一粒种子为什么能长成一棵参天大树?一窠鸟蛋为什么会孵化出一只只鸟儿?而我是谁?我究竟从哪儿来?是谁创造我的身体,操纵着我的意识、情感以及记忆?也许人类生命的所有信息也存储在一颗颗”种子”中。我们要如何从这些“种子”中探索生命的密码?未来科技又该如何破译其中的谜团,带给我们一些怎样的启迪?
高通量的测序
DNA是所有生命的设计蓝图,这张蓝图是由4个不同碱基排列组合,利用性能优越的测序仪器,就能解读“种子”的遗传信息。每个各体的差异就存在于不同DNA序列的组合。设计生命的蓝图并不知道自己什么时候参与表达,或许还存在极度复杂的调控系统。未来的科技是否能有机会弄清这套复杂系统的原理和解读物种的DNA所有的序列,由DNA一代又一代遗传的产物,又该呈现出怎样一幅画面?
目前,对“种子”密码的研究已经愈发明朗,基因就是一个个藏着秘密的载体。要破译密码,就要先掌握更多基因的密码,当然,研究发现:一个明确功能的基因将至少有以下6个方面的实际用途,包括基因诊断,基因治疗,核酶或反义RNA,基因工程药物,免疫学诊断,基于基因的小分子药物。虽然,研究他们需要不菲的代价(例如目前研制一种基因药物需要几千万甚至上亿美元的投入和五到八年的时间),但是一旦成功,得到的将是上百倍的回报。因此,基因药物的发明ZL是生物医药产业的源头,基因就是财富。谁拥有基因药物的ZL,谁就占领了制高点。希望在巨大利益的驱使下,我们能掌握越来越多的明确功能的基因,破译“种子”密码也就指日可待!
超高倍的摄影机
细胞究竟是如何从一个细胞演变成两个细胞,细胞的不断增多又是怎么分化成有功能的细胞,一个个有功能的细胞怎么又不停的聚集成为组织和器官?细胞的不断分化和分裂怎么能最终形成每一生命的雏形,这个如同复杂,精密如同神话的过程在超高倍全方位摄像机的帮助下又该呈现出怎样一副惊心动魄的过程?
现在医疗上已经广泛利用X射线、超声波等精密仪器,它们可以自由穿透人体,窥探尚未出生的宝贝、身体的病变、生命活动当中的大脑动态等。也许,若干年后,当人们喝下一杯“粒子汤”。细小的纳米机器人就能穿透肠壁、胃壁,进入广袤的人体生态系统。细胞的变化、病理的发生,甚至DNA的动态,大脑皮层的活动将会一一呈现在全息投影中。生命体本质的面纱正在慢慢揭开。
纳米机器人
20世纪生命科学最伟大的发现就是DNA的空间构想是螺旋形状,从而开启了人类向分子层次的生命科学的全面进攻!为什么地球上大部分的氨基酸是左手性的构象?生物糖分子几乎是右手性构象?看似外表对称的人体,揭开外层皮肤里面的空间并非是完美的对称,不同类型的器官的几何构象都有不同。究竟是为什么大自然选择中选择了构成生命的分子、细胞、器官几乎都有特定的空间,在每一个空间里究竟发生什么样的化学反应、物质代谢以及能量变化?在信息技术的发展的同时,生物技术的发展也在进行着。知识是相互交汇与融合的,新的信息技术服务于生命科学的研究,研究的最新进展共享于信息技术之中。DNA的结构、蛋白质的结构、组成生物物质的骨架,犹如露出一点缝隙的窗户,在等待信息技术将它完全开启。我们所追寻的密码将会以另一种独特的视角展现在人们眼前。
衰老对身体产生的可见影响有时与基因活动的无形变化有关。DNA甲基化的表观遗传过程会随着年龄增长而变得不再精确,造成基因表达的变化。而这种变化与随着年龄增长而出现的器官功能衰退和疾病易感性增加有关。如今......
有些人比同龄人更显年轻,而有些人看着更显老;有些人年逾九旬仍身心康健,而另一些人早在数十年前就饱受糖尿病、阿尔茨海默病或行动障碍的困扰;有些人能轻松应对严重摔伤或流感侵袭,而有些人一旦住院就再难康复。......
近日,西北农林科技大学玉米生物学与遗传育种团队联合华中农业大学玉米团队在《植物生理学研究》发表论文。研究初步揭示了ZmGBF1-ZmATG8c模块通过自噬途径调控玉米耐热性的分子机制。随着全球气温持续......
记者21日从国家乳业技术创新中心获悉,该中心技术研发团队成功研制出奶牛种用胚胎基因组遗传评估芯片和“高产、抗病、长生产期”功能强化基因组预测芯片。该系列基因芯片具有完全自主知识产权,填补了我国基因芯片......
国际期刊《内分泌学前沿》日前刊登的一项新研究揭示,一种特殊基因对肠道吸收维生素D及其后续代谢过程至关重要,阻断或抑制该基因能够选择性抑制癌细胞生长。这一发现在癌症治疗等精准医学领域具有广阔应用前景。维......
记者从安徽农业大学获悉,该校王晓波教授团队联合中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟、李英慧研究员团队,解析了关键基因对大豆种子油脂和蛋白比例(油蛋比)的调控机制,为高油或高蛋白大豆品种选育提供了新方向。......
茶树是以收获新梢为主的叶用经济作物,茶芽大小不仅直接影响鲜叶的产量和品质,还与茶类适制性密切相关。解析茶树芽大小的遗传调控机制,有助于改良茶树品种、提高茶叶产量。近日,中国农业科学院茶叶研究所种质资源......
玉米作为全球重要的粮食、饲料和工业原料作物,其高产对保障粮食安全至关重要。近日,东北农业大玉米遗传育种团队完成的研究在《农业科学学报(英文)》(JournalofIntegrativeAgricult......
6月24日,记者从哈尔滨工业大学获悉,该校科研团队在脑胶质瘤精准治疗领域取得重要进展。团队创造性研发出“特洛伊纳米机器人”,成功在肿瘤模型小鼠身上穿越血脑屏障,将药物主动靶向输送至胶质瘤病灶中心区域,......
水稻作为起源于热带或亚热带的粮食作物,其生长发育对低温胁迫敏感。伴随全球气候变化加剧,极端低温事件发生频率显著上升,发掘耐冷基因并解析分子机制,有利于水稻高产稳产遗传改良。目前,利用自然群体挖掘的水稻......