1、其它进展,合成生物学: Review Warren C. Ruder, Ting Lu, James J. Collins. Synthetic Biology Moving into the Clinic. Science 2011,333:1248-1252最早合成基因网络:T. S. Gardner, C. R. Cantor, J. J. Collins, Nature403, 339 (2000);M. B. Elowitz, S. Leibler, Nature 403, 335 (2000),临床应用示意图,合成生物学,细菌感染的治疗,抗生素杀菌都是诱导DNA损伤,会使细菌SOS
2、系统激活 非裂解性M13(非裂解性可减少细菌适应系统的激活)通过遗传操作高表达lexA3(细菌SOS系统的抑制子)以及抗生素,癌症治疗 传统方法:手术,放射治疗,化疗,合成生物学: 1)构建只感染癌细胞的工程菌: 工程菌仅在缺氧环境下感染(缺氧环境通常是肿瘤组织的指示) 大肠杆菌表达入侵粘附蛋白(与哺乳动物整合素受体结合),启动子为厌氧诱导的甲酸脱氢酶启动子,因此工程菌仅在厌氧条件下感染肿瘤细胞。2)工程菌抑制肿瘤相关基因的表达 工程菌通过RNAil抑制CTNNB1 (编码beta-1 catenin,连环蛋白) 表达,CTNNB1起始许多结肠癌的 发生,疫苗制备 合成脂质体,包裹有重组的细菌
3、转录-翻译网络、编码抗原的DNA,可在体 内产生抗体,微生物组(microbiome)工程 在人体中寄生着数量巨大(10131014)的微生物。多种微生物参与人体发育、生理调节、免疫、营养吸收等各种生命活动中,与人类建立了稳定和谐的共生关系。这些微生物基因组统称为Microbiome,其基因总量大概是人类基因组中基因总量的一百倍,这些外源基因的参与可能是解释某些复杂生命科学问题的关键。Microbiome的研究中有两个基本的科学问题:是否存在一个核心的Microbiome构成为大部分人类所共有;人体内Microbiome的变化是否与人类健康存在必然联系。,大肠杆菌产生AI-2(autoindu
4、cer 2) 以分泌CAI-1(cholera autoinducer 1),从而产生毒素,杀死霍乱菌,合成生物学: Review Nagarajan Nandagopal and Michael B. Elowitz. Science 2011,333:1244-1248,合成生物学:最早,单个基因现在,某个代谢、信号通路等中的多个基因,人工合成基因组:细菌 Science 2008, 319: 1215合成酵母部分基因组:首次合成真核生物部分染色体 具有野生型相似的表型和适应性,无tRNA基因和转座子Jessica S. Dymond et al. 2011. Nature 477: 47
5、1-476,单分子技术,单分子技术:在单分子水平对生物大分子的行为(包括构象变化、相互作用、相互识别等)进行实时动态检测,以及在此基础上的操纵调控等,是纳米技术和分子生物物理学的自然延伸和必然趋势。 生命单元的基本功能主要取决于单个大分子,与测量分子集合体整体性质的传统方法(如光散射,光偏振,粘滞性等)相比,单分子技术具有直接,准确,实时等优点主要的研究手段有两种:1)单分子光谱学(Single-moleculespectroscopy 和Single-molecule FRET) 2)单分子力谱(AFM和光镊)单分子技术实验指南,科学出版社,2010,单细胞技术,The Annual Review of Biomedical Engineering. 2010. 12:187201,Microfluidic Platforms for Single-Cell Analysis,Cell lysis,DNA、RNA、蛋白质分析,PCR,