分子生物學概述范文
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篇1
受限于當時的科學技術發(fā)展水平及人類的認知水平,分子生物學的發(fā)展經歷了漫長的時代。1859年達爾文出版《物種起源》,提出了舉世聞名的“自然選擇”學說,成為了生物學發(fā)展的里程碑。但生物為什么能將性狀遺傳給下一代,如俗語說的“龍生龍、鳳生鳳、老鼠生來會打洞”,并沒有得到闡明。隨后,奧地利修道士孟德爾在觀察了2.1萬株不同性狀的豌豆后,提出了遺傳法則,瑞士生物學家弗雷德里?!っ仔獱栍?869年分離出了核酸,在其他科學家的努力下逐漸發(fā)現(xiàn)了染色體及其成對現(xiàn)象、觀察到了細胞分裂過程中染色體的排布方式,并提出染色體攜帶遺傳信息。1911年,遺傳學家摩爾根提出了基因學說,闡明了基因在染色體上的分布,提出親本將遺傳信息傳遞給子代的過程中染色體重組形成獨特新個體的理論。之后,科學家發(fā)現(xiàn)傳遞遺傳信息的物質為DNA,研究了DNA的化學成分和基本結構,并發(fā)現(xiàn)DNA中四種堿基(鳥嘌呤:G、腺嘌呤:A、胸腺嘧啶:T、胞嘧啶:C)的含量比例是一定的。英國生物物理學家羅莎琳德·富蘭克林在1951年拍攝到了核酸X射線衍射照片,在此基礎上,1953年,美國科學家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提出了DNA的雙螺旋結構,該在《Nature》雜志上。1977年,科學家弗雷德里克·桑格、沃爾特·吉爾伯特等發(fā)明了DNA測序技術,開啟了分子生物學發(fā)展的新篇章。
二、分子生物學相關技術的臨床應用
隨著分子生物學的發(fā)展,對于生物大分子的檢測技術也在不斷的更新,針對核酸的檢測技術包括:Southernblot、Northernblot、熒光原位雜交(fluorescenceinsituhybridization,簡稱FISH)技術,定性聚合酶鏈式反應(PolymeraseChainReaction,簡稱PCR)、實時熒光定量PCR、一代測序技術及二代測序技術等;針對蛋白質的檢測技術包括:Westernblot、酶聯(lián)免疫吸附測定(EnzymeLinkedImmunosorbentAssay,簡稱ELISA)等。而精準醫(yī)學及個體化治療時代的到來,使得分子生物學的很多技術已經被越來越廣泛的應用到醫(yī)學的臨床診斷,如孕婦唐氏篩查(21、18、13-三體綜合征)、病毒感染分型及載量檢測、腫瘤放化療耐性基因檢測、靶向藥物基因檢測、代謝綜合征臨床用藥指導等?,F(xiàn)代測序技術日臻完善,成本逐年降低,2014年6月30號,國家食品藥品監(jiān)督管理總局審查通過了二代測序技術(測序儀及檢測試劑盒)用于胎兒染色體非整倍體(T21、T18、T13)檢測。2015年6月8日,國家發(fā)展和改革委員會(簡稱發(fā)改委)了《新興產業(yè)重大工程包》通知,新型健康技術惠民成為六大工程之一。首先,以遺傳性耳聾和唐氏綜合征等遺傳性疾病基因篩查為重點,推進基因檢測技術在遺傳性疾病、腫瘤、心腦血管疾病和感染性疾病等重大疾病防治上的應用,促進健康惠民[1]。其次,快速推進基因檢測技術在遺傳性疾病大規(guī)模篩查上的應用,探索基因檢測技術在個人基因組檢測、基因身份證等新領域的產業(yè)化應用[1]。分子生物學技術成為了臨床醫(yī)學診斷、用藥的支撐體系,伴隨著個體化治療理念的逐漸深入,需要大量的相關檢測技術人才。但是傳統(tǒng)的分子生物學教學并沒有把相關的理論及技術體系與醫(yī)學的實際應用有機的結合起來,造成了人才培養(yǎng)與實際需求的脫節(jié),一方面生物學專業(yè)的本科畢業(yè)生面臨著找工作困難的窘境,另一方面醫(yī)學及相關檢測機構需要大量的檢測技術人員,但普通的生物學專業(yè)本科生達不到相關的要求。隨著畢業(yè)生就業(yè)壓力的增加,很多新生剛入學就面臨著就業(yè)的迷茫,不知道畢業(yè)以后能從事什么樣的工作,甚至很多有轉專業(yè)的想法。因此,在進行專業(yè)授課時,尤其是分子生物學的授課時,改變既定的教學模式,適應社會發(fā)展的潮流就變得尤為重要了。
三、分子生物學課程講授模式探索
分子生物學的內容抽象復雜、講解困難,學生不易理解,所以我們選用了RobertWeaver編著的《MolecularBiology》作為分子生物學教材,該書語言流暢、內容豐富、科學性強,通過實驗及結果分析得出相應的結論,易于理解;同時增加了學生的學習興趣,有利于培養(yǎng)學生的科學思維方式[2]。在我從事分子生物學教學時,在開課之前進行了問卷調查,結果顯示,超過60%的學生列舉不出分子生物學相關技術的實際應用,更不了解其在醫(yī)學領域的應用。課余時間跟學生交流時發(fā)現(xiàn):很多學生對這門課沒有清楚的認識,只是為了考試而學習,學生呈現(xiàn)出的問題是不知道學完分子生物學能做什么?將來能從事什么行業(yè)?針對學生的困惑,我改變了既定的教學模式,利用第一、二節(jié)課對分子生物學的技術體系及發(fā)展趨勢進行概述,并且與實際的應用尤其是在醫(yī)學上的應用進行了結合,解讀了相關的法規(guī)、政策文件,使得學生對分子生物學有一個概括性的認識,增加學生學習的積極性。在講到相關的分子生物學技術時,會對該技術的現(xiàn)實應用或最新前沿動態(tài)進行延伸,增加學生學習的信心。對于復雜的技術體系或理論體系,采取制作直觀、生動的幻燈進行講解,易于學生理解和掌握。同時鼓勵學生課前預習,課后查閱相關資料,加深印象;并組織學生進行相關資料匯總、交流,在課堂上進行分組討論,不僅增加了學生的學習興趣,而且加深了認識。通過靈活的、理論聯(lián)系實際的教學方式,學生對分子生物學的學習興趣十分濃厚,積極性非常高,達到了預期的效果。但是在教學過程中也出現(xiàn)了一些問題,如分子生物學實驗課與理論課的脫節(jié),實驗課提前完成,與理論學習沒有同步進行,削弱了學生對相關實驗的認識及理解。在講到相關技術原理時,問答過程顯示,大部分同學并不能把相關原理與所做實驗進行有機的聯(lián)系,沒有起到加深認知的作用。建議在以后的教學過程中,理論講授與實驗操作緊密配合,便于學生理解。
四、分子生物學教學改革的一些建議
結合分子診斷技術的臨床應用,對分子生物學的教學改革提出以下建議:(1)對于復雜的理論與技術體系,采用多媒體教學與板書相結合的方式,易于學生理解掌握。(2)掌握著名科學家研究過程中的一些典故,增加教學的故事性及趣味性,提高學生學習的興趣。(3)加強分子生物學相關技術與實際應用的聯(lián)系,增加學生學習的積極性。(4)傳遞分子生物學技術在臨床應用的相關政策、法規(guī),增加學生就業(yè)的信心。(5)相關技術的理論講解與實驗緊密結合,增加學生的理解深度。(6)理論聯(lián)系實際,帶學生參觀醫(yī)院的檢測平臺及醫(yī)學檢測機構的平臺,使學生有更直觀的認識。(7)推薦學生到醫(yī)院及醫(yī)學檢測機構實習,完成畢業(yè)設計,不僅完成了畢業(yè)論文,而且使得學生提早接觸社會,提高適應社會的能力[3]。
五、展望
篇2
關鍵詞 分子生物學 婦科 產前診斷 免疫遺傳
中圖分類號:Q7文獻標識碼:A
1 分子生物學與婦產科的基本情況概述
分子生物學的興起是上世紀50年代以后的事情,但是自其興起和發(fā)展以來,發(fā)展的巨大成就十分引人關注。六十多年來產生了巨大的影響,繁榮的勢頭依然十分強勁。分子生物學研究要進行的問題在于對生命本質一致性的分析,學者們通過分子水平的研究,發(fā)現(xiàn)由最低級、最簡單的單細胞生物到最復雜最高等的人的基本組成(這些組成主要由蛋白質、核酸、糖等三類物質構成)的構成與遺傳信息的物質基礎(主要包括DNA和RNA)、流向(中心法則)以及含義(遺傳密瑪)乃至能量轉換的機理都是高度一致的,正是因此,人們才發(fā)現(xiàn)在分子水平層面,生物取得了相對的統(tǒng)一。分子生物學的這一成就具有極其重要的意義,它使得基因在不同生物個體、種屬之間的轉移成為可能,從而大大的提高了生命科學各個分支學科以及整個生命科學的發(fā)展。在21世紀,分子生物學的發(fā)展將不斷深入和擴大,關于腦的活動、生命發(fā)育、疾病免疫等復雜難題將成為分子生物學研究的重中之重。
要準確客觀理解分子生物學對婦產科的影響,必須對婦產科的基本情況所有了解,在長期的醫(yī)學研究和發(fā)展實踐中,婦產科的研究和實踐內容不斷豐富和發(fā)展,如在生命發(fā)育階段,對胎盤、胎兒生理、母體子宮平滑肌的功能調節(jié)以及分娩發(fā)動機制、早產等問題都有研究。在妊娠期目前對于絨毛外滋養(yǎng)細胞以及胎兒胎盤轉運方面的問題也引起了學界的高度重視。在歐美國家,分子生物科學較為發(fā)達,對生物的基因芯片以及微RNA的研究不斷深入,探討了一些生物學的病理機制及治療方法,典型的如子癇、慢性高原疾病、肥胖等問題。以世界衛(wèi)生組織(WHO)為代表的一些研究結構對婦科流行病學、早產病因基因組研究以及基于循證醫(yī)學早產臨床干預等問題進行了深入研究。
2 分子生物學在婦產科領域的應用與發(fā)展分析
事實上,婦產科的發(fā)展歷史較之于分子生物學要早很多,但是分子生物學興起之后,對婦產科的發(fā)展產生了極大的影響,有些影響甚至可以說是革命性的。比如在女性的產前診斷中,分子生物學的興起使得我們對一些具有嚴重出生缺陷或者遺傳病等問題在宮內期即可作出診斷并及時采取科學合理的對策措施。分子生物學產生之前,該領域主要運用的是胎兒鏡以及影像技術,但是,近年來,致病基因不斷分離克隆,高危胎兒的基因突變分析不僅重要而且必須,分子生物學技術為此提供了可能性,如分子雜交、熒光原位雜交、PCR技術等分子生物學技術在單基因病以及染色體畸變的診斷中獲得了較為廣泛的應用。此外,一些全新的分子細胞遺傳學技術,諸如端粒探針、錨定原位標記技術、基因組雜交等在婦產科的應用問題也已經被提上議事日程。筆者通過以上的分子生物學在產前診斷的應用問題的論述,已經很明顯的說了分子生物學對提高植入前遺傳診斷或用孕婦血中胎兒細胞診斷問題具有十分重要的作用。
當前,應用到婦產科的分子生物學技術是多種多樣,紛繁復雜的,如索森印跡雜交(Southern blot hybridization)、聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction)、熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization)、單鏈構象多態(tài)性(single strand conformation polymor-phism)、異源雙鏈分析(heteroduplex analysis)、DNA序列分析、蛋白截短測試(protein truncation test)等等,不一而足。這些技術在婦產科的很多具體方面得到了應用與發(fā)展,如在遺傳方面的研究,當前,我們已知一些遺傳性腫瘤(視網膜母細胞瘤、Wilm氏瘤)的突變基因是按孟德爾方式遺傳的。當然也有一些基因與腫瘤的易感性有關,但是其遺傳方式都是孟德爾方式,分子生物學技術可以對這些基因可以進行產前檢查。又如多聚合酶鏈反應這一分子生物學技術的廣泛應用,對于一些婦產方面的疾病,比如Duchenne's肌營養(yǎng)不良癥、囊性纖維化癥、苯丙酮尿癥、脆性X染色體綜合征等進行診斷和治療已經成為可能。再如,分子生物學在母嬰感染傳播方面的應用,超微量的DNA擴增技術具備敏感性、特異性以及簡便性的優(yōu)點在母嬰感染傳播方面的應用優(yōu)勢十分明顯。分子生物學的應用使得對于母嬰傳播方面存在可能的人類免疫缺陷病毒(HIV)、巨細胞病毒(CMV)、風疹病毒等進行一些提前的檢測與預防成為可能。值得一提的是利用PCR技術還可以根據(jù)不同引物的特點進行預后。近年來,丙型肝炎病毒(HCV)的母嬰傳播已成為一個研究熱點,PCR技術在這一領域也取得了諸多成就。此外,在婦科腫瘤基因研究方面,目前學界對腫瘤發(fā)生和發(fā)展的認識進入了分子水平。在分析腫瘤細胞中復雜的染色體異常組成以及對癌基因的定位及其抑制方面都有貢獻。當前免疫遺傳研究熱點是人類白細胞抗原系統(tǒng)(human leucocyte antigen,HLA)與該病的關系。分子生物學技術的應用使HLA分型研究從抗原水平進入到基因水平,使與疾病關聯(lián)的HLA基因準確分型、定位。以上所舉的一些也只是分子生物學在婦產科領域應用和發(fā)展的冰山一角,我們有理由相信,隨著分子生物學和婦產科的不斷交叉融合,兩個學科以及交叉部分都會取得更多嶄新的成就。
參考文獻
[1] 李隆玉,萬建萍,鐘傳慶.子宮內膜癌發(fā)生分子機制及治療的研究進展[J].中華腫瘤防治雜志,2008(19).
篇3
摘要:概述了植物細胞分化的模式系統(tǒng)———管狀分子分化實驗系統(tǒng)的建立以及基于該系統(tǒng)的管狀分子分化的生理學、細胞學、生物化學和分子生物學等方面的研究進展,并對今后的研究方向進行了展望。
關鍵詞:百日草;次生細胞壁;細胞分化;管狀分子
管狀分子(TraehearyElements,TEs)是維管植物木質部內導管和管胞的總稱,皆為長柱狀細胞,次生壁木質化,成熟后均缺乏原生質體,其功能是輸導水分、礦質元素和機械支持作用。導管和管胞差別是,管胞無穿孔,管胞間壁僅有具緣紋孔,借以實現(xiàn)物質轉運;而導管分子間的某些區(qū)域具有穿孔,多個導管分子通過末端的穿孔連接形成一個長的管道,即導管,與管胞相比,其輸導能力大大增強。管狀分子來源于形成層,由形成層細胞經過細胞擴增、次生壁沉積、胞內物質自溶、形成端壁穿孔等步驟而形成。管狀分子分化已被作為植物細胞分化的模式系統(tǒng),在形態(tài)結構、生化和分子組成、發(fā)育及生理功能上都具有明顯的特點,是植物解剖學、發(fā)育生物學和細胞生物學的研究熱點之一。多年來,各國學者建立了整體實驗系統(tǒng)和離體實驗系統(tǒng),對管狀分子的形態(tài)解剖學、生理學以及分子機制進行了一定的研究。其中,百日草(ZinniaelegansJacq.)葉肉細胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)是目前分化效果最好的實驗系統(tǒng),人們利用該系統(tǒng)開創(chuàng)性地研究了離體條件下管狀分子分化的基本過程,并對管狀分子分化的細胞學、生理學、生物化學和分子生物學進行了卓有成效的研究。筆者擬對30多年來人們利用百日草葉肉細胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)的研究成果進行概述,為進一步闡明管狀分子分化機制提供基礎。
1離體實驗系統(tǒng)的建立
因為管狀分子形態(tài)隨著分化進程而發(fā)生顯著變化,其中包括環(huán)紋、螺紋和網紋次生細胞壁(SCW)的形成以及自溶作用。所以,管狀分子分化被認為是植物細胞分化的模式系統(tǒng)。然而,大多數(shù)早期關于分化的研究,采用的是多細胞系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)包含幾種作為起始材料的細胞類型,為追蹤單個細胞分化過程帶來了困難。Kohlenbach和Schmidt發(fā)現(xiàn),以機械法分離的單個百日草葉肉細胞可直接分化為管狀分子,這促使Fukuda和Komamine在此基礎上,建立了一個有效的、高頻分化的實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)已被全世界許多實驗室廣泛應用,有時根據(jù)特定情況僅僅對一些細節(jié)進行了修改。用液體介質浸漬百日草葉片,研磨后,以小網眼篩過濾,液體介質反復漂洗懸浮液,分離得到單個葉肉細胞。要注意:(1)材料要適當。取幼苗第一對葉,而非成年植物最嫩的葉片。(2)條件要適當。旋轉培養(yǎng)轉速為10r/min,0.3~0.4mol/L山梨醇調節(jié)滲透壓,生長調節(jié)劑為0.1mg/La-萘乙酸(NAA)和1mg/L6-芐基腺嘌呤(6-BA),起始細胞濃度為(0.4~3.8)×108細胞/L。這樣,幾乎30%分離葉肉細胞,在適當?shù)碾x體培養(yǎng)條件下,可半同步地分化為管狀分子。
2細胞學、生理學和生物化學方面的研究
百日草實驗系統(tǒng)的建立促進了管狀分子分化諸多方面的研究。初步的細胞學和生理學研究表明,細胞分裂不是管狀分子分化的前提條件,而一些DNA合成在分化中發(fā)揮重要作用;以肌動蛋白依賴的微管重組,限定了次生細胞壁的特有格局;分化過程是動態(tài)的,細胞變化表現(xiàn)在次生細胞壁沉積前細胞器數(shù)量的增加,次生細胞壁沉積開始不久次生細胞壁木質化啟動,原生質體逐漸自溶,初生壁非木質化部分的局部水解,分化過程終止。另外,百日草系統(tǒng)已清晰地證明,管狀分子分化受植物激素諸如生長素、細胞分裂素、油菜素內酯、赤霉素、一氧化氮、乙烯、信號肽(例如CLE肽、木質素、植物磺肽素)的調控;另外,大量生化和免疫學研究,揭示了細胞壁成分諸如纖維素、木聚糖、木質素和其他次生壁特有分子的變化,以及自溶過程中的各種事件,諸如蛋白質和核酸的降解等。
3相關基因的鑒定與描述
人們也用分子生物學方法,進一步分析了百日草實驗系統(tǒng)中管狀分子分化的分子機制。運用同源克隆法(例如,核酸酶ZEN1,肉桂醇脫氫酶和過氧物酶,b-微管蛋白,油菜素內酯合成酶和Rho/RacsmallGTPases),差示篩選法(例如,分化標記,管狀分子分化相關的(TED)2-4(Tra-chearyElementDifferentiation-related(TED)2-4),果膠裂解酶),消減雜交法(例如,核糖核酸酶及分化標記、蛋白酶和木質素合成酶)、全面的轉錄組分析微陣列和cDNA-AFLP,分別鑒定了許多與編碼管狀分子特定事件相關蛋白質的cDNA,和限定管狀分子分化特定階段的標記蛋白。因為百日草轉化方法尚不穩(wěn)定,所以其分離基因的功能分析受到很大制約(例如,果膠裂解酶ZePel,TED4,過氧物酶ZPO-C)。然而,最近,通過基因槍法和電穿孔轉染法,瞬間將基因或雙鏈RNAs導入百日草細胞,成功地描述了其他基因的功能,這可能為管狀分子分化相關基因功能的分析提供了有益的線索。
4其他植物的研究
在利用百日草實驗系統(tǒng),研究管狀分子分化調控的基礎上,建立了擬南芥人工培養(yǎng)細胞的管狀分子分化系統(tǒng),該系統(tǒng)在油菜素內酯調控下,有30%~50%繼代細胞分化為管狀分子。后續(xù)的基因芯片分析表明,多數(shù)擬南芥基因在管狀分子分化期間特異表達,這些基因包括編碼植物特定NAC-do-main轉錄因子VND1-7的基因家族,借以最終揭示長久以來尋找的管狀分子分化的轉錄開關。在某些植物和人工培養(yǎng)細胞中,VND基因被作為管狀分子異常分化的有效誘導物。
5待解決的問題和未來研究展望
管狀分子分化百日草葉肉細胞離體實驗系統(tǒng)的研究在草本植物中廣泛展開。該系統(tǒng)為誘導和促進管狀分子分化的研究建立了有效的平臺,并獲得了一些關鍵基因和調節(jié)因子,初步揭示了管狀分子分化的機制,為在單細胞水平上認識細胞分化和轉分化途徑、分化過程影響因素提供了可能,但復雜、精確的分子機制的構建仍需進一步研究。
(1)管狀分子分化具有復雜的時空特異性,調控網絡綜合而龐大,雖然生長素和細胞分裂素是管狀分子分化的基本調節(jié)激素,已有學者對2者進行了大量研究并取得一定的成果,但是其他激素諸如赤霉素、乙烯、脫落酸、油菜素內酯等作用效果研究資料極少,所以,植物激素作用機制的研究尚未明確。
(2)管狀分子分化是植物細胞凋亡的典型例子,成熟的管狀分子喪失了細胞核和細胞內容物,成為死的、中空的管狀細胞。目前對管狀分子細胞凋亡的信號轉導途徑知之甚少,需要進一步探索。
(3)以草本植物百日草,甚至擬南芥為材料得到的管狀分子分化的初步機制,是否適合木本植物,尚需驗證。
(4)雖然百日草系統(tǒng)較為成熟,管狀分子分化率和同步性較高,但隨著研究的深入,仍需進一步改進和優(yōu)化游離單細胞的離體培養(yǎng)方法,摸索分化的最佳條件,提高分化率和同步性。
篇4
[中圖分類號]R739.6[文獻標識碼]A [文章編號]1673-7210(2007)10(b)-005-02
鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)主要見于黃種人。我國南方廣東、廣西、湖南、福建等省及自治區(qū)和東南亞一些國家是全世界鼻咽癌發(fā)病率最高的地區(qū)。國內外一些病例數(shù)較多的回顧性資料表明,早期鼻咽癌的5年生存率在50%左右,而中晚期者僅為20%~30%。放射治療是鼻咽癌的主要治療手段[1]。
近年來,國內外分子生物學、細胞遺傳學、免疫學、放射生物學等基礎醫(yī)學迅速發(fā)展。癌基因和抗癌基因等的研究將為了解鼻咽癌生物學行為,為臨床制訂鼻咽癌綜合治療方案提供有意義的參考。總之,隨著基礎研究的不斷深入,隨著治療方法的不斷改進,相信治療效果亦將不斷提高。本文主要對鼻咽癌相關分子機制的最新研究進展作一概述。
1 EB病毒與鼻咽癌
EB病毒與鼻咽癌的發(fā)生和發(fā)展有著密切關系,有研究表明EB病毒抗體水平的持續(xù)升高是發(fā)生在鼻咽癌癌變潛伏期的普遍事件,并且提示重復血清學篩查是監(jiān)測腫瘤出現(xiàn)臨床表現(xiàn)之前的重要指標。
LMP1是EB病毒潛伏感染時表達的一種重要轉化膜蛋白,是目前唯一被證實具有癌基因編碼蛋白特征的EB病毒基因產物,類似于活化的受體。研究表明LMP1與NPC臨床分期及轉移顯著相關,提示LMP1可能是影響鼻咽癌患者5年生存率的重要因素。
2 癌基因、抑癌基因與鼻咽癌
p16基因是新發(fā)現(xiàn)的一個抑癌基因,有學者對其進行深入研究后,認為其在抑癌方面的重要性超過p53和Rb基因。大量研究證實鼻咽癌患者存在p16基因的變異,但其變異程度及方式與鼻咽癌兩者之間的關系尚無統(tǒng)一定論;p16蛋白表達缺失也是鼻咽癌的常見事件,其缺失率為40%~82%。鼻咽癌的發(fā)生與p16蛋白表達缺失和p16基因變異關系密切,但兩者的變化存在不一致性。研究認為p16蛋白表達下調可能是鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展的主要原因[2]。同時,也有學者在研究應用p16基因進行基因治療。
也有研究表明[3],侯選抑癌基因IGF-2R、p27在鼻咽癌中的表達均有減少,且兩者呈輕度正相關,同時可觀察到癌基因p21的突變和p21蛋白的過量表達,p21和RGF-2R、p27的表達呈負相關。說明在鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展中存在癌基因的激活和抑癌基因的失活。
齊衛(wèi)衛(wèi)[4]等研究表明,抗凋亡基因survivin在鼻咽癌中的陽性表達率為66.7%,在鼻咽慢性炎癥的表達率為14.3%,兩者有顯著性差異,survivin與癌基因bcl-2的表達呈正相關,與細胞的凋亡指數(shù)呈負相關,認為其表達對預測鼻咽癌的放射敏感性和預后有一定的幫助。
李和清等[5]報道,38位鼻咽癌患者中有31位(81.6%)顯示了基因組失穩(wěn),其失穩(wěn)指數(shù)范圍為0.00%~16.2%。6個腫瘤的6q27 染色體上證實有獲得性基因損害。低于5年生存期患者其基因失穩(wěn)程度顯著高于超過5年生存期的患者(P
關于鼻咽癌基因的缺失,甲基化突變等也有報道。
癌癥的發(fā)生是基因改變累積的結果,腫瘤的發(fā)生常需5~10 種以上的基因改變[6]。同樣,上述研究表明,鼻咽癌的發(fā)生和發(fā)展與癌基因和抑癌基因的改變等有著密切的關系。
3 相關蛋白分子與鼻咽癌
除了從基因水平對鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展機制進行研究外,還從蛋白質分子水平進行了大量的研究。
血管內皮生長因子C( vascular endothelial growth factor-C, VEGF-C) 和D(vascular endothelial growth factor-D, VEGF-D) 是目前已鑒定出的淋巴管生長因子, 有研究表明腫瘤組織中VEGF-C 或VEGF-D 過表達與淋巴轉移有關,趙國光等[7]研究表明,鼻咽癌中VEGF-C 高表達與區(qū)域淋巴結轉移密切相關; VEGF-D 陽性表達與區(qū)域淋巴結轉移無關,但與VEGF-C高表達正相關,且與5 年生存率密切相關。
酪氨酸激酶受體B(TrkB)是腦源性神經營養(yǎng)因子(brain-derived neurot rophic factor,BDNF) 的特異性受體,研究發(fā)現(xiàn)許多腫瘤中可見TrkB的過度表達或過度激活,一些非神經源性腫瘤均發(fā)現(xiàn)有TrkB的表達。趙衛(wèi)民等[8]研究表明,TrkB和BDNF在NPC組中的陽性表達率分別為82.5%(47/57)和52.6%(30/57),均高于鼻咽炎組(均P
總之,不少蛋白質分子在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、浸潤及轉移復發(fā)過程中可能起著關鍵作用,探討NPC轉移復發(fā)機制,對提高NPC患者的生存率有重要意義。
4 分子生物學療法與鼻咽癌
RNA干擾已成為當今研究的熱點,國內外應用RNA干預技術治療鼻咽癌的機制正在研究中。隨著RNA干擾技術不斷成熟和鼻咽癌發(fā)病機制研究的深入,RNA干擾可能為鼻咽癌的治療和預防打開新的篇章。
上文提到的TrkB的抑制藥物已進入研發(fā)階段,預計以藥物為媒介對TrkB 的抑制將對過度表達或變異TrkB的人類腫瘤的致瘤性和轉移能力有重大影響。
總之,隨著基礎醫(yī)學尤其是腫瘤分子生物學及免疫學的快速發(fā)展,對鼻咽癌等腫瘤的研究在不斷地深入,臨床治療結合分子生物學療法是治療腫瘤的最佳發(fā)展趨勢。
[參考文獻]
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篇5
Abstract: Human movement science is a young branch discipline in the river of science development. It explores life's mysteries from all the levels of body movement and their relationships. It covers body's movement regulation in motion condition. From the development course and characteristics the effect of advanced scientific instruments and techniques are very important. It gets more quickly development as interactive permeation and comprehensive research of modern science. The popularity of national fitness and the improvement of China's sports level make human movement science continuously innovation in new area, which producing many scientific research with high level.
關鍵詞: 運動人體科學;研究特征;進展
Key words: human movement science;research characteristics;progress
中圖分類號:G804.21文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)28-0267-02
1 運動人體科學概述
1.1 運動人體科學概念 運動人體科學是研究體育運動與人的機體的相互關系及其規(guī)律的學科群。包括運動解剖學、運動生理學、運動生物力學、運動生物化學、保健康復及運動醫(yī)學等學科。它是經過有關專家醞釀,討論后于1997年在原學科專業(yè)目錄基礎上概括拓寬而形成的專業(yè)。
1.2 運動人體科學的研究對象 運動人體科學以人體為研究對象,研究人體在運動過程中機能活動的變化特點、規(guī)律和與外界環(huán)境的關系,有助于增進健康、提高人體機能能力的一門科學。人體是一個復雜的動態(tài)的整體,從宏觀看是由細胞、組織、器官、系統(tǒng)組成;從微觀看細胞又是由細胞器、生物大分子、分子、原子等組成。因此,我們研究運動人體科學時,要運用整體的、系統(tǒng)的、時空的觀點去理解人體運動,這樣才能更好地揭示其實質與規(guī)律。[1]
1.3 運動人體科學的作用 運動人體科學知識和技能在全民健身和競技體育中有十分重要的作用。運動人體科學的理論和方法可為促進人體健康、增強體質、防治疾病及運動康復等提供必要的生物學基礎知識及實踐技能,也可對運動員選材、動作技術分析、機能評定與訓練監(jiān)控、延緩運動性疲勞及促進恢復、合理營養(yǎng)等提供必需的科學依據(jù)和技術支持。
2 運動人體科學的研究特征
2.1 以系統(tǒng)整體觀點綜合宏觀與微觀研究 運動人體科學的研究與科學技術的發(fā)展息息相關。回顧運動人體科學的早期研究,受當時科學水平的限制,集中在耐力運動的生理機制、運動與環(huán)境生理反應、運動與營養(yǎng)、衰老和高海拔氣候的應激性等宏觀研究。隨著近代醫(yī)學理論、生物技術和儀器設備的發(fā)展,運動人體科學的研究進入了微觀研究時代。肌肉活檢、電鏡觀察、微電極生理和超微量分析等技術的誕生,逐步把現(xiàn)代運動人體科學研究的視野帶進以分子為基礎的微觀世界。
20世紀分子生物學的建立,開辟了現(xiàn)代運動人體科學從本質上認識運動機體規(guī)律的全新局面。21世紀運動人體科學研究中若干重大學術前沿問題的研究,如功能基因組學、蛋白質組學、信號轉導、受體、細胞凋亡、離子通道等基礎研究和基因選材、基因治療、低氧訓練、營養(yǎng)調控、疲勞消除等應用性研究也不斷深入到細胞、亞細胞與分子水平的宏觀與微觀結合研究。
2.2 從多層次、全方位開展跨學科研究 運動人體科學是一門應用性學科,隨著基礎研究在科學前沿全方位拓展,以及在微觀和宏觀層面的深入發(fā)展,許多運動人體科學研究課題的范圍、規(guī)模和復雜性遠遠超出本學科的能力,必須依賴于不同學科之間的交叉與融合,從其他學科汲取營養(yǎng)才能在前沿領域醞釀新的突破。
運動人體科學借助體育學、生物學、醫(yī)學、計算機科學與人文社會科學等生命科學和非生命科學之間的有機交叉,促進整個運動人體科學領域從分子水平到整體水平的全方位跨學科研究,活體內分子識別的實時、動態(tài)分析,在運動狀態(tài)下研究生物大分子間相互作用定量、動態(tài)規(guī)律等。運動人體科學與其他學科之間進行高度的交叉、協(xié)作、融合與協(xié)同將推動運動人體科學自身的發(fā)展。
2.3 依托基礎性研究突出應用特點 早期運動人體科學研究領域主要以運動代謝與心肺功能等應用研究為主。順應現(xiàn)代分子微觀水平科技發(fā)展,運動人體科學在分子、細胞和生物體等多個層次上全面揭示生命現(xiàn)象的本質。在細胞和分子水平上探討運動對機體功能活動影響的基本問題,注重從整體水平研究運動對人體生理功能活動影響的基本問題,注重從整體水平研究運動人體生理功能影響及其調控機制,例如信號傳導途徑、神經―內分泌―免疫網絡理論、細胞凋亡等基礎研究的理論成果對運動實踐中的應用研究具有指導和啟發(fā)作用。
2.4 研究基礎與應用研究交融并舉 當今,運動人體科學的基礎研究與應用研究交融并舉的互動關系十分密切。運動人體科學在高住低訓、中藥結合運動免疫、抗疲勞研究中有關中醫(yī)藥的作用及機理、運動訓練的效果監(jiān)控等基礎研究進行的如火如荼。另外,在傳統(tǒng)中醫(yī)藥對運動員的體液免疫功能調理、針刺鎮(zhèn)痛與運動疲勞損傷機制、激光運動醫(yī)學研究、運動技術的生物力學診斷、體育鍛煉健身防病治病機理的研究等領域,也逐步形成了若干具有重要科學意義和應用前景的研究領域,通過基礎和應用研究的融合貫通充分發(fā)揮基礎研究的應用價值。
2.5 研究手段借助先進儀器設備和技術 運動人體科學研究水平的突飛猛進得益于20世紀后期先進實驗技術和儀器設備的普及應用。20世紀分子生物學和生物技術發(fā)展中多個重大的里程碑,如DNA雙螺旋結構、DNA的重組和轉化、聚合酶鏈反應技術的突破以及納米科技、生物芯片等技術的廣泛應用,也奠定了運動人體科學實驗技術的基礎。
篇6
【關鍵詞】高校專業(yè)課 教材 教學內容 教材模式 細胞生物學
【基金項目】本文系河南省高等教育教學改革研究省級研究項目(2012SJGLX134)和河南師范大學教學研究基金重點項目(521751)的研究成果。
【中圖分類號】Q2 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)10-0175-02
一、高校專業(yè)課教學的現(xiàn)狀
提高教學質量是教育的根本目的,課程是教學的最根本依據(jù)和最基本的知識源泉和表達形式[1]。細胞生物學是生命科學領域的基礎和前沿學科,是從不同層次上(包括細胞整體、顯微、亞顯微和分子等層次)研究細胞結構、功能及基本生命活動規(guī)律的學科。細胞生物學是當今生命科學發(fā)展最為迅速的學科之一,學科的活躍發(fā)展為教學提供了日益豐富的內容。但是在高校課程改革的形勢下,基礎課和專業(yè)課的課時在不斷的壓縮,這就要求教師在有限的課時內,不僅要引導學生建立完整的課程體系,而且要及時補充最新的學科進展,平衡好教學內容和課時縮減之間的矛盾,因此高校專業(yè)課教學改革勢在必行。
在以細胞生物學為例的專業(yè)課調查中發(fā)現(xiàn),學生普遍認為細胞生物學是難度較高的課程,學習起來壓力較大,這一方面是由于該學科發(fā)展迅速,內容更新快,教材內容多、難度大,尤其是研究層次已經進入分子水平,學科本身具有深奧和抽象的特點,一些涉及細胞功能和調控的實驗難以通過學生實驗開設,加上該學科研究技術難度提高、對實驗設備和操作人員水平的要求嚴格,無法滿足學生親自操作的要求,所以總的感覺是理論教學和實驗教學嚴重脫節(jié),實驗課已經不能起到深化理論課教學的作用;另一方面,對于有進一步深造意愿的學生來說(占我校生命科學學院應屆畢業(yè)生的95%以上),細胞生物學常常是許多專業(yè)研究生入學的必考課程,因而學生對課程的學習要求很高,希望教師在教學中充分考慮重點院校和科研院所考研試題難度的要求,結合考研的要求把理論課講深講透,同時也希望通過課堂彌補理論和實驗教學之間的斷層和缺口,提高自身的考研競爭力,獲得更多的深造機會。綜上所述,我們認為教材和教學模式的研究對于提高專業(yè)課教學質量尤為重要。
二、對專業(yè)課教材的思考
以細胞生物學為例,為適應高校課程改革背景學生的需求,首先我們對現(xiàn)有的國內外優(yōu)秀的細胞生物學教材進行了分析,從以下方面進行了探索和嘗試。
1. 教材體系的構建:
專業(yè)教育的改革是以課程內容為重點的,教材是教學的重要載體,是學生學習的主要參考書,對學生學習有著深刻影響[2]。筆者認為教材應具備以下特征,首先是科學性和先進性,即與時俱進,及時反映學科發(fā)展的最新成果;其次是系統(tǒng)性,即注重知識的銜接和前后呼應,有助于學生學科知識體系的建立;再者是實用性,教材的編寫從學生的實際出發(fā),符合學生的求知實際,有助于學生科學素養(yǎng)、探索精神和創(chuàng)新思維的培養(yǎng);此外,教材還應具有靈活性,即內容編排有彈性,給教師課堂教學留有較大的空間,對學生課外拓展和提高具有一定的指導作用。
教材是對課程標準的一次再創(chuàng)造、再組織。不同版本的教材具有不同的編寫體例、切入視角、呈現(xiàn)方式、內容選擇及圖像系統(tǒng)。通過對國外優(yōu)秀教材Karp的《cell and molecular biology》(第6版),以及目前國內著名的翟中和主編《細胞生物學》(第3版和第4版)、王金發(fā)主編的《細胞生物學》、韓貽仁主編的《分子細胞生物學》等教材的分析,結合課程目標、我校學生的培養(yǎng)方案和一線教師的教學體會,我們對課程結構和內容進行了重新的梳理和整合,本著教師易教、學生易學的指導思想,突出了教材的實用性、前瞻性、系統(tǒng)性和靈活性,將課程內容劃分為概述和方法、細胞結構和功能、細胞生活和調控三個模塊,以真核細胞結構、功能和調控為主線,將細胞生物學課程內容通過相對獨立的11章貫穿起來,構建了一個特色鮮明、簡潔清晰的細胞生物學教材體系,該教材已經于2012年8月由科學出版社作為生命科學核心課程系列教材之一出版發(fā)行。
2. 教學內容的銜接:
大學生四年系統(tǒng)的專業(yè)學習,將形成學生完整的專業(yè)知識體系。在教學實踐中,我們發(fā)現(xiàn)一些進入大四準備考研的同學,甚至是考研面試的同學,并未完成專業(yè)課的系統(tǒng)梳理,還未達到融會貫通的境界,所以在專業(yè)基礎理論的測試中存在不少問題。這些現(xiàn)象也提醒專業(yè)課教師,專業(yè)課程的開設,既要考慮學生的知識背景,也需要考慮課程設置的合理性和系統(tǒng)性。作為專業(yè)課任課教師,是否在教學中忽略了對本課程在專業(yè)知識體系中地位的介紹,以及與其他專業(yè)課之間聯(lián)系的鋪墊。
以細胞生物學教學為例,該課程在我校大二第二學期開設,在此之前,學生已經系統(tǒng)學習了植物學和動物學,所以在教學中,細胞生物學教學是從植物細胞和動物細胞的結構導入的,在復習舊知識的同時,引導學生從細胞這一層面上認識生物的統(tǒng)一性和多樣性,進而導入原核細胞、真核細胞和古核細胞的概念,使學生非常自然的理解細胞生物學和已經學習的植物學、動物學之間的聯(lián)系,也為學生繼續(xù)學習微生物學等學科做了鋪墊。從學生的認知上看,是以植物細胞和動物細胞的知識基礎為起點的,接受起來并不困難,教師需要引導學生認識到細胞生物學是向更深、更廣和更精方向的滲透和延伸,專業(yè)課之間是相互聯(lián)系、各有側重的關系。
3. 教學內容的整合優(yōu)化:
內容重疊問題是專業(yè)課教學中經常遇到的問題,包括許多專業(yè)課在內容上存在部分的重疊,例如:關于真核基因表達的內容,在生物化學、分子生物學、分子遺傳學和細胞生物學中都有涉及,給授課教師在教學中帶來一定困擾。如何解決這一問題,避免各專業(yè)課老師都講,但是都講得不深不透這一問題呢?從學科特征上分析,細胞生物學側重在細胞和分子水平上研究細胞結構、功能和調控;分子生物學則是從分子水平入手,研究大分子的結構與功能等生命本質問題;而生物化學則關注大分子的代謝本質。因此,在教學中,對真核基因表達調控部分的講述在細胞生物學中突出遺傳物質的組織、基因表達調控的多層次性,在分子生物學中則側重于遺傳信息遵循中心法則流動的分子機制,在生物化學中則將重點放在生物大分子的結構、功能和代謝的介紹上。
在側重點的把握上,我們主要遵循兩個原則,首先,一些最為基礎的內容放在培養(yǎng)方案中最先開設的課程中詳細講解,例如:對生物大分子結構的介紹放在生物化學課程中,對真核生物遺傳物質的組織和包裝主要在細胞生物學課程中講解,而遺傳物質的復制、轉錄和翻譯的分子機制則是分子生物學課程重點講解的內容。這樣學生在學習的過程中,不斷有溫故知新、漸入佳境的感覺,無形中也調動了學生的學習的積極性,激發(fā)了學生強烈的求知欲望,培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)和探索精神。其次,要充分考慮學生的認知情況,根據(jù)學科特點進行取舍,確定在最適合的課程中講授,盡量避免學生的知識鏈產生斷層,挫傷學生的學習信心,影響教學進度和效果。
4. 保持教學內容的開放性:
盡管高校在課程的規(guī)劃與設置上有較大的自,教師在課程設計和教學中也有較大的自主性、靈活性,但在教學實踐中,教材與課程的關系處理不當,不僅影響學生的學習熱情,而且將影響教學質量的提高。
在細胞生物學教學中,我們一貫重視教學內容的優(yōu)化和更新問題,從國內外優(yōu)秀教材中吸取精華,取長補短,結合教師自身的教學實踐和體會,充分考慮學生的特點和需求,以易教易學為指導思想,在保證教學內容的基礎性、創(chuàng)新性的同時,還貫徹了開放性、可塑性和靈活性,將學科前沿和進展與教學內容有機結合,使學生及時了解學科發(fā)展的新成果和趨勢,拓寬學生思路,擴展學科知識的空間。例如:與細胞生物學有關的最新諾貝爾獎獲得者的成就和對學科的貢獻,在相關的章節(jié)講解中都會涉及;在Science,Nature等期刊發(fā)表的最新進展也是任課教師考慮補充更新教學內容的來源。所以一些有考研打算的學生雖然在大二已經學習了細胞生物學,但是在大四,他們仍然會旁聽細胞生物學課,因為他們了解細胞生物學這門課每年的教學內容都不會完全相同,一些補充更新的內容是他們在學這門課時沒有聽過的,所以細胞生物學的課堂總是座無虛席。其實,作為細胞生物學任課教師,也能感受到學生對于新知識的渴求。雖說保證教學內容常講常新需要花費更多的時間備課、制作課件,但是學生從中獲益,這樣的付出是值得的。
三、對教學模式的思考
教材的主旨在于培養(yǎng)學生自主學習和創(chuàng)新能力,在我國現(xiàn)行課程體系中,細胞生物學是生物學類、醫(yī)藥學類、農學類和林學類本科生一門專業(yè)基礎課。理論課教學學時在48~54 學時左右,有統(tǒng)計顯示,全國僅設有生物科學、生物技術和生物工程三個專業(yè)的學科點共500 余個,在校本科生總數(shù)近10萬人,因此教學需求量大。但是高校專業(yè)課教學,大多有重理論輕實驗的傳統(tǒng),常常存在理論和實踐脫節(jié)的問題,在課程建設上,處理好二者之間的關系,也是亟待解決的問題。
鑒于學科的特點,要將細胞生物學許多過于抽象、難于理解的理論講明白,除了引導學生將理論與生活實際相結合,發(fā)揮想象力,使抽象的內容形象化和動態(tài)化之外,實驗教學也是不容忽視的重要環(huán)節(jié)。為進一步貫徹《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(教高[2007]1號)精神[3],提高高校本科教學質量,推廣研究性學習和個性化培養(yǎng),我們對細胞生物學實驗進行了改革,增大了設計性、創(chuàng)新性和綜合性實驗的比例,降低了驗證性實驗的份量,學生普遍反映改革后的實驗課更加有趣,學生參與的主動性明顯提高。同時,我們鼓勵學有余力的同學積極參與大學生創(chuàng)新性實驗項目,通過以大學生為主體的創(chuàng)新性實驗改革,一部分學生得到了科學研究與發(fā)明創(chuàng)造的初步訓練,學生的創(chuàng)新意識和實踐能力增強。一些學生設計的細胞生物學實驗不僅獲得了大學生創(chuàng)新項目的支持,還獲得“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎,學生的培養(yǎng)質量受到了廣泛好評。
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篇7
關鍵詞 豬附紅細胞體
豬附紅細胞體病是一種溶血性疾病,多為附紅細胞體寄生于豬血漿中或者紅細胞表面而引發(fā)[1]。近些年來,該病在我國各地流行泛濫,已經連續(xù)多年給養(yǎng)豬業(yè)收益帶來極大影響,造成巨大經濟損失[2]。
根據(jù)中國期刊網對相關文獻收錄統(tǒng)計情況,發(fā)現(xiàn)近幾年來該病相關文獻數(shù)量呈暴發(fā)式增長,1979―1993年之間收錄該病相關文獻僅為數(shù)例,1994―2000年之間文獻報道數(shù)量為54篇,而2001―2015年之間相關文獻多達2 133篇。其范圍幾乎遍及全國各地,大多描述了該病預防、診斷及治療相關問題,通過上述數(shù)據(jù),可以充分表明該病具備發(fā)病多、范圍廣的特征[3]。2015年11月江蘇省農科院動物疫病診斷檢測中心接診了一起基層獸醫(yī)臨床診斷為保育豬藍耳病而經實驗室確診為附紅細胞體病的病例,現(xiàn)將診治過程報告如下。
1 案例概述
該案例發(fā)生于2015年冬季(11月),江蘇省泰州市某規(guī)模化養(yǎng)豬場共有存欄生產母豬300頭,其中200余頭為50~60日齡的保育豬,由于供暖設施突然出現(xiàn)故障,致使該棟仔豬出現(xiàn)耳朵、腹下、四肢皮膚發(fā)紫,被毛粗亂,眼睛周圍呈青紫色,腹部皮下有藍紫色淤血點,體溫升高至40~42 ℃,發(fā)病率約60%,被本豬場獸醫(yī)診斷為豬藍耳病,用氨基比林、頭孢噻呋、阿米卡星等進行肌肉注射,但治療后基本沒有什么效果,在短短2 d內便有11頭死亡,隨后該養(yǎng)殖場將1頭發(fā)病活豬請求進行檢測、確診。
2 剖檢情況
主要病變:血液呈醬油色、凝固不良;心包積液,心肌蒼白松弛;肝臟黃棕色;膽囊膨脹,充滿濃稠明膠樣膽汁;脾臟呈暗黑色;肺輕度水腫,有出血點;腎臟腫大,顏色呈輕度土黃色;其余器官無肉眼可見的病理變化。
3 實驗室診斷
診斷單位為江蘇省農科院獸醫(yī)所動物疫病診斷檢測中心,診斷時間為2015年12月。
3.1 分子生物學診斷
分子生物學診斷應在無菌環(huán)境下進行,具體步驟如下:首先,取用發(fā)病豬的腦、脾臟、肺臟和淋巴結作為檢測樣本,隨后,經過研磨與凍融處理并進行PCR檢測,通過提取、擴增RNA和DNA并經瓊脂糖電泳,最后檢測豬藍耳病病毒、豬偽狂犬病毒、豬瘟病毒,以及豬圓環(huán)病毒2型。經過上述診斷后,結果均為陰性。
3.2 新鮮血液檢查
通過新鮮血液的檢查來進行診斷,在無菌環(huán)境下靜脈取用1滴鮮血,放入等量的生理鹽水中混合均勻,通過在600倍顯微鏡下加蓋玻片觀察,發(fā)現(xiàn)血漿中紅細胞周圍存在形態(tài)各異的附紅細胞體,且紅細胞呈現(xiàn)不規(guī)則多邊形或星型。
3.3 血涂片染色
通過用瑞士染色血涂片的方式,并在油鏡下檢查,結果發(fā)現(xiàn)很多紅細胞表面出現(xiàn)變形,且血漿中存在形態(tài)各異的菌體,菌體呈現(xiàn)紫藍色,且折光性較強。
3.4 細菌分離培養(yǎng)
在無菌環(huán)境下,取用病豬肝臟組織接種在綿羊血瓊脂平板上進行培養(yǎng),培養(yǎng)時長24 h,溫度控制在37 ℃恒溫,結果未在培養(yǎng)基上發(fā)現(xiàn)有細菌生長。
通過上述一系列的檢查,結合各檢查結果,將該病確診為豬附紅細胞體病。
4 治療
針對該病,給出了如下治療建議,并取得了良好成效。首先,提高豬舍內的溫度。通過在豬舍內擺放10盞250 W的紅外燈,進而有效提高豬舍溫度,提高病豬膚感溫度。其次,及時在飼料中添加藥物進行治療。通過在1 t飼料中添加阿散酸250 g,以及500 g高質量的電解多維、黃芪多糖以及葡萄糖,連續(xù)添加7 d左右。最后,對于發(fā)病嚴重的病豬進行肌肉注射治療。藥物選用三氮脒,用量以6 mg/kg為宜,注射后48 h進行第2次注射。
經過上述治療后,病情明顯好轉,除了發(fā)病尤其嚴重的4頭病死外,再無病豬惡化死亡,且均逐漸恢復到正常狀態(tài)。
5 反思
首先,近年來,由于藍耳病的流行,只要豬出現(xiàn)耳朵發(fā)紺,皮膚發(fā)紅,基層獸醫(yī)大多診斷為豬藍耳病,這種診斷慣性容易被認可,如果診斷結果是其他病,可能難以接受,致使豬附紅細胞體病作為老病和二類傳染病被掩蓋,這對基層養(yǎng)豬業(yè)的健康發(fā)展是相當不利的。
其次,傳統(tǒng)理論認為豬附紅細胞體病主要發(fā)生于通過
蚊蟲血源性傳播的夏季,也是造成誤診的另一重要原因。豬附紅細胞體是一種典型的條件致病性微生物,該病的發(fā)生也存在多種誘因,比如天氣寒冷、長途運輸,以及不合格的疫苗注射等都可能誘發(fā)該病。近期江蘇省農科院動物疫病診斷檢測中心臨床門診部接診了一起保育豬由于不規(guī)范的疫苗注射(冬季注射口蹄疫疫苗時,疫苗未回溫)而暴發(fā)該病的案例。
再次,豬附紅細胞體病極易導致貧血問題,但豬體感染此病后,其紅細胞膜抗原會因附紅細胞體而發(fā)生改變,被免疫系統(tǒng)所排斥,進而出現(xiàn)自身免疫性溶血[3]。因此,在發(fā)生該病情的時候,應當及時補充發(fā)病豬的多維、糖分等來防治低血糖或酸中毒,同時應當盡量改善豬舍環(huán)境,為病豬的康復營造良好條件。
最后,雖然目前對于治療該病的藥物多種多樣,但還沒有完全能夠消除蟲體的特效藥,對于病情較為嚴重的幾乎還是無藥可救[4]。因此,一旦發(fā)病,應當及時診斷、治療。
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篇8
常用中藥材石斛的生藥學研究經歷了傳統(tǒng)植物器官水平到組織水平、細胞水平和分子水平的發(fā)展過程。這個過程告訴我們,社會需求是生藥學發(fā)展的內在動力,新技術新方法的運用對生藥學的發(fā)展具有巨大的促進作用。
中藥學這門古老的學科,為我國人民防病治病做出了不可磨滅的巨大貢獻,涌現(xiàn)了李時珍、陶弘景、華佗、孫思邈等一批歷史上著名的中醫(yī)藥學家和《神農本草經》、《本草綱目》等歷史巨著。生藥學與中藥炮制、中藥化學、中藥藥理學與臨床等學科是中藥學的重要組成,廣義的生藥學包括藥用動植物(含礦物藥材)分類、生藥鑒定、藥材質量研究、種質資源與遺傳育種及人工培植等多方面的內容。近年來,由于科學技術和經濟社會的全面進步,推動生藥學以前所未有的速度向前發(fā)展。石斛是一種常用中藥材,具有益胃生津、滋陰清熱、清咽潤喉等功效,來自蘭科石斛屬的多種植物。筆者從事藥用石斛研究多年,試圖從近20年來藥用石斛的研究進展,分析生藥學的發(fā)展趨勢。
1 社會需求是生藥學發(fā)展的內在動力
全國有中草藥資源12 807種,其中藥用植物達11 000多種。但至今常用的1 000多種中藥材中近80%的品種、60%的用量靠消耗野生資源來供應[1]。藥材品種多,而大部分品種用量少,相當大一部分是地方習慣使用品種。但隨著社會經濟的發(fā)展,特別是中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展、中成藥工業(yè)的發(fā)展壯大,一些社會需求量大的品種特別是中成藥的原料藥材,很快成為緊缺品種。社會需求的動力和資源的壓力,為人們對藥材的生藥學進行深入研究提供了內在動力。
如中藥石斛,《中華人民共和國藥典》收載了金釵石斛、鐵皮石斛等5種[2]。20世紀70年代以來,石斛的需求量大增,特別是石斛夜光丸、脈絡寧注射液等中成藥的問世,野生石斛資源已經不能滿足需求。由于生態(tài)環(huán)境日益惡化和過度開采,鐵皮石斛等名貴品種已瀕臨滅絕,市場上的混淆品、假冒偽劣產品屢禁不止,迫使人們加強石斛鑒別、尋找新資源和發(fā)展人工資源的研究[3-4]。到目前為止,全世界已發(fā)現(xiàn)石斛屬植物約1 000種,我國約76種[5],其中供藥用的石斛屬植物約39種[6]。石斛的鑒別已從植物形態(tài)鑒別的器官水平,向以顯微粉末為基礎從椎管束、薄壁細胞、石細胞等形態(tài)和結構來鑒別的細胞水平發(fā)展,并正向以DNA鑒別和多態(tài)性分析、化學成分鑒別等為特征的分子水平深入。同時,石斛的人工培植已成為近20年研究的熱門課題,近年來一批運用植物生物技術手段以組織培養(yǎng)為基礎的石斛快速繁殖研究已取得可喜成果[7]。
目前,中藥發(fā)展面臨前所未有的機遇和挑戰(zhàn)[8]。一方面中醫(yī)藥在國外進一步普及,英國、荷蘭、加拿大、澳大利亞等國家已發(fā)展了大量的中醫(yī)診所。很多國家政府開始關注中醫(yī)藥,一些國家對中醫(yī)藥進行立法,中醫(yī)藥在國際上開始合法化。中醫(yī)藥在國際上的地位和認可度正在不斷提高,中醫(yī)藥走向世界顯示出很好的發(fā)展前景。另一方面,WTO的規(guī)則、世界各國特別是西方發(fā)達國家對藥品的嚴格的審批,也對中藥提出了非常嚴格的要求,我國中藥材及中成藥的出口已遭遇一些國家的技術壁壘。由于野生藥材來源復雜、生長環(huán)境差異大、采收加工不規(guī)范等原因,野生藥材質量極不穩(wěn)定,中藥材、中藥飲片和中成藥在國際市場上的地位和聲譽受到影響。而且,由于國外資本進軍中國醫(yī)藥領域,我國中藥產業(yè)面臨跨國醫(yī)藥公司資金、技術、人才的激烈競爭。提高對中藥材質量及其穩(wěn)定性,為中藥材飲片和中成藥生產提供質量穩(wěn)定可控的中藥材原料資源已成為當務之急。
2 新技術新方法與生藥學的發(fā)展
2.1 傳統(tǒng)生藥學 對野生藥用植物的傳統(tǒng)生藥學研究,基本停留在從簡單的形態(tài)進行植物分類研究、從藥材性狀、色澤、氣味等進行生藥鑒別的水平,一些近緣植物特別是一些混淆品的鑒別常常出現(xiàn)偏差。20世紀50年代,我國科學家開始運用植物解剖學和顯微鏡技術從組織的顯微結構、細胞形態(tài)、細胞內容物等微觀層次進行生藥鑒別的研究,使生藥學研究從植物植株、器官水平,逐步向組織水平、細胞水平和分子水平不斷深入。
2.2 顯微技術與經典生藥學 光學顯微鏡的發(fā)明和廣泛應用是石斛及其他藥用植物的生藥學研究從器官水平向細胞水平深入的前提,而電子顯微鏡的發(fā)明和應用,則將生藥學研究推向亞細胞水平。中藥材在生產成中成藥之后,藥材已經過粉碎、研磨、過篩、提取、濃縮等處理,藥材形態(tài)已不復存在,傳統(tǒng)形態(tài)鑒別已不可能對中成藥進行鑒別。但中成藥還保留了原料藥材的許多粉末特性和顯微特征,從組織和細胞水平可以鑒別中成藥中的原料藥材是否有誤。如馬國祥等對藥用石斛藥用部位莖的顯微構造進行聚類分析,初步可將22種材料分為三個大組[9]。劉學平等對10種石斛類中藥粉末進行顯微分析,重點比較不同種間的顯微特征,在粉末研究的基礎上對“石斛夜光丸”進行了顯微分析[10]。顯微鑒別同理化鑒別、性狀鑒別,成為中國藥典采用的中藥材、中藥飲片和中成藥鑒別的經典方法。
2.3 分子生物學技術的應用 近年來人們開始從遺傳物質DNA的角度研究石斛的準確鑒定[11],從rDNA IST序列-生活型性狀特征-居群類型三者之間的相關性研究石斛的道地性[12],使石斛的生藥學研究進入分子水平。事實上,20世紀50年代DNA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn),特別是90年代PCR技術發(fā)明并廣泛應用以來,分子生物學從理論到方法、技術均取得了飛躍性的發(fā)展,并對其他生命科學起到十分積極的促進作用。分子生物學技術的應用,使整個生藥學研究深入到分子水平并取得了前所未有的成就。DNA分子作為生物遺傳信息的直接載體,同種藥用植物或動物的每一個體的所有細胞均包含相同的遺傳信息,具有相同的遺傳物質DNA,它不受氣候、土壤等環(huán)境影響,也不會隨個體發(fā)育階段或因組織器官的不同而變化。因此DNA分子標記技術為鑒別原植物或動物形態(tài)已遭到破壞的藥材的鑒別提供了新的技術途徑。
DNA測序技術[13~15]、限制性長度多態(tài)性分析 [16~18]、基于PCR反應的鑒別[11,19]、蛋白質鑒定與免疫技術鑒別、以蛋白質電泳圖譜鑒定[20~22]、動物藥材的血清免疫技術鑒別[23-24]、利用基因芯片鑒別中藥材[25~27]等方面均取得了一定的進展。中藥材的分子鑒定以其準確性高、需要樣品少、不受樣品形態(tài)干擾等優(yōu)點,而表現(xiàn)出很好的發(fā)展前景。分子生物學技術的應用,使中藥鑒別、品種改良、人工資源培育的研究進行了分子水平的新時代。
3 生藥學的發(fā)展與中藥現(xiàn)代化
中藥現(xiàn)代化是中藥發(fā)展的必由之路,近幾年已被愈來愈多的人們所接受,也愈來愈被有關部門所重視[28~30]。中藥現(xiàn)代化有著豐富的內涵,是一個漫長的過程,涉及方法、標準、工程等技術問題,是涉及眾多領域的系統(tǒng)工程,需要政府各部門、科研、生產、內外貿、風險投資及社會各界的通力合作。但目前一些觀點已引起廣泛關注,如“中藥現(xiàn)代化要從中藥材種植規(guī)范化”做起;要“建立量化與可控的中藥質量標準”;“中藥現(xiàn)代化要以國際化為目標,國際化程度是中藥現(xiàn)代化的重要標志”;“以國際標準和規(guī)范研究開發(fā)新藥”等。筆者認為中藥現(xiàn)代化的根本目的是確保廣大人民使用中藥安全有效,中藥產業(yè)為國民經濟發(fā)展做出應有貢獻,中藥在國際醫(yī)藥中站有一席之地。要實現(xiàn)這個目標,首先必須能夠提供安全有效、質量穩(wěn)定可控的中藥材資源。因此中藥材的人工培植,中藥材生產的規(guī)范化、規(guī)模化和集約化是中藥現(xiàn)代化的根本和基礎[28],是歷史發(fā)展的必然趨勢[1,8]。
在這種歷史背景下,生藥學將在宏觀與微觀兩方向繼續(xù)深入和發(fā)展。在微觀方面,將繼續(xù)從分子水平或更深入的研究,闡述中藥的生物學特性、生物活性、藥理作用及防病治病的機理。在宏觀方面,將以實施《中藥材生產質量管理規(guī)范》(即GAP,good agricultural practice)為契機,綜合傳統(tǒng)和經典生藥學、農學、管理學等學科的理論和技術,研究中藥材生產的技術規(guī)范,為中藥材生產基地建設和中藥材產業(yè)化發(fā)展提供技術支撐[31,35]。如近20 年來對藥用石斛的生藥學研究,在組織培養(yǎng)的材料、培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件、試管苗壯苗、煉苗移栽、栽培過程中的光溫控制、肥水管理、人工種子、菌根研究等方面取得了重要進展,積累了大量的技術資料,已為藥用石斛的人工培植和石斛資源的產業(yè)化發(fā)展創(chuàng)造了條件。可以預見,在不遠的將來,石斛產業(yè)化將產生巨大的經濟效益和社會效益,而豐富的石斛人工資源必將為石斛的綜合開發(fā),特別是以石斛原料的具有自主知識產權的中藥新藥研發(fā)打下堅實的基礎。
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篇9
1 立足專業(yè)特點,改革教學目標
1.1 強化基礎知識傳輸
農藥學原理不同于西北農林科技大學植物保護學院為制藥工程專業(yè)本科生設置的農藥學課程。農藥學是基礎理論學科,注重講授基礎性的概念知識,是植物保護學院制藥工程專業(yè)本科二年級學生的一門專業(yè)必修課程。然而,農藥學原理是為農藥學碩士一年級研究生專門開設的專業(yè)必修課程,是農藥學的延伸與深入,主要目標是為了讓學生在前期學習的基礎上增強對本科階段農藥學的認識,強化對基礎理論知識的理解。該課程不僅要求學生對理論知識進行學習,掌握關于農藥新劑型與加工等基本理論知識,學會新的使用方法,更要求學生深入了解不同類型農藥作用機理,如殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、殺卵劑與殺線蟲劑的作用機理等,從而為今后的科學研究打下堅實的理論基礎。因此,在教學過程中,教師不但要加強基礎知識的傳輸,更要側重于將教學內容融匯于學生的科學研究。
1.2 培養(yǎng)學生的實踐操作能力
在農藥學原理教學過程中,除了要教給學生基本的專業(yè)知識和專業(yè)技能以外,還應該突出該門課程教學的實踐性,夯實學生基本的專業(yè)素質。就農藥學專業(yè)學生的素養(yǎng)來說,教師應著重培養(yǎng)學生的判斷力與實踐操作能力。例如在講解油菜田病害問題時,可以就油菜菌核病菌抗藥性來提問題:當一塊油菜田連續(xù)多年使用單一藥劑防治油菜菌核病時,防效為何顯著下降,如何解決抗藥性問題等。通過這樣的引導方式來培養(yǎng)學生的思維能力,增強學生運用所學理論知識解決生產實踐中問題的能力。
2 立足教學目標,改革教學內容
2.1 合理安排教學內容
農藥學原理的核心是如何科學地使用農藥,不僅強調農藥與人類、環(huán)境之間的關系,更多的是要學生掌握農藥的加工、應用技術、作用、代謝、選擇性原理,以及有害生物抗藥性原理[2]。該課程雖然與制藥工程專業(yè)本科生所學的農藥學課程內容有部分重疊,但農藥學側重于學生對基礎理論知識的掌握,而農藥學原理則側重于農藥的加工、應用及作用機理等分子、蛋白層面的知識,這就要求學生要具備一定的分子生物學或蛋白質組學的基本知識。因此,教師在講授過程中要有所側重,理清這門課程之間的區(qū)別與聯(lián)系。此外,農藥學原理以激發(fā)學生主動思考解決問題的能力為基本,突出學生科學研究的探索能力。比如在講授抗藥性問題時,不應當只是讓學生了解抗藥性的概念,更重要的是讓學生學會分析抗藥性的機理。
2.2 及時補充學科前沿知識
農藥學原理教學內容較多,但課時較少,教學過程應該盡量壓縮基本知識的講解,對于一些交叉知識點,也應簡單概述。隨著科學研究的不斷深入,農藥學原理課程涌現(xiàn)了新的知識點,因而教學內容應該及時增加最新研究成果,著重介紹學科前沿知識。在課堂講授過程中,教師可結合自身研究進展,講解當前該領域的最新研究成果。例如,在講解抗藥性機理等方面內容時,可引用當前領域最新高水平文獻,激發(fā)學生科學研究的動力,并拓寬學生的知識面。
3 立足教學內容,改革教學方法
3.1 互動式教學法
研究生教學與本科生教學存在很大差異。本科生重在通識教育,對知識的掌握在于廣而不在于精,研究生的教學重在培養(yǎng)學生獨立思考與解決問題的能力,對知識面的掌握不僅在于廣、更要精。鑒于此,在農藥學原理教學過程中,教師應采取以學生為主體的教學方式,在對理論知識講述過程中,要及時觀察課堂接受情況,要對難點重點詳細講解。同時,對于存在爭議的知識點,教師可以鼓勵學生提出新的見解與看法,共同探討,這樣不僅能夠鍛煉學生獨立思考問題的能力,而且能夠開拓學生的科研思路。
3.2 小組討論教學法
目前,農藥學專業(yè)碩士一年級研究生已進入實驗室開展
相關科研工作。由于學生研究方向存在差異,因此授課過程中可依據(jù)學生的科研方向分小組進行討論。比如說在講授殺菌劑作用機理的過程中,教師可以鼓勵相關研究的學生結合自己的科研方向,通過查閱最新的高水平研究文獻,在課堂上作專題報告。在進行分組討論時,每位同學可根據(jù)自己所學的知識,對作報告學生的內容提出質疑,對該學生的研究課題進行廣泛深入的討論與交流。這樣既能加深學生對該知識點的認知與理解,提高教學質量,又能為該學生所開展的科學研究提供廣泛的科研思路與實驗技術等。
4 立足教學方法,改革教學手段
由于農藥學原理的基礎理論知識較多,傳統(tǒng)授課手段的局限性日益凸顯。隨著計算機和信息技術的快速發(fā)展,以網絡為基礎的教學手段逐漸成為一種趨勢,許多仿真虛擬儀器如Multisim、Protel等在授課過程中廣泛應用[3]。虛擬仿真教學是學科專業(yè)和信息技術高度融合的產物,其具有傳統(tǒng)教學不具備的優(yōu)勢,如方便性、直觀性、互動性、共享性等[4-5]。西北農林科技大學植物保護學院建立了虛擬仿真實驗室,將抽象的理論形象化、具體化。比如在講授殺菌劑抑菌作用機理時,可以采用虛擬仿真動畫展示藥劑與靶標蛋白結合,影響病原菌各組織的生成,進而導致病原菌不能正常生長的過程。這種視覺沖擊效果,極大地激發(fā)了學生學習的興趣。
現(xiàn)階段,全國高?;旧暇鶕碛袕姶蟮男@網絡系統(tǒng)。借助于校園網絡功能,構建農藥學原理課程大數(shù)據(jù)庫,為師生提供一個交流學習的互動平臺。同時,由于農藥學研究生班級人數(shù)較少,因而實行網絡教學可行性較高,不僅能夠顯著提高教學質量,也能夠提高學生科學研究的能力與水平。
篇10
關鍵詞 基因工程;科學探索
中圖分類號G2 文獻標識碼A 文章編號2095―6363(2017)03―0013―01
隨著科學技術、經濟的迅速發(fā)展,基因工程技術在農業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥、能源等領域應用越來越廣,用途越來越大,地位日益提高,且作為一門新興生物學科,通過學習使學生對于基因工程的基本概念以及其探索應用領域等方面都有了一個詳細的了解,對于提高學生知識水平、綜合素質有著至關重要的作用。
1基因工程概述
1.1基因工程概念及其特征
基因工程又可以稱為DNA重組技術,是根據(jù)人們各方面的需求意愿,提取出來一種生物的某種基因,并對其進行改造和重新組合,最后將其轉移到另外一種生物的細胞里,從而改變了生物原有的遺傳性狀,創(chuàng)造出了人們所需要的新品種。
基因工程有2個重要特征,第一是廣泛性,可以實現(xiàn)人們把任何生物的基因轉移到毫無關系的任意其他受體細胞中的愿望,生物的遺傳特性被改變并且創(chuàng)造出了新的生物性狀;第二就是可復制性,一些DNA可以在受體細胞內進行復制,使大量純化的DN段準備成為可能,有利于加深對分子生物學的研究領域。
1.2基因操作基本工具
基本工具主要有3N:第1種為基因的剪刀“限制性核酸內切酶”即“分子手術刀”它主要是從原核生物鐘分離出來,存在于微生物體內,其具有的特定性表現(xiàn)在只能辨別指定的核苷酸序列并且在指定的地方進行分割DNA分子活動,分割后的末端產生了粘性平端和平末端兩種表現(xiàn)形式;第2種是基因的針線“DNA連接酶”即“分子縫合針”,其種類分為粘性末端、粘性末端和平末端。它可以把粘性末端之間的縫隙縫合起來從而形成一個重組的DNA分子;第3種是基因的運輸工具“運載體”即“分子運輸車”,具備自我復制、多個限制酶切點、有標記基因、對受體細胞無傷害的4個條件,目的就是將基因送入到受體細胞內,常見的種類有質粒、噬菌體等。
1.3基因工程基本操作步驟
基因工程的基本操作步驟主要有以下4步:第一,合理獲得目的基因。一般是通過采用CDNA文庫法、人工合成法、基因文庫法等途徑辦法來完成編碼蛋白質結構基因的獲取,并通過PCR技術達到擴增目的基因的效果,其中PCR技術就是指遵循DNA復制原理,在生物體外復制特定DN段的核酸合成技術。第二,基因工程的核心內容即建立基因表達載體。其目的主要是為了使受體細胞中的目的基因的存在保持穩(wěn)定并良好地遺傳給后代,同時保證目的基因的功能得到最有效最大的發(fā)揮。目的基因、標記基因、啟動子以及終止子四者共同構成了基因表達載體。第三,將目的基因植入進受體細胞內。其通常是指將目的基因導入到受體細胞中,并保持穩(wěn)定和表達的一個操作過程。一般來說導入動物細胞和植物細胞、微生物方法各異。第四,目的基因的檢測和鑒定。該步驟的主要目的就是檢查轉基因生物的染色體是否合理地插入了目的基因,同時目的基因是否已經翻譯成了蛋白質,完成了轉錄。其檢測辦法一般有分子雜交技術等。鑒定就是指對生物進行個體水平的鑒定,例如鑒定轉基因抗蟲植物是否表現(xiàn)抗蟲性狀。
2基因工程的探索應用
2.1基因工程在農業(yè)方面的應用
目前,基因工程在農業(yè)領域方面的應用較為廣泛,其主要就是為了提高農作物抗病蟲害的能力,改善農作物的品質,增加產量,在這些領域,基因工程已經取得了引入注目的成績。首先是植物抗病基因工程,其隨著迅速發(fā)展的植物病毒分子生物學也得到了全面開展應用,例如:或者中科院通過把抗病毒基因植入到水稻的細胞里的方法,從而使得培育出來的水稻也就有一定的抗病蟲害的能力。其次基因工程技術通過采用特異性啟動子與RNA酶基因構建嵌合基因的途徑,使植物雄系不育性成為了可能,其成功應用于小麥、油菜和果樹等。同時為農業(yè)創(chuàng)造了高質高產的新品種。最后隨著人們生活水平的提高以及對農產品的口味、口感的要求也越來越高,改善植物品質的基因工程也慢慢被應用到農產品中,其主要是通過基因轉移來達到改變植物中氨基酸或者脂肪含量等品質特性的目的。例如:將水仙花的2個基因和一種細菌的一個基因共同植入到水稻中,從而形成水稻的一種新品種,這種新水稻富含鐵鋅元素,并將其轉化成維生素A的胡蘿卜素,防止貧血和缺少維生素A,最后大米呈現(xiàn)金黃色,成為了“金米”或者是根據(jù)國外的相關研究,為了使普通的小麥富含更多的高分子量的面筋蛋白質,從而將其基因轉移到普通小麥里,從而改善小麥基因,使小麥更具彈性。
2.2基因工程在醫(yī)學方面的應用
現(xiàn)今,基因工程在醫(yī)學方面的應用最為活躍,其在新藥物研制、疾病診斷以及治療方面都有著不可忽視的作用。以基因工程藥物為主導的基因工程的應用產業(yè)在全球發(fā)展迅速、前景良好開闊,目前利用基因工程生產的藥物主要包括疫苗、抗體、激素、寡核苷酸藥物等,已經被用來治療和預防各種疾病。例如基因工程乙型肝炎疫苗?;蚬こ趟幬锬芨纳苽鹘y(tǒng)化學藥物供應不足、副作用較大、缺乏安全性等問題。其次基因工程在疾病診斷應用領域也不斷拓寬?;蛟\斷技術是20世紀70年代簡悅威在貧血臨床治療中取得的研究成果,基因診斷常用的方法有DNA分子雜交、檢測基因的缺失等。例如一些遺傳病癥通常就與基因的突變有關,在臨床上,就可以通過基因診斷技術對遺傳病癥或者癌癥等進行檢測。并且隨著多聚酶鏈式反應技術發(fā)明,基因診斷方法也越來越簡單方便,不采用DNA分子雜交方法,直接從擴增的DNA分子做酶切分析,甚至有些不需要做酶切分析而直接根據(jù)擴增的長度來達到疾病診斷的目的。
2.3基因工程在環(huán)保方面的應用
隨著工業(yè)經濟的發(fā)展,我國國內環(huán)境狀況嚴峻,石油污染、水污染、農藥污染、氣候變暖等問題已經成為了社會日益關注的焦點。例如美國通過采取DNA重組技術將降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴、脂肪烴的4種菌體基因有效鏈接起來,并轉移到某一種菌體中從而產生同時降解這4種有機物的超級細菌從而達到清楚油污染的作用?;蚬こ碳夹g同樣可以用于降解農藥,轉基因作物的出現(xiàn)有利于減少農藥對環(huán)境的不利影響,并根據(jù)中科院研究所研制出為了降解農藥并帶有自殺控制功能的一種細菌即“環(huán)境安全型基因工程菌”,其在完成降解農藥的目的任務后能夠“自殺”,從而消除基因工程菌本身對環(huán)境的影響??傊蚬こ逃捎谄渥陨砀呒夹g、基本不污染環(huán)境或少污染環(huán)境的特點,對于建設生態(tài)環(huán)境以及消除環(huán)境污染有著積極重大意義。