個新的跨越。
Ⅷ 介紹一項基因研究及其創新的科技成果(如轉基因技術),並說明其在人類生產生活中的作用。
轉如抗病毒基因的西紅柿,人食用後會增強對病毒的抵抗力。如樊代明教授曾培育過「抗乙肝病毒基因」的作物用來抵抗乙肝病毒。但這些還並沒有真正應用,是未來發展的方向。
轉基因最常見的是糧食自身有抗蟲性,如轉移因抗蟲玉米,這種玉米表達抗蟲蛋白,蟲子吃後會死掉,故能減少農葯用量,且對人體無害。
Ⅸ 什麼是人類基因組計劃人類基因組計劃的成果有哪些
一個生物體內所有基因的總和就是基因組。只有破譯了所有基因的秘密,才能從根本上探索生命的本質。科學家們認為,通過測定人類的基因,了解基因的功能,可以為治療和預防癌症、心臟病等疑難疾病提供新的途徑。所以繼原子彈爆炸和阿波羅登月之後,人類又一項宏偉的科學工程——人類基因組計劃,由美國科學家於1985年率先提出,美、英、法、德、日和我國科學家共同參與,於1990年正式啟動。這一計劃耗資30億美元,旨在為30多億個鹼基對構成的人類基因組進行精確測序,繪制一張完整的人類基因圖,並解讀出其中所包含的生命信息,為從基因層面上有效的控制疾病,延緩衰老提供可能。
Ⅹ 最新的生物研究成果
生物通綜合:近期,我國生物領域研究取得了一些重要成果:中科院重離子束治癌技術即將進入臨床治療、雲南大學人類遺傳學研究中心發現三個疾病相關基因、華中農大轉基因棉通過鑒定。此外,青島大學中美幹細胞與再生醫學中心揭牌,河北省也有了首家植物分子育種中心。
雲大發現高血壓等三個疾病相關基因
中國少數民族DNA庫項目負責人、雲南大學人類遺傳學研究中心主任肖春傑今日在接受記者采訪時稱,他們最新從中國首個少數民族DNA庫中研究發現神經纖維瘤 、高血壓、多指(趾)等三個疾病相關基因。此發現意味著在不久的將來罹患這三種疾病者可以根據其基因而「對症下葯」。
據了解,不久前在此間的雲南大學建成的中國首個少數民族DNA庫擁有除高山族外的中國五十四個少數民族的DNA樣品,覆蓋了全中國十六個省和雲南十四個地州的八千多份DNA樣品,是目前國內外樣品量最大、收集民族最齊全的基因庫。
肖春傑教授稱,其在研究中就揭示了雲南二十五個少數民族Y-DNA(父系遺傳)、mtDNA(母系遺傳)和常染色體上共四十七個已知位點的基因頻率或單倍群頻率。此外還發現七種新單倍群;發現摩梭人的父系遺傳結構與雲南藏族最接近,而母系遺傳結構最接近麗江納西族,提出其形成原因可能是摩梭人母系社會中的走婚制度,並確定了高血壓、多指等疾病相關基因。
他說,雲南為人類遺傳學家提供了得天獨厚的研究材料,基因庫建成後,國內外知名學者紛紛而至,力圖在少數民族基因中尋找不同的遺傳結構特點和多態性,且希望在雲南少數民族基因庫基礎上,擴建一個包括疑難病症家系在內的隔離人群基因庫。
目前,人類已肯定的單基因遺傳疾病和性狀已達六千六百多種,另外還有眾多的多基因遺傳病如冠心病、高血壓、糖尿病、癌症、自身免疫性疾病等,以及至少三千多種不同方式的染色體異常引起的染色體病尚待研究。
肖春傑表示,今後還要加大收集量,要建成全中國資源共享的資料庫,把全國所有的疾病基因家系全部集中起來,對患者做到真正的「對症下葯」。
我國重離子束治癌技術即將進入臨床治療
我國重離子束治癌技術即將進入臨床治療
中國科學院近代物理研究所基於蘭州重離子加速器的淺層腫瘤治療裝置最近建成,已進行了動物試驗、技術鑒定並制定了治療計劃,目前正在辦理進入臨床治療的報批手續。中科院近代物理研究所負責人詹文龍透露,這套裝置投入使用後,我國將成為世界上第4個具備重離子治癌能力的國家。
重離子就是比元素周期表上2號元素重並被電離的粒子。詹文龍說,利用重離子束治療腫瘤,對健康組織損傷最小,對腫瘤療效最佳,可以准確進行適形照射,精確控制和嚴格監測照射劑量,是迄今最理想的放射療法。「重離子束在物質中的劑量損失集中於射程末端,這種物理學特性使之成為治療腫瘤的理想方法。」
中科院近代物理研究所醫學物理課題組負責人、研究員張紅透露,世界上許多有重離子加速器的國家都傾注了大量的人力和物力,進行重離子束治癌裝置的建造和治癌基礎及臨床應用研究,使得重離子束治癌成為放射治療領域的前沿性研究熱點。
詹文龍表示,重離子治癌仍屬研發階段,還有一些基礎問題、技術與方法問題需要進一步探索和研究。
華中農業大學新型轉基因強生根棉項目通過鑒定
華中農業大學新型轉基因強生根棉項目通過鑒定
華中農業大學植物科技學院教授楊業華等主持的"Rol轉基因強生根棉的培育及棉花轉基因技術創新"項目,2004年12月通過湖北省武漢市科技局主持的專家鑒定。鑒定專家認為,該研究所創建的技術平台具有較強操作性,具有很好的應用前景;成果總體達到國內領先水平,其中直接轉化幼芽成苗的方法為國際先進。
為改善棉種性狀、降低栽種"門檻",專家設想將源於發根農桿菌的"人工重組生根基因"(rol基因)轉移到栽培的陸地棉品種中,以增強棉花的生根能力和改善其根系發育狀況,解決棉花移栽難以成活、緩苗期長、後期易早衰的問題。對南方棉區而言,甚至能直接省去營養缽育苗的移栽工序,從而大幅度提高棉花產量,大量節約勞力和生產成本。
"Rol轉基因強生根棉的培育及棉花轉基因技術創新"被列為武漢市科技攻關項目"植物轉基因技術研究與利用"下屬子課題立項後,楊業華教授等通過研究攻關,創建了以根癌農桿菌介導的棉花轉基因技術平台,通過直接轉化幼芽成苗的方法,繞過了傳統方法的技術難點,縮短了獲得轉基因棉花植株的時間。
基於這一方法,研究者將rol生根基因轉化陸地棉品種,獲得了生根抗病豐產品系、生根抗蟲豐產品系、優質纖維品系和rolB轉基因雄性不育系等一系列具有重要應用價值潛力的棉花轉基因材料。培養出三個高產優質、纖維品質好、皮棉產量高、具有應用價值的轉基因棉花新品系。同時還獲得了rolB轉基因雄性不育性新材料。
青島大學中美幹細胞與再生醫學中心揭牌
青島大學中美幹細胞與再生醫學中心揭牌
一些常見病、疑難病的治療又有了新途徑。今天上午,由青醫附院和美國得克薩斯大學健康科學中心聯合出資建立的青島大學中美幹細胞與再生醫學中心在青醫附院正式揭牌,重點研究心腦血管疾病、神經系統疾病等幹細胞治療技術。
據了解,該中心內設立了分子生物學研究室、生化研究室、幹細胞研究室、幹細胞低溫保存庫、導管室等機構,重點研究幹細胞體外建系和定向誘導技術,及內分泌代謝性疾病、心腦血管疾病、神經系統疾病等幹細胞治療技術。
河北省建首家植物分子育種中心
河北省建首家植物分子育種中心
昨天上午,由中科院遺傳與發育生物學研究所、石家莊市農科院、省農林科學院共建的「中科院遺傳與發育生物學研究所———石家莊植物分子育種中心」(以下簡稱石家莊育種中心)在石家莊市農科院揭牌。中科院院士李振聲出席揭牌儀式。
這是我省首家植物分子育種中心,它的成立對我省農業的可持續發展將產生深遠影響。據了解,石家莊育種中心成立後,將以小麥、棉花、大豆等為研發的主要目標作物開展研究:圍繞生態農業和優質高效農業對作物品種的要求和作物育種的實際情況,由單方或雙方合作克隆相關目標基因或建立重要性狀的分子標記;利用克隆的功能基因和重要性狀的分子標記,以及優良的種質材料,通過轉基因或分子標記輔助選擇等途徑,有針對性地、高效地應用於育種研究,選育符合生產要求的高水平的小麥(或其它作物)新品種。成果選育出來後,石家莊市農科院、省農林科學院將利用現有的農作物新品種推廣和種子產業體系,對其進行推廣和產業化開發,使其迅速轉化為現實生產力並產生經濟社會效益。