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生物医学:参与衰老过程的基因有哪些
生物医学:参与衰老过程的基因有哪些
2014-08-18 16:32:57
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自古以来,人类就试图跨越死亡的界限,就连现代科学家也在孜孜不倦地继续这个古老的长生不老之梦。新的分子生物学正在细胞、染色体和基因中搜寻人类无法抗拒衰老的原因。生物学家期待着从分子水平上揭开衰老的奥秘,如同手上拥有精密的机械,能够倒拨生命时钟里错综复杂的齿轮。这正是人类对青春之泉的永远渴望。
近年来,科学家们确实在低等有机体身上成功地找到了一些参与衰老过程的基因。有些研究者估计,人类的衰老基因共有7000个。
参与衰老过程的基因有哪些?
来自蒙特利尔的生物学家西格弗雷德·赫奇密在蠕虫身上寻找衰老基因,结果大获成功:如果动物缺少了名为“1号时钟”的基因,它的寿命会惊人地从9天延长到50天,这种情况移用到人的身上,意味着可以将现在平均不足80岁的寿命延长到440岁。
美茵兹河畔的法兰克福大学生物学教授亨氏·奥兹瓦斯也为衰老基因找到了例证:由于变异而失去了衰老基因的子囊菌的寿命从几个星期延长到了好几年。
西雅图大学的分子遗传学家格兰德·希伦伯格教授找到了促进特定酶合成,导致早熟衰老综合征的基因。这种病人衰老得特别快:大约在20岁左右就开始衰老,仅有少数人可以活到50岁,原因好像是毫无用处的DNA解螺旋酶在作怪,这是一种在遗传物质分裂时其关键作用的酶,如果它们工作不正常,就会在遗传特征中迅速积累危害。希伦伯格认为,及时在健康人身上DNA解螺旋酶酵素也会使人衰老。
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化学词典告诉你基因芯片原理以及基因芯片医学研究意义,基因芯片(又称DNA芯片、生物芯片)技术就是顺应这一科学发展要求的产物,它的出现为解决此类问题提供了光辉的前景。 基因芯片原理基因芯片(genechip)的原型是80年代中期提出的。基因芯片的测序原理是杂交测序方法,即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG,与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时,通过确定荧光强度最强的探针位置,获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。基因芯片医学研究意义基因芯片作为一种先进的、大规模、高通量检测技术,应用于疾病的诊断,其优点有以下几个方面:一是高度的灵敏性和准确性;二是快速简便;三是可同时检测多种疾病。如应用于产前遗传性疾病检查,抽取少许羊水就可以检测出胎儿是否患有遗传性疾病,同时鉴别的疾病可以达到数十种甚至数百种,这是其他方法所无法替代的,非常有助于“优生优育”这一国策的实施。又如对病原微生物感染诊断,目前的实验室诊断技术所需的时间比较长,检查也不全面,医生往往只能根据临床经验做出诊断,降低了诊断的准确率,如果在检查中应用基因芯片技术,医生在短时间内就能知道病人是哪种病原微生物感染;而且能测定病原体是否产生耐药性、对哪种抗生素产生耐药性、对哪种抗生素敏感等等,这样医生就能有的放矢地制定科学的治疗方案;再如对具有高血压、糖尿病等疾病家族史的高危人群普查、接触毒化物质人群恶性肿瘤普查等等,如采用了基因芯片技术,立即就能得到可靠的结果,其他对心血管疾病、神经系统疾病、内分泌系统疾病、免疫性疾病、代谢性疾病等,如采用了基因芯片技术,其早期诊断率将大大提高,而误诊率会大大降低,同时有利于医生综合地了解各个系统的疾病状况。

化学词典告诉你基因芯片技术分为哪几步以及它的应用,DNA芯片技术,实际上就是一种大规模集成的固相杂交,是指在固相支持物上原位合成(insitusynthesis)寡核苷酸或者直接将大量预先制备的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面,然后与标记的样品杂交。 基因芯片技术步骤DNA芯片技术主要包括四个主要步骤:芯片制备、样品制备、杂交反应和信号检测和结果分析。1、芯片制备-制备芯片主要以玻璃片或硅片为载体,采用原位合成和微矩阵的方法将寡核苷酸片段或cDNA作为探针按顺序排列在载体上。芯片的制备除了用到微加工工艺外,还需要使用机器人技术。以便能快速、准确地将探针放置到芯片上的指定位置。2、样品制备-生物样品往往是复杂的生物分子混合体,除少数特殊样品外,一般不能直接与芯片反应,有时样品的量很小。所以,必须将样品进行提取、扩增,获取其中的蛋白质或DNA、RNA,然后用荧光标记,以提高检测的灵敏度和使用者的安全性。3、杂交反应-杂交反应是荧光标记的样品与芯片上的探针进行的反应产生一系列信息的过程。选择合适的反应条件能使生物分子间反应处于最佳状况中,减少生物分子之间的错配率。4、信号检测和结果分析-杂交反应后的芯片上各个反应点的荧光位置、荧光强弱经过芯片扫描仪和相关软件可以分析图像,将荧光转换成数据,即可以获得有关生物信息。基因芯片技术发展的最终目标是将从样品制备、杂交反应到信号检测的整个分析过程集成化以获得微型全分析系统(micrototalanalyticalsystem)或称缩微芯片实验室(laboratoryonachip)。使用缩微芯片实验室,就可以在一个封闭的系统内以很短的时间完成从原始样品到获取所需分析结果的全套操作。基因芯片技术的应用基因芯片技术应用领域主要有基因表达谱分析、新基因发现、基因突变及多态性分析、基因组文库作图、疾病诊断和预测、药物筛选、基因测序等。另外基因芯片在农业、食品监督、环境保护、司法鉴定等方面都将作出重大贡献。基因芯片的飞速发展引起世界各国的广泛关注和重视。鉴于基因芯片的巨大潜力和诱人的前景,基因芯片已成为各国学术界和工业界研究和开发的热点。尤其在美国,正处于人类基因组计划以来的第二次浪潮之中,美国总统克林顿在1998年1月的国情咨文中指出:“在未来的12年内,基因芯片将为我们一生的疾病预防指点迷津”。1998年6月29日美国宣布正式启动基因芯片计划,联合私人投资机构投入了20亿美元以上的研究经费。世界各国也开始加大投入,以基因芯片为核心的相关产业正在全球崛起,美国已有8家生物芯片公司股票上市,平均每年股票上涨75%,专家今统计:全球生物芯片工业产值为10亿美元左右,预计今后5年之内,生物芯片的市场销售可达到200亿美元以上。美国财富杂志载文:在20世纪科技史上有两件事影响深远,一是微电子芯片,它是计算机和许多家电的心脏,它改变了我们的经济和文化生活,并已进入每一个家庭;另一件事就是生物芯片它将改变生命科学的研究方式,革新医学诊断和治疗,极大地提高人口素质和健康水平。鉴于生物芯片技术具有巨大理论意义和实际价值,基因芯片研究在国内也有了很快的发展,例如,复旦大学、中科院上海冶金所、清华大学、联合基因有限公司、军事医学科学院、中科院上海细胞所等单位已在生物芯片技术方面取得了较大突破,相信不久将有我国生产的生物芯片产品投放市场。

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