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詹姆斯沃森在实验医学杂志

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詹姆斯沃森在实验医学杂志

基因是生命遗传的基本单位,共有25000余个,通过复制,生成新的DNA, 通过转录及翻译,通过RNA翻译成60000余种蛋白,形成了我们机体的组织,维系着我们人类的功能。基因是DNA片段,而人类DNA则由31亿个碱基对组成。这些碱基对蕴藏着生老病死的秘密。千百年来,不安分的人们始终都在迷茫中思考,在渴望中寻找,试图找到能够读懂它的有效途径。1985年,美国科学家率先提出“人类基因组计划”,旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息。2000年6月26日,时任美国总统克林顿和人类基因组计划负责人柯林斯博士在白宫的记者招待会上共同宣布:人类的第一幅基因组草图已经破译完成。人类基因组蕴含着人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息,读出它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来革命性的变革,因此,人类基因组计划也被誉为生命科学领域的“阿波罗登月计划”。作为参与这一计划的唯一发展中国家,我国于1999年跻身人类基因组计划,承担了1%的测序任务,并于2001年8月26日绘制完成了“中国卷”,赢得了国际科学界的高度评价。打开APP查看高清大图人类基因组计划丨图片来源:通过人类基因组计划的实现,人们惊奇地发现,不同人种间基因的差别只有。这不仅意味着,15万年前我们来自同一个家庭,也意味着你我的不同之处、对疾病的不同反应,都可能隐藏在这之间。从1953年沃森和克里克发现DNA以4个字母的形式记录遗传信息,到2003年人类基因组序列图绘制完成,读出人类生命的“说明书”,这是半个世纪以来生命科学的发展速度。如今,DNA双螺旋结构俨然成了旧时王谢堂前的燕子,已经翩然飞出了科学的屋门,在人类生活的众多层面打下印记。DNA双螺旋结构丨图片来源:一百多年前,英国作家柯南道尔在《海滨杂志》发表了连载小说《巴斯克威尔的猎犬》,从此以后,一位机智勇敢、文武双全的侦探形象出现在读者面前。单是上世纪80年代的系列推理剧,就已经让这位大侦探在电视上着实火了一把。然而时隔30多年,就像老派推理正在逐渐失去它的关注一样,这位善于研究血液和烟灰的绅士也逐渐成为了古董。今天的福尔摩斯显然需要一些新鲜的伎俩,DNA破案或许能够帮他个忙。DNA,脱

1953年2月,两位名不见经传的年轻人,靠着自己优美的科学直觉,在剑桥大学的卡文迪什实验室发现了DNA的双螺旋结构;1953年4月25日,权威科学期刊《自然》杂志发表了他们措辞谨慎的短文,向全世界宣告了这一发现,引起举世瞩目,掀起了一场发掘遗传学“金矿”的科学风暴。这奠定了现代分子生物学的基础,并被认定为20世纪生命科学领域最伟大的科学发现。而这两个年轻人其中之一就是詹姆斯·迪维·沃森。

沃森于1928年4月6日出生于芝加哥,他的少年时代是在美国芝加哥度过的。那时,他的父亲非常喜欢观察鸟。在7岁那年,沃森从父亲手中得到了第一本讲鸟的书,书中介绍了有关鸟的迁徙的知识。沃森读了这本书以后,就产生了一些疑问。例如,鸟是怎样从北半球长途飞往南半球的?幼鸟能找到吗?沃森被这些疑问吸引着。不过,在当时这些疑问几乎不可能得到答案,因为那被认为是奇迹。稍微长大一点之后,沃森在每周的星期日都要与父亲一起去观鸟。后来沃森知道了达尔文的进化论,于是他对“生命的根源是什么”这个问题产生了兴趣,总想知道为什么“生命”能存在。

随后,沃森上了两年公立高中。9年级的时候,他学习了“一般科学”这门课程;10年级的时候,他学习了生物学课程。通过这些课程,沃森了解了基因的有关知识和遗传规律,也懂得了位于染色体上的基因能发出决定眼睛和头发颜色的指令,但怎么发出的并不清楚。

15岁的时候,沃森去芝加哥大学读书。在大学里,沃森学习了一般的生物学课程。最初学的是遗传学,他觉得没有意思,仍然觉得研究鸟和鸟的行为比较有趣。大学3年级时,沃森接受了一些稍微深入的课程教育,这些课程与生态学有关。沃森对生物的行为模式和生态学比较感兴趣。在学习生态学课的过程中,他读了奥地利物理学家薛定谔《生命是什么》一书后,就满怀兴趣地去听著名的遗传学家莱特讲的课。莱特是非常优秀的遗传学家,当时在芝加哥大学执教,他对基因如何发挥作用抱有浓厚的兴趣。他的注意力也从鸟身上转移到基因上。22岁时沃森获得动物学博士学位。

在沃森读大学的时代,生物学并不被看作是高水平的科学,真正的尖端科学是物理学,所以非常优秀的人才都去做物理学研究。但沃森对生物学研究非常感兴趣。从芝加哥大学毕业之后,他想去加州理工学院进一步学习和研究。在1946年的秋天,沃森寄出了申请书,但是没有被加州理工学院录取。原因是他们认为沃森只是个接受过简单生物学训练的学生,而大部分的物理学和化学课都没有学过。不过,沃森没有放弃,他继续向印第安那大学提出申请,这回他被录取了。印第安那大学在遗传学方面的研究水平处于第二位,是非常优秀的大学,与加州理工学院一样,在基因研究方面位居前列。

印第安那大学的教授赫尔曼·马勒由于有关X射线引起的突然变异的研究工作,而在1946年的秋天获得了诺贝尔生理与医学奖。除马勒以外,还有一些年轻的研究工作者,比如微生物学家萨尔瓦多·卢里亚(意大利人,1969年的诺贝尔生理与医学奖得主),也对基因感兴趣。当时,他正在研究细菌中感染的噬菌体,这种病毒是研究基因的样板。

沃森到印第安那大学后,立刻选学了卢里亚开设的有关病毒的课程。在病毒课上,沃森了解到卢里亚与加州理工学院的物理学家马克思·德尔布吕克(德国人,1969年的诺贝尔生理与医学奖得主)正在共同展开有关研究,将《生命是什么》一书的精髓作为研究的基础就是他的想法。不久,沃森也见到了德尔布吕克。1948年夏天,卢里亚让沃森去科尔德·哈博研究所。沃森觉得能与卢里亚一起做研究工作是非常幸运的事,他从卢里亚那里学到了大量有关DNA的知识。那时,人们已经证实带有遗传信息的物质不是蛋白质,而是DNA。沃森在印第安那大学做了两年半的研究生,1950年获得哲学博士学位。接着,沃森得到美国国家科学研究委员会默克博士奖学金的资助,先在哥本哈根大学和丹麦国家血清研究所的卡尔喀和马勒实验室工作,后又到剑桥大学卡文迪什实验室工作。

沃森结识弗朗西斯·克里克后,对基因的分子本质的共同兴趣使二人惺惺相惜。克里克发现沃森是一位对遗传学很有造诣的生物学家(克里克本人不太懂遗传学),并且急于要知道基因是如何活动的。沃森则发现克里克是一位不仅了解X射线结晶学,而且对基因的结构与生物学功能很感兴趣的物理学家,这使沃森感到新奇和鼓舞。从此,这两个轻狂桀骜的家伙居然亲密无间地合作。在这期间,他们互补的性格消除了对方的缺陷,他们迥异的专业背景也是那么相得益彰。克里克极具天赋,执著、睿智、眼界开放而不囿于成见,思想深刻而不流于肤浅,在权威面前绝无缩手缩脚之态,他还习惯于谈论和思考;而沃森则眼光独到,观察事物有一种敏锐的穿透力,因为年轻,他也是那样的无拘无束,甚至他还有一些心眼,会一些算计。更要命的是,他们还拥有一种旁人无法企及的敏捷。而这种敏捷贯穿于他们合作的始终,也贯穿于他们学术生涯的始终。1953年4月他们在《自然》杂志上发表了一篇改变世界科学史进程的短文,介绍了双螺旋的发现,由此两位英雄共同开创了生命科学史上迄今为止最璀璨辉煌、最浩荡磅礴的分子生物学时代。DNA双螺旋的发现,吹响了遗传学大进军的号角。此后50年,遗传学、分子生物学的发展是“爆炸式”的,遗传信息的编码、复制、转录、翻译过程陆续揭秘。正如沃森所言,“无论好歹,我和我的朋友们在双螺旋诞生之时就在场——按任何标准,它都是科学史上的重大时刻。在这个意义上,我们是一出大型戏剧惟一的演员。”

1953年秋,沃森离开卡文迪什实验室到加州理工学院任高级研究员,名义上是在负责德尔布吕克实验室(其实已经名存实亡)的遗传学研究工作。因为,当时德尔布吕克本人对基因问题已不再感兴趣了(他认为这个问题现在已有一些杰出人才在进行)。德氏此时已经开始研究活细胞把太阳能转换成化学能或电能的机制。

1956年,沃森在哈佛大学生物系任教,在那里创建了一个实验室。一代有建树的分子生物学家就是在这里培养出来的。由于发现了DNA结构,沃森和克里克及威尔金斯共同获得1962年度诺贝尔医学奖。同年,佩鲁兹和肯德鲁获得诺贝尔化学奖金。1968年,沃森离开哈佛转到冷泉港实验室担任指导工作。这是一所规模较小的生物科学研究站,位于长岛北岸。德尔布吕克曾在噬菌体小组筹组期间,将此处选为研究中心。20世纪90年代,沃森成为第一个主持人类基因组计划的首席科学家。

如今,DNA的双螺旋结构模型已成为分子生物学的象征:从课本的封面到会议的标志;从公司赠送的茶杯、年历到生物系学生毕业时自行设计的纪念T恤……甚至俨然成为高科技的象征,傲立中关村街头,睥睨身旁的车水马龙。这个模型的建立会使人们习惯性地想起那位荣膺诺贝尔生理学或医学奖的年轻人:詹姆斯·沃森。

1953年2月,沃森、克里克通过维尔金斯看到了富兰克琳在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的 美国科学家詹姆斯·沃森 DNA晶体X射线衍射照片,这一下激发了他们的灵感。他们不仅确认了DNA一定是螺旋结构,而且分析得出了螺旋参数。他们采用了富兰克琳和威尔金斯的判断,并加以补充:磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架,方向相反;碱基在螺旋内侧,两两对应。一连几天,沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型。1953年2月28日,第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了。 以上内容来自百度百科

柳叶刀医学杂志沃森

《柳叶刀》医学杂志是英国的。

《柳叶刀》创刊于1823年,创始人托马斯威克利,是由爱思唯尔出版公司主办,《柳叶刀》编辑部编辑出版的医学学术刊物,是国际上公认的综合性医学四大期刊之一。《柳叶刀》主要设有论著、讲座、综述和专题、病例报道和其他等栏目。

该杂志主要刊登研究文章、随机对照试验、荟萃分析、回顾、研讨会、个人观点、评论、信函以及其他观点和世界报告。根据2020年7月《柳叶刀》官网显示,《柳叶刀》编辑部有高级执行编辑4人,国际执行编辑2人,执行编辑4人,高级编辑7人,申诉专员1人。

奖项内容

1996年,设立威克利奖,授予每年度医疗卫生领域重要话题的最佳论文。历届获奖文章内容涵盖了医学临床工作、职业生涯、医患故事等各方面。2019年,《柳叶刀》杂志社和北京大学人民医院,以杂志创始人托马斯威克利和中国现代医学先驱伍连德的名字,设立了威克利伍连德奖。

《柳叶刀》的办刊宗旨为传递知识,不断更新,共享知识,独立与公正,面向全世界,敢于批评与争鸣,使医学成为一种文化。自1823年创刊号发布之日起,一直致力于解决社会中的紧迫问题,通过发起学术讨论,让科学融入到具体的大环境中,从而影响各地的决策者。

以上内容参考:百度百科—柳叶刀

《柳叶刀》是1823年爱思唯尔(Elsevier)出版公司出版的杂志,部分是由李德·爱思唯尔(Reed Elsevier)集团协同出版。1823年由汤姆·魏克莱(Thomas Wakley)所创刊,他以外科手术刀“柳叶刀”(Lancet)的名称来为这份刊物命名,而“Lancet”在英语中也是“尖顶穹窗”的意思,借此寓意著期刊立志成为“照亮医界的明窗”(to let in light)。

2013年10月,英国世界权威医学杂志《柳叶刀》支持巴勒斯坦民族权力机构已故主席阿拉法特系死于钋中毒的说法,并刊登了瑞士科学家的有关调查报告,证实阿拉法特系放射性元素钋210中毒死亡。

柳叶刀医学杂志沃森生物

在近期,《柳叶刀》发布了一篇论文,首次揭露了猴痘经由人传染给家养宠物的病例,这一个事例发生在法国。

这一个疑似猴痘“人传狗”的病例发生在法国,一对确诊猴痘的男男伴侣家中饲养的宠物狗意大利灵缇犬,在家中的男主人感染猴痘之后第十二天,这只意大利灵缇犬的宠物狗也出现了症状,腹部出现了脓包、皮肤破损,随后检测到猴痘病毒阳性。这只意大利灵缇犬的宠物狗今年四岁,没有既往病例,是一只健康的宠物狗。在家中的两名男主人确诊猴痘之后就一直住在一起,这两名男子表示,平时家中的这只意大利灵缇犬的宠物狗有的时候也会爬上床,但是他们在确诊之后就一直注意跟宠物狗保持一定距离。

这一个消息出来之后,属于是重磅消息,因为之前都没有记录类似狗之类的家养宠物会被传染到猴痘,之前有记录的就是圈养灵长类动物会因为接触到了猴痘病毒而被感染,在这个病例发生之前,并没有报告过宠物狗经由人传染猴痘的病例。这一个消息应该得到重视。

在《柳叶刀》的论文这篇猴痘“人传狗”发表之后,也是更新了我们以往对于猴痘病毒的认知,现在的现有线索指向猴痘病毒疑似可以通过携带病毒的人传染给健康的宠物狗,所以,现在被感染了猴痘的人群要注意不要家养宠物的接触距离,确诊患者不要跟家养宠物有亲密接触。值得关注的是,世界卫生组织在7月23日已经将猴痘疫情定为“国际关注的突发公共卫生事件” ,这也是这是世卫组织发布的最高级别警报。

柳叶刀披露,首例猴痘人传狗病症具体的情况是,人和狗一起睡觉,然后导致近距离传染

法国一条宠物狗被主人染上猴痘病毒目前已经由研究人员确定。

西非和中非地区属于猴斗的多发地区,但是进入2022年5月份以来,有很多西非和中非以外的国家,不断发现有猴痘病毒确诊的报告。不过,截止到目前为止,我国并没有出现猴痘患者。网上流传的一些上海出现猴痘的传言,都是虚假消息,当地有关部门也在密切关注着猴痘疫情的发展情况。

什么是猴痘?

痘痘是一种人畜共患的病毒性疾病,和天花有些相似但,又有所不同。如今的天花已经早已灭绝,但是猴痘依然存在。不过,猴痘的传染性并不像天花那样迅速和广泛。因为是从非洲的猴子身上发现的,具有一定传染性,因此叫猴痘。这种病毒会传染到其他动物身上,一旦人类感染上这种病毒,也会在人和人之间进行传播。在欧洲国家,已经有上百例患者被确诊。

医学杂志《柳叶刀》。

《柳叶刀》是托马斯·威克利创刊的一个英国医学杂志,是在1823年创刊的。这刊杂志在国际上负有盛名,得到医学界的高度认可,是一刊综合性医学四大期刊之一。《柳叶刀》的主办单位是爱思唯尔出版公司,是一个周刊,现任主编是理查德·霍顿。《柳叶刀》在中国也有编辑部,位于我国首都东长安大街1号东方广场W1座7层。设有威克利奖,威克利·伍连德奖等奖项。

《柳叶刀》披露首例猴痘人传狗病例,具体情况是怎样的?

《柳叶刀》的一篇文章表示,目前已经发现了患有喉痘病毒的患者在出现症状10多天以后,传染给了他们饲养的宠物狗,他们和狗吃住在一起,已经得到了专家确诊。这为猴痘能够通过人传狗提供了证据。

人类对微生物的了解、 探索 任重而道远,对微生物组的研究有望为人类 健康 问题和 社会 可持续发展提供新的解决之道。

地球上微生物的诞生可以追溯到35亿年前,远早于人类的诞生。然而,人类与微生物却“相识”甚晚,自1676年荷兰人列文虎克(Antony van Leeuwenhoek)用自制的简单显微镜观察到细菌开始,仅短短的几百年,但这一发现为人类揭开了一个崭新的世界。

人类对微生物的利用

远早于对其的科学认识

在列文虎克通过显微镜观察到细菌之前,其实人类早已开始了对微生物的利用,只是未从科学角度对微生物的形态、功能及作用机制进行描述。

早在上古时代,我国就已开始利用曲糵(发霉、发芽的谷粒)进行酿酒,但一直不知道曲糵的本质所在。考古学家在我国贾湖遗址的陶器沉积物中发现了酒石酸成分,经碳-14年代测定距今有9000多年,说明当时人们已经开始通过发酵酿造技术制作饮料,是目前世界上发现的最早与酒有关的实物资料。公元6世纪,贾思勰在《齐民要术》中明确记载了谷物制曲、酿酒、制酱、造醋、腌菜等利用微生物制作食品的方法。

除了食品制作外,我国人民很早就将微生物用于农业生产和医疗。春秋战国时期,劳动人民从生产实践中发现腐烂在田里的杂草可以使庄稼长得茂盛,于是开始用腐烂的野草和粪作为肥料;公元前1世纪,世界现存最早的农学著作《氾胜之书》曾提出,利用瓜类和小豆间作的种植方法来提高作物产量;《神农本草经》记载了白僵蚕(即感染白僵菌而僵死的家蚕幼虫)的功效与用法;《左传》也有关于用麦曲治疗腹泻病的记载;《医宗金鉴》则详细记载了种痘防治天花的方法。

西方国家也同样有利用微生物的 历史 ,如公元前3000年左右,古埃及人就首先掌握了制作发酵面包、酿制果酒的技术。尽管当时人们通过日积月累的生活实践,已经学会巧妙地利用微生物来改善自己的生产和生活,但是他们并不知道这些方法的实质是微生物在发挥作用。

显微镜的发明让

人类与微生物相识

除了在生产、生活实践中利用微生物外,人类也经受着各种微生物制造的威胁,如瘟疫等。但是,当时人们并不知道是微生物在其中“作怪”。尽管如此,一些科学家还是预见到了某种未知的实体在其中发挥了作用。1642年,明末清初传染病学家吴有性曾在其著作《瘟疫论》中提出传染病“乃天地间别有一种异气所感”,并指出“气即是物,物即是气”,对微生物的存在进行了较为粗浅的预见。

16世纪末,简易的显微镜在荷兰诞生,但当时人们并没有将其应用于科学研究中。直到17世纪80年代,列文虎克用其自制的可放大160倍的显微镜对雨水、污水、血液、腐败了的物质、牙垢等进行观察,发现了许多“活的小动物”。他利用显微镜持续地对这些“活的小动物”的具体形态进行了观察和详细描述,并将结果发表在《皇家学会哲学学报》,从此打开了人类对微生物研究的大门。列文虎克也成为世界上第一个观察到球形、杆状和螺旋形的细菌和原生动物的人。

在列文虎克之后,不少研究者也通过显微镜对微生物的形态等进行了研究,不断充实和扩大人类对微生物的认知。然而,在其后200年左右的时间里,人类对微生物的认识依旧停留在对其形态的描述上,对它们的生理活动、作用规律以及它们是如何影响人类 健康 和生产实践的仍一无所知。

对“自然发生说”的否定

推动了微生物学科的发展

尽管列文虎克等科学家开启了微生物研究的大门,但千百年来普遍流行的“自然发生说”依旧盛行,并于18世纪和19世纪达到了顶峰。“自然发生说”认为,生物可以从无生命物质或有机物中自然发生,而不是通过上一代此类生物繁衍产生。

“微生物学之父”、法国科学家巴斯德(Louis Pasteur)并不这样认为。1859年,他巧妙地设计了著名的曲颈瓶实验对“自然发生说”进行了反驳。在实验中,他选择了曲颈瓶与直颈瓶进行对比,在两个瓶内都装入肉汁,分别用火加热,通过高温对肉汁及烧瓶杀菌,结果曲颈瓶由于颈部弯曲且较长,使空气中的微生物在侧管沉积而不能进入烧瓶,煮过的肉汁不再和空气中的细菌接触,并未发生腐败,而直颈瓶内的肉汁则很快发生了腐败。这个实验有力地反驳了“自然发生说”,证明了微生物在腐败食品上并不是自发产生的。巴斯德在研究制酒时酒为什么会变酸的过程中,证明了并非发酵产生微生物,而是微生物引起了发酵,并发现环境、温度、pH值、基质成分以及有毒物质等因素都以特有的方式影响着不同的微生物。为了解决酒变酸这一问题,他发明了“巴氏灭菌法”,即利用较低温度做短时间加热处理,杀死有害微生物的同时又能保持食品中营养物质风味不变的消毒法。这种方法至今仍在食品生产中被广泛使用。

巴斯德还一直致力于致病微生物及免疫方法的研究,开创人类防治传染病的新时代。19世纪50年代起,巴斯德通过对蚕病、牛羊炭疽病、鸡霍乱和人狂犬病等传染病病因的探究试验对“疾病细菌学说”进行论证,证明了微生物是引起传染性疾病的媒介。1881年,巴斯德公开演示证明了给 健康 的牛注射毒性减弱的炭疽杆菌,会使这种病发作轻微但不致命,之后还会使牛对此病产生免疫力。这次演示引起了医疗界和 社会 的巨大轰动,为人类与传染病的斗争提供了新的武器。随后,他又成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗,拯救了无数的生命,为免疫学的创立奠定了基础。

在巴斯德以实践论证“疾病细菌学说”的同时,德国医生科赫(Robert Koch)于1876年在《植物生物学》杂志上发表了关于炭疽杆菌的研究成果,引起巨大的反响。这是人类 历史 上第一次用科学的方法证明某种特定的微生物是某种特定疾病的病原。科赫首先从牛的脾脏中找到了引起炭疽病的炭疽杆菌,并把其移种入老鼠体内,使老鼠之间相互感染炭疽病,最后又从其他老鼠体内找到了同样的炭疽杆菌。随后,科赫成功地利用血清在与牛体温相同的条件下培养了炭疽杆菌,并发现了炭疽杆菌的生活规律。1881年,科赫发明了固体培养基划线分离纯种法,解决了液体培养基培养细菌时各种细菌混合生长难以分离的问题,这种方法的发明使得多种传染病病原菌相继被发现。为了更加清晰地对细菌的形态进行观察,科赫对细菌试验的方法进行了改进,如干燥方法、染色方法等,还建立了悬滴标本检查法和显微摄影技术。此外,科赫还提出了一套系统的研究方法——“科赫原则”。这些研究和技术方法至今仍在使用,为微生物学研究奠定了方法学基础。研究者开始运用“实践—理论—实践”的思想方法开展微生物研究工作,并建立了许多应用性分支学科,如细菌学、真菌学、土壤微生物学等。这不仅丰富了微生物学的研究内容,大大加速了微生物学的发展,也使得19世纪70年代到20世纪20年代成为病原菌发现的黄金时代,大量的病原菌浮出水面,使人类对疾病有了更深的认识。

青霉素的发现与应用

推动了微生物工业化培养技术的发展

1897年,德国生物化学家布赫纳(Edward Buchner)用酵母菌无细胞压榨汁对葡萄糖进行酒精发酵获得成功,证明了发酵过程主要是依靠酵素而不是酵母细胞发挥作用,从而发现了酒化酶,将微生物学从生理研究阶段推进到了生化研究阶段。随后,研究者开始广泛寻找微生物的有益代谢产物,许多酶、辅酶、抗生素都是在这一时期被发现的。这些发现推动了普通微生物学的形成。

这一阶段,最有代表性的发现和发明当数青霉素。19世纪,工业革命大大提高了人们的生活水平,但细菌感染导致的死亡率居高不下。在这个没有抗菌药物的时期,面对肆虐的疫情,人们束手无策。19世纪末至20世纪初期,尽管人类已经开始采用苯酚、硼酸、醇类进行手术消毒,大大降低了术后患者的死亡率,但这类消毒试剂并不能深入病灶,对于已经存在的细菌感染仍无法治愈。1908年,德国科学家埃尔利希(Paul Ehrlich)发现了化合物砷矾纳明可用于治疗梅毒,拉开了人类寻找抗菌药物的序幕。

1928年,英国细菌学家弗莱明(Alexander Fleming)意外发现在他的实验室里有一个葡萄球菌培养基受到了一种霉菌的污染,培养基中受污染区域里的葡萄球菌消失了。经过几天的观察,弗莱明发现霉菌逐渐发展成了菌落,培养汤呈淡黄色,还具有了杀菌能力。于是,他推断真正的杀死葡萄球菌的物质应该是霉菌生长过程中的代谢产物。他将这种代谢产物命名为青霉素,并发现青霉素能抑制多种有害细菌的生长,对人和动物却无毒。1929年弗莱明将其研究结果发表在《英国实验病理学杂志》上,尽管当时并未引起学术界的高度重视,但弗莱明坚信青霉素将会有重要的用途。由于弗莱明当时并没有对青霉素治疗效果开展系统性的观察试验,且他并不了解生化技术,无法将青霉素提取和纯化,难以在实际中应用,这一成果就这样被埋没了10多年。

20世纪40年代,澳大利亚裔英国病理学家弗洛里(Howard Florey)和德裔英国生物化学家钱恩(Ernst Chain)偶然发现了弗莱明的论文,产生了极大的兴趣。他们重复了弗莱明的试验,对青霉素进行了提取和纯化,并进行了动物试验。1940年8月,他们将研究的全部成果发表在《柳叶刀》杂志上,被医学史上称作“青霉素的二次发现”。1941年2月,他们成功地运用青霉素治愈了一位因划破了脸导致伤口感染而患了败血症的警察。尽管试验清楚地表明了这种新药具有惊人的效力,但单靠实验室提取,并不能满足人类的需求。随着第二次世界大战爆发,英国、美国政府意识到要想将青霉素广泛地应用于各种疾病以及伤员救治中,就必须实现工业化大规模生产。在美国政府的鼓励和制药企业的参与下,青霉素得以大规模生产和应用到战争伤员的治疗中,并逐步在公民医疗中使用,惠及全世界。青霉素的发现和应用开启了一场从自然界天然菌体中筛选出抗生素的运动,链霉素、头孢菌素、万古霉素、红霉素等天然抗生素相继被发现和应用,人类终于在与致病细菌的搏斗中略占上风。

DNA双螺旋结构模型的

建立使微生物研究进入分子水平

1928年,英国细菌学家格里菲斯(Frederick Griffith)通过试验发现把活的RⅡ型无毒肺炎双球菌株和死的SⅢ型有毒株,混合注射至 健康 小鼠体内,小鼠患病死亡,且能从小鼠体内提取出活的SⅢ型有毒株,并且这种有毒株能世代繁衍,即细菌转化现象。由于当时技术水平的限制,格里菲斯并没有确定究竟是什么物质导致了细菌转化,但格里菲斯的试验为后来证实DNA就是遗传物质提供了宝贵的思路。随着化学提纯等技术的进步,美国科学家艾弗里(Oswald Avery)、麦克劳德(Colin Macleod)和麦卡蒂(Maclyn McCarty)对格里菲斯的工作进行了延伸,成功解释了细菌转化的原因,证明了引起转化现象的是细胞内的脱氧核糖核酸分子,而非当时人们普遍认为的蛋白质,开启了分子遗传学研究的大门。1953年,英国生物学家克里克(Francis Crick)和美国分子生物学家沃森(James Watson)建立的DNA双螺旋结构,让人们真正了解了遗传信息的构成和传递的途径,正式开启了分子生物学时代。

在科学家破解“遗传的秘密”的同时,1933年,德国物理学家鲁斯卡(Ernst Ruska)研制出了世界首台电子显微镜,让人类能够更加清楚地认识微生物细胞的详细结构,为 探索 更加微观的生物世界奠定了坚实的技术基础。微生物学研究便逐渐成为生物学研究领域的“明星”,被推到了整个生命科学发展的前沿,获得了迅速的发展,大约1/3的诺贝尔生理学或医学奖获得者都是由于其在微生物问题研究中获得的成就而获得殊荣。

1946年,美国遗传学家莱德伯格(Joshua Lederberg)与塔特姆(Edward Tatum)通过试验发现了细菌的遗传重组。他们把两个需要不同生长因子的大肠杆菌营养缺陷型混合培养在基本培养基上时出现了野生型,而分别培养时则从未出现,从而说明了遗传重组的普遍性。1952年,莱德伯格发现了细菌的F因子,揭示了作为供体细胞的细菌可以把遗传物质传递给作为受体细胞的细菌。莱德伯格的一系列研究证明了特定细菌可通过杂交方式进行繁殖,有力地反驳了当时科学界认为的“细菌太过简单,不适合进行遗传分析研究”的观点。此外,莱德伯格在研究中还创立了一套强有力的细菌遗传学试验方法,为细菌遗传学的建立奠定了基础,后续对细菌遗传学的研究大多基于这一试验方法开展。

1977年,美国科学家乌斯(Carl Woese)率先利用核糖核酸(RNA)研究原核生物的进化关系,提出了“生物三域理论”,即可将自然界的生命分为细菌、古生菌和真核生物三域,揭示了各种微生物之间的系统发育关系,使微生物学研究进入成熟阶段。在这一阶段,研究者更多地在基因和分子水平上研究和揭示微生物的生命活动规律,包括研究微生物大分子结构和功能,不同生理类型微生物的各种代谢途径、代谢活动等,微生物的形态构建和分化、病毒的装配以及微生物的进化等。

微生物学的基础理论和独特实验技术催生了大量理论性、交叉性、应用性和实验性分支学科飞速发展。同时,人类在应用微生物改善生产、生活方面,也朝着更有效、更可控的方向发展,如以大肠杆菌等细菌细胞为工具进行基因转移、编辑等,或通过基因工程技术开发菌种资源提高发酵工程效率。

新一轮 科技 革命的

战略前沿领域——微生物组

人类对微生物的研究已超过百年,越来越多的研究表明了微生物在人类生产、生活中的重要作用。然而,尽管随着显微技术、成像技术、测序技术等的不断发展,人类对微生物的研究经历了从生理、生化到分子层面的演进,但我们对微生物依然缺乏了解,从数量上看目前人类所认知的微生物还不足其总量的1%。

随着人类对生命奥秘的 探索 越来越深入、越来越迫切,生命科学与其他科学的融合交叉也越来越密切,基因组学、蛋白质组学等研究逐步形成体系,把单个生命体作为一个复杂系统、把生态系统作为一个有机整体进行研究,已成为当今生命科学研究的主要特征,对微生物的研究也是如此。目前,学术界界定的微生物组是指一个生态系统中全部微生物资源及生命信息,包括它们与其环境中生物和非生物因子之间的各种关系。可以说,从人到地球生态系统的各种大大小小的系统中,微生物组无处不在,且互相紧密结合,微生物组的稳定结构和正常运转是人类 健康 、生态系统稳定的重要保障。

自2007年美国启动“人类微生物组计划”以来,加拿大、日本、法国、欧盟、中国积极参与,并先后启动了相关的微生物组计划,足以说明世界各国已将微生物组研究作为战略 科技 前沿领域。从研究方式看,微生物组更加强调多学科的交叉会聚和跨领域的合作研究。从技术手段看,除了培养组学、高通量测序和生物信息技术等为代表的新一代微生物学技术外,宏基因组学技术在微生物组研究中也发挥了重要作用,它运用功能基因筛选或测序分析等手段,通过对环境样品中的微生物群体基因组进行研究,对微生物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系及与环境之间的关系进行解析。从应用前景看,目前微生物组研究主要围绕系统解析微生物组的结构和功能、厘清相关调控机制等方面开展,并逐步形成了从基础研究到应用产业化的创新链条。以被称为“人类第二基因组”的人类微生物组为例,现有研究表明人体微生物组在消化、代谢、免疫、疾病预防和治疗等方面都发挥着重要作用。目前,肠道菌群检测已经转化为临床技术,可用于癌症筛查、疾病治疗和药物开发等方面。同时,在代谢病治疗,尤其是肥胖症和糖尿病的治疗上,微生物组的研究成果也发挥了重要作用。

为了更大限度地发掘和研究不同生态系统中的微生物组资源,2016年5月美国宣布启动“国家微生物组计划”以支持跨学科研究,开发平台技术,解决不同生态系统中微生物的基本问题,并提高微生物数据的访问等。我国也非常重视对微生物组的研究,《“十三五”国家 科技 创新规划》就将人体微生物组研究摆在了重要位置,明确提出了“开展人体微生物组解析及调控等关键技术研究”的任务。《“十三五”生物技术创新专项规划》还确定了“力争在微生物组学技术等方面取得重大突破,使相关研究水平进入世界先进行列”的目标要求。2017年12月,“中国科学院微生物组计划”正式启动,该计划汇集了国内微生物组研究领域的权威机构,包括中国科学院上海生命科学研究院、中国科学院生物物理研究所、北京协和医院等14家机构,聚焦“人体和环境 健康 ”微生物组研究,为人类 健康 问题和 社会 可持续发展提供新的解决之道。可以预见在不久的将来,微生物组研究的相关成果和技术将更加广泛地渗透到医药、农业、能源、工业、环保等领域,成为破解人类 健康 、环境生态、资源瓶颈、粮食保障等重大问题的重要路径。

无处不在的微生物与人类共同生存了数百万年,它们曾造福于人类,也曾给人类造成毁灭性的灾难,始终保持着“亦敌亦友”的奇妙关系。人类对微生物的了解、 探索 任重而道远,对微生物组的研究也许正是我们打开未知世界大门的钥匙,我们期待着微生物组的研究能够帮助人类更好地了解微生物、利用微生物以应对当今和未来所面临的巨大挑战。

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詹皓婷中华检验医学杂志

1. 中华医学会肝病学分会第六届委员会 主任委员2. 中华医学会肝病学分会第六届委员会青年委员会 主任委员3. 中华医学会北京分会肝病学分会第四届委员会 主任委员4. 《中华肝脏病杂志》第五届编辑委员会 副总编辑5. 卫生部全国临床检验标准委员会临床应用准则专家委员会 委员6. 中华医学会微生物学与免疫学分会第七届委员会 委员7. 《中华临床感染病杂志》第一届编辑委员会 副主编8. 《中华检验医学杂志》第七届编辑委员会 编辑委员9. 中华医学会第23届理事会医学科学普及工作委员会 委员10. 中华医学会医疗事故技术鉴定专家库 成员11. 北京医学会医疗事故技术鉴定专家库 成员12. 中国中西医结合协会第七届肝病专业委员会 委员13. 第二届卫生部全国临床检验标准委员会微生物专家委员会 委员14. 中国医药生物技术协会第三届理事会 理事15. 中国医师协会 理事16. 中国医药生物技术协会生物芯片分会 委员17. 福建医科大学协和临床医学院 客座教授18. 中国肝炎防治基金会“王宝恩纤维化研究基金”学术委员会 副主任委员19. 《临床肝胆病杂志》第十二届 编委20. 《肝脏》杂志第四节编辑委员会 编委21. 《中国医药导航》第三届编辑委员会 编委22. 中华医学会《健康世界》杂志第二届编辑委员会 编委23. 《国际肝胆胰疾病杂志》 编委24. 《传染病信息》杂志社第二届编审专家委员会 委员25. 《中国血液净化》杂志学术委员会 委员

丛书主编简介:丛玉隆,男,1947年5月生,主任医师、教授、博士生导师。解放军总医院医技部临床检验科主任兼全军医学检验指控中心主任、清华大学医学院兼职教授,中央保健委员会会诊专家。1994年以来享受国务院特殊津贴。现任中华医学会检验分会主任委员、中国医师协会检验医师分会主任委员、解放军检验医学专业委员会主任委员、北京检验学会主任委员、中华检验医学杂志总编辑等职。

毛球线粒体DNA的检测及临床应用研究(1)中华检验医学杂志,2005,28(6)李霞(1). 湖北汉族群体8个短串联重复序列位点遗传多态性分析. 基础医学与临床, 2003, 23(2):186-190.李霞(1).湖北汉族群体9个STR位点遗传多态性分析. 武汉大学学报—医学版, 2003,24(4):307-311.李霞(1).12例播撒型组织胞浆菌病原学调查.中华流行病学杂志,2003,24(8):708-711.李霞(1).血管紧张素Ⅱ和心房肽对小鼠细胞免疫功能的影响。 基础医学与临床,1998,18(6),47-50.李霞(2).鲍曼不动杆菌鉴定及临床分布特征. 中华医学检验杂志, 1998,21(2):109.李霞(2).湖北省12例疑似组织胞浆菌病的确诊研究.中华皮肤病杂志, 2003李霞(2).不动杆菌的鉴定及对抗生素的敏感性.临床检验杂志,1998,16(4):238-239.李霞(2).组织胞浆菌病误诊黑热病1例. 中国寄生虫病防治杂志.1998,11(4)323.李霞(1).孕妇外周血中胎儿细胞的富集及其临床应用.检验医学与临床,2001,1(1):50-52.

帕金森病实验论文

帕金森氏症是一种神经系统退行性疾病,由于中脑黑质多巴胺能神经元的变性死亡,引起纹状体多巴胺含量显著性减少而致病。有约 3%的 65 岁以上人群、5%的 85 岁以上人群患有帕金森氏症,数量仅次于阿兹海默症。尽管发病部位是大脑,但越来越多的证据表明:帕金森氏症可能起源于肠道。4 月 27 日,瑞典卡罗林斯卡学院和美国北卡罗来纳大学的研究人员在《自然 · 遗传》发表了一项名为《Genetic identification of cell types underlying brain complex traits yields insights into the etiology of Parkinson’s disease》的研究结果,确定了各种脑部疾病背后的细胞类型,为神经和精神疾病新疗法的开发提供了新的思路。一个有趣的发现是,帕金森氏症可能起源于肠道的神经细胞。研究主导人、美国北卡罗来纳大学教授 Patrick Sullivan 表示,“正如所料,我们发现多巴胺能神经元与帕金森氏症有关,更令人惊讶的是,我们发现肠神经元似乎也在这种疾病中起着重要作用,这支持了帕金森氏症的肠起源说。”图丨大脑特定状态与神经系统细胞类型的关联(来源:上述论文)研究人员将小鼠基因表达研究与人类全基因组数据结合起来,系统地识别了各种大脑疾病(包括帕金森氏症)中受影响的细胞类型,并分析了健康受试者和不同发病阶段帕金森氏症患者的脑组织。研究人员发现,帕金森氏症与胆碱能神经元、单胺能神经元显著相关。此外,肠神经元也与帕金森氏症有关,这一结果表明其可能起源于肠道,佐证了早前 Heiko Braak 所提出的 “帕金森氏症可能源于肠道并通过迷走神经转移至大脑” 的假说。此外,当研究人员分析健康人和帕金森氏症患者在不同疾病阶段的脑组织差异时,他们发现,大脑中的少突胶质细胞在早期就参与了疾病,甚至可能起到致病作用。卡罗林斯卡学院研究人员 Julien Bryois 表示:“这表明,少突胶质细胞可能将成为治疗干预帕金森氏症的靶点。”“这些发现为肠神经元、胆碱能和单胺类神经元以及少突胶质细胞在帕金森氏症病因中扮演的角色,提供了遗传学证据。”研究人员写道。由来已久的帕金森氏症“肠起源说”人们普遍认为帕金森氏症的病因是错折叠的α- 突触核蛋白在多巴胺能神经元异常聚集,从而导致神经元活动受损。脑中多巴胺水平的降低会导致大脑的异常活动,引发震颤、肌肉僵硬、运动困难和平衡问题。除了运动或运动相关的症状外,帕金森氏症还可能与认知缺陷、抑郁、冷漠、嗅觉丧失、咀嚼和吞咽困难、睡眠障碍、便秘、排尿困难、体位性低血压和疲劳有关。尽管确切病因尚无定论,但帕金森氏症的 “肠起源说” 由来已久。早在 1817 年,英国医生 James Parkinson 就首次提出了帕金森氏症与肠道之间的联系。他指出,对便秘的治疗导致六分之一的帕金森氏症患者的活动能力得到改善。此后,许多研究发现便秘是帕金森氏症患者的主要症状之一,而且便秘常常在运动相关症状发作之前就已经出现。2003 年,德国神经解剖学家 Heiko Braak 及其同事提出,对已死亡帕金森氏症患者大脑的解剖证实,错折叠的α- 突触核蛋白可通过迷走神经从胃肠道扩散到中脑黑质致密区(SNc),并杀死多巴胺

应该属于神经性的。而且是脑神经性的。

关于帕金森病药物如何调节阿尔茨海默病病理发展机制的博士论文可能需要全面回顾当前关于该主题的文献,以及更深入地研究该主题的原始研究。论文的第一部分可能涉及对文献的全面回顾,包括对帕金森病药物作用机制的研究、阿尔茨海默病中发生的分子和细胞事件,以及目前对这两种疾病之间关系的理解. 这将涉及深入研究科学文献,包括论文、评论和书籍章节,以全面概述该主题的当前知识状况。论文的第二部分可能涉及原始研究,旨在研究帕金森病药物如何调节阿尔茨海默病病理发展的机制。这可能涉及多种实验方法,例如使用细胞模型的体外研究、使用动物模型的体内研究或使用成像技术的人体研究。该研究可能涉及检验帕金森病药物可以通过调节疾病过程中涉及的特定分子途径来调节阿尔茨海默病的病理发展的假设。这可能涉及使用质谱、转录组学、蛋白质组学或表观遗传分析等技术,以更深入地了解响应帕金森病药物而发生的分子变化。最后,论文将以对调查结果的讨论、对该主题的当前知识的综合以及对未来研究以继续探索该调查领域的建议作为结尾。这篇论文的目标是全面了解帕金森病药物如何调节阿尔茨海默病的病理发展的机制,并为这些使人衰弱的疾病制定新的治疗策略做出贡献。

美国研究人员通过小鼠实验,发现了帕金森病起源于肠道并经迷走神经传输到大脑的证据,这为帕金森病研究提供了一种更为准确的新模型。帕金森病的最大特征在于大脑细胞中错误折叠的α-突触核蛋白的累积。此前研究发现,患有帕金森病的人其控制肠道的中枢神经系统部位也积聚了错误折叠的α-突触核蛋白。为了研究这种蛋白是否可以沿着被称为迷走神经的神经束传播,研究人员将实验室合成的该蛋白注入数十只健康小鼠的肠道,并在注射后1个月、3个月、7个月和10个月对小鼠脑组织进行取样分析。结果表明,错误折叠的α-突触核蛋白开始出现在迷走神经与肠道相连的地方,并继续扩散到大脑各个部位。研究人员随后切除了一组小鼠的迷走神经,并将错误折叠的α-突触核蛋白注入其内脏。 经过7个月的观察发现,迷走神经断裂的小鼠并没有表现出完整迷走神经小鼠身上的细胞死亡现象。这表明,切断神经似乎可以阻止错误折叠的α-突触核蛋白的传播。

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