『壹』 DNA转录重点知识概括
克隆技术的坏处有哪些?
1) 克隆将减少遗传变异,通过克隆产生的个体具有同样的遗传基因,同样的疾病敏感性,一种疾病就可以毁灭整个由克隆产生的群体。 可以设想,如果一个国家的牛群都是同一个克隆产物,一种并不严重的病毒就可能毁灭全国的畜牧业。
2) 克隆技术的使用将使人们倾向于大量繁殖现有种群中最有利用价值的个体,而不是按自然规律促进整个种群的优胜劣汰。从这个意义上说,克隆技术干扰了自然进化过程.
3) 克隆技术是一种昂贵的技术,需要大量的金钱和生物专业人士的参与,失败率非常高。多莉就是277次实验唯一的成果。虽然现在发展出了更先进的技术,成功率也只能达到2-3%。
4) 转基因动物提高了疾病传染的风险。例如,如果一头生产药物牛奶的牛感染了病毒,这种病毒就可能通过牛奶感染病人
5) 克隆技术应用于人体将导致对后代遗传性状的人工控制。克隆技术引起争论的核心就是能否允许对发育初期的人类胚胎进行遗传操作。这是很多伦理学家所不能接受的。
6) 克隆技术也可用来创造“超人”,或拥有健壮的体格却智力低下的人。而且,如果克隆技术能够在人类中有效运用,男性也就失去了遗传上的意义。
7) 克隆技术对家庭关系带来的影响也将是巨大的。一个由父亲的DNA克隆生成的孩子可以看作父亲的双胞胎兄弟,只不过延迟了几十年出生而已。很难设想,当一个人发现自己只不过是另外一个人的完全复制品,他(她)会有什么感受?
『贰』 童坦君的主要成就
20 世纪70 年代末童坦君教授揭示生物体液中存在抑癌活性物质,此物质对癌细胞有具有杀伤作用,但不抑制自身骨髓细胞。20 世纪90 年代初,他在肽类生长因子信号传递方面提出了生长因子干预原癌基因转录因子及DNA 甲基化的设想,所领导的研究组率先揭示表皮生长因子(EGF)具有降低某些原癌基因甲基化,促进染色质蛋白激酶活性,使某些原癌基因特异结合蛋白增多等作用,并对影响途径进行了系统的研究。
童坦君教授领导的研究组不仅揭示p16 基因在细胞衰老中的重要作用,并为延缓衰老研究提供了基因模型,为通过基因重组技术调节人类某些细胞的寿命提供了新依据。他们还在寻找衰老相关新基因、深入研究细胞其他重要衰老相关基因、信号传递通路方面做了大量系统的、创新性工作,克隆出延缓衰老的RDL 与加速衰老的TOM1 两种细胞衰老相关新基因,发现在细胞衰老相关基因之间存在着相互作用,p21 可促进p16 表达,这一促进作用是通过转录因子Sp1 引起的。此外,RDL 和TOM1 有可能是通过p16 影响细胞衰老的。 童坦君教授发表论文约200 篇,国际SCI 收录论文约40 篇
1童坦君、张宗玉,医学老年学,人民卫生出版社,1995(第一版),2008(第二版)。
2童坦君、李刚,生物化学,北京大学医学出版社,2005(第一版),2009(第二版)。
3张宗玉、童坦君,健健康康活百岁 有滋有味过百年,北京大学医学出版社,2006。
4张乃蘅、童坦君,医学分子生物学,北京医科大学出版社,1999。
5童坦君、张宗玉,衰老机制及其学说,生理科学进展,2007,38(1):14~18。
6童坦君、张宗玉,衰老分子生物学在新世纪面临的机遇与挑战,中华老年医学杂 志,2000,19(3):167~169。
7童坦君、张宗玉,端粒酶的医学应用前景与局限性,中华医学杂志,2000,80(3):170~ 171。
8童坦君、张宗玉,阿尔茨海默病相关基因研究进展,中华医学杂志,1999,79(2):158~160 。
9张宗玉、童坦君,衰老与长寿的分子机理,香港老年学报,1997,11(1):30~37。
10张宗玉、范新青、童坦君,中国人外周血白细胞端区长度随增龄缩短,生物化学杂 志,1997,13(5):605~607。
11张宗玉、范新青、童坦君,人胚肺二倍体成纤维细胞端区长度的代龄变化,生物化学杂志 ,1997,13(1):43~45。
12童坦君、蔡家新,表皮生长因子对辐射转化的小鼠成纤维细胞细胞周期的调节作用,科学 通报,1995,40(12):1140~1143。
13蔡家新、童坦君,表皮生长因子对p34cdc2激酶活性的影响,生物化学与生物物理学 报,1994,26(4):423~426。
14彭勇、童坦君、张昌颍,表皮生长因子对DNA甲基化影响的研究,中国科学 (B辑),1993 ,23(3):291~296。
15彭勇、童坦君、张昌颍,表皮生长因子与正常细胞和恶性转化细胞核的结合,生物化学与 生物物理学报,1993,25(3):255~261。
16彭勇、童坦君,成纤维细胞表皮生长因子的胞吞和向细胞核转移研究,实验生物学 报,1993,26(3):179~86。
17童坦君、卢静轩,医学分子生物学面临的挑战与对策,中华医学杂志,1992,72(11):643 ~646。
18郑元盛、童坦君,表皮生长因子对neu基因表达的诱导作用,实验生物学报,1992,25 (4):413~416。
19黄平、石星源、 童坦君,小鼠成纤维细胞的辐射转化对染色质蛋白激酶活性的影响,生 物化学与生物物理学报,1990,22(5):483~486。
20童坦君、杨世欣、孙诠、吴平、张昌颍,小鼠血清脱氧核糖核酸结合蛋白的研究,科学通 报,1984,29(11):26~29。
21童坦君、孙诠、杨世欣、吴平、张昌颍,患癌小鼠血清脱氧核糖核酸结合蛋白的研究,中 华医学杂志,1984,64(5):291~293。
22周爱儒、童坦君、陈明,体液抑癌活性的专一性,中国科学(B辑),1980,(10):1011~ 1016。
23童坦君、陈明,体液的抑癌活性,中国科学,1978,(6):694~702。
24童坦君,蛋白质的生物合成,科学通报,1975,(4):162~172。
25童坦君、刘思职,肝癌大鼠的氨解毒及解毒机制的初步研究,生物化学与生物物理学 报,1965,5:618~627。
26Tian F,Tong TJ,Zhang Z.Y.,McNuttA,Liu XWAge-Dependent Down- Regulation of Mitochondrial 8-Oxoguanine DNA Glycosylase in SAM-P/8 Mouse Brain and Its Effect on Brain,Rejuvenation Research,2009,12 (3):209~215
27Zhao L,Zhang ZY,Tong TJ,Expression of the Leo1-like Domain of Replicative Senescence Down-regulated Leo1-like (RDL) Protein Promotes Senescence of 2BS Fibroblasts,FASEB Journal,2005,19(6):521~532
28Guo SZ,Zhang ZY,Tong TJ,Cloning and Characterization of Cellular Senescence-associated Genes in Human Fibroblasts by Suppression Subtractive Hybridization,Experimental Cell Research,2004,298 (2):465~472
29Li SP,Zhang ZY,Tong TJ,Phosphatidylinositol 3-kinase Inhibitor,LY294002,Inced Senescence-like Changes in Human Diploid Fibroblasts,Chinese Medical Journal(English Ed),2003,116 (6):901~905
30Ma H,Zhang ZY,Tong TJ,The Effects of Epidermal Growth Factor on Gene Expression in Human FibroblastsIn vitro Cellular & Developmental Biology-Animal,2002,38(8):481~486
31Duan J.M.,Zhang ZY,Tong T.J,Senescence Delay of Human Diploid Fibroblast Inced by Anti-sense P16(INK4a) Expression,Journal of Biological Chemistry,2001,276 (51):48325~48331
32Jiang K,Qin Y.,Tong TJ,The Decline of Human Gastric Cancer Cells Proliferation and Responsiveness to EGF by Down-regulation of C-erbB-2 Expression,Progress in Natural Science,1999,9 (4):273~278
33Liu Y,Tong TJ,The Growth-inhibiting Epidermal Pentapeptide,PyroGlu- Glu-Asp-Ser-GlyOH,Inhibits Growth and Alters Gene Expression in Non- transformed NC3H10 and Transformed TC3H10 Fibroblasts,Oncology Reports,1999,6 (2):445~449
34Li LY,Chen MH,Tong TJ,Huang HY,The Molecular Basis of Chinese Herbs (Astragali and Angelica) on Increasing Serum Albumin Synthesis in Nephrotic Rats,Nephrology,1998,4 (5-6):373~378
35Mao ZB,Zhang ZY,Tong TJ,Inction of c-fos/c-myc Expression by Epidermal Growth Factor Decreases with Alteration of Their Gene Binding Proteins in Senescent Fibroblasts,Chinese Medical Journal (English Ed),1997,110 (10):755~759
36Li JH,Zhang ZY,Tong TJ,The Proliferative Response and Antioncogene Expression in Old 2bs Cells after Growth-factor Stimulation,Mechanisms of Ageing & Development,1995,80 (1):25~34
37Yu LM,Zhong J,Tong T.J,64DP in the Nucleus of Human Hepatocyte,Chinese Journal of Cancer Research (English Ed),1991,3(3):1~5
38Chen JH,Tong TJ,ZhangL,Rapid Enhancement of “MIP” 26Kda Protein Phosphorylation by RF-36 Nucleic Acid Binding Protein in Lens Cells,Lens & Eye Toxicity Research,1991,8(4):469~487
39Chen JH,Shen DF,Tong TJ,Zhang LB,Liu HL,The Pleiotropic Roles of RF-36 Nucleic Acid Binding Protein:DNA Topology and Receptor Response in Crystallin Gene Expression,In Papas,TS (Ed)Advance in Applied Biotechnology,Series Vol7Greek:Gulf Publishing Co,1989:107~121
40Yang SX,Tong TJ,Wang H,Chang CY,Ye XS,Chen DX,DNA- binding Protein in the Erythrocyte of Mice Infected with Plasmodium Berghei and Plasmodium Yoelii,Kexue Tongbao (Chinese Science Bulletin,English Ed),1987,32(23):1654~1655
41Tong TJ,Yang SX,Sun Q.,Wu P,Zhang CY,DNA-Binding Protein in the Serum of Mice,Kexue Tongbao (Chinese Science Bulletin),1985,(3):388~390
42Tong TJ,Chen M,Cancer-suppressive Activity of Biological- Fluids,Scientia Sinica (Science in China,English Ed),1979,22 (7):835~843
『叁』 尚永丰的研究成果
尚永丰主要从事基因转录调控的表观遗传机制及性激素相关妇科肿瘤分子机理的研究。
提出、验证并从分子机理上诠释了雌激素受体转录起始复合体在靶基因启动子上循环反复结合的假说以及雌激素受体所介导的基因转录具有“双相性”和“两维性”的特点,为基因转录调控的理论增添了新的内容;
揭示了雌激素受体拮抗剂三苯氧胺诱发子宫内膜癌的分子机理,克隆了多个肿瘤相关基因,为肿瘤分子生物学的理论发展作出了贡献;
揭示了组蛋白去乙酰化和组蛋白去甲基化在染色质重塑中协调作用的机理,对认识表观遗传调控的分子机制具有创新性的理论意义;
在世界上首次建立了哺乳动物细胞染色质免疫沉淀技术(ChIP),为研究DNA与蛋白质的相互作用作出了重要贡献。在《Cell》、《Nature》和《Science》等杂志上发表了一系列的研究论文。
尚永丰教授所领导的课题组对雌激素和三氧苯胺诱发子宫内膜癌的分子机理研究取得突破性进展,尚永丰教授的研究成果以Article形式发表于2005年的一期《Nature》中(Nature 438: 981-987, 2005,影响因子为32.182),论文题目为《Hypomethylation-linked PAX2 Activation Mediates Tamoxifen-stimulated Endometrial Carcinogenesis》。该研究项目得到国家自然科学基金、“863”及“973”计划等科学基金资助。
『肆』 山中伸弥的成果
山中伸弥是诱导多功能干细胞(iPScell)创始人之一。2007年,他所在的研究团队通过对小鼠的实验,发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞,为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果在全世界被广泛应用,因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约。
2006年山中伸弥等科学家把4个转录因子通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞,使其变成多功能干细胞。这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。
山中伸弥从其他科学家已经公布的研究结果中挑选出24种最有希望的转录因子。在试验室中他发现这24种转录因子中的确有4种转录因子可以将人体细胞重组成干细胞。他把4种基因注入皮肤细胞,从而得到“鸡尾酒”iPS细胞。
事实证明这4个转录因子中,其中一个转录因子确实是“一次天大的冒险”,因为这一个是与癌症相关的转录因子。数月后他又发现即使不使用这个致癌基因,他仍然能够重组细胞,这样癌变的几率会大大降低。但新创造的干细胞仍然会发生癌变,在他的实验中,121只老鼠中,有20%产生了肿瘤。这说明使用逆转录病毒,可能使基因产生变异,引发肿瘤等副作用。他表示下一步的研究目标是在不使用逆转录酶的情况下实现细胞重组。
『伍』 转录组测序可以应用到哪些研究领域上
转录组所代表的是细胞或组织内全部RNA转录本(RNA transcripts),它反映着不同的生命阶段、不同的组织类型、不同的生理状态以及不同的环境条件下表达的基因。转录组的研究可以从整体水平上反映出细胞中基因的表达情况及其调控规律。随着基因组时代的到来,转录组测序技术将会在较为广泛的领域中得以应用并快速发展。本文参考近几年发表的有关转录组研究的文献,综述了转录组测序技术在各研究领域中的应用及取得的成果,并对该技术在核桃研究中的应用进行了展望。
『陆』 免疫学中诺贝尔奖获得者及其主要成果
免疫学领域的诺贝尔奖
免疫学研究在医学领域具有特殊地位,20世纪,诺贝尔生理学或医学奖对它的褒奖达18次之多:首届诺贝尔奖就授予免疫学成就;70年代之后,免疫学每10年都有3次获奖。
免疫是指机体的免疫系统识别“自己”与“非己”成分,并排斥异体物质的生理功能;免疫学则是一门研究免疫反应规律性的科学;而B细胞产生的免疫球蛋白即抗体,是产生体液免疫反应的关键物质,T细胞则是执行细胞吞噬功能的主体细胞。
笔者认为,免疫学在20世纪取得的最大成就,莫过于查清B细胞和T细胞免疫的隐秘。
自18世纪末19世纪初人类免疫实践的创始者、英国医生琴纳发现牛痘疫苗以来,免疫接种实践日渐丰富;自近代微生物学奠基人、法国学者巴斯德发现病原菌以后,传染性免疫现象的研究获得了长足进展。到20世纪初,从理论上解释免疫机理的要求日感迫切,这时朴素的免疫学理论应时而生。1908年,诺贝尔生理学与医学奖颁发给俄国人梅奇尼柯夫提出的第一个细胞免疫理论——细胞吞噬学说,以及德国人艾利希提出的第一个体液免疫理论“侧链说”(即“受体说”),这是医学家探索现代免疫理论的开端。
诺贝尔生理学或医学奖曾2次颁发给探索各种免疫反应奥秘的免疫生物学研究领域。
法国人里歇1907年将致敏动物的血液注入正常动物体内,发现其对过敏原呈现过敏状态,从而发现了一种与免疫现象相反的现象——过敏反应,为该项研究奠定了基础,荣获了1913年诺贝尔生理学与医学奖。
比利时人博尔德特1895年发现动物血清中,存在一种能促进病原菌溶解的物质即补体。1900年,他又发现,在补体存在的条件下,红细胞才会被溶血素溶解。将这两个发现结合起来,他又创立了补体结合试验。博尔德特因为发现补体而获取了1919年诺贝尔生理学与医学奖。
变态反应又称超敏反应,是指抗原刺激引起的免疫应答,以及由此导致的组织损伤或功能紊乱。引起变态反应的抗原称为变应原,可以是外源性抗原,或者是自身抗原。接触变应原的人群约有20%发生变态反应,一般多有家族史,是一种常染色体的显性遗传。
变态反应有4个类型:I型即速发型变态反应,通称过敏反应,如支气管哮喘、青霉素休克、血清过敏性休克、过敏性胃肠炎和荨麻疹等;Ⅱ型即溶细胞反应,如药物变态反应性白细胞减少症、自身免疫溶血性贫血、新生儿溶血及输血反应;Ⅲ型即抗原体复合症,如感染性肾小球肾炎、血清病、全身性红斑狼疮和类关节炎">风湿性关节炎等;Ⅳ型即迟发型变态反应,如传染性变态反应、接触性皮炎及同种异体移植排斥反应等。
免疫活性细胞是生物体内对抗原物质敏感并对之发生反应的淋巴细胞的统称,可分为胸腺依赖细胞(T细胞)和骨髓依赖细胞(B细胞),分别负责细胞免疫和体液免疫。免疫系统受抗原刺激后,B细胞转化为浆细胞,由浆细胞产生能与抗原发生特异性结合的球蛋白,这类免疫球蛋白称为抗体。
B细胞怎样行使免疫功能?这是免疫学研究的一个重大课题。20世纪50年代后,抗体的Y型结构和功能被阐明——英国人波特和美国人埃德尔曼,因这项研究获1972年诺贝尔生理学与医学奖。当时,医学界探究“抗体是怎样产生的”这一课题形成高潮。诺贝尔生理学或医学奖的3次颁发,圆满地解决了这一免疫学的重大课题:克隆选择学说的提出(1960年,澳大利亚人伯内特和英国人梅达沃);天然选择学说及免疫系统“网”学说的建立(1984年,丹麦人杰尼)阐明了抗体产生的机理;1987年,诺贝尔奖奖励日本人利根川进,因为他弄清了产生抗体多样性的遗传机制。
人体免疫系统由1万亿个淋巴细胞及1亿倍于此数的抗体分子组成。抗原物质进入体内,先被吞噬细胞吞噬,经过消化和处理后,将抗原递交给B细胞,再经过多次的繁殖和分化,最后形成抗体生成细胞——浆细胞。因为每一种B细胞只产生一种相应的抗体,而人体内至少有100万种不同特征的B细胞,因此人体内至少能产生100万种不同的抗体。这就是所谓的抗体多样性,是由抗体分子可变区中各具特色的氨基酸排列次序造成的。
『柒』 沈善炯的主要成就
1San-Chiun Shen,A Form of Sporophlyctis Rostrata with Ciliated Spores,American Journal of Botany,1944(1):229~233.
2Horowitz,NH,Shen,SC,Neurospora Tyrosinase,The Journal of Biological Chemistry,1952(197):513~520.
3沈善炯、单慰曾、洪孟民、谢瑞宝、陈俊标、宋鸿遇、殷宏章,金霉菌的生理与金霉素的生产Ⅰ,接种培养基对于金霉菌的代谢和抗生素产量的影响,实验生物学报,1954,4(1):75~88。
4沈善炯、袁丽蓉,铁离子抑制金霉素产量的原因和去除抑制的作用的研究,实验生物学报,1956,5(2):262~271。
5陈善晃、金培松、童村、汪猷、殷宏章、沈善炯、单慰曾,有关金霉素试制的菌种选育、发酵及提炼的研究,科学能报,1956(1):73~74。
6沈善炯、宋鸿遇、陈俊标、洪孟民、殷宏章,金霉菌的生理与金霉素的生产Ⅲ,磷酸盐对于金霉菌的糖的利用和金霉素合成的影响,实验生物学报,1956,5(2):249~261。
7沈善炯、单慰曾,金霉菌的生理与金霉素的生产Ⅱ,金霉菌菌株间的混合培养和金霉素合成的研究,实验生物学报,1957,5(3):461~472。
8Shen,SC,Chen,JP,Koo,TA,Pentose Metabolism and the Influence of Orthophosphate on the Paths of Sugar Degradation of Streptomyces Aureofaciens,Scientia Sinica,1958(8):733~745.
9Chen,JP,Shen,SC,Mannose Isomerase of Xanthomonas Phaseali,Acta Biochimica Sinica,1958(1):173~179.
10Hong,MM,Shen,SC,Braunstein,AE,Distribution of L-alanine Dehydrogenase and L-glutamate Dehydrogenase in BasilliBiochi et Biophys,Acta,1959(24):929~937.
11沈善炯、洪孟民、蔡瑞珠、陈蕙珠,大肠杆菌Escherichia Coli抗链霉素特性转变因子的研究,生化学报,1960,3(1):1~8。
12Shen,SC,Chen,JP,Hsu,ML,Wang,H,Evidence Regarding the Origin of Guanido-group of Streptidine During Streptomycin Synthesis,Acta Biochimica Et Biophysica Sinica 2,1962,(4):253~259.
13王孙伦、沈善炯,链霉菌的烟酰胺核苷酸酶,生物化学和生物物理学报,1963,3(3):384~394。
14Hsu,ML,Shen,SC,Repression and Inction of the Enzymes System of Acetolactone Synthesis in Bacillus Polymyxa,Acta Biochimica Et Biophysica Sinica,1964(4):314~321.
15Hsu,TY,Shen,SC,D-xylose Isomerase of Streptomyces Griseus,Acta Biochimica et Biophysica Sinica,1964(4):342~350.
16Wang,SL,Chen,JP,Shen,SC,NaD(P)Nucleosidase of Streptomyces Griseus,Scientia Sinica,1964(13):1221~1233.
17Wang,SL,Chen,JP,Shen,SC,The Enzymic Conversion of 3-phosphoglyceraldehyde into Methylglyoxal,Scientia Sinica,1964(13):167~168.
18Hsuch,CT,Chin,JC,Yu,YY,Chen,WC,Li,WC,Shen,MC,Chiang,CY,Shen,SC,Genetic Analysis of the Nitrogen Fixation System in Klebsiella Pneumoniae,Scientia Sinica,1977(20):807~817.
19沈善炯,细胞核和其他细胞器遗传系统间的关系,科学通报,1977,22(1):17~25。
20Shen,SC,Genetics of Bacterial Nitrogen Fixation from Genes,Cells and Behavior 50th Anniversary Symposium on the Founding of the Division of Biology,CalTech Edited by Norman Horowitz and Edward Hutchings Jr,1978,93~95.
21Stacey,G,Zhu,JB,Shah,VK,Shen,SC,Brill,WJ,Intragenic Complementation by the nifJ-coded Protein of Klebsiella Pneumoniae,JBacteriology,1982(150):293~297.
22Kong,QT,Wu,QLSyvaneu,M,Lin,ECC,Shen,SC,Effect of nifA Gene Proct on Expression of lacZ under nifH Promoter in Escherichia Coli,Scientia Sinica,1982,25(10):1061~1070.
23Shen,SC,Xue,ZT,Kong,QT,Wu,QL,An Open Reading Frame Upstream from the mifH Gene of Klebsiella Pneumoniae,Nucleic Acid Researches,1983(11):4241~4250.
24Zhu,JB,Yu,GQ,Wang,LW,Shen,SS,Shen,SC,Effect of nifA proct on Derepression of the nif Genes in Klebsiella Pneumoniae,Advances in Nitrogen Fixation Research,1984,752.
25Ow,DW,Guo,Q,Xiong,Y,Shen,SC,Mutational Analysis of the Klebsiella Pneumoniae Nitrogenase Promoter:Sequences Essential for Positive Control by nifA and ntrC(glnG) Procts,JBacteriol,1985(161):868~874.
26Ow,DW,Guo,Q,Xiong,Y,Zhu,JB,Shen,SC,Regulation of Klebsiella Pneumoniae Nitrogen Fixation Gene Promoters by Regulatory Proteins ntrC,nifA and nifL,Nitrogen Fixation Research Progress,1985,461~467.
27Kong,QT,Wu,QL,Ma,ZF,Shen,SC,Oxygen Sensitivity of nifA Promoter of Klebsiella Pneumoniae,JBacteriol,1986(166):353~356.
28Zhu,JB,Li,ZG,Wang,LW,Shen,SS,Shen,SC ,Temperature Sensitivity of nifA Like Gene in Enterobacter Cloacae,JBacteriol,1986(166):357~359.
29Xue,ZT,Xu,ML,Chuang,NL,Shen,W,Shen,SC,Two Expressed Copies of Glycine Gy4 Gene Subfamily in Wild Soybean Glycine Soya,Scientia Sinica,1987,30(12):1289~1297.
30Shen,SC,Wang,SP,Yu,GQ,Zhu,JB,Expression of the Nolation and Nitrogen Fixation Genes in Rhizobium Meliloti ring Development,Genome,1989(31):354~360. 对古瓶菌和链孢菌的研究
沈善炯在清华大学农业研究所时,在真菌学家戴苏澜的指导下研究古瓶菌。他的第一篇论文被推荐发表在1944年的《美国植物学杂志》,这项工作纠正了前人对古瓶菌的错误描述。1947年—1950年在加州理工学院生物系当研究生时,他的主要工作是研究链孢菌的甲硫氨酸合成和酪氨酸酶,发现链孢菌酪氨酸酶的形成受温度和含硫化合物的抑制。他的导师霍罗威兹根据他的发现,深入研究了酶的结构和诱导问题,丰富了基因和酶的学说。
对抗生素的生物合成的研究
沈善炯从1953年开始从事抗生素的研究,解放之初,我国的抗生素生产几乎是处于空白状态,一些发达国家禁止对我国出口,我国必须自力更生发展抗生素生产,这是一项急迫的国家任务。
沈善炯主要承担研究金霉素和链霉素的生物合成。他发现金霉菌分解己糖时,戊糖循环的运转与金霉素的合成有关。根据实验推论,金霉素分子的芳香族环部分,来源于1,7二磷酸景天糖,而磷酸盐抑制金霉素的合成在于终止了戊糖循环,结果抑制1,7二磷酸景天糖的合成。在这个结论的指导下,生产部门采取限制磷酸盐浓度的发酵培养基,有效地提高了金霉素的生产。在研究链霉素的生物合成中,他和学生们证明了鸟氨酸循环的作用。精氨酸是链霉素链胍部分脒基的来源,这种由精氨酸与链胍之间的转脒基反应,后来由他的学生证明仅在链霉素合成开始时即所谓独特期(Idio-phase)进行,说明链霉素的合成受时态控制。沈善炯等在抗生素研究上的成绩,在学术上和生产实践上都有重要价值。该项成果获1955年中国科学院成果奖(这是新中国成立后的第一次评奖,定名中国科学院奖,后改为国家自然科学奖一等奖)。
沈善炯和他的学生在链霉菌的研究中,发现了作用于烟酰胺辅酶的烟酰胺核酸酶,这个酶与核酸紧密结合,对热和许多蛋白质变性剂有高度稳定性,只有经核酸酶处理后才显出其对pH的最适活性和其他特性。这种酶复合物的生理功能引起科学家的兴趣。在链酶菌中他们还发现能使木糖转变为木酮糖的木糖异构酶。可惜当时没有测定这个酶对己糖的作用,后来这个发现为日本SANMATSU KOGYO公司所应用,将葡萄糖转化为果糖而获得很大利润。该公司在获得专利后,特派人到中国来向沈善炯致谢。
在研究细菌的氮代谢时,沈善炯和他的学生在苏联布朗斯坦实验室发现芽孢杆菌中普遍存在丙氨酸脱氢酶(ADH),但测不到谷氨酸脱氢酶(GDH)的活力,只发现与GDH呈血清交叉反应的同源蛋白。后来他们应用诱变剂处理地衣芽孢杆菌获得有活力的GDH。推测这个变化发生在GDH结构基因转录后期,使无活性GDH蛋白变成有活性。这个发现引起国外生物化学家的注意,认为在生物演化上有重要的意义。
在研究细菌的糖代谢时,1963年他和学生在大肠杆菌中发现甲基乙二醛的合成酶,实验指出己糖可以由3-磷酸二羧基丙酮经甲基乙二醛而形成乳酸的支路进行代谢,磷酸盐对这个支路代谢起调节作用。6年以后英国的R?A?库泊(Cooper)和A?安德森(Anderson)才报告同样的发现,但他们承认最先发现者是沈善炯和他的学生。
对固氮基因的结构和调节的研究
从1974年起,沈善炯研究自生固氮细菌的结构、表达和调控的一系列遗传学问题。在研究肺炎克氏杆菌的固氮nif基因组的精细结构中,证实nif基因呈一簇排列,不存在所谓“静止区”。在nif基因的分析方面,他们与美国威斯康星大学W?布里尔(Brill)教授的实验室合作,根据一个突变点nifC的位点以及它的互补现象,指出nifJ蛋白是由相同的两聚体组成。他们通过nifH上游区的核苷酸序列分析以及基因融合试验,最终确定nifJ的启动子其转录方向与nifF相同,但与其他nif基因相反。
在研究nif基因的调节方面,沈善炯最早应用克隆技术,证明nifA蛋白对nif基因的调节作用,他们还就氧和温度等因素对nif基因的调节作了系统和较深入的分析。他的学生在1980年首先发现nif基因受温度的阻遏主要是由于nifA蛋白对温度的敏感性。提出了较完整的以nifA为中心的nif基因调节模式。1985年他们利用突变,以ntrC依赖性的nifH突变型做试验,证实氧对负调节基因nifL的作用在于它使nifA蛋白失活,从而使nif基因不能激活。
在研究调节的分子机制方面,沈善炯和来他实验室工作的博士后D?欧(Ow)等采用结构基因nifH启动子区的定点突变,发现共同性顺序的某些核苷酸置换可以改变nifH启动子对nifA蛋白的依赖性为ntrC蛋白的依赖性,沈善炯在1985年的第六届国际固氮会议上应邀将这项成果作报告,此项工作被评为进展最快的工作之一,得到国际同行的高度评价,他的实验室被认为是研究固氮基因分子遗传学的国际研究中心之一。
沈善炯等在自生固氮细菌遗传学方面的研究成果,肺炎克氏杆菌的精细结构定位和特性研究获得1979年中国科学院科技成果奖一等奖,1987年获国家自然科学奖二等奖。
20世纪80年代开始,沈善炯的实验室开展根瘤菌共生固氮的遗传学工作。工作的重点在细菌和宿主植物间的相互作用的遗传学关系。他们发现苜蓿根瘤菌与宿主植物建立的共生固氮系统中,结瘤基因和共生固氮基因的顺序性表达。这项工作在1988年召开的第16届国际遗传学会上,沈善炯应邀作了专题报告。
开展了植物分子遗传学的工作
他们选择研究大豆种子贮藏蛋白基因,其目的在于了解植物基因表达的组织专一性和时态控制。在研究大豆Gy4基因的结构和特性时,观察到一些有意义的现象,如在基因的外显子的多变区有类似可移动性因子的存在等。
『捌』 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。
『玖』 曹天钦的主要成就
1 Tsao T C, Bailey K, Adair G. S. The size, shape and Aggregation of Tropomyosin Particles. Biochem J, 49, 1950: 27-36.
2 Tsao T C, Fragmentation of the Myosin molecule. Biocheim Biophys. Acta 1953,11: 368-382.
3 盛沛根,曹天钦.不同来源的核酸原肌球朊的比较研究.生理学报,1954,19:203-221.
4 彭加木,曹天钦.兔皮原胶原的抽提与其若干物理化学性质.生理学报,1956,20:164-180.
5 曹天钦,龚祖埙,邹永水等.原肌球蛋白和副肌球蛋白晶体的电子显微镜观察.生物化学与生物物理学报,1963,3:206-219.
6 张友尚,裴美云,曹天钦等.油菜花叶病毒的大小、形状、结构及其蛋白亚基的化学特征.生物化学与生物物理学报,1964,4:196-208.
7 龚祖埙,曹天钦等.中国第一例双联病毒.科学通报,1982,22:1393-1395.
8 林光大,曹天钦等.绿豆胰蛋白酶抑制剂晶体生长及晶体学参数测定.中国科学B辑,1986,2:153-156.
9 孙伟,龚祖埙,曹天钦.小麦丛矮病毒的依赖于RNA的RNA聚合酶.中国科学B辑,1987,9:940-946.
10 陆惠华,龚祖埙,曹天钦.水稻齿叶矮缩病毒RNA聚合酶的研究.中国科学B辑,1988,10:271-274.
11 孙伟,龚社埙,曹天钦.小麦丛矮病毒的L,NS和N蛋白在病毒RNA的体外转录过程中的作用.中国科学B辑,1988,10:155-161.
12 王守贞,龚祖埙,曹天钦.文昌鱼副肌球蛋白的分离和生化性质.生物化学与生物物理学报,1988,20:395-400.
13 谭若颖,龚祖埙,曹天钦.河蚌闭壳肌mRNA的体外翻译和产物分析.生物化学与生物物理学报,1989,21:6-11.
14 沈骊,龚祖埙,曹天钦.20kd蛋白质——保留性收缩肌肉中的一种调节蛋白质的纯化及性质研究.生物化学与生物物理学报,1989,21:12-18.
15 Cao T Q,Li K H,Chang M W,et al.Explorations in the History of Science and Technology in China.Shangha:Chinese Classi. 在肌肉蛋白质、神经蛋白质、蛋白水解酶和抑制剂、马王堆古尸的保存、植物病毒、植物类菌原体、中国古代科学技术史等研究方面获重要成果,为发展中国的生物化学、生物工程和分子生物学研究作出了重要贡献。
归国后蛋白的研究
20世纪60年代初和同事们一起,利用中国刚进口的第一台高分辨率电子显微镜对原肌球蛋白和副肌球蛋白的分子、纤维和类晶体进了大量的电镜观察。
马王堆古尸的研究
提出了应用酶介条件模拟古尸和肌肉降解的试验,获得了饶有兴趣的结果。在此基础上他提出了古尸得以保存的条件和保存水平的分析,这一独辟蹊径的研究方法,引起了当时正在对苏联西伯利亚猛犸古尸研究的美苏科学家的兴趣和重视。
植物病毒的研究
70年代以后又开展了植物类菌原体方面的研究。同对水稻黑条矮缩病毒、烟草花叶病毒等病毒形态、外壳蛋白的物化性质,病毒的解离聚合等方面进行了一系列研究,开创了中国植物病毒生化和分子生物学的研究。 曹天钦一贯重视培养人才。30多年来和同事们一起通过培养研究生、办训练班、到大学兼课、进修等种种方式,为国内培养造就了一支数百人的蛋白质、生物化学和分子生物学专业人才。曹天钦对年轻的同事和研究生,在思想上和生活上也极为关心。由于他的精心培养,在他的学生和助手中,已有不少人成为各自学科研究领域的学术带头人和科研第一线的骨干力量。还有不少人担任过分院、所、室一级领导职务。其中一部分人成为国内外有影响的科学家。他们一致认为,自己的成长和曹天钦的培养与教育是分不开的。
『拾』 张凤民的成就
主要从事病原生物学专业的科学研究,三年内承担国家以及国际科研课题8项,科研经费约500万元,其中包括国家863目标导向项目(自身免疫病的血清标志优化及其诊断与评价产品的研发)、国家教育部博士点基金(病毒感染、细胞微环境对神经干细胞分化的影响)、国家自然科学基金项目(精神分裂症与博尔纳病病毒感染的分子生物学研究)、国家自然科学基金人才培养项目(哈尔滨医科大学国家理科基地人才培养与能力提高)、国家科技部十五攻关项目(抗生素在儿科的使用情况和细菌耐药性检测的研究)、财团法人日中医学协会共同研究等助成金、黑龙江省杰出青年科学基金等重大科研项目。三年内发表科研论文22篇,其中SCI收录论文6篇,日本论文2篇,国家级论文16篇。相关研究三年内获得省科学技术奖等5项,国家专利1项,正在申报专利3项。
关于“博尔纳病病毒与精神分裂症关系”的研究,提出了“病毒感染-干细胞分化受损假说”的可能机制以及“干细胞病理学”的创新性科研思路,已获得省科技进步三等奖1项,发表国家级论文18篇,国际学会交流2次。对人类逆转录病毒和动物逆转录病毒的感染细胞机制和致病性的研究,已获省自然科学二等奖1项,发表SCI收录论文4篇,国家级论文15篇,国际学会交流3次。关于“黑龙江省临床革兰氏阴性菌的耐药特点以及β内酰胺酶基因的存在、表达在细菌耐药形成中的作用”的研究,发表SCI收录论文1篇,国家级论文4篇。关于“柯萨奇病毒与心脏疾患关系的研究”2次获省科技进步三等奖。关于“人乳头瘤病毒与宫颈癌的相关研究”3次获省科技进步三等奖。开发和研制“呼气消毒器”、“病房空气收集消毒系统”等产品,获得国家实用新型和发明专利各2项,获得省医疗新技术成果二等奖1项。
作为副主编、编委或主审参加编写国家规划教材6部,专著1部,其中包括已定稿的《医学微生物学》(卫生部规划五年制教材)、《Medical Microbiology》(卫生部规划八年制英文教材)、《病毒性疾病的诊断与治疗》、《实验室生物安全》(卫生部规划研究生教材),及已出版的《医学微生物学》(卫生部规划八年制教材),《医学微生物学》(普通高等院校本科用教材),《病原生物学实验》(普通院校实验教材)等专著。