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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,Gene expression and regulation,基因功能,學(xué)習(xí),語言,記憶,生老病死,chromosome,Gene:,coding sequence：,continous,（bacteria）,discontinous,(,eukaryotes,):,exon,and,intron,non-coding sequence:,regulation or in the construction of chromosome,RNA splicing,discovery of split gene；

2、,splicing during gene expression,domain,ribozyme,Cech,:catalytic RNA molecules,Cuenoud,(1995):catalytic DNA molecules,origin of life:,RNA?DNA?,Gene expression,sequence,time,position,control elements,regulator elements,TATA box,GC box,enhancer,silencer,Zinc finger,leucine,zipper,helix-loop-helix,Loop

3、ing theory,Life:how long?,telomere,girase,DNA de-,methylation,DNA damage and repair,biological clock gene,生物信息學(xué),概況,新興的交叉學(xué)科,研究材料,是生物學(xué)數(shù)據(jù)，,采用方法,是計算技術(shù)，傳統(tǒng)叫“計算生物學(xué)”,近10年生物學(xué)研究從,描述、定性,的“經(jīng)典”模式中脫胎，進(jìn)入以,機(jī)制、定量,的“信息生物學(xué)”時代。,定義,從事對生物信息的獲取、加工、儲存、分配、分析和釋讀，并綜合運(yùn)用,數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué),和,生物學(xué),工具，以達(dá)到理解數(shù)據(jù)中生物學(xué)含義的目標(biāo)。,基因組數(shù)據(jù)庫與,Bioinformatic

4、s,DBJ、NCBI、NBI 2002.4 1872GB,數(shù)據(jù)，1600萬條記錄，355個數(shù)據(jù)庫,84種生物測序完成，449種正在測序。,轉(zhuǎn)錄組、調(diào)控組、代謝組、信號組、酶組(,ome,),時代。,通過比對，確定物種進(jìn)化關(guān)系。,三,方面科學(xué)基礎(chǔ),需要發(fā)達(dá)的、復(fù)雜的、可相互交流的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),需要強(qiáng)有力的創(chuàng)新算法和軟件,需要自動化大規(guī)模高通量的生物學(xué)研究方法和平臺技術(shù),三,層次重要內(nèi)容,基因組信息學(xué),蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)計算與模擬,分子與藥物設(shè)計,The,proteome,&,proteomics,2,D-electrophoresis,Mass spectrometry,bioinformatics,本世

5、紀(jì)生命科學(xué)中最有前瞻性、挑戰(zhàn)性學(xué)科,結(jié)構(gòu)基因組學(xué),比較基因組學(xué),功能基因組學(xué),蛋白質(zhì)組學(xué),蛋白質(zhì)組學(xué),基因組中的基因是否全部被轉(zhuǎn)錄和翻譯？,基因產(chǎn)物表達(dá)量的變化和規(guī)律如何？,蛋白質(zhì)如何進(jìn)行修飾和功能表達(dá)？,開放閱讀框預(yù)測和新功能開發(fā)？,蛋白質(zhì)組學(xué),蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展及在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用,采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)進(jìn)行快速藥物篩選,樣品制備技術(shù),蛋白質(zhì)的提取原理、分級法提取技術(shù)方案及策略,生物體液中蛋白質(zhì)的親和提取及與質(zhì)譜快速鑒定技術(shù),雙向凝膠電泳技術(shù),雙向,電泳技術(shù)原理,2,D,膠的不同染色技術(shù)和應(yīng)用策略,2,D,重復(fù)性研究及高重復(fù)性、高匹配率的實(shí)施,2,D,圖譜分析技術(shù)及分析,生物質(zhì)譜技術(shù)和

6、生物信息分析,MALDI-TOF,生物質(zhì)譜儀原理、應(yīng)用和進(jìn)展,MALDI-TOF,特點(diǎn)、對樣品的要求,銀染法進(jìn)行,MALDI-TOF,質(zhì)譜,分析的技術(shù),蛋白質(zhì)肽質(zhì)量指紋圖譜分析及數(shù)據(jù)庫,Q-TOF,生物質(zhì)譜儀原理、特點(diǎn)及蛋白質(zhì)序列測定,技 術(shù),全,蛋白釋放細(xì)胞破碎,細(xì)胞全蛋白單向凝膠電泳分離,細(xì)胞全蛋白雙向凝膠電泳分離,雙向電泳圖譜分析,目的蛋白選擇與取樣,蛋白質(zhì)亞基分離和質(zhì)譜分析,目的蛋白質(zhì)酶解與多肽鑒定,生物質(zhì)譜儀測定肽質(zhì)量指紋圖譜,肽質(zhì)量指紋圖譜的信息分析,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),基因組測序關(guān)鍵技術(shù),人類功能基因組,植物功能基因組,

7、特殊微生物功能基因組,重要病原微生物功能基因組,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),基因、蛋白質(zhì)表達(dá)及調(diào)控,基因定點(diǎn)整合與高效轉(zhuǎn)移,蛋白質(zhì)組學(xué),結(jié)構(gòu)基因組學(xué),基因,Knock-out、Knock-in,技術(shù),基因沉默,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),RNA,干擾,植物轉(zhuǎn)基因,動物轉(zhuǎn)基因,分子標(biāo)記,動物體細(xì)胞克隆,畜禽干細(xì)胞建系和定向誘導(dǎo)分化,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),糖生物學(xué)與糖工程,細(xì)胞因子組（,Kinome,),組合化學(xué),組織與器官工程,基因治療,細(xì)胞治療,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測,新型生物工程產(chǎn)品的下游技術(shù),生物信息,生物信息的開發(fā)

8、、加工和利用,生物信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建,DNA,計算機(jī),我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),生物轉(zhuǎn)基因安全,生物技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量控制,極端環(huán)境微生物資源,生物催化和生物轉(zhuǎn)化,生物反應(yīng)器,動物生物反應(yīng)器,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),高通量篩選,人類,SNP,藥物基因組學(xué),藥物分子設(shè)計及虛擬篩選,藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與確證,轉(zhuǎn)基因或基因修飾實(shí)驗(yàn)動物模型,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),生物技術(shù)藥物（包括疫苗）制備,化學(xué)合成藥物原料,天然藥物原料,藥物新劑型及給藥系統(tǒng),輔料制備與生產(chǎn)工藝,藥物質(zhì)量控制及標(biāo)準(zhǔn)化,生物技術(shù)藥物安全及藥效評價,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),干細(xì)胞體外培

9、養(yǎng)誘導(dǎo)分化和治療,重大及感染性疾病快速檢測與診斷試劑,重要致病微生物的宿主防御,血液代用品及新型血液制品,微生物新型生理活性物質(zhì)及次生代謝產(chǎn)物,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),生物可降解塑料,環(huán)境污染物治理,生物能源和重組微生物燃料,微生物采油、采礦,生物芯片,生物法生產(chǎn)重要化工產(chǎn)品,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),新型重要工業(yè)酶制劑,納米生物技術(shù)產(chǎn)品,植物突變體庫構(gòu)建篩選,農(nóng)作物分子標(biāo)記、新品種,畜禽分子標(biāo)記或聚合育種新品種,優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)轉(zhuǎn)基因林草新品種,作物品種設(shè)計,畜禽轉(zhuǎn)基因新品種,水產(chǎn)、養(yǎng)殖魚類等轉(zhuǎn)基因

10、新品種,轉(zhuǎn)基因蔬菜,轉(zhuǎn)基因花卉,我國重點(diǎn)高新技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)測與關(guān)鍵技術(shù),重組微生物制劑,微生物肥料,生物農(nóng)藥,微生物飼料,基因工程禽疫苗,化學(xué)生物學(xué),化學(xué)生物學(xué),方向,高端的基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)研發(fā)相結(jié)合。,是多學(xué)科交叉的新興學(xué)科,目標(biāo),整合科研機(jī)構(gòu)，建立化學(xué)生物學(xué)硬件平臺、軟件平臺。,化學(xué)生物科學(xué)中心的網(wǎng)絡(luò),生物信息學(xué)醫(yī)藥科學(xué),化學(xué)生物學(xué)海洋資源,生物材料環(huán)境保護(hù),學(xué)科交叉是創(chuàng)新之源,學(xué)科交叉融合是科學(xué)發(fā)展的趨勢。,斯坦福大學(xué)、哈佛大學(xué)、普林斯頓大學(xué)等成立了跨越,生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué),等多個學(xué)科的交叉科學(xué)研究所或研究中心,。,“化學(xué)生物學(xué)”將成為21世紀(jì)重要的新興交叉學(xué)科,2000年3月2526日

11、，由國家自然科學(xué)基金會化學(xué)部主持召開了“化學(xué)生物學(xué)”研討會。來自,北京大學(xué)、清華大學(xué)、北京醫(yī)科大學(xué)、中國科技大學(xué)、中山大學(xué)、蘭州大學(xué)、四川大學(xué)、中國科學(xué)院研究所、中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所、中國科學(xué)院上海藥物研究所、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院,等，對“化學(xué)生物學(xué)（,chemical Biology）”,討論。,國際上出現(xiàn)了“化學(xué)生物學(xué)”這一新興交叉學(xué)科,鼓勵更多的化學(xué)家去參與利用化學(xué)的手段來深入研究生物過程中問題的工作。,學(xué)科出現(xiàn)的明顯標(biāo)志就是近年來美國一些大學(xué)如,哈佛大學(xué),和,耶魯大學(xué),將他們的化學(xué)系的名稱改為化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)系，以及一些有關(guān)這個學(xué)科的專門雜志如“化學(xué)生物學(xué)的新視點(diǎn)（,Current

12、Opinion in Chemical Biology）”,的出現(xiàn)。,研究內(nèi)容,1、從天然化合物和化學(xué)合成的分子中發(fā)現(xiàn)對生物體生理過程具有調(diào)控作用的物質(zhì)，并以這些生物活性小分子作為探針，研究它們與生物靶分子的相互識別和信息傳遞的機(jī)理。,2、發(fā)現(xiàn)自然中分子進(jìn)化和生物合成的基本規(guī)律，從而為合成更多樣性的分子提供新的理論和技術(shù)；,3、作用于新靶點(diǎn)的新一代的治療藥物；,4、提供更多樣性分子的組合化學(xué)；,5、基于研究金屬酶和仿生材料等領(lǐng)域的生物無機(jī)化學(xué)；,6、對于復(fù)雜生物體系進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)分析的新技術(shù)。,發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè),華爾街化學(xué)生物科技股的市值高達(dá)3000多億美元。,美國前史丹福大學(xué)校長威廉米勒（,W

13、illiam F.Miller）,曾表示，未來化學(xué)生物科技與信息科技的整合，以及納米技術(shù)的研發(fā)將成為科技發(fā)展的主流。,生物安全,生物安全法規(guī),1975.2.美國加州,Asilomor,會議（世界第一次，里程碑）,1996.7.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法,2000.8.8我國簽定“生物安全議定書”第70個簽署國,2001.1.4-6 北京，“國家生物安全軟科學(xué)第三次會”,2001.5.國務(wù)院農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例,2002.1.農(nóng)業(yè)部三個配套管理辦法,農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價管理辦法,農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)口安全管理辦法,農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識管理辦法,生物安全態(tài)度,轉(zhuǎn)基因標(biāo)識(把權(quán)力留個消費(fèi)者),Fujian,:,Mar.20,2002GMFOOD,生物安全具有廣泛性、潛在性、復(fù)雜性、嚴(yán)重性,趨利避害、貫徹法規(guī)、風(fēng)險性研究、環(huán)境監(jiān)測、公眾監(jiān)督,生物安全問題,如何對國外進(jìn)行限制？,小區(qū)試驗(yàn)、中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放界定？,標(biāo)記基因的消除,標(biāo)識問題,安全機(jī)構(gòu)體系建設(shè)如何協(xié)調(diào)各部門？,