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  • 在转基因实验中,其调控作用可使基因表达对整合位点不敏感,而仅仅取决于转基因的拷贝数,如见于珠蛋白基因
  • 是遗传算法中参数代沟(Generation gap)一种结果
  • 铁死亡:一种全新的程序性细胞死亡通路


    近年来,许多新的与基于半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶-8(cystein-asparate protease-8,Caspase-8)的传统凋亡所不同的程序性细胞死亡通路被发现,如由受体相互作用蛋白1(receptor-interacting protein 1,RIP1)/受体相互作用蛋白1(receptor-interacting protein 3,RIP3)诱导的"坏死性凋亡",再如由Caspase-1诱导的炎症相关的细胞"焦亡"等等。铁死亡于2012年被发现并发表在Cell杂志上。研究中发现一种叫做Erastin的化疗药物对于RAS癌基因突变的人纤维肉瘤细胞系HT-1080细胞有特殊的杀伤作用。作者在进一步的研究中发现这种杀伤诱导引发了一种新的依赖铁离子的非凋亡性的细胞死亡模式,该模式在形态上是和其他已知的程序性细胞死亡有所不同的,并将其被命名为"铁死亡"。研究发现铁死亡在很多方面与传统的细胞死亡有所不同:在细胞结构上铁死亡与所有已知的细胞死亡方式均不同,凋亡的染色质固缩和边缘化,细胞自噬中的双层膜结构的自噬小泡,细胞器的肿胀,核膜和细胞膜的溶解均没有出现。发生铁死亡的细胞形态学上表现为比正常稍小的线粒体,以及稍增厚,密度稍增加的线粒体膜。细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)通路的激活被认为是铁死亡的标志之一,ERK-磷酸的量和铁死亡发生的进行程度呈正相关。凋亡是一个非炎症性质的过程,而铁死亡的过程则多伴炎症性的表现[主要表现为过氧化物(reactive oxygen species,ROS)]的释放,在神经组织中多伴有星形胶质细胞和小胶质细胞的增殖聚集,可以通过测定胶质纤维酸性蛋白和离子钙接头蛋白分子-1的表达程度来确定炎症的发生,以验证是铁死亡的存在而并非凋亡。这些验证铁死亡发生的方法和独特物质可以为今后的实验提供标记作用。在近年的研究中,铁死亡抑制素Ferrostatin-1(Fer-1)及铁死亡脂抑素Liproxstatin-1(Lip-1)2种小分子物质被证实为铁死亡通路中的抑制剂,在许多实验中发挥相应作用。
  • 基因打靶:是指通过DNA定点同源重组,改变基因组中的某一特定基因,从而在生物活体内研究此基因的功能。 基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段,它的产生和发展建立在胚胎干(ES)细胞技术和同源重组技术成就的基础之上,并促进了相关技术的进一步发展。基因打靶技术将广泛应用于基因功能研究、人类疾病动物模型的研制以及经济动物遗传物质的改良等方面。

    原理

    首先获得ES细胞系,利用同源重组技术获得带有研究者预先设计突变的中靶ES细胞。通过显微注射或者胚胎融合的方法将经过遗传修饰的ES细胞引入受体胚胎内。经过遗传修饰的ES细胞仍然保持分化的全能性,可以发育为嵌合体动物的生殖细胞,使得经过修饰的遗传信息经生殖系遗传。获得的带有特定修饰的突变动物提供研究者一个特殊的研究体系,使他们可以在生物活体中研究特定基因的功能。目前,在ES细胞进行同源重组已经成为一种对小鼠染色体组上任意位点进行遗传修饰的常规技术。通过基因打靶获得的突变小鼠已经超过千种(相关数据库参见文献),并正以每年数百种的速度增加。通过对这些突变小鼠的表型分析,许多与人类疾病相关的新基因的功能已得到阐明,并直接导致了现代生物学研究各个领域中许多突破性的进展。

    实验流程:见图片
    由上到下

    特点

    基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段。通过对生物活体遗传信息的定向修饰包括基因灭活、点突变引入、缺失突变、外源基因定位引入、染色体组大片段删除等,并使修饰后的遗传信息在生物活体内遗传,表达突变的性状,从而可以研究基因功能等生命科学的重大问题,以及提供相关的疾病治疗、新药筛选评价模型等。基因打靶技术的发展己使得对特定细胞、组织或者动物个体的遗传物质进行修饰成为可能。

    应用

    基因打靶技术在基因功能研究中的应用、应用基因打靶技术研制人类疾病动物模型、应用基因打靶技术改良动物品系和研制动物反应器等。

    诺贝尔奖获奖情况

    70岁的美国科学家马里奥·卡佩奇,82岁的美国科学家奥立佛·史密斯与66岁的英国科学家马丁·埃文斯,凭借基因打靶技术共同分享了2007年度诺贝尔生理学或医学奖。因为他们发现了如何用基因控制老鼠胚胎细胞,评委会认为,是因为其“开创了全新的研究领域”,为人类攻克某些疾病提供了药物试验的动物模型。

      “基因打靶”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质,定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术,人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。科学家可以瞄准某一特定基因,使其失去活性,进而研究该特定基因的功能。打个比方来说,使用“基因打靶”这具高精度瞄准镜,科学家们就能够精确瞄准任何一个基因,并对它进行深入研究。

       尽管“基因打靶”技术刚刚诞生20余年,全世界的科学家已经利用该技术先后对小鼠的上万个基因进行了精确研究。根据导致人类疾病的各种基因缺陷,科学家培育了超过500种存在不同基因变异的小鼠,这些变异小鼠对应的人类疾病包括心血管疾病、神经病变,糖尿病和癌症等。

       诺贝尔奖评审委员会在新闻公报中说:“今年的奖项所涉及的发现引领人们掌握了一个无比强大的研究武器:小鼠的‘基因打靶’研究技术。它如今已经被应用在生物医学所有领域。”
     
      “基因打靶”技术现在还只是起步阶段,这项技术将被越来越频繁地使用,通过系统地剔除基因,人类能够了解自身和疾病机理,掌握更有效的治疗手段。   
  • 缩略语:RACE
  • 缩略语:PTS
    1)  phosphotransferase
    磷酸转移酶
    1.
    Methods:RNase P(M1GS-T5) ribozyme was constructed by linking the M1 RNA from Escherichia coli covalently to a guide sequence(EGS) that is complementary to the mRNA coding for UL97 phosphotransferase gene of human cytomegalovirus(HCMV),and was used to cleave the UL97 mRNA segment.
    方法 以人巨细胞病毒 (humancytomegalovirus ,HCMV)磷酸转移酶mRNA序列为靶设计externalguidesequences(EGS) ,共价结合到大肠杆菌来源M 1RNA中 ,构建成M 1GS-T5核酶。
    2)  Phosphotransferase system
    磷酸转移酶系统
    3)  creatine phosphotransferase
    肌酸磷酸转移酶
    4)  adenine phosphotransferase
    腺嘌呤磷酸转移酶
    5)  phosphotransferase,transphosphorylase
    转磷酸酶
    6)  phosphotransferase system (PTS)
    磷酸糖转移酶系统(PTS)
  • 缩略语:SMAD4

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