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关键词： DNA分子   信息存储   DNA合成   DNA测序   存储密度  

摘要： 随着计算机技术的发展,数字化信息存储改变了我们的生活。信息正在以越来越快的速度产生着,但与此伴生的,是如何有效存储数据的问题。诸如磁盘、硬盘、闪存等磁学或光学等传统存储介质已经逐渐不能满足全世界范围内数据存储的需要。DNA分子凭借其稳定性、高存储密度和低维护成本,有望成为实用的新型信息存储介质。本文首先介绍了利用DNA分子进行数据存储的工作流程,继而介绍了DNA数据存储领域的研究历史和研究进展,包括存储方式、读取方式、编码方式等。为实现DNA信息存储,通过信息编码将二进制信息转换成DNA序列信息;DNA合成实现信息写入;最后通过基因测序获取序列信息,进而进行信息解码得到原始信息。而现代分子生物学技术的发展,尤其是DNA合成和测序技术的飞跃,使DNA分子大规模存储人工数据逐渐成为现实。之后,对比了DNA分子相对于传统数据存储介质的优劣,介绍了基于DNA分子的数据存储的风险与挑战,如数据安全性、信息读写的速度和成本等。最后,对DNA数据存储领域未来研究的方向进行了展望,介绍了一些与该领域具备交叉潜力的新兴生物技术领域,如“DNA条形码”“DNA折纸”。

关键词： 材料基因工程   复合固体推进剂   单轴拉伸   脱湿   跨尺度计算  

摘要： 为克服传统“经验型”材料研发模式和“唯象法”构建材料计算模型的不足,构建了一种基于材料基因工程的复合固体推进剂单轴拉伸性能预估方法;以高氯酸铵/铝/端羟基聚丁二烯(AP/Al/HTPB)推进剂为例,将填料堆积微结构定义为材料基因之一,建立了可反映推进剂配方的填料微结构最小代表性单元,分别确定了决定填料、基体、填料-基体界面力学性能的材料基因,并建立了材料基因与推进剂单轴拉伸性能之间的构效关系,获得了单轴拉伸条件下推进剂内部的损伤演变规律及应力—应变响应。结果表明,AP/Al/HTPB推进剂的应力—应变曲线可分为弹性段、黏弹性段和损伤段3个阶段;基体的黏弹性形变和填料脱湿会导致推进剂黏弹性模量下降;应变大于15.37%时,脱湿首先发生在粗粒径颗粒上方,随后以先快速、后平稳的趋势沿粗颗粒周向扩展;应变大于21.19%时,中等粒径颗粒开始脱湿;在0~25%的应变范围内细颗粒与基体始终黏接完好。

关键词： 人类胚胎干细胞   功能   培养   分化   神经回路  

摘要： 人类胚胎干细胞系(hESC)来源于着床前的人类体外受精(IVF)胚胎,它的可塑性以及能够无限自我更新的能力允许其在体外产生无限数量的不同类型细胞,从而为基础研究和再生医学开辟新的途径。目前为止,已经可以使用多种方法建立和扩大hESC,并使其分化为特定的细胞以发挥功能。系统介绍人类胚胎干细胞分离、培养及分化为特定细胞系的各种策略,并从单细胞、突触传递以及神经回路等层面着重概述hESC诱导分化的神经细胞在体外研究中的功能;分析讨论hESC所面临的问题及其未来的发展,旨在通过不同视角阐述hESC的功能,为读者提供最新的研究进展。

关键词： 法医遗传学   多态现象,遗传   二代测序   线粒体DNA   畲族  

摘要： 目的研究线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)全基因组在浙江畲族的遗传多态性,探究畲族的母系遗传结构。方法对浙江畲族231名无关个体进行mtDNA全基因组测序,统计变异位点信息及单倍型多样性(haplotype diversity,HD)、个体识别率(discrimination power,DP)、随机匹配概率(random match probabilities,RMP)等群体遗传学参数。对浙江畲族样本mtDNA进行单倍群划分,并与中国其他9个群体进行母系遗传关系比较。结果在231例浙江畲族样本中共检测到8507个变异位点(702种),可划分为94个单倍群。HD、DP和RMP分别为0.9986、0.9942和0.0058。浙江畲族与南方汉族群体之间的遗传分化程度最小(Fst=0.00689),主成分分析及中介网络分析表明浙江畲族虽与广西瑶族、云南傣族、南方汉族遗传距离较近,但亦具有相对独特的遗传特征。结论mtDNA全基因组在浙江畲族中具有良好的遗传多态性,浙江畲族的遗传组分较为复杂多元,与广西瑶族、云南傣族、南方汉族的母系遗传关系较近,同时也保留了其独特的母系遗传成分。

关键词： 狂犬病   狂犬病病毒   灭活疫苗   弱毒疫苗   核酸疫苗   亚单位疫苗   病毒样颗粒疫苗   口服疫苗   基因工程  

摘要： 狂犬病是由狂犬病病毒感染中枢神经系统引起的一种古老的人兽共患传染病,人和动物感染后一旦出现临床症状,死亡率几乎100%,至今仍无有效的治疗方法。当前,接种疫苗是预防狂犬病最为有效的途径。因此,狂犬病疫苗研发一直是狂犬病研究领域的热点之一,进而不断涌现出新型疫苗。本文对近期狂犬病新型灭活疫苗、弱毒疫苗、核酸疫苗、亚单位疫苗、病毒样颗粒疫苗、口服疫苗等基因工程疫苗研究进展进行系统梳理,以期把握狂犬病疫苗研究现状,为研发更为有效的狂犬病新型疫苗提供新思路。

关键词： 基因工程   生物化工   酶工程   教学改革   教学实践  

摘要： 基因工程(Genetic engineering)是分子生物学技术在工程领域的具体应用,与生物化工、酶工程等学科关系密切,是生物工程及生物化工等专业的核心课程。为适应现代生物技术的高速发展以及培养高素质应用型人才的迫切需求,不断改革和完善教学课程显得尤为重要。本文通过结合基因工程这门课程自身的特点,以及采取对学生进行问卷调查和课下交流的方式方法,不断改革和完善课程内容、教学方法、课程考核体系等内容,希望通过改革与实践能够提高学生兴趣,使学生更好地掌握基因工程的相关知识,致力于培养全面发展的高素质人才。

关键词： 间充质干细胞   基因工程   炎症性肠病  

摘要： 炎症性肠病(IBD)是一类反复发作、难以治愈的肠道疾病。目前,医学上尚无治愈IBD的方法。间充质干细胞(MSC)移植可以改善IBD患者的症状,但由于其归巢效率较低,未达到预期的治疗效果。近年来,构建基因工程化MSC受到越来越多研究者的关注。MSC经外源基因修饰后可稳定表达这些基因,并使MSC迁移至损伤部位,发挥抗炎作用。该文就基因工程化MSC治疗IBD的研究进展作一综述。

关键词： 高中生物   高中教材   植物细胞   基因工程   Ti质粒   高考   染色体  

摘要： 现代社会中,生物学科学发展迅猛,基因工程技术也是日新月异。基于基因工程这部分内容在高中教材中的呈现、高考要求,下面对几个高频出现的问题做了整理和简要阐述。(1)自然界中的农杆菌侵染植物细胞时,只将其内部Ti质粒中的一段T-DNA侵入并整合到植物细胞中的染色体上,其自身并不侵入植物细胞中,有什么意义?

关键词： 木材品质   基因工程   木质部细胞   次生壁   细胞分化  

摘要： 林木材性决定了木材的用途和价值,人工林木材改良是解决木材巨大及多元化市场需求的重要途径。木材来源于树木维管形成层细胞的分化,其木质部细胞类型和次生细胞壁的结构与化学组成决定了木材品质,对该过程分子调控机制的不断阐明为调控木材品质提供了理论基础。利用基因工程技术进行分子设计育种,调控形成层活动及木质部分化过程和影响次生壁的结构及组成,可改变木材的密度、物理力学性质及化学组成,有利于木产品加工和木基材料的开发。本文综述了最近的有关研究进展及趋势。

关键词： 林木   基因工程   研究进展  

摘要： 森林因承担多种功能而凸显其在地球上的重要地位,对树种进行针对性遗传改良是林业发展中的永恒话题。周期性较长是常规林木遗传育种的主要缺陷,基因工程技术的诞生恰好将之弥补。综述了现今林木基因工程的遗传转化方法及其应用,并对未来发展展望。