生命科学前沿若干学科研究进展

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1、江苏大学学报（自然科学版）JournalofJiangsuUniversityCNaturalScience）生命科学前沿若干学科研究进展陈克平，董英(江苏大学主命科学研究院，江苏镇江212013)［摘要］人类基因组计划标志着人类有能力解析自己•后基因组计划和基因工程学、干细胞、生物信息学等技术的成果将为农业育种、基因药物、基因治疗、人类生育与脏器的再生和异种器官的移植、生物多样性的解读与保护以及分了生态学的研究带來前所未有的影响・文中对生命科学主要领域的研究进展进行了概述・［关键词］生命科学；

2、基因组；基因芯片；干细胞；生物信息；神经科学［中图分类号］Q4-1［文献标识码］A［文章编号］1007-1741(2002)02-0059-04［收稿日期］2001-10-09［基金项目］江苏省高新技术基金资助项目(BG2()(H1317)［作者帥%險瞩％1960-)，男，安徽无为人,江苏大学研究员,博士.21世纪,生命科学将成为新一轮自然科学革命的中心.生物技术已出现了三个平台，即DNA重组，细胞培养和DNA芯片，并已取得了相当成果,培育出了新的生物技术产业.预计今后世界生物技术的走向是:继续

3、延伸基因组平台计划，在完成人类基因组全序列草图的基础上，加速基因工程和蛋白质工程的操作，进入后基因组计划,同时进一步扩大基因组研究的范围，外延到农业动植物基因组计划；第二个发展领域是生物芯片,它是分子生物学与化学、物理领域的多种高新技术的交叉和融合；第三个发展领域是干细胞生物学，它是克隆动物和克隆组织器官的基础;第四个发展方向是生物信息学，即在基因和蛋白质的功能被阐明后,用计算机模拟生物体内细胞和机体内的生化代谢过程，是生物学跃入到理论生物学的新时代;第五个发展的领域是口前国际上正在开展的神经生

4、物科学的大科学计划.1人类基因组计划199()年，人类基因组组织(HUGO)和美国国家健康研究所(NIH)向美国国会提交美国人类基因组联合项目的5年计划，被称为“生命科学阿波罗登月计划”.该计划包括中国在内的18个国家的科学家参与,总投资3()亿美元，以15年的时间寻找出人体100()00个或更多的基因，确定3()亿个碱基对的排列顺序，建立相应的数据库，进行数据分析，分析此计划可能带来的人种、伦理及社会问题.这一计划还包括对一系列模式生物体基因组的全测序，如大肠杆菌、酵母、拟南芥、线虫、果蝇和小

5、鼠等，因为对这些处于生物演化不同阶段的生物体的研究是认识人类基因结构与功能不可缺少的•我国1999年9月加入国际人类基因组计划，仅用半年时间,于2000年4月提前完成了第3号染色体短臂上3()()()个碱基对草图，从而在这一科学丰碑上自豪地刻下中国人的名字.由于技术的飞速发展和世界科学家的共同努力，研究进程不断加快，原定于2001年完成的人类基因组的基本构图提前一年，在200()年6月26H由美国总统克林顿与英国首相布莱尔联合宣布完成，已绘制出人体97%的基因组，其中85%的基因组序列得到了精确

6、的测定，包括了人体约30亿个碱基对的正确排序，寻找出大约3500()个基因•这一成就受到全世界的嘱目，这一天成为人类历史上“值得载入史册的一天”.随着人类基因组大规模测序工作接近尾声,生命科学进入厉基因组时代，亦称功能基因组时代皿・它以揭示基因组功能及调控机理为冃标,其核心问题主要包括:基因组的多样性、基因组的表达调控与蛋白产物的功能以及模式生物基因组研究等.它的研究将为人们深入理解人类基因组遗传语言的逻辑构架，基因结构与功能的关系，个休发育、生长、衰老和死亡机理，神经活动和脑功能的表现机理，细

7、胞增殖、分化和凋亡机理，信息传递和作用机理，疾病的发生、发展的基因及基因后机理以及各种生命科学问题提供共同的科学基础,在人类生活过程中有着很广泛的应用前景・2基因芯片技术基因芯片的原型是20世纪8（）年代中期提出的⑵，实际上它是一种微型多参数生物传感器.它通过在一微小的基片表面固足大量的分子识别探针（通常每平方厘米点阵密度高于400）或构建微分析单元和系统,实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞或其它生物组分进行准确、快速、大信息量的筛选或检测・基因芯片又称为DNA微阵列，大体上可分为三种类型:①固定

8、在聚合物基片（尼龙膜、硝酸纤维素.膜等）表面上的核酸探针或cDNA片段,通常用同位素标记的靶基因与其杂交,通过放射显影技术进行检测.其优点是所需检测设备与目前分子生物学放射显影设备相一致，但芯片上探针密度不高，样品和试剂的用量大，定量检测存在很多问题•②用点样法在玻璃上固定DN八探针阵列，通过与荧光标记的靶基因杂交进行检测・这种方法使点阵密度有较大的提高，各个探针在表面的结合量也比较一致，但在标准化和批量化生产方面仍有不易克服的困难・③在玻璃等硬质表面上直接合成的寡核甘酸探针阵列，与荧光标记的靶