Ⅰ 人类基因组计划到目前为止有哪些成果
现代遗传学家认为,基因是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA分子片段。基因位于染色体上,并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可以使遗传信息得到表达。
人类只有一个基因组,大约有5-10万个基因。人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出的,旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息,使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。计划于1990年正式启动,这一价值30亿美元的计划的目标是,为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。
人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)于1990年正式启动,其主要目标有:识别人类DNA中所有基因(超过10万个);测定组成人类DNA的30亿碱基对的序列;将这些信息储存到数据库中;开发出有关数据分析工具;致力于解决该计划可能引发的伦理、法律和社会问题。
经过多国科学家的共同努力,1999年11月23日,美国国家科学院的官员和参加人类基因组计划的科学家们庆祝人类基因组计划公众DNA测序工作完成第10亿个碱基对的测定。12月1日,一个由英、美、日等国科学家组成的研究小组宣布,他们已经破译了人类第22对染色体中所有(545个)与蛋白质合成有关的基因序列,这是人类首次了解了一条完整的人类染色体的结构,它可能使人们找到多种治疗疾病的新方法。
研究显示,第22对染色体与免疫系统、先天性心脏病、精神分裂、智力迟钝和白血病以及多种癌症相关。完成对第22对染色体的测定将对这些疾病的早期诊断和治疗起到帮助作用。这一成果是宏大的人类基因组计划的一个里程碑。
我国在1993年启动了相关研究项目,近两年又在上海和北京相继成立了国家人类基因组南、北两个中心。1 999年7月,我国在国际人类基因组注册,承担了其中1%的测序任务,此举标志着我国已掌握生命科学领域中最前沿的大片段基因组测序技术,在结构基因组学中占了一席之地。
人类基因组计划是当代生命科学一项伟大的科学工程,它奠定了21世纪生命科学发展和现代医药生物技术产业化的基础。原计划用15年时间即到2005年完成30亿碱基对全部序列测定,但由于它在科学上的巨大意义和商业上的巨大价值,使得这一计划完成时间一再前提。1998年对原计划进行了修改,准备提前两年即2003年3月完成测序工作。有关人士认为,从商界介入人类基因组力度看,估计完成时间还会再提前。(
Ⅱ 基因工程有那些应用成果
1)植物基因工程成果:抗虫转基因植物(抗虫棉是转入Bt毒蛋白基因培育的) 抗病转基因植物(病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因) 抗逆转基因植物(生物的抗性基因)转基因改良植物(营养价值、实用价值、观赏价值) (2)动物基因工程成果:提高动物生长速度(外源生长激素基因) 改善畜产品的品质 转基因动物生产药物(牛、山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶) 转基因动物作器官移植的供体(导入调节因子,抑制抗原决定基因表达或除去抗原决定基因培育没有免疫排斥反应的转基因克隆器官) 基因工程药物(利用转基因工程菌生产细胞因子、抗体、疫苗等)
Ⅲ 基因工程最近几年的研究成果有哪些
2013年诺贝尔生理学奖,IPS细胞
Ⅳ 基因的研究成果
从孟德尔定律的发现到现在,一百多年来人们对基因的认识在不断地深化。
基因的分离定律
1866年,奥地利学者G.J.孟德尔在他的豌豆杂交实验论文中,用大写字母A、B等代表显性性状如圆粒、子叶黄色等,用小写字母a、b等代表隐性性状如皱粒、子叶绿色等。他并没有严格地区分所观察到的性状和控制这些性状的遗传因子。但是从他用这些符号所表示的杂交结果来看,这些符号正是在形式上代表着基因,而且至今在遗传学的分析中为了方便起见仍沿用它们来代表基因。 20世纪初孟德尔的工作被重新发现以后,他的定律又在许多动植物中得到验证。1909年丹麦学者W.L.约翰森提出了基因这一名词,用它来指任何一种生物中控制任何性状而其遗传规律又符合于孟德尔定律的遗传因子,并且提出基因型和表现型这样两个术语,前者是一个生物的基因成分,后者是这些基因所表现的性状。 1910年美国遗传学家兼胚胎学家T.H.摩尔根在果蝇中发现白色复眼 (white eye,W)突变型,首先说明基因可以发生突变,而且由此可以知道野生型基因W+具有使果蝇的复眼发育成为红色这一生理功能。1911年摩尔根又在果蝇的 X连锁基因白眼和短翅两品系的杂交子二代中,发现了白眼、短翅果蝇和正常的红眼长翅果蝇,首先指出位于同一染色体上的两个基因可以通过染色体交换而分处在两个同源染色体上。交换是一个普遍存在的遗传现象,不过直到40年代中期为止,还从来没有发现过交换发生在一个基因内部的现象。因此当时认为一个基因是一个功能单位,也是一个突变单位和一个交换单位。 40年代以前,对于基因的化学本质并不了解。直到1944年 O.T.埃弗里等证实肺炎双球菌的转化因子是DNA,才首次用实验证明了基因是由DNA构成。 1955年S.本泽用大肠杆菌T4噬菌体作材料,研究快速溶菌突变型rⅡ的基因精细结构,发现在一个基因内部的许多位点上可以发生突变,并且可以在这些位点之间发生交换,从而说明一个基因是一个功能单位,但并不是一个突变单位和交换单位,因为一个基因可以包括许多突变单位(突变子)和许多重组单位(重组子)(见互补作用)。 1969年J.夏皮罗等从大肠杆菌中分离到乳糖操纵子,并且使它在离体条件下进行转录,证实了一个基因可以离开染色体而独立地发挥作用,于是颗粒性的遗传概念更加确立。随着重组DNA技术和核酸的顺序分析技术的发展,对基因的认识又有了新的发展,主要是发现了重叠的基因、断裂的基因和可以移动位置的基因。
基因有两个特点,一是能忠实地复制自己,以保持生物的基本特征;二是基因能够“突变”,突变绝大多数会导致疾病,另外的一小部分是非致病突变。非致病突变给自然选择带来了原始材料,使生物可以在自然选择中被选择出最适合自然的个体。 含特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。除某些病毒的基因由核糖核酸(RNA)构成以外,多数生物的基因由脱氧核糖核酸(DNA)构成,并在染色体上作线状排列。基因一词通常指染色体基因。在真核生物中,由于染色体都在细胞核内,所以又称为核基因。位于线粒体和叶绿体等细胞器中的基因则称为染色体外基因、核外基因或细胞质基因,也可以分别称为线粒体基因、质粒和叶绿体基因。 在通常的二倍体的细胞或个体中,能维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组,一个基因组中包含一整套基因。相应的全部细胞质基因构成一个细胞质基因组,其中包括线粒体基因组和叶绿体基因组等。原核生物的基因组是一个单纯的DNA或RNA分子,因此又称为基因带,通常也称为它的染色体。 基因在染色体上的位置称为座位,每个基因都有自己特定的座位。在同源染色体上占据相同座位的不同形态的基因都称为等位基因。在自然群体中往往有一种占多数的(因此常被视为正常的)等位基因,称为野生型基因;同一座位上的其他等位基因一般都直接或间接地由野生型基因通过突变产生,相对于野生型基因,称它们为突变型基因。在二倍体的细胞或个体内有两个同源染色体,所以每一个座位上有两个等位基因。如果这两个等位基因是相同的,那么就这个基因座位来讲,这种细胞或个体称为纯合体;如果这两个等位基因是不同的,就称为杂合体。在杂合体中,两个不同的等位基因往往只表现一个基因的性状,这个基因称为显性基因,另一个基因则称为隐性基因。在二倍体的生物群体中等位基因往往不止两个,两个以上的等位基因称为复等位基因。不过有一部分早期认为是属于复等位基因的基因,实际上并不是真正的等位,而是在功能上密切相关、在位置上又邻接的几个基因,所以把它们另称为拟等位基因。某些表型效应差异极少的复等位基因的存在很容易被忽视,通过特殊的遗传学分析可以分辨出存在于野生群体中的几个等位基因。这种从性状上难以区分的复等位基因称为同等位基因。许多编码同工酶的基因也是同等位基因。 属于同一染色体的基因构成一个连锁群(见连锁和交换)。基因在染色体上的位置一般并不反映它们在生理功能上的性质和关系,但它们的位置和排列也不完全是随机的。在细菌中编码同一生物合成途径中有关酶的一系列基因常排列在一起,构成一个操纵子(见基因调控);在人、果蝇和小鼠等不同的生物中,也常发现在作用上有关的几个基因排列在一起,构成一个基因复合体或基因簇或者称为一个拟等位基因系列或复合基因。
Ⅳ 在基因功能研究领域,近10年来有哪些新的研究成果
人类基因组计划引发的后基因组时代到来
高通量生物分析技术(如基因芯片,蛋白质组学等)
RNA科学的复兴:大量非编码RNA小分子的发现,对基因组的功能起到调控作用
干细胞技术
克隆技术
Ⅵ 我国基因研究的成果意义是什么
以破译人类基因组全部遗传信息为目的的科学研究,是当前国际生物医学界攻克的前沿课题之一。据介绍,这项研究中最受关注的是对人类疾病相关基因和具有重要生物学功能基因的克隆分离和鉴定,以此获得对相关疾病进行基因治疗的可能性和生产生物制品的权利。
人类基因项目是国家“863”高科技计划的重要组成部分。在医学上,人类基因与人类的疾病有相关性,一旦弄清某基因与某疾病的具体关系,人们就可以制造出该疾病的基因药物,对人类健康长寿产生巨大影响。据介绍,人类基因样本总数约10万条,现已找到并完成测序的约有8000条。
近些年我国对人类基因组研究十分关注,在国家自然科学基金、“863计划”以及地方政府等多渠道的经费资助下,已在北京、上海两地建立了具备先进科研条件的国家级基因研究中心。同时,科技人员紧跟世界新技术的发展,在基因工程研究的关键技术和成果产业化方面均有突破性的进展。我国人类基因组研究已走在世界先进行列,某些基因工程药物也开始进入应用阶段。目前,我国在蛋白基因的突变研究、血液病的基因治疗、食管癌研究、分子进化理论、白血病相关基因的结构研究等项目的基础性研究上,有的成果已处于国际领先水平,有的已形成了自己的技术体系。而乙肝疫苗、重组α型干扰素、重组人红细胞生成素,以及转基因动物的药物生产器等10多个基因工程药物,均已进入了产业化阶段。
Ⅶ 科学家对功能基因组研究取得了什么成果
番茄功能基因组主要进行基因的鉴定分离、克隆、测序、结构分析、功能分析等研究,其目的在于更为全面深入地认识基因、利用基因和操纵基因以最终服务于人类。在植物中拟南芥、玉米、水稻的全面的测序工作已经完成或趋于完成。番茄基因组计划刚开始实施,预计在今后的几年内会顺利完成,届时将对番茄基因的定位、克隆、结构、功能分析和分子标记辅助育种等产生巨大的促进作用。目前在番茄中已利用依图谱方法克隆、T-DNA克隆等方法,克隆了以下与番茄育种关系密切的基因:
抗番茄病毒病的基因:Tm、Tm-2;抗叶霉病的基因:Cf-2、Cf-4、Cf-5、Cf-9;抗细菌性斑点病的基因:Pto;抗根结线虫的基因:Mi;与果实颜色和类胡萝卜素代谢有关的基因:Del、B、og、og、HP、dg、T。
除质量性状基因外,众多研究者还从秘鲁番茄(S.arcanum LA1708)、多毛番茄(S.habrochaites LA1777)、小花番茄(S.neorickii LA2133)等20多个野生番茄中鉴定和分离了2000多个QTL,其中有40个与产量有关,54个与果实颜色有关,100多个与可溶性固形物有关,1000多个与果实硬度、大小、形状、成熟期、甜度、酸度、黏性等有关,一些主效QTL的近等基因系(QTL-NILs)或亚近等基因系(sub-NILs)也被建立。随后,低产QTL fw2.2和高可溶性固形物QTL Brix9-2-5相继被克隆,从而实现了利用野生番茄种质资源进行番茄遗传育种的一个新的跨越。
Ⅷ 介绍一项基因研究及其创新的科技成果(如转基因技术),并说明其在人类生产生活中的作用。
转如抗病毒基因的西红柿,人食用后会增强对病毒的抵抗力。如樊代明教授曾培育过“抗乙肝病毒基因”的作物用来抵抗乙肝病毒。但这些还并没有真正应用,是未来发展的方向。
转基因最常见的是粮食自身有抗虫性,如转移因抗虫玉米,这种玉米表达抗虫蛋白,虫子吃后会死掉,故能减少农药用量,且对人体无害。
Ⅸ 什么是人类基因组计划人类基因组计划的成果有哪些
一个生物体内所有基因的总和就是基因组。只有破译了所有基因的秘密,才能从根本上探索生命的本质。科学家们认为,通过测定人类的基因,了解基因的功能,可以为治疗和预防癌症、心脏病等疑难疾病提供新的途径。所以继原子弹爆炸和阿波罗登月之后,人类又一项宏伟的科学工程——人类基因组计划,由美国科学家于1985年率先提出,美、英、法、德、日和我国科学家共同参与,于1990年正式启动。这一计划耗资30亿美元,旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组进行精确测序,绘制一张完整的人类基因图,并解读出其中所包含的生命信息,为从基因层面上有效的控制疾病,延缓衰老提供可能。
Ⅹ 最新的生物研究成果
生物通综合:近期,我国生物领域研究取得了一些重要成果:中科院重离子束治癌技术即将进入临床治疗、云南大学人类遗传学研究中心发现三个疾病相关基因、华中农大转基因棉通过鉴定。此外,青岛大学中美干细胞与再生医学中心揭牌,河北省也有了首家植物分子育种中心。
云大发现高血压等三个疾病相关基因
中国少数民族DNA库项目负责人、云南大学人类遗传学研究中心主任肖春杰今日在接受记者采访时称,他们最新从中国首个少数民族DNA库中研究发现神经纤维瘤 、高血压、多指(趾)等三个疾病相关基因。此发现意味着在不久的将来罹患这三种疾病者可以根据其基因而“对症下药”。
据了解,不久前在此间的云南大学建成的中国首个少数民族DNA库拥有除高山族外的中国五十四个少数民族的DNA样品,覆盖了全中国十六个省和云南十四个地州的八千多份DNA样品,是目前国内外样品量最大、收集民族最齐全的基因库。
肖春杰教授称,其在研究中就揭示了云南二十五个少数民族Y-DNA(父系遗传)、mtDNA(母系遗传)和常染色体上共四十七个已知位点的基因频率或单倍群频率。此外还发现七种新单倍群;发现摩梭人的父系遗传结构与云南藏族最接近,而母系遗传结构最接近丽江纳西族,提出其形成原因可能是摩梭人母系社会中的走婚制度,并确定了高血压、多指等疾病相关基因。
他说,云南为人类遗传学家提供了得天独厚的研究材料,基因库建成后,国内外知名学者纷纷而至,力图在少数民族基因中寻找不同的遗传结构特点和多态性,且希望在云南少数民族基因库基础上,扩建一个包括疑难病症家系在内的隔离人群基因库。
目前,人类已肯定的单基因遗传疾病和性状已达六千六百多种,另外还有众多的多基因遗传病如冠心病、高血压、糖尿病、癌症、自身免疫性疾病等,以及至少三千多种不同方式的染色体异常引起的染色体病尚待研究。
肖春杰表示,今后还要加大收集量,要建成全中国资源共享的数据库,把全国所有的疾病基因家系全部集中起来,对患者做到真正的“对症下药”。
我国重离子束治癌技术即将进入临床治疗
我国重离子束治癌技术即将进入临床治疗
中国科学院近代物理研究所基于兰州重离子加速器的浅层肿瘤治疗装置最近建成,已进行了动物试验、技术鉴定并制定了治疗计划,目前正在办理进入临床治疗的报批手续。中科院近代物理研究所负责人詹文龙透露,这套装置投入使用后,我国将成为世界上第4个具备重离子治癌能力的国家。
重离子就是比元素周期表上2号元素重并被电离的粒子。詹文龙说,利用重离子束治疗肿瘤,对健康组织损伤最小,对肿瘤疗效最佳,可以准确进行适形照射,精确控制和严格监测照射剂量,是迄今最理想的放射疗法。“重离子束在物质中的剂量损失集中于射程末端,这种物理学特性使之成为治疗肿瘤的理想方法。”
中科院近代物理研究所医学物理课题组负责人、研究员张红透露,世界上许多有重离子加速器的国家都倾注了大量的人力和物力,进行重离子束治癌装置的建造和治癌基础及临床应用研究,使得重离子束治癌成为放射治疗领域的前沿性研究热点。
詹文龙表示,重离子治癌仍属研发阶段,还有一些基础问题、技术与方法问题需要进一步探索和研究。
华中农业大学新型转基因强生根棉项目通过鉴定
华中农业大学新型转基因强生根棉项目通过鉴定
华中农业大学植物科技学院教授杨业华等主持的"Rol转基因强生根棉的培育及棉花转基因技术创新"项目,2004年12月通过湖北省武汉市科技局主持的专家鉴定。鉴定专家认为,该研究所创建的技术平台具有较强操作性,具有很好的应用前景;成果总体达到国内领先水平,其中直接转化幼芽成苗的方法为国际先进。
为改善棉种性状、降低栽种"门槛",专家设想将源于发根农杆菌的"人工重组生根基因"(rol基因)转移到栽培的陆地棉品种中,以增强棉花的生根能力和改善其根系发育状况,解决棉花移栽难以成活、缓苗期长、后期易早衰的问题。对南方棉区而言,甚至能直接省去营养钵育苗的移栽工序,从而大幅度提高棉花产量,大量节约劳力和生产成本。
"Rol转基因强生根棉的培育及棉花转基因技术创新"被列为武汉市科技攻关项目"植物转基因技术研究与利用"下属子课题立项后,杨业华教授等通过研究攻关,创建了以根癌农杆菌介导的棉花转基因技术平台,通过直接转化幼芽成苗的方法,绕过了传统方法的技术难点,缩短了获得转基因棉花植株的时间。
基于这一方法,研究者将rol生根基因转化陆地棉品种,获得了生根抗病丰产品系、生根抗虫丰产品系、优质纤维品系和rolB转基因雄性不育系等一系列具有重要应用价值潜力的棉花转基因材料。培养出三个高产优质、纤维品质好、皮棉产量高、具有应用价值的转基因棉花新品系。同时还获得了rolB转基因雄性不育性新材料。
青岛大学中美干细胞与再生医学中心揭牌
青岛大学中美干细胞与再生医学中心揭牌
一些常见病、疑难病的治疗又有了新途径。今天上午,由青医附院和美国得克萨斯大学健康科学中心联合出资建立的青岛大学中美干细胞与再生医学中心在青医附院正式揭牌,重点研究心脑血管疾病、神经系统疾病等干细胞治疗技术。
据了解,该中心内设立了分子生物学研究室、生化研究室、干细胞研究室、干细胞低温保存库、导管室等机构,重点研究干细胞体外建系和定向诱导技术,及内分泌代谢性疾病、心脑血管疾病、神经系统疾病等干细胞治疗技术。
河北省建首家植物分子育种中心
河北省建首家植物分子育种中心
昨天上午,由中科院遗传与发育生物学研究所、石家庄市农科院、省农林科学院共建的“中科院遗传与发育生物学研究所———石家庄植物分子育种中心”(以下简称石家庄育种中心)在石家庄市农科院揭牌。中科院院士李振声出席揭牌仪式。
这是我省首家植物分子育种中心,它的成立对我省农业的可持续发展将产生深远影响。据了解,石家庄育种中心成立后,将以小麦、棉花、大豆等为研发的主要目标作物开展研究:围绕生态农业和优质高效农业对作物品种的要求和作物育种的实际情况,由单方或双方合作克隆相关目标基因或建立重要性状的分子标记;利用克隆的功能基因和重要性状的分子标记,以及优良的种质材料,通过转基因或分子标记辅助选择等途径,有针对性地、高效地应用于育种研究,选育符合生产要求的高水平的小麦(或其它作物)新品种。成果选育出来后,石家庄市农科院、省农林科学院将利用现有的农作物新品种推广和种子产业体系,对其进行推广和产业化开发,使其迅速转化为现实生产力并产生经济社会效益。