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园艺作物基因组测序研究进展论文

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园艺作物基因组测序研究进展论文

2022年1月19日,广西农科院经济作物所严华兵团队联合菲沙基因在园艺领域权威期刊 Horticulture Research (IF=6.79)上发表了题为“ 《Chromosomal-level genome and multi-omics dataset of Pueraria lobata var. thomsonii provide new insights into legume family and the isoflavone and puerarin biosynthesis pathways》 ”的研究论文,该研究通过PacBio和Hi-C测序 构建了粉葛高质量的染色体水平基因组,解析了粉葛的基因组特征,随后利用包括基因组、转录组、代谢组在内的多组学技术深入解析了粉葛重要次生代谢物的生物合成机制 ,从而为粉葛的资源利用、遗传育种等研究提供了新见解。

鉴于粉葛杂合度较高,研究者选用了PacBio和Hi-C测序,构建的粉葛基因组大小为 1.38Gb , Contig N50=598 kb ,并将99.3%的序列锚定到 11 条染色体上,BUSCO评估基因组完整性为 92.9% 。通过注释,共获得了 45,270 个蛋白编码基因,其中94.4%的基因可以得到功能注释,基因组中重复序列占比为 62.7% 。

将粉葛与16个近缘物种(包含5个豆科植物)进行比较基因组分析,结果表明:

通过对高葛根素ZG-19和低葛根素ZG-39进行转录组和代谢组分析,研究者检测到了614种225种 差异代谢物(DMs) ,1814个 差异表达基因(DEG) ,DMs和DEG的丰富功能类别重叠,这说明 它们都是与类黄酮、异黄酮和ABC转运相关的基因或代谢物 。

进一步分析 代谢物与基因表达的相关系数 ,结果表明代谢物和基因对在样本中高度相关,60%的显著相关性涉及上调的代谢物和下调或不变的基因,在15%的显著相关性中, 代谢物和基因表达的变化方向相同 。

此外,研究者在异黄酮生物合成途径中发现了大量的DMs和DEG。这充分解析了粉葛中异黄酮的生物合成途径。

通过 同源基因搜索 ,研究者发现编码葛根素合成途径中关键酶的9个基因家族在粉葛中都有所 扩张 ;通过分析糖基转移酶家族中催化糖基化修饰的基因,共鉴定出104个GT基因,有13个基因与8-C-葡萄糖基转移酶(8-C-GT)同源,其中6个与先前研究的催化大豆苷元C-糖基化为葛根素的PIUGT43基因同源。

编码大豆异黄酮合酶(IFS)的基因(CHR11G3854.1)催化着葛根素合成的中间代谢物大豆苷元的合成, 被鉴定为与葛根素的合成途径高度相关 。总之,上述分析初步解析了粉葛中葛根素的生物合成途径。

综上,该研究通过构建高质量的粉葛基因组解析了粉葛基因组的进化特征;通过多组学分析深入解析了粉葛中重要次生代谢物异黄酮、葛根素等生物合成途径,从而为粉葛的资源利用、遗传育种等研究提供了新见解。

广西农业科学院经济作物研究所严华兵研究员团队近些年与华中农业大学、菲沙基因、上海大学、广西中医药大学、广西医科大学等单位持续开展联合攻关,在全球葛根资源收集与鉴定评价、葛属资源分类、葛根基因组与分子生物学、粉葛和野葛品种选育、健康种苗生产、高产高效栽培等方面取得了一系列的成果。团队到目前为止,已广泛收集全球葛属种质资源419份,包括野葛、粉葛、葛麻姆、大花葛、泰葛、苦葛、红葛、须弥葛、食用葛等;通过开发葛SSR分子标记,构建了广西葛核心种质库;通过广泛靶向代谢组解析葛属葛种野葛、粉葛和葛麻姆等3个变种块根中影响食用品质和药用品质的代谢差异;结合表型鉴定通过叶绿体基因组研究,揭示了葛及其近缘种之间的系统发育关系;挖掘了调控葛根素合成代谢相关的结构基因和转录因子,并正在开展相关基因功能验证工作;选育出适合开发葛花茶、高葛根素粉葛、无渣粉葛、药用野葛等系列葛根新品种,并逐步建立配套种苗繁育和高效栽培技术。以上研究相关成果先后发表在Horticulture Research、Frontier in Plant Science、Molecules、植物遗传资源学报、植物生理学报等期刊,相关研究先后得到了国家自然科学基金委、广西科技厅等部门项目的资助。粉葛基因组文章的发表将进一步推动全世界葛属植物的进化与分类研究,促进我国葛根产业的科技进步,发挥基础研究源头供给作用以进一步推动广西地方特色优势粉葛产业的高质量发展。

说到葛根大家一定不陌生,野葛在美国开始被用作生态治理后来泛滥成灾被列为入侵生物,泰国葛根产业及其健康功效风靡全球。最早关于葛的文献记载出现在周代,《神农本草经》记载“(葛根)主消渴,身大热,呕吐,诸痹,起阴气,解诸毒”。葛根具有解肌退热,生津止渴,透疹,升阳止泻,通经活络,解酒毒等。现代药理研究表明,葛根在改善心血管系统、抗氧化、降血糖、解热、抗炎、解酒护肝、神经保护、抗骨质疏松和雌激素样作用等方面具有较好的药理活性。

粉葛为豆科葛属植物,为药食同源两用植物,素有“亚洲人参”、“南葛北参”的美誉,广泛种植在广西、广东、江西、湖南、湖北等地,其中广西是粉葛主要种植产区,种植面积全国第一!其中梧州藤县和平镇是中国著名的“葛根之乡”,藤县葛色天香和平粉葛产业(核心)示范区被评为广西现代特色农业(核心)四星级示范区。当前广西粉葛产业发展仍然面临很多亟待解决的问题,粉葛基因组的解析将为粉葛产业高质量发展提供科技支撑。

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我先前也是对论文的写作非常非常头大,还好后来找闻闻论文网的老师帮忙才搞定。论文里面的核心部分,分析和数据处理是最难的,包括我身边的一些同学写到一半写不下去了,我都介绍的闻闻论文网给他们,非常专业,有的甚至把整篇都找帮忙的。

生姜(Zingiber officinale)是一种极具价值的食药两用园艺作物, 既为传统中药的重要成分,又是重要的调味料 ,在我国有悠久的栽培历史。中国生姜栽培面积、产量和出口量均居全球第一位。长江中上游生姜总面积226万亩,占全国49.7%,是推动乡村振兴的优选产业。姜具有多年生宿根,根茎肉质、肥厚,内含多种营养成分,它除了含有蛋白质、碳水化合物、多种维生素和矿物质外,还含有姜辣素、姜油、姜醇等生物活性物质,具有调味、抗癌、抗真菌、抗炎症、抗氧化和抗血小板聚集等用途,是香料家族和药用植物家族的重要成员。姜辣素是生姜特有的呈味物质,也是生姜多种功能活性的主要功能因子,在调味品、化妆品和医疗保健等领域具有广阔的应用前景。尽管姜在世界范围内有显著的经济价值,但由于其有性繁殖困难,基因组庞大、杂合度高,相关的分子生物学和遗传选育工作一直停滞不前。此外,长久以来生姜基因组信息的缺乏,限制了我们对 合成调控机理的理解,导致生姜分子育种发展缓慢。

近日,Horticulture Research背靠背在线发表了两个不同品种生姜基因组数据,分别是平顶山学院植物遗传育种研究组与北京林业大学等单位合作的题为 《Haplotype-resolved genome assembly and allelespecific gene expression of cultivated ginger》 的研究论文,以及重庆文理学院与西南大学等单位合作的题为 《Haplotype-resolved genome of diploid ginger (Zingiberofficinale) and its unique gingerol biosynthetic pathway》 的研究论文。

☆☆☆ 平顶山学院植物遗传育种研究组等单位的研究解析了我国重要的传统生姜品种单倍型基因组序列,揭示了单倍型基因组间差异,推断了姜高度不育的基因组基础,初步澄清了姜酚(姜辣素)生物合成通路,为后续的功能研究和分子设计育种奠定了重要基础。

该研究以全国首个国家农产品地理标志登记保护的生姜品种 张良姜 为研究对象。据记载,自汉代起“张良姜”已有2000多年的种植历史,现保存在河南省平顶山市鲁山县张良镇。此品种有“姜中之王”美称,具有色泽深黄、辛辣芳香、气浓味长、质实丝多、百煮不烂、久贮不腐等优良特性。

该研究利用先进的长读长测序技术, 解析了“张良姜”单倍型基因组序列;检测了两个单倍型基因组间的遗传差异,以此推断出与姜高度配子败育率相关的结构变异区;揭示出两套基因组间等位基因表达差异可能与基因顺式调控区、编码区序列差异、转座子的临近效应以及选择压有关;利用基因共表达网络分析,初步解析了姜酚(姜辣素)生物合成相关的基因调控机制。

☆☆☆ 重庆文理学院等单位的研究破解了西南地区主栽品种 竹根姜 的基因组,利用短读长(369.51 Gb),长读长PacBio(285.81 Gb)及Hi-C(563.16 Gb)策略组装出竹根姜 两套单倍型高质量基因组 ,单倍型的基因组大小分别为1.53 Gb (contig N50: 4.68 M)和1.51 Gb (contig N50:5.28 M),98.11%的序列锚定到22条染色体(图1)。PacBio 读长在2个单倍型的overlap分别为 97.95%和98.1%,显示了分型的准确性。 两套单倍型的Ka/Ks分析揭示生姜驯化历史过程中经历了相似的选择压力。通过等位基因分析,总共55,635个基因(占所有基因的72%)在两个单倍型中具有同源性。生姜17,226对等位基因中,11.9%在转录水平表现出染色体偏好性(图2)。该研究发现生姜基因组杂合度3.6%,是目前已报道杂合度最高的植物基因组。重复序列高,其中长末端片段重复(long terminal repeats,LTRs)占61.06%,可能是导致其基因组大、杂合度高的主要原因,同时也是生姜基因组进化的主要驱动力。生姜等位基因在两套单倍型中没有展现出表达差异,17,226对等位基因中有2055对(11.9%)在转录水平表现出染色体偏好性。

通过整合基因组、转录组和代谢组数据进行整合分析,该研究构建了生姜特有成分姜辣素的合成通路,筛选出12个参与姜辣素合成的关键酶家族(PAL, C4H, 4CL, CST, C3′H, C3OMT, CCOMT, CSE, PKS,AOR, DHN, 和DHT),鉴定出38个可能调控姜辣素合成的重要转录因子家族,并绘制出姜辣素合成的分子调控网络(图3)。

作者简介

Haplotype-resolved genome assembly and allelespecific gene expression of cultivated ginger

平顶山学院程世平副教授、北京林业大学博士生贾凯华(现山东省农业科学院工作)、博士生刘辉和张仁纲博士(源宜(山东)基因科技股份有限公司)为共同第一作者。通讯作者是北京林业大学毛建丰副教授和比利时根特大学教授、比利时皇家科学院院士Yves Van de Peer。平顶山市农业科学院马爱锄博士、于从文研究员也参与了该项研究。该工作还包含来自瑞典于默奥大学、加拿大拉瓦尔大学、不列颠哥伦比亚大学、根特大学、比勒陀利亚大学和南京农业大学等单位的合作者。该研究得到河南省科技攻关以及平顶山学院高层次人才启动基金等项目的资助。

Haplotype-resolvedgenome of diploid ginger (ingeiber officinale) and its unique gingerolbiosynthetic pathway

该工作由重庆文理学院牵头,联合长江大学、西南大学和华大基因共同完成。李洪雷教授、吴林副教授、董照明副教授、姜玉松教授和姜三杰博士为论文的共同第一作者,刘奕清教授、夏庆友教授、简建波博士和邹勇副教授为论文的共同通讯作者。济南市第二农科院李承勇研究员、李庆芝高级工程师等参与了该研究。该研究得到了重庆文理学院生姜基因组重大专项、重庆市自然科学基金等项目的支持。

文章链接: Haplotype-resolved genome assembly and allelespecific gene expression of cultivated ginger

Haplotype-resolved genome of diploid ginger (Zingiberofficinale) and its unique gingerol biosynthetic pathway

园艺植物基因组学研究进展论文

菊花 ( Chrysanthemum ×morifolium Ramat.)是世界著名的观赏植物,具有千姿百态的花型。实际上,菊花的花是指由外围的 舌状花 和盘心的 管状花 共同构成的头状花序。 其花型由头状花序上舌状花和管状花的形态和相对数量决定 。解析同一头状花序上舌状花和管状花分化的分子调控机制不仅可以为阐明菊花复杂的头状花序形态奠定基础,也将为菊科植物头状花序发育提供新见解。但目前关于菊花花型的研究受到其复杂遗传背景的限制,导致无法充分利用菊花丰富的基因资源进行花型定向育种。因此,获得高质量的菊花及其近缘种的基因组信息并在此基础上研究头状花序发育的分子调控机制显得尤为必要。

近日, Horticulture Research 在线发表了北京林业大学戴思兰团队题为 The Chrysanthemum lavandulifolium genome and the molecular mechanism underlying diverse capitulum types 的研究论文。 该论文完成了菊花近缘野生种之一甘菊( C. lavandulifolium )的全基因测序工作,获得了染色体水平上的高质量甘菊参考基因组, 结合3种不同类型菊科植物头状花序的转录组数据初步解析了头状花序发育的分子调控机制,为实现人工调控菊花花型奠定了坚实的分子理论基础。

甘菊为菊属植物中的二倍体物种,采用 Illumina + Pacbio + Hi-C 测序技术对其进行全基因测序,获得了 2.60 Gb 的染色体水平的参考基因组。其中94.46%的序列锚定到 9 条染色体上。甘菊基因组中重复序列占基因组的67.69%, Cypsy 和 Copia 的占比分别为37.92%和29.06%,插入时间在1.25百万年前。

与其他10个物种建立进化树, showed that C. lavandulifolium diverged from C. nankingense at approximately 7.2 Mya 。比较了11个物种之间基因家族的扩张和收缩,以研究基因家族的进化。结果表明,C. lavandulifolium 有1305个和453个基因家族扩增和收缩 (图1b)。扩增的基因家族在花发育相关和细胞合成相关的GO中富集(补充表)。

比较基因组分析结果表明,甘菊经历了 两次 全基因组复制(WGD)事件,其中 最近 的一次是所有菊科植物共有的,而 较早 的一次是核心双子叶植物共有的γ事件, 甘菊自身没有发生WGD,其基因组演化的动力来源主要是串联重复事件 。

基于 甘菊头状花序发育的6个重要时期 和 其他菊科植物 不同类型头状花序发育关键时期的转录组有参分析发现, MADS-box、TCP、NAC 和 LOB基因家族 可能参与 管状花 和 舌状花 的分化。值得注意的是, NAM 和 LOB30 高表达于舌管兼备型的头状花序中,而在全舌型和全管型的头状花序中表达量相对较低,这表明其可能是参与两类小花分化的关键基因。

结合关键基因在 全舌型、全管型 以及 舌管兼备型 的头状花序中的表达模式和蛋白互作模式,初步推测并构建了不同类型头状花序发育可能的调控机制。

总之, NAM 和 LOB 不仅可以与花序分生组织相关基因如 LFY 等互作,也可以与两类小花身份决定基因如 CYC2- LIKE 等基因互作,这表明 NAM 和 LOB30 在头状花序上舌状花和管状花原基分化调控中的关键角色**。

高质量甘菊参考基因组的获得不仅可以为栽培菊花基因组的破译提供有效的参考,更为解析菊花乃至菊科植物多样的生物学性状提供丰富的基因资源。

北京林业大学 戴思兰教授课题组 一直致力于 菊花研究,基于植物系统学研究方法对菊属植物种间亲缘关系和菊花品种起源进行探索,在种质资源评价,花色、花型、开花期和抗逆性等观赏性状形成的分子机理,菊花优异种质创制以及产业化栽培技术等开展了全面研究,取得了一系列重要突破性进展和研究成果。 本研究得到了国家自然科学基金重点项目(31530064)和国家重点研发专项(2018YFD1000403)的资助。

甘菊 : Chrysanthemum lavandulifolium

Among these plants , the most important families are as follows , Ranunculaceae, Berberidaceae, Menispermaceae, Papaveraceae, Rutaceae, Fabaceae, Apocynaceae, Solanaceae, Asteraceae and so on. 其中主要的科为:毛莨科 、 小檗科、防己科 、 芸香科 、 罂粟科 、 豆科 、 夹竹桃科 、 茄科 、 菊科等.

菊科里有两个亚科,一为管状花亚科,一为舌状花亚科。

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近日,洛阳师范学院植物多样性保护课题组联合菲沙基因在国际主流期刊 Molecular Ecology Resources (IF=7.09,中科院一区)上发表了题为“ The chromosome-scale genome assembly,annotation and evolution of Rhododendron henanense subsp. lingbaoense ”的研究论文。该研究通过PacBio+Hi-C技术首次构建了我国特有杜鹃种-灵宝杜鹃的高质量参考基因组,随后基于比较基因组分析揭示了灵宝杜鹃与其它杜鹃间的共线性,同时也初步揭示了灵宝杜鹃逆境适应性的分子机制,从而为灵宝杜鹃的种质资源保护与进化研究提供了新见解。

杜鹃花具有较高的观赏、园艺与药用价值,近期也有大量关于杜鹃花属的基因组与转录组研究报道,这些报道对于杜鹃花属基因家族的进化和广泛的表型可塑性研究具有重要意义。但到目前为止,我国特有杜鹃种-灵宝杜鹃的基因组尚未有报道,这限制了对其遗传资源、环境适应性及分子进化的研究,因此构建灵宝杜鹃基因组具有重要理论意义。

材料 :灵宝杜鹃( Rhododendron henanense subsp. lingbaoense) 测序策略 :PacBio(220×)+Hi-C(100×)+Illumina(90×)

通过Survey分析,预估灵宝杜鹃基因组大小为654.12Mb,杂合为0.72%。随后研究者利用高深度的PacBio测序和Hi-C辅助组装,构建了高质量的染色体水平灵宝杜鹃基因组,其基因组大小为 622.72Mb,Contig N50=2.54Mb,Scaffold N50=50.18Mb 。接着,研究者通过多种方法证实了基因组组装的完整性与准确性,三代数据的比对率为97.85%,BUSCO评估基因组完整性为97%,二代数据检测基因组单碱基错误率仅为0.0003%;且与已发表的其它杜鹃属物种相比,本研究组装的基因组完整性和准确性都是最好的。

结合从头注释、同源注释和全长转录组注释,研究者在灵宝杜鹃种鉴定到 31098 个蛋白编码基因,平均每个基因的长度为 6393.37 bp ,其中88.77%的基因都可以得到功能注释。灵宝杜鹃基因组中65.76%的序列都是重复序列,其中LTR的含量最高。此外,研究者在灵宝杜鹃中还鉴定到 2251个rRNAs、448个tRNAs、488个snRNAs 以及94个miRNAs。

研究者选取14个近缘物种用于灵宝杜鹃的比较基因组分析,共鉴定到15483个基因家族,其中168个是灵宝杜鹃特有的基因家族。系统进化树分析表明, 杜鹃属内的亲缘关系较为密切 ,其分化时间大致在12.3 ~ 19.9百万年前,而猕猴桃、山茶属与杜鹃属的分化时间大致在64.6~73.8百万年前。

共线性分析表明,马缨杜鹃( Rhododendron delavayi )、圆叶杜鹃( Rhododendron williamsianum )、杜鹃( Rhododendron simsii )与灵宝杜鹃间的共线性非常好,且以单染色体与单染色体间的共线性为主,但不同杜鹃的基因组间也存在染色体重排事件。通过WGD分析,检测到杜鹃属和山茶属有一个相似的WGD峰(Ks值在0.637到0.715),结合分子时钟,研究者确定了杜鹃属植物先发生一次WGD事件(79.2百万年前),而后与近缘种山茶属产生了分化。基因扩增收缩分析表明,灵宝杜鹃中有2257个基因家族发生了扩张, 扩张基因显著富集在与对水杨酸的响应、细胞对酸化学的响应、防御反应的调节、应激反应的调节相关的通路中,这证实了灵宝杜鹃对逆境有着极强的抗性;收缩的基因则显著富集在与萜合酶活性、碳氧裂解酶活性和ADP结合相关的通路中。

之前研究表明, MYB的同源基因调控植物发育、花朵颜色和胁迫反应中发挥重要作用 ,研究者随后鉴定了灵宝杜鹃中MYB基因家族的变化。结果表明,灵宝杜鹃中存在110个MYB的同源基因,在13条染色体上都有分布,其MYB基因的数目要小于棉花、油菜等物种,且灵宝杜鹃中部分MYB基因存在串联重复事件。此外,基于MYB基因构建的系统进化树表明,灵宝杜鹃的MYB基因与拟南芥中的MYB基因属于不同的分类。这些结果将有助于后续MYB基因的功能验证工作。

总 结

本研究通过PacBio和Hi-C技术构建了染色体水平的灵宝杜鹃基因组,在此基础上通过与其它杜鹃植物及近缘植物进行比较分析,阐述了灵宝杜鹃的基因组进化、WGD事件、与逆境适应性相关基因的扩张与分类,从而为灵宝杜鹃种质资源保护、新品种选育及遗传进化研究提供了新见解。

哺乳动物基因进化研究进展论文

生物技术的主要作用是通过农业和医药的进步,提高我国人民的健康保障,生物技术在我国的健康保障中作出了极大的贡献。下面是我整理了关于生物科技论文2000字 范文 ,欢迎阅读!生物科技论文2000字范文篇一:《谈谈生物高科技的发展》 摘要:生物技术的主要作用是通过农业和医药的进步,提高我国人民的健康保障。生物技术有着诱人的前景,是我国经济发展的希望所寄,它不仅能成为重要的生财之道,而且可能成为二十一世纪的经济支柱,对人类做出重大贡献。 关键词:生物 高科技 发展 中国是一个发展中国家,农业是我国发展国民经济的基础,它为人民提供生活的基本需要。生物技术的主要作用是通过农业和医药的进步,提高我国人民的健康保障。从这一意义上来说,我国发展生物技术的目标应不同于发达国家,应有自己的特色。 1、政策与策略 (1)生物技术应置于我国高科技发展计划之首,因为,生物技术的进步可以改造农业,包括谷物,肥料和家畜。 (2)优先发展农业包括农林牧渔,其次是医药卫生、轻工与食品领域内的生物技术新产品。研究的重点要向农业倾斜。生物技术的发展应尽快形成高技术生产体系。研究项目应是有限目标,优先发展一批国内急需、技术成熟、经济效益和社会效益显著、国内有一定基础和条件的生物技术新产品。 (3)采用现代生物技术,加速传统产业的技术改造,以提高技术水平和产量,改进产品质量,增加品种,减少环境污染。为此,在农业方面,我们应采用新技术与传统技术相结合的 方法 ,加强优良品种的选育;在医药、轻工业方面,积极采用遗传工程、酶工程和发酵工程新技术,改革传统的生产工艺,以提高产量,增加效益。 (4)大力加强生物技术的开发工作。例如,大力研制新型发酵设备,它既可用于细菌培养,也可用于哺乳动物细胞培养;生产蛋白和核酸的纯化仪器和监测分析仪器等,以促进科研成果迅速转化为生产力。 (5)重视生物技术以及有关领域的基础研究。开展基础研究,可以为改进现有技术和发展新技术提供理论基础,也是消化吸收国外先进技术和培养人才的重要条件。要保持这一政策的连续性和稳定性。 (6)发展和健全必要的生物技术配套基础设施。例如建立限制性内切酶和其他修饰酶、同位素、蛋白质分离纯化和细胞培养介质的生产和供应系统,以及建立细胞库、基因库以及生物技术信息库。 (7)加强生物技术的国际学术交流,技术合作和技术引进。建立一批国家重点实验室,配备先进仪器,向国内外科学家开放。从发达国家引进先进的关键性技术应当是成熟的技术,同时又是国内国民经济建设所急需的技术。 (8)开展生物技术的立法工作。这是为了防止在发展生物技术的过程中可能带来的副作用,特别是操作重组DNA。 2、预测与展望 从生物发展趋势及其潜在能力考虑,我国如果在人才培养、研究开发及经费的筹措方面能以合理安排,我国的生物技术将会在原有发酵工业基础上形成一个崭新的工业体系,在农业上也将会取得较大效益。 2.1 生理活性物质的生产 作为医药品而大量需要的生长素、胰岛素、干扰素等肽类物质和乙肝疫苗、尿激酶等,目前在我国还是从动物或人体组织中提取精制的,多数不能实现批量生产,成本高,售价昂贵。应用生物技术生产此类药品的研究已见成效,将为人类带来福因。 2.2 酶制剂的生产 随着酶催化技术的开发和固定化酶反应器技术的应用,酶制剂的生产将会有较大发展。目前,世界酶制剂总产量中60%是蛋白酶,主要用于洗涤剂、制革和乳品加工。我国酶制剂的种类和数量都还不多,有些酶的应用市场也还没有打开。诊断、医药和试剂用酶在我国酶制剂消费比例中大约占10%左右,这方面的发展潜力很大,尤其是酶诊断盒的开发,有可能形成新的产业。 2.3 抗生素的生产 我国抗生素工厂生产抗生素的种类有五、六十种。但是,抗生素的品种结构极不合理。今后,将可能把重点研究开发工作放在β―内酰胺类抗生素的研制上。农用抗生素是抗生素工业的一大分支。在国外仅被用作饲料添加剂的抗生素就有18种之多,伴随我国饲料工业的大发展,农用抗生素将会作为新的产业门类被人们重视起来。 2.4 氨基酸、有机酸和多糖的生产 用生物技术生产的氨基酸有18种,世界上除半数用于食品、医药外,一半是作为饲料添加剂。赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸的需求量将会逐年增加。我国在饲料用氨基酸的开发方面起步晚,大力开发饲料用赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸的生产将是今后的重点任务。与此同时,也要大力开发 其它 医用氨基酸。 为了提高氨基酸产率,用基因工程和细胞融合技术培养新菌种的工作今后会有所加强。以固定化酶或固定化细胞技术生产氨基酸有可能在工业上得到应用。 有机酸和微生物多糖的生产,在今后会有新的发展。尤其用微生物生产的黄杆菌胶,普鲁兰和环状糊精等多糖因其在石油工业和食品工业上有较大用途,很可能被开辟为一个新的产业。 2.5 单细胞蛋白工业 单细胞蛋白这一技术领域因为同废物的处理与再利用和提供人类需要的蛋白质食品有关,所以受到人们的重视。我国单细胞蛋白的生产包括面包酵母,药用酵母和饲用酵母几方面。 现在以糖蜜和多种工业废水为原料的单细胞蛋白生产都取得了技术的突破。不久将出现以糖蜜、味精废液、酒精废液等生产单细胞蛋白的企业群。我国的单细胞蛋白工业一定会发展起来。 2.6 农牧业生产 生物技术在农牧业生产方面,已经和将继续显示它的重要作用。我国在应用组织培养快速繁殖、用基因工程和细胞融合育种以及胚胎移植等方面取得了一定成果和进展,并已培育出一些优良的动植物新品种。今后在用生物新技术培育高产优质或抗逆(包括抗旱、抗盐碱、抗除莠剂)作物新品种及动物良种的工作还会不断加强,构建高效固氮生物体系,培育高效固氨微生物菌株定会取得新的进展。动物胚胎的移植和分割技术也会在良种繁殖上得到广泛应用。用杂交瘤制备的单克隆抗体,用于作物、畜、禽和鱼类疾病的快速论断也将逐步得到推广和普及。 此外,用生物技术保护环境、净化工业废水,以自然界的废物及生物量为原料生产能源燃料,采用细菌浸矿开采与提炼有色金属,尤其在基础化学领域内应用生物技术制造有用产物方面都已取得一些成果和提出一批新的研究课题,并展示出美好的前景。 3、结语 总之,生物技术有着诱人的前景,是我国经济发展的希望所寄,它不仅能成为重要的生财之道,而且可能成为二十一世纪的经济支柱,对人类做出重大贡献。 生物科技论文2000字范文篇二:《当代蚕桑生物科技发展现状综述》 摘要:近50年来,我国蚕桑科学技术迅速发展,在分子生物学基础理论研究、蚕丝蛋白生物材料开发及应用、家蚕基因工程技术、家蚕性别控制与专养雄蚕技术、昆虫激素在蚕业上的应用、家蚕变态发育的人为调控、家蚕营养生理与人工饲料研究、蚕体作为生产重组蛋白的生物反应器、桑树栽培与遗传育种新技术开发和蚕桑生物资源综合利用等方面有了长足的进步,极大地促进了蚕业生产向深度与广度拓展。蚕桑生物科技发展与国计民生息息相关,蚕桑生物科技的发展,必将推动我国养蚕业的发展,为广大蚕农增加收益,带动丝绸业及其相关产业的发展,推进蚕桑生物科学的发展,也为生物科普 教育 提供丰富的资源,使传统蚕桑业焕发生机活力。 回顾中国蚕业科学的发展历程,展望世界蚕业科技发展趋势,可以更加深刻地理解:蚕业科学是为蚕丝生产有关产业(栽桑、养蚕、制种、制丝)提供方法与原理的应用科学。面向未来,蚕业科学研究的重要任务是进一步提高蚕业生产中的科技含量,使养蚕业从劳动密集型迅速向知识密集型转变,而这个转变很大程度上依赖于蚕桑生物学基础研究的进展与应用技术的开发创新。 1 蚕丝分子生物学基础理论研究 丝蛋白分子结构与丝蛋白基因表达调控机制的进一步阐明,将为增产蚕丝、改进丝质提供分子生物学理论基础。飘逸润滑的桑蚕丝衣服是许多人的最爱,但让人苦恼的是,桑蚕丝很娇气,不耐穿,打理起来也格外麻烦。2014年11月,我国西南大学科学家培育重组基因蚕宝宝首次吐出了人工合成蚕丝蛋白。在家蚕16 425个基因中,有一个叫做Fib-H基因,它是控制丝蛋白产生的关键基因。研究者在家蚕的生殖细胞中“剪切”掉了其中的Fib-H基因,没有Fib-H基因的家蚕丝腺,叫做“空丝腺”。研究人员将事先设计好、与Fib-H基因类似的人工丝蛋白基因,显微注射到被敲除Fib-H基因的蚕卵中,人工丝蛋白基因转移成功的蚕卵发育成“蚕宝宝”后,吐出的丝中就含有人工合成丝蛋白。通过对蚕丝纤维的人为改良和重新设计,以后桑蚕丝可能会像棉质衣服一样,既保持桑蚕丝的舒适感,又像棉质衣服一样耐穿、好打理。 2 家蚕丝蛋白生物材料新功能的开发及应用 家蚕丝蛋白是一种具有良好透气与透湿性、无毒、无刺激、与人体相容性强的生物材料。家蚕丝蛋白不仅可作为人造皮肤、血管、肌腱、韧带、骨骼和牙齿等人造组织材料,以及作为手术缝合线、隐形眼镜、角膜、抗血凝剂、药物控释材料、功能性细胞培养基质、固定化酶载体和生物传感器等生物医学材料还在环保新材料、化妆品、保健营养食品等日化和环保领域被广泛使用。随着家蚕基因组研究工作的重大进展,以及基因工程和生物技术的快速进步,家蚕丝蛋白的生物功能有望在军事、航天、医学、环保等领域得到更深、更广地开发和应用。 3 家蚕基因工程技术 桑蚕不仅是一种重要的经济昆虫,而且是研究真核生物基因表达调控的模式生物之一。将外源基因转移到桑蚕中以实现其在蚕体内的表达,最终是要将外源基因整合桑蚕染色体,这样才有可能稳定遗传,获得转基因蚕。目前关于桑蚕的转基因报道主要有:桑蚕品系间的基因转移,其他动物的基因转入桑蚕体内,以及桑蚕的基因转入其他动物。例如中国科学院研究员陆长德等利用“电穿孔”法,将荧光蛋白基因及蜘蛛拖牵丝基因注入蚕卵,获得了吐出荧光“蜘蛛丝”的转基因蚕。蜘蛛丝中的拖牵丝是强度十分高、弹性十分强的天然蛋白纤维,若制成防弹衣则“刀抢难入”,织出降落伞牢固耐用;产生荧光的蚕丝则可用以开发天然夜光衣及各种防伪标签等。 4 家蚕性别控制与专养雄蚕技术 雄蚕与雌蚕相比,具有诸多的优势,一是体质强健,容易 饲养 ;二是食桑量少,饲料效率高;三是出丝率高,茧丝品质优,可缥制高品位生丝。专养雄蚕比目前的雌雄蚕各半混养,可较大幅度提高蚕丝的产、质量和蚕业经济效益。因此,专养雄蚕被称为继一代杂交种利用之后最有价值的一项创新技术。性连锁平衡致死基因的应用已有很大进展,俄罗斯科学院斯特隆尼柯夫育成的桑蚕性连锁平衡致死系,在此基础上经转育改良培育出多个雄蚕品种,雄蚕率达99.85%,可实现专养雄蚕的目标。专养雄蚕将成为21世纪提高桑蚕产丝能力和改善丝工艺性状的重大突破口。 5 昆虫激素在蚕业上的应用 蜕皮激素(MH)、保幼激素(JH)以及保幼激素类似物(JHA)在调节桑蚕生长发育、增产蚕丝及生产超细纤度生丝方面,已取得较大进展。例如,应用保幼激素和蜕皮激素可提高夏秋茧的品质,并较好地解决桑叶的余缺问题。发现了几种抗保幼激素活性物质,成功地诱导出三眠蚕,开发出了超细纤度优质茧丝。此外,使用抗保幼激素,可以缩短蚕期,提高劳动生产力和经济效益。 6 家蚕变态发育的人为调控 家蚕变态发育的人为调控是蚕丝业科学的根本性问题之一,人为调节家蚕的变态与发育对蚕丝业的生产结构与整体生产效益有重大影响。由于家蚕是完全变态昆虫,蛹期很短,仅为2周,而蛾口茧不适合于缫丝,生产上必需在蛹化蛾之前完成鲜茧的收购和烘干工作。人们希望通过人为调节家蚕的变态与发育,延长蛹期,减轻鲜茧收购和烘干的工作压力及强度,甚至希望蛹期发育中止,实现鲜茧缫丝。利用基因工程技术,采用精子介导法将带有蝎毒素基因的载体导入蚕卵,在蛹期特异性表达,杀死蚕蛹。这样,不仅可以解决鲜茧收烘与蛹期过短之间的矛盾,使提高生丝品位成为可能,而且还可以大大节约烘茧所需的能源。 7 家蚕营养生理与人工饲料研究 家蚕属于植食性昆虫。家蚕除嗜食桑叶外,尚能取食桑科的柘,菊科的蒲公英、莴苣,榆科的野榆等。但桑叶以外的植物叶,很难使蚕健康地生长发育和繁殖后代。在过去40年桑蚕摄食行为与营养生理学研究基础上,对广食性蚕品种选育及低成本人工饲料设计获得了长足进步,这就有可能在不久的将来,用低成本人工饲料在全自动化的工厂内实现全年养蚕,从而促进养蚕业由劳动密集型产业向知识密集型转化。例如日本早在20世纪90年代就成功选育出了嗜食低成本线性规划设计饲料的多对广食性蚕品种,日本的其他现行品种也都经过了人工饲料适应性选育,均具备良好的摄食性。我国蚕业界自20世纪90年代以来,在人工饲料适应性蚕品种和广食性蚕品种的选育方面也做了不少研究。山东省农业大学林学院蚕学系,近几年也开展了人工饲料适应性蚕品种的选育工作,并初步选育出摄食性较好的杂交组合广食一号和广食性饲料(主要成分:桑叶粉30%、豆粕粉25%、其它有淀粉、防腐剂、维生素、无机盐等)。 8 蚕体作为生产重组蛋白的生物反应器 “家蚕生物反应器”,是指将带有目的基因的重组杆状病毒植入家蚕的蚕蛹体内进行培养,蚕蛹会主动对植入基因进行转录和翻译,自然生成对人类有用的生物活性物质,通过高新技术(如超低温冷冻、低温干燥、高速离心等),将生物活性成分萃取并制成相关剂型,以满足人类疾病的治疗、预防和保健需求。家蚕易于饲养,成本低廉,它1天内可合成3 169 mg外源蛋白;其血淋巴具有储存蛋白的能力,淋巴内含有蛋白分解酶的抑制物,对目的蛋白起到保护作用,且外源蛋白又很容易从家蚕体液中分离纯化出来;还可以将家蚕直接磨碎用作药物或食品添加剂。因此,用家蚕生物反应器生产有用蛋白具有很大的优越性。如用家蚕来生产皮肤生长因子、乙肝疫苗等有高附加价值的蛋白质。 9 桑树栽培与遗传育种新技术开发 桑杂交育种、诱变育种和多倍体育种都是改良桑树品种的有效方法,也是提高单位面积产丝量的重要途径,而细胞工程和基因工程的研究与应用,也将为桑树育种提供新的途径和方法。全世界26个桑种,分布在中国的至少有15个,目前我国保存的桑品种资源达2600份,已选育出适应不同环境条件、栽培技术、养蚕要求和其他用途的优良桑品种50多个,其中栽培面积最多的是鲁桑系的荷叶白、桐乡青、团头荷叶白、湖桑197,育2号等品种。桑树栽培主要采用低杆密植、立体栽培管理模式,提高了桑叶产量、质量。 10 蚕桑生物资源综合利用 我国由蚕桑副产品加工成的许多产品已进入工业生产阶段,如利用桑叶、桑葚果制作桑叶茶、桑葚膏、桑葚酒,提取植物醇、叶绿素、胡萝卜素等;利用蚕蛹制备蚕蛹蛋白粉和多肽,分离家蚕抗菌蛋白和诱导生产生物活性蛋白,生产蚕蛹氨基酸及氨基酸络合物,提取蚕蛹油与壳聚糖,开发蚕蛹蛋白纤维、蚕蛹虫草等;利用废丝研究开发出了丝素粉、丝素膏、丝素液、丝素洗面乳、洗发护发剂等美容健肤化妆品。不仅提高了蚕业生产的综合效益,同时也提高了蚕业产品附加值,转变蚕桑生产经营目的,做大做强蚕桑产业,让蚕桑更好地造福人类。 参考文献: [1] 王玉军,柳学广,徐世清.家蚕丝蛋白生物材料新功能的开发及应用[J].丝绸,2006(6):44-48. [2] 何克荣,夏建国,黄健辉.桑蚕的性别控制与专养雄蚕的研究[J].蚕学通报,1998(3):2-3. [3] 王晓娟,贡成良.转东亚钳蝎毒素基因对家蚕发育与生存率的影响[D].江苏:苏州大学,2010. [4] 徐欣,郭晓琪等.广食性蚕品种“广食一号”对不同人工饲料和不同龄期饲养的适应性及主要经济性状鉴定初报[J].中国蚕业,2013(3):37-41. [5] 王昌河,蒋平,曹林,郭聪.家蚕生物反应器的研究进展及开发前景[J].四川动物,2004(4):368-372. 生物科技论文2000字范文篇三:《试谈初中生物科技创新实践活动》 【摘 要】生物学科是现代科学技术的重要组成部分,因此,生物科技活动承担着培养青少年创新精神,创造能力及动手实践能力等任务,更是培养青少年热爱大自然,理解和关心生态保护,了解生物与农业、生物与医学、生物与工业及环境保护等的关系的首要途径,它还挖掘和培养生命科学领域的科技研究人才,为我国各项事业的发展筹备力量。生物科技创新实践活动具备科技创新实践活动的一切特点,在各学科的科技创新实践活动中占有较大比重。笔者运用行动研究法的计划、行动、观察、 反思 四个过程,对学生较为困惑的选题环节,采取集中培训、个案分析、跟踪调查等形式解决遇到的实际问题,并及时 总结 经验 和积累案例素材,取得了较好的效果。 【关键词】科技创新;实践活动;课题研究 当今世界。国家与国家之间的竞争十分激烈,其竞争的焦点集中在科学技术的竞争,而科学技术的竞争核心又是人才的竞争。衡量人才的标准是看其创新能力或创新才能,因此党中央提出,建设创新型国家,核心是创新人才的培养。 一、初中生物科技创新实践活动中相关概念的界定 生物学科是一门实验学科,注重人与自然的和谐发展,又和日常生活密切联系。生物科技创新实践活动在学校的开展,既可以给学生实践机会,锻炼他们的动手操作能力,增强社会责任感和 社会实践 能力,又可以培养学生科学的思维习惯和良好的合作精神。实现塑造人格、提高科学素养和创新能力的目标。 二、选题阶段的探索与实践 依据《全日制义务教育生物课程标准》“面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究学习”的理念,笔者充分利用所在学校现有教育环境条件,结合初中学生特点,探索和研究初中生物科技创新实践中的操作性方法,指导学生开展生物科技创新课题研究。解决在此活动中遇到的实际问题,以期为科技教育和广大一线科技活动教师提供一定的借鉴,并为科技创新实践活动积累一定实践路径和方法。 在开展科技创新实践活动前,笔者曾对学生作过问卷调查,65.38%学生认为选题环节是最为困惑的,选题难成了影响或制约“课题研究”开展的瓶颈。我决定运用行动研究法来解决问题。一般来说,行动研究包括计划、行动、观察、反思四个环节。 在制定总体实施计划时还要考虑行动步骤的计划。先进行第一轮行动,并进行监测,了解其效果,根据监测获得的资料,分析不足之处,在此基础上修改总体计划,尤其对下一轮的行动步骤作出调整。具体行动研究步骤如下: (1)拟解决的问题。经过知识的积累,学生已经挑选了一些课题,但选题过于盲目,不清楚哪些课题其他人已经做过,自己可以做什么样的课题,怎样把研究成果以科学的方式呈现出来。 (2)问题形成的原因分析。学生的课题主要来自于日常生活中,要在这种习以为常的现象中发现并提出问题,就需要学生仔细观察、积极思维,能从寻常现象中发现不寻常之处。 (3)设计对策及行动方案。利用科普讲座这个宣传阵地,发挥典型案例的辐射功能,激发学生关注身边的人和事,从生活中选题,指导学生确定课题研究方向。 (4)行动反思。从上交的课题名单中,我们发现科普讲座起了预期的作用。70.5%的选题来源于学生的生活。说明学生已经在有意识地关注生活。但存在的问题是选题角度、选题范围大小、研究的可行性等问题。 (5)新一轮行动研究方案。采取个别辅导的方法,具体问题具体分析,了解每个课题制定的出发点、研究计划等详细情况,帮助学生找准研究方向和角度及切入点,缩小研究范围,通过分解、细化、改进、综合,提炼出可行性强的研究课题。 (6)新一轮行动实施及监测。针对选题范围过大的课题,笔者采用的是分解、细化的方法。 (7)行动研究阶段性评价和总结。通过对比前后课题名称分析发现,修改后的课题名称更确切、具体,学生明确了研究方向、研究重点和切入点。教师也可从课题名称中迅速掌握课题的相关情况。 经过师生共同努力,我校科技创新实践活动小组共产生了24件作品,全部推荐参加了第五届鹤壁市青少年科技创新大赛,24件作品均荣获市级奖励。其中,一等奖4项、二等奖7项、三等奖13项。 三、开展活动的建议 (1)鼓励学生采用多种方式选题。生物科技创新实践活动研究课题的相关学科是非常丰富的,包括植物学、动物学、微生物学、生态学、环境学等。 (2)挖掘可利用的教育资源。我们应该因地制宜,深入挖掘教育资源,可以考虑学校和周围社区中哪些是可利用的资源,争取社会和家长的支持。 (3)提高生物教师的科研素质。生物教师要多参加各级科技活动的培训,多阅读科学研究方面书籍、报刊、杂志,多关注生活、关注社会,多收集相关案例,激发学生创新的兴趣。只有教师自己具备科学研究能力,才可能培养学生良好的科研素质。 参考文献: [1]黄祖荫编.中学生物科技活动资料[M].广东高等教育出版社,1994(8). [2]对生物活动课的认识和思考解玉嘉《中学生物教学》,1999年02期. [3]义务教育生物学课程标准修订组义务教育生物学课程标准(2011年版)[M].北京师范大学出版社,2012(2). 猜你喜欢: 1. 生物技术论文范文 2. 关于科技论文的范文 3. 生物科技论文范文1500字以上 4. 浅谈高中生物科技论文 5. 关于基因的科技论文范文1500字 6. 关于生物的科技论文范文

基因组上讲,爬行类和哺乳类有一些关键序列的区别,使得哺乳类可以从爬行动物中分出来。基因组上的第一手数据非常非常多,但是有效地分析并不多,并不能确切的解释某些“大事件”是如何发生的。evo-devo的数据多数是扯淡的,实验往往没有太多的可信度。他们试图比较现生的爬行类和哺乳类的区别,找到发育上的关键点,并指出分歧是从哪里产生的。但所有的数据都非常模糊,只能说某一坨细胞在某一个发育时期某一类基因表达了,很难有什么说服力,更不能说明变化是如何产生的。

也就是总的来说,我们对历史上发生的(也包括现在正在发生的)进化大事件知之甚少。新达尔文主义的“积少成多”“量变引发质变”从没有实质上、具体的回答这个问题,这个理论非常值得怀疑。为什么有丰富的种类,适应辐射。灵长类是个目,猫科是个科。灵长目和食肉目是适应辐射产生的并列的两个类群,它们是兄弟类群的关系。

对于所有的生物来说,生殖方式只有两种,有性生殖和无性生殖。其中, 有性生殖对于生物来说又是最为重要的生殖方式之一。有性生殖是很容易理解的,即经过两性生殖细胞的结合,形成了受精卵,受精卵又发育成了个体。 在有性生殖当中,又有一种非常特别的方式。有的动物繁殖并不一定需要雄性的参与,只要有雌体来产卵就可以了,也就是说不需要有精子的参与,就可以发育成新的个体了。一般来说,卵直接发育成的后代均为雌性个体。对于有的生物来说,往往是两性生殖与孤雌生殖并存的,比如蜜蜂和蚜虫。 但问题又来了,许多脊椎动物,如青蛙和鱼类都可以进行孤雌生殖,但是哺乳动物却不行,这是为什么? 对于高等的哺乳动物来说,只有雄性的精子和雌性的卵子结合之后才能产生后代,后代具有来自双亲的遗传物质。哺乳动物为了能够保证基因的多样性,还特别进化出了可以区分卵细胞和精子的基因组,我们称为印记基因。 我们有的基因表达来自父亲,有的来自母亲,这些基因会在受精的过程中,让受精卵的某些等位基因表达,而有的不表达。这种基因组印记是通过表观遗传学的甲基化实现的,基因组印记的存在,阻碍了孤雌生殖的实现。 从进化的角度上来看,印记基因是卵细胞和精子在相互博弈当中达到的一种微妙平衡,这种平衡是无法轻易打破的。 既然是印记基因阻碍了孤雌生殖的实现,那么我们就将它去掉好了。早在十几年前,东莞南京农业大学的河野友宏教授团队就按照这个思路,敲掉母鼠身上一个最强有力的雌性印记基因还有其他的基因元件,这让这只母鼠身上表达了强力的雄性印记基因。 下一个步骤是从改造后的母鼠身上提取卵子,然后再用另一个卵子来将其催熟,于是得到了一些表达上类似于雄性基因的卵子。实验进行得异常顺利,人类 历史 上首批孤雌生殖小鼠诞生了,但是没有想到这些小鼠生下来之后都有严重的发育缺陷。 在此后的研究当中,科学家也终于培育出了稳定 健康 的小鼠,但实际上这些小鼠并不是真正的孤雌生殖,毕竟它们是由两个卵子形成的,而且基因缺陷的概率非常大。 科学家仍想探究,我们究竟要如何才能让真正地实现孤雌生殖,也就是说诞生的小鼠只有一位母亲,且没有父亲。 除了暴力拆除,科学家发现,DNA甲基化能够化学修饰DNA,在不改变序列的前提下,直接改变遗传表现。如果我们针对某些关键的基因来进行甲基化和去甲基化,那么我们就有可能实现孤雌生殖。 于是,在2022年3月7日,上海交通大学医学院附属仁济医院生殖医学中心魏延昌等人在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了相关的研究论文,这意味着人类实现了孤雌生殖。 魏延昌团队最终在卵母细胞中确定了 7 个需要被表达或沉默的基因,其中 2 个是父系印记基因,剩余的均是母系印记基因。对父系基因甲基化,让其沉默,然后对母系印记基因去甲基化令其表达。这样的条件下生成的小鼠不太 健康 。科学家继续进行了改进,它们发现小鼠的Rasgrf1 基因表达水平较低,于是对这个基因也进行了去甲基化修饰之后,诞生的小鼠更加 健康 了,而且具有正常的生殖能力。 在整个大自然当中,单性生殖并不少见,但是却不存在于哺乳动物当中。为了确保基因的多样性,哺乳动物还进化出了背道而驰的印记基因,让单性生殖成为不可能。 然而,对于科学来说,研究哺乳动物的孤雌生殖是具有重大意义的。科学家的本质就是 探索 未知,是人类不断认识自己、认识宇宙的过程, 探索 生殖的奥秘,能帮助我们解开生存的秘密。在了解了我们的生殖之后,或许未来能够避免人类在进化中走入死胡同。

这和生活环境是有关系的,这样做更有利于蝙蝠的捕食,可以让蝙蝠更好的生存下去,所以进化出了翅膀。

转基因植物制药的研究进展论文

在医学领域中,药学专业学生需要学习基础医学相关知识,成为社会需要的创新型药学人才。下文是我为大家整理的药学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考! 药学的论文范文篇1 试谈生物制药新技术发展分析 [摘 要]生物技术药物***biotech drugs***是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因***功能抗原学、生物资讯学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。文章分析了通过生物制药新技术的创立,可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。 [关键词]生物 制药 新技术 探析 生物技术药物***biotechdrugs***或称生物药物***biopharmaceutics***是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因***功能抗原学、生物资讯学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。 一 生物制药技术 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1、肿瘤。 在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤***如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤***。基质金属蛋白酶抑制剂***TNMPs***可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。 2、神经退化性疾病。 老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子***NGF***和BDNF***脑源神经营养因子***用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶***Activase重组tPA***用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 3、自身免疫性疾病。 许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风溼性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风溼性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。 4、冠心病。 美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志著一种新型冠心病治疗药物的延生。 基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 二 生物制药发展分析 未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、影象处理、感测器和资讯科技等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。 除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的***,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法***贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子影象处理技术***例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜***相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局***FDA***在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统***例如大脑***的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程式和工程程式以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 三 结语 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。 参考文献 [1] 邱芳菊,谈对制药新技术的探析,论文网,2009,08. 药学的论文范文篇2 浅谈我国生物制药产业现状分析及发展战略 【摘要】 本文对我国生物制药产业现状及发展战略进行了研究。指出了我国生物制药产业突出的问题,比如创新研发不足,融资的渠道不畅,混乱的产业格局。针对出现的问题,提出了相应的解决方法,有仿制、创新并举,拓宽融资的渠道,进行标准化的管理。全文结构紧凑,希望可以促进相关问题的研究。 【关键词】 生物制药;发展;创新 近20年来,以酶工程、细胞工程、发酵工程、基因工程为代表现代的生物技术得到了迅猛的发展,并日益改变和影响着人们的生活和生产方式。自上世纪的90年代以来,随着基因组等重大技术突破使生物技术产业化的程序明显的加快。当前,有三分之二的生物技术成果被应用于医药行业,用以对传统医药学进行改良或开发特色新药,由此引起医药工业重大的变革。 1 我国的生物制药业现状 1.1 总体概述 我国的生物制药业起步比较晚,经过20多年的发展,基因工程药物作为核心研制、开发与产业化己具备了一定的规模。当前我国注册生物技术类公司有400多家,已经取得基因工程类药物试产或者生产批文企业占到四分之一,主要分布于一些经济发达省、市及地区,比如北京、上海、浙江、广东、山东、江苏等地。近十几年来,我国开发了一大批新特效类药物,大大解决过去使用常规方法不能够生产或生产成本非常昂贵药品生产技术的问题,这些药品可分别用来防治诸如遗传性、心脑肺血竹、免疫性、肿瘤、内分泌之类严重威胁到人类健康疑难病症,并且在避免毒副等作用明显要优于传统类药品。 1.2 突出的问题 1.2.1 创新研发不足 在加入世界贸易组织以后,中国必须要遵守《同贸易有关智慧财产权协议》,于专利期内如果仿制某类新药,开发一方有权索要4- 10亿美金赔款。国际的大型生物制药类企业,研发的费用可占到销售收入20%以上,在这个方面我国的生物制药行业长期处在弱势的情况。 引发国内生物的制药业缺乏创新原因就在生物制药类企业于研发思想意识上比较落后,新药的研发过程沿用了学术工作方式,先从文献索引开始,在实际上仍然是走一条模仿的道路,缺少原创性。在一方面,科技研究所研究成果,多数还沉淀于实验室或保险柜;另一方面,比较于产品的创新,企业更加注重于现有产品改革及提高。这样的结果就是,创新的成果市场的转化率很低,离产业化、规模化的需求仍有非常大的距离。 1.2.2 融资的渠道不畅 作为高新技术类行业,生物制药的产业特点决定它需要前期资本的投入很大,因此除了企业的自身盈利积累及 *** 的资助以外,资本融通问题就变得至关重要。风险投资机构在生物制药投资方面发挥着重要的作用,但是因为投资的收益不理想,最近几年来投资大幅减少,由全面投资转变为重点投资。因为风险投资的明显导向作用,引起其他方面投资纷纷的缩水,这都严重阻碍我国的生物制药业发展。 1.2.3 混乱的产业格局 我国的生物制药业未形成一定的格局,产品生产进入了壁垒期。国内企业于市场风险的估计不足,对于一些国外畅销类产品,生产能力严重过剩,引发整个市场低水平的恶性竞争。除最初几个产品先上市企业得到盈利以外,大多企业难以获得大的毛利率,在些甚至处在亏损的边缘。 2 我国生物制药产业发展战略 2.1 仿制、创新并举 制药行业里能销售真正有价值产品只有一种:就是患者使用药物。创新不仅仅是个学术过程,更是个商业过程,企业创新首先应当从需求开始,进而寻找满足此种需求功能,由功能来确认技术构思,由技术构思来考虑技术方案,这样就可降低产品研发技术上的风险。在制药业方面,产业链分成上游创新的阶段、中游物质的分离阶段、产品的加工阶段、下游的营销策划阶段及渠道分销等。而生物药品研究开发的方式应该趋向一体化,从研究试验到生产到市场整个的过程要实行一体化,建立企业、研究机构一体化联合体,于技术、资金、市场、人才与管理互动式发展,相互渗透。 2.2 拓宽融资的渠道 公开的资本市场里融资可为产品处于成熟的阶段生物制药类企业提供资本的渠道,但对大部分处于初创期或种子期的企业由于缺少稳定的现金、现实商品化的产品、可靠偿债的能力,难以从间接的资本市场来获得支援***比如银行类金融机构提供债权性的资本***,并且高额的负债所产生沉重利息负担会极大制约企业后继的发展。 国外风险基金在逐渐地进入中国,包含大型生物制药公司和技术公司在内跨国企业使用联盟等方式对我国的生物制药类企业进行投资,及我国自身的私募基金、风险基金等发展,还有呼之欲出创业板,于我国生物制药类产业发展将会起到强大推动作用。我国的生物制药类企业只有增强专案的运作能力,才会有效地融合金融和生物制药技术,形成围绕企业成长的全面的发展链,进而构成专案运作良好的回圈。 2.3 进行标准化的管理 国际贸易中,欧美发达国家凭借自身的经济、技术优势,制定苛刻的技术法规、技术标准和技术认证的制度,于发展中国家出 *** 易产生极大限制作用。医药的贸易也成为欧美国家使用技术壁垒里最频繁领域之一。国内的制药企业环境安全上的意识还很薄弱,实行国际认证企业的数目也极少,这都会在以后的我国医药产品出口上形成“技术壁垒”。为此,国内的生物制药类企业需清醒地认识到: 进行标准化的管理是国内生物制药类企业突破技术的壁垒,提高商品出口根本的途径。积极引进、培养熟悉国际规则又有制药的实践经验专家型的人才,进而使企业达到国际的先进水平。 参考文献 [1]董文政,张仕:生物制药业何时是艳阳天.中证网.2010***7***.10―14 [2]中国统计年鉴.北京:中国统计出版社.2009***4***.20―40。 [3]朱少杰,蔡茂森:论技术贸易壁垒的抑制效应和我国出口行业的对策.国际贸易问题.2008***7***.8―11。 [4]令狐谱,黄速建:并购后整合:企业并购成败的关键因素.经济管理.2009***3***.3―5 药学的论文范文篇3 浅谈药品不良反应与安全用药 摘要:近年来关于药物不良反应的报道和讨论比较多,已引起了各方面的注意。临床上对药品的要求不仅仅局限于对疾 病的治疗作用,同时也要求在治疗疾病的同时,所使用的药品应当尽可能少地出现药物不良反应***ADR***。根据WHO报告,全球死亡人数中有近1/7的患者是 死于不合理用药。在我国,据有关部门统计,药物不良反应在住院患者中的发生率约为20%,1/4是抗生素所致。 每年由于滥用抗生素引起的耐药菌感染造成的 经济损失就达百亿元以上。药品不良反应[1],是指合格药品在正常用法、规定剂量下出现的有害的和与用药目的无关的反应。随着医药科学的发展,临床上对药 品的要求不仅仅局限于防治作用,更注重使用过程中可能出现的不良反应,如何做好安全、有效的用药,已成为当务之急。合理用药始终与合理治疗伴行,是一个既 古老又新颖的课题,也是医院药学工作者永恒的话题。医院药学工作的宗旨是以服务患者为中心、临床药学为基础,促进临床科学用药,其核心是保障临床治疗中的 安全用药。目前公认的合理用药的基本要素:以当代药物和疾病的系统知识和理论为基础,安全、有效、经济及适当的使用药物。 【关键词】 合理的用药 引言: 随着社会的发展,如何安全、有效、合理的用药已成为社会关注的热点。近年来关于药物不良反应***adverse drug reaction,adr***的报道和讨论比较多,已引起了各方面的注意。临床上对药品的要求不仅仅局限于对疾病的治疗作用,同时也要求在治疗疾病的同时,所使用的药品应当尽可能少地出现adr。根据who报告,全球死亡人数中有近1/7的患者是死于不合理用药[1]。在我国,据有关部门统计,药物不良反应在住院患者中的发生率约为20%,1/4是抗生素所致。每年由于滥用抗生素引起的耐药菌感染造成的经济损失就达百亿元以上[2]。 合理用药始终与合理治疗伴行,是一个既古老又新颖的课题,也是医院药学工作者永恒的话题。医院药学工作的宗旨是以服务患者为中心、临床药学为基础,促进临床科学用药,其核心是保障临床治疗中的安全用药。目前公认的合理用药的基本要素:以当代药物和疾病的系统知识和理论为基础,安全、有效、经济及适当的使用药物[2]。 下面结合临床工作实践,并结合文献,浅谈一下临床常见的药品不良反应与安全用药问题。 一、抗生素滥用,导致药物的不合理应用 现如今医疗纠纷频发、医源性或药源性事件居高不下、医疗以及用药成本过高等,已成为多数国家、地区面临的问题,我国在这些方面也有许多相似之处。合理用药的实践步履艰难,进展迟缓,远未引起人们的足够重视。实际上,药物不良反应已成为危及人类健康的主要杀手,而抗生素的滥用现象在我国临床中已非常普遍。有资料表明,我国三级医院住院患者抗生素使用率约为70%,二级医院为80%,一级医院为90%[3]。抗生素的滥用,不仅使药物使用率过高、导致医药费用的急剧上涨,同时也给临床治疗上带来了严重的后果。现在,很少有医生对抗生素进行过系统、全面的了解,使用的盲目性很大,在选择抗生素时不加思考,不重视病原学检查,迷恋于“洋、新、贵”,盲目的大剂量使用广谱抗生素,或几种抗菌药同时应用,致使大量耐药菌产生,使难治性感染越来越多,医疗费用也越来越高。临床上很多严重感染者死亡,多是因为耐药感染使用抗生素无效引起的。adr以抗生素位居首位。 比如说上呼吸道感染,有90%以上是由病毒引起的,但临床上使用抗生素的却不在少数。滥用的后果是在巨集观上造成细菌的抗药性增强,抗生素的效力降低 甚至丧失,最终导致人类无药可用;在微观上会对患者的身体造成药源性损害。由于人体内部有许多菌群,正常情况下他们相互制约,形成一种平衡,抗生素的滥用就可能对某些有益菌群造成破坏,使一些有害菌或病毒乘虚而入导致二重感染甚至死亡。另外,临床分科过细,医师缺乏正确的抗菌药物知识;正确的药品资讯获取困难;医师缺乏全面的药学知识等,也是导致用药错误的重要原因。长时期以来,人们已经习惯把抗生素当作家庭的常备药,稍微有些头痛脑热就服用;而有一些患者主动要求用好药、贵药,就更造成了资源浪费和细菌耐药的发生。 由此看出,合理用药不仅仅是医学问题,也不仅仅是临床医师需要注意的问题。要真正做到合理用药,医生、患者、药师、药品管理部门需要互相协作才能得以实现。 二、提高自我保护意识,防止药品不良反应的发生 导致adr的原因十分复杂,而且难以预测。主要包括药品因素、患者自身的因素和其他方面的因素。 2.1 药品因素 ***1***药物本身的作用:如果一种药有两种以上作用时,其中一种作用可能成为副作用。如:麻黄碱兼有平喘和兴奋作用,当用于防治支气管哮喘时可引起失眠。***2***不良药理作用:有些药物本身对人体某些组织器官有伤害,如长期大量使用糖皮质激素能使毛细血管变性出血,以致面板、黏膜出现瘀点、瘀斑。***3***药物的质量:生产过程中混入杂质或保管不当使药物污染,均可引起药物的不良反应。***4***药物的剂量:用药量过大,可发生中毒反应,甚至死亡。***5***剂型的影响:同一药物的剂型不同,其在体内的吸收也不同,即生物利用度不同,如不掌握剂量也会引起不良反应。 2.2 患者自身的原因 ***1***性别:药物性皮炎男性比女性多,其比率约为3∶2;粒细胞减少症则女性比男性多。 ***2***年龄:老年人、儿童对药物反应与成年人不同,因老年人和儿童对药物的代谢、排泄较慢,易发生不良反应;婴幼儿的机体尚未成熟,对某些药较敏感也易发生不良反应。调查发现,现60岁以下的人,不良反应的发生率为5.9%***52/887***,而60岁以上的老年人则为15.85%***113/713***[4]。 ***3***个体差异:不同人种对同一药物的敏感性不同,而同一人种的不同个体对同一药物的反应也不同。***4***疾病因素:肝、肾功能减退时,可增强和延长药物作用,易引起不良反应。 2.3 其他因素 ***1***不合理用药:误用、滥用、处方配伍不当等,均可发生不良反应。 ***2***长期用药:极易发生不良反应,甚至发生蓄积作用而中毒。 ***3***合并用药:两种以上药物合用,不良反应的发生率为3.5%,6种以上药物合用,不良反应发生率为10%,15种以上药物合用,不良反应发生率为80%[5]。 ***4***减药或停药:减药或停药也可引起不良反应。例如治疗严重皮疹,当停用糖皮质激素或减药过速时,会产生反跳现象。 各种药品都可能存在不良反应,中药也不例外,只是程度不同,或是在不同人身上发生的机率不同。出现药品不良反应时也不必过于惊慌,患者用药时,一定要仔细阅读说明书,如果出现了较严重或说明书上没有标明的不良反应,要及时向医生报告。 三、怎样做到安全用药 ***1***不能轻信药品广告。有些药品广告夸张药品的有效性,而对药品的不良反应却只字不提,容易造成误导。 ***2***不要盲目迷信新药、贵药、进口药。有些患者认为,凡是新药、贵药、进口药一定是好药,到医院里点名开药或在不清楚自己病情的情况下就到药店里自己买药,都是不恰当的。 ***3***严格按照规定的用法、用量服用药物。用药前应认真阅读说明书,不能自行增加剂量,特别对于传统药,许多人认为多吃少吃没关系,剂量越大越好,这是不合理用药普遍存在的一个重要原因。 ***4***药品消费者应提高自我保护意识,用药后如出现异常的感觉或症状,应停药就诊,由临床医生诊断治疗。这里需要告诫药品消费者的是,有些人服用药品后出现可疑的不良反应,不要轻易地下结论,要由有经验的专业技术人员认真地进行因果关系的分析评价。 随着人们对健康和生活质量问题的日益关注,药品不良反应的危害已经越来越引起全社会的重视。国家正在建立、健全药品不良反应监测报告制度,尽量避免和减少药品不良反应给人们造成的各种危害。因此,人们应抱着无病不随便用药,有病要合理用药,正确对待药品的不良反应的态度,正确的服用药物和保管药物,不断提高用药水平,从而达到真正的安全、有效、经济、适当地合理用药。 参考文献 1 徐年卉,林国生,付洁,等.合理应用抗菌药物管理工作的经验探讨.中华医院感染学杂志,2014,12***2***:143-144. 2 唐镜波.合理用药的评价与实践要点.全军临床合理用药研讨班论文摘要汇编,1990,64. 3 刘振声,金大鹏,陈增辉.医院感染管理学.北京:军事医学科学出版社,2014,314. 4 孙定人.药物不良反应,第2版.北京:人民卫生出版社,1998,103.

摘要:现代生物技术制药工业始于1971年,现已创造出35个重要治疗药物,全球大约有2500多家公司,主要产品有重组蛋白质药品、重组疫苗和诊断、治疗用的单克隆机体三大类。我国自80年代开始进行现代生物技术药品的研究和开发,到1998年7月底,我国已有近200多个现代生物技术制药企业,已有14种现代生物技术药品和疫苗投产,已经批准进入临床的有近10种药,正在进行临床前研究的有10多种。在采用现代生物技术改造传统生物技术制药产业方面已取得初步成果。但我国生物技术诊断试剂、酶工程、动植物细胞工程医药产品、现代生物技术支撑技术、后处理技术和制剂技术等方面与国外还存在差距。其中不重视中试放大过程是影响我国生物技术产业化发展的一个很重要的原因。 关键词:生物技术制药 生物技术的应用 生物技术发展 生物药物研究进展 生物技术药物(biotech drugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在,世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期,生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域,尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用,生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。有些学者认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。无论这种说法是否得到普遍的认同,生物技术是当今高技术中发展最快的领域似乎是不争的事实。 科学家预测,生命科学到2015年会取得革命性进展。这些进展可以帮助人类解决很多目前无法医治的疾病的治疗问题,彻底消除营养不良,改善食品的生产方式,消除各种污染,延长人类寿命,提高生命质量,为社会安全和刑侦提供新的手段。有些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。产生新的有机生命的研究也会取得进展。 1.生物制药现状 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1 肿瘤 在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。2 神经退化性疾病 老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。 美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 3 自身免疫性疾病 许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如 Genentech公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E用于治疗哮喘,已进入Ⅱ期临床;Cetor′s公司研制一种TNF-α抗体用于治疗风湿性关节炎,有效率达80%。Chiron公司的β-干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病,如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞,再将细胞注入人体,使工程细胞产生全程胰岛素供应。 4 冠心病 美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1 170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 2.生物制药展望 今后10年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。目前热门的药物生物技术如下:表1 热门药物生物技术技 术 新颖性 技 术 新颖性 组合化学 成熟领域 前导物综合鉴定技术 新生技术 药学基因组科学 发展领域 核糖酶 新生技术 蛋白质工程 发展领域 抗体酶 新生技术 基因治疗 发展领域 药物设计与人工智能 新生技术 糖类治疗剂 发展领域 功能抗原 新生技术 表2 正在研究开发的生物技术药物类型领 域 开发药物品种 领 域 开发药物品种 单克隆体 78 人生长激素 5 疫苗 62 组织纤溶酶原激活剂 4 基因治疗 28 凝血因子 3 白介素 11 集落细胞刺激因子 3 干扰素 10 促红细胞生成素 2 生长因子 10 SOD 1 重组可溶性受体 6 其他 56 反义药物 6 总数 284 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法毒品贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用Dennis Noble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 到下世纪初生物技术药物的种类数目尚不会超过一般药物的总数,但生物技术制药公司总数将超过前10年的6倍。目前主要生物技术公司多分布在美国,如Amgen,Genetics institute,Genzyme,Genentech和Chiron,还有Biogen也发展较快。1987年尚没有一种重组DNA药物进入世界药品销售额排名前列表,但到1996年已有多种生物工程药物榜上有名。经上市的生物技术药物主要含3大类,即重组治疗蛋白质、重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体。 药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 值得注意的是,制药工业的知识产权保护在世界各地是不平衡的。某些地区(例如亚洲)会继续以生产专利过期药物为主,有些地区(如美国和欧洲)除了继续生产低利润的药物外会不断开发新的药物。 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。

动物细胞和植物细胞工程制药探讨论文

在日复一日的学习、工作生活中,大家都跟论文打过交道吧,借助论文可以有效训练我们运用理论和技能解决实际问题的的能力。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗?下面是我为大家整理的动物细胞和植物细胞工程制药探讨论文,欢迎阅读与收藏。

摘要:

细胞工程是生物制药工业中的关键技术,其在医药领域的应用使得生物制药行业得到了极大的发展,细胞工程制药前景广阔。通过对相关文献和数据的整理和分析,概述了细胞工程制药领域相关技术及其在生物制药工业中应用的意义与展望。

关键词:

细胞工程;生物制药;动物细胞工程;植物细胞工程;转基因;反应器;

1、生物制药及细胞工程概述

生物制药是生物技术的综合利用,从生物体、生物组织、细胞和体液中分离出有效成分,制备用于预防、治疗和诊断的产品[1]。天然的生物材料赋予了生物制药安全性高、副作用小、营养价值较高的特点,这些显着的优势使生物药物越来越受人们的青睐,这也是生物药物市场不断扩大的重要原因之一。

细胞工程是以细胞为研究对象,按照需求利用细胞和分子生物学的理论设计和操作,使细胞在遗传学上的特性发生变化,达到改良或创造新品种的目的,在大规模地培养和繁殖后,最终提取出对人类有利的产品。在工业上,主要包括上游工程(包括细胞培养、遗传操作和保存)和下游工程(包括转化细胞在生物制品生产中的应用)[2]。如今,细胞工程在生物制药工业发挥着不可替代的作用。

2、动物细胞工程制药

2.1、动物细胞工程制药的概述及早期发展

动物细胞工程制药最早能够追溯到20世纪50年代,用动物细胞生产病毒,也就是在生物反应器中培养动物细胞,进行大规模培养后,再接种减毒或灭活的病毒来生产疫苗[3]。常见的动物细胞培养技术流程,一般是先将动物组织分散成单个细胞、细胞群(团)后,接种于培养基中进行原代培养,再经过10~50代的传代培养,就初步得到了需要的细胞系。然而,由于自然界的细胞普遍表达水平低,通过这种方法生产的产品不仅产量低,而且成本高,因此,早期动物细胞培养并没有得到充分的重视。

2.2、杂交瘤技术

杂交瘤技术在20世纪70年代的创建,是动物细胞技术发展新的里程碑。随着杂交瘤技术在工业领域的应用,各种新产物相继出现,在生产用于疾病诊断和治疗的生物制品中具有重要意义[3]。1984年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了创立抗原选择抗体学说以及发明单克隆抗体技术的3位科学家。他们提出将能够分泌特异性抗体的B淋巴细胞与能够无限增殖的骨髓瘤细胞融合筛选,形成能产生特定抗体的杂交瘤细胞。这种方法得到的融合细胞可以稳定生产特异性强、效价高的单克隆抗体。

2.3、动物细胞大规模生产技术

动物细胞大规模生产指在人工条件下,在细胞生物反应器内大量培养有用的动物细胞,是生产药品的技术,也是制药业的关键技术。由于动物细胞对外界环境变化高度敏感,细胞培养放大工艺需要从实验室规模逐级放大到生产规模,各个反应器中工艺的差别成为目前放大过程的一大技术挑战[4]。通过动物细胞生产生物制品已成为全球生物产业的主要支柱,目前通过动物细胞培养获得较多的生物制剂是蛋白和抗体。

2.4、动物生物反应器

动物生物反应器可以从转基因动物体内源源不断地获得人类需要的某种蛋白,并进行工业化生产蛋白质。依据产生蛋白部位的不同,可分为多种类型的生物反应器,如血液生物反应器、唾液腺生物反应器等。科学家发现,由于雌性动物的乳腺能够高效表达重组蛋白并进行一定的修饰,乳腺生物反应器成为最被看好的生物反应器发展方向。随着技术的发展,乳腺生物反应器的产物已经扩大到了抗凝血酶、凝血因子、人蛋白,还有各种溶菌酶、超氧化物歧化酶、干扰素等许多具有极高医用价值的酶或细胞因子。作为一种全新的生物生产模式,由于其在生产天然产物时的高产量、低成本的优势[5],乳腺生物反应器在生物医药行业将得到更广泛的应用。

2.5、动物细胞核移植

动物细胞核移植在细胞工程中同样具有良好的前景。将动物的供体细胞核取出,注入另一个去核并且处于减数分裂中期的卵母细胞,改变细胞的遗传特性,以产生新产品,再将其进行体外培养、繁殖、纯化、提取,最终用于疾病治疗。我国对鱼类的核移植研究最早,“中国克隆之父”童第周在20世纪60年代就完成了世界上第一例鱼类细胞核移植。后来,我国学者又尝试在其他多种品系鱼类之间进行核质融合实验,并利用模式动物斑马鱼,揭示鱼类核移植后再程序化的分子机制,取得了巨大的研究成果,推动了鱼类核移植技术及其他相关领域的快速发展[6]。如今,动物细胞工程在生物制药领域意义重大。由于动物细胞结构的复杂性和分工的明确[7],动物细胞工程具有巨大的优势。

3、植物细胞工程制药

3.1、植物细胞工程制药的概述及早期发展

将植物直接入药或者从植物体中提取有效成分是一种生产药物的传统方法。随着技术的成熟,处理和提取过程越来越简便,目前多种中药都是这样生产的。但是,这样的方法只适合容易栽培、繁殖速度快的植物,对于那些生长周期长、提取难度大的植物并不适合,所以受到了诸多限制。比如拥有抗癌成分的红豆杉曾因为人们的大规模砍伐,遭受了毁灭性的破坏[8]。

植物细胞工程制药,是将植物细胞作为基本研究单位,对植物细胞进行一系列操作,改变植物细胞生物特性,最终达到改良或培育新品种的目的[9]。应用植物细胞及组织培养,具有杂质少、提取简单、有效成分含量高和培养周期短的优势。植物细胞工程制药目前主要体现在组织及细胞培养、遗传特性改造以及转基因植物等方面。

3.2、植物细胞工程大规模培养

最早提出应用植物大规模提取天然药物的是20世纪50年代美国的科学家,他们从多升发酵罐中得到了大量药用成分呋喃色酮。我国作为植物药用历史最悠久的国家之一,应用细胞培养技术能够帮助我国传统中药材发挥更大的价值。

丹参是具有活血化瘀、通经止痛功效的一味中药,其中的'主要成分——酚酸类和二萜类,药理作用主要表现在对心血管系统疾病的治疗。目前,由于丹参有效成分含量低、生长缓慢,野生丹参资源遭到大规模破坏,加上各地培育出的品种质量良莠不齐等原因,其在数量以及质量上都难以满足市场的供给需求[10]。经过实验研究发现,用一种10L规模的特殊植物组织反应器培养丹参发根,仅用50天,鲜重增殖倍数高达240倍,各种有效成分含量也得到大幅度提升。这是一种非常适合丹参发根生长及产物积累的方法,而且避免了农药等物质的污染。

3.3、植物转基因技术

转基因植物与转基因动物相比有独特的优势,一方面植物细胞具有全能性,细胞培养条件简单且易于成活;另一方面进入植物体的外源基因,可以在与其他植物杂交的过程中积累有益基因优化表达。利用转基因植物也能生产疫苗,以植物作为生物反应器,将携带抗原基因的载体导入受体细胞,在植物体内表达和修饰这类特定抗原,成为具有免疫活性的蛋白质。香蕉、胡萝卜、土豆等都可以作为受体植物。一些转化编码基因的植物疫苗,如HBsAg、LTB、诺沃克病毒等,已被用于预防和治疗乙型肝炎及细菌性腹泻。在生物和临床试验中,均展示了良好的免疫应答,相较于传统疫苗,具有生产成本低、成功率高、易形成规模化生产等优势。尽管植物转基因疫苗的研究还处于起步阶段,但我国报道的转基因植物生物试验已经取得了一些成果[11],成为我国制药业的重要进步。

3.4、植物生物反应器

植物生物反应器,又名“植物基因药厂”。这种技术拓宽了药用蛋白及疫苗的来源,在降低成本的同时,扩大了生物制药产业规模,并产生了巨大的商业价值。植物生物反应器的研发,对于在全球范围内抢占生物经济制高点有着重要的意义,许多发达国家都已把植物生物反应器的研发列入了国家重点生物技术研究的战略性计划[12]。我国开发植物作为反应器始于20世纪90年代,目前对于植物生物反应器的研发和投入与发达国家还存在一定的差距。在我国“九五”计划对这一项目进行政策扶持后,目前已经取得了大幅度进展[13]。

4、细胞工程制药的意义与展望

研究细胞工程制药的研究进展和前景,对于制药业的发展有重要意义。据统计,世界上50%的医药产品来自细胞工程制药,其中,植物细胞提取物和动物细胞提取物大约各占1/2。细胞工程在生物制药工业中占据重要地位,为新药开发提供了技术操作基础,在治疗免疫性疾病、提升治病疗效、创新医药品等方面都有广泛的应用[8],细胞工程制药的研究在不断取得突破,其影响和前景也日渐得到展现。如今,生物制药与细胞工程已经紧密联系在一起,随着细胞工程技术在生物制药生产中的普遍应用,生物制药行业发展迅速,取得了巨大的经济效益[14]。

伴随着更多新兴技术的出现和更新,在未来细胞工程制药研发过程中,可以充分利用各种技术平台寻找最佳研究方案。与其他相关领域的结合,也将更好地推动我国生物制药领域的发展。近半个世纪以来,细胞工程制药发展迅猛,并且已在医药领域取得了众多的研究成果。所以,在“十四五”规划期间,应更加重视战略性新兴产业,进一步加快和壮大新一代生物技术的发展。

参考文献

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[3]胡显文,肖成祖.细胞工程在生物制药工业中的地位[J].生物技术通讯,2001(2):39-44.

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[5]谢晶莹,张勇,冯若飞乳腺生物反应器在生物制药领域的研究进展[J].西北民族大学学报(自然科学版),2018(2):61-66.

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[7]唐亚雄细胞工程在生物制药I业中的地位[J].科技风。2020(6):198.

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[9]赵玉平,杨夏,高峰丽植物细胞制药的研究进展[J]中国中医药现代远程教育,2012(12):169-170.

[10]晏琼提高丹参毛状根生产丹参酮的诱导和过程策略研究[D]天津:天津大学,2005.

[11]郝宇娉,陆琳,杨志红.转基因植物疫苗的研究进展[J].核农学报,2020(12):86-102.

[12]张胜利,李东方,许桂芳,等.植物生物反应器在生物制药中的应用[J]资源开发与市场,2011,27(2):102-105.

[13]李从林.细胞工程在制药方面的研究[J]科技风,2021(5):173-174.

[14]陈劼.细胞工程在生物制药工业中的地位[J].中国高新区,2018(3):58.

基因家族研究进展论文

BZR(BRASSINAZOLE-RESISTANT)家族基因是编码参与油菜素内酯信号转导的植物特异性转录因子,在植物生长中起着至关重要的作用。 今天我就给大家带来一篇甜菜中BZR基因家族分析的文章。文章于2019年5月9日在线发表在BMC Plant Biology(影响因子3.93,中科院分区二区)。 具体分析内容如下: 一、甜菜中 BvBZR 基因的鉴定 通过鉴定,共鉴定出6个BvBZR基因: Bv5_cuzi 、 Bv_epwr 、 Bv1_fxre 、 Bv6_nyuw 、 Bv1_qnjn 、 Bv_yfzt 。 二、Motif分析和系统发育分析 为了阐明BZR家族的进化关系,作者基于来自甜菜、拟南芥、水稻和大白菜的41个BZR家族成员的氨基酸序列构建了系统发育树,并进行了motif分析。 三、 BvBZR 基因染色体分布和基因结构分析 作者将鉴定的6个 BvBZR 基因定位到了甜菜基因组的5条染色体上,并对基因结构进行了分析。 四、 BvBZR 基因的顺势作用原件分析 五、不同甜菜品种根茎的生长特征规律统计 作者统计了包括主根的生长曲线(根重)、主根的生长速度、主根的含糖量以及主根含糖量的增加速率4个指标。 六、与甜菜生长特征相关的基因表达模式和相关性分析 七、 BvBZR 基因在E型和Z型根、茎、叶组织中表达模式分析 八、 BvBZR 基因对植物激素响应的基因表达模式分析 为了研究 BvBZR 基因的表达水平是否受外源植物激素的调节,作者对甜菜根喷洒了IAA、ABA、MeJA、GA3共4种植物激素,并检测了 BvBZR 基因的表达水平。 九、 BvBZR 基因的亚细胞定位 作者首先使用Wolf PSORT软件对 BvBZR 基因进行亚细胞定位预测,并采用实验手段对预测结果进行了验证。 总结 到此为止,这篇基因家族类文章的所有分析就完成了,在内容上还是比较常规的,只是在实验方面补充了因的亚细胞定位实验和一些生长指标,并没有复杂的实验操作和分析内容,值得大多数研究者借鉴! 更多生物信息课程: 1. 文章越来越难发?是你没发现新思路,基因家族分析发2-4分文章简单快速,学习链接: 基因家族分析实操课程 、 基因家族文献思路解读 2. 转录组数据理解不深入?图表看不懂?点击链接学习深入解读数据结果文件,学习链接: 转录组(有参)结果解读 ; 转录组(无参)结果解读 3. 转录组数据深入挖掘技能-WGCNA,提升你的文章档次,学习链接: WGCNA-加权基因共表达网络分析 4. 转录组数据怎么挖掘?学习链接: 转录组标准分析后的数据挖掘 、 转录组文献解读 5. 微生物16S/ITS/18S分析原理及结果解读 、 OTU网络图绘制 、 cytoscape与网络图绘制课程 6. 生物信息入门到精通必修基础课,学习链接: linux系统使用 、 perl入门到精通 、 perl语言高级 、 R语言画图 7. 医学相关数据挖掘课程,不用做实验也能发文章,学习链接: TCGA-差异基因分析 、 GEO芯片数据挖掘 、 GSEA富集分析课程 、 TCGA临床数据生存分析 、 TCGA-转录因子分析 、 TCGA-ceRNA调控网络分析 8.其他课程链接: 二代测序转录组数据自主分析 、 NCBI数据上传 、 二代测序数据解读 。

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