什么是基因编程
Ⅰ 霍建奎基因编程属于什么技术
属于基因编程,是一项先进的生物基因改良技术。拟通过计算机编程的方式将基因片段进行重组和修饰,可以对人类一些遗传病的治疗起到重要作用。 基因编程这项技术是美国纽约州立大学的研究。 这项技术与电脑编程相像,将人类基因代码公式化,进行编辑及重组,并以“人体”执行其程序代码。
Ⅱ 衰老研究成果频现:细胞2条老化路径被发现 对基因编程可延寿
继稀释血浆、注入基因后,加州大学科学家团队发现了衰老背后更加根本的机制。他们分离出了细胞在衰老过程中的2条截然不同的路径,并设计了一种新的方法来对这些过程进行基因编程以延长寿命。这项研究发表在7月17日的《科学》杂志上。
人类的寿命是由每个细胞老化决定的。为了了解不同的细胞是否以相同的速率和原因老化,研究人员使用酿酒酵母作为研究对象进行研究。这是学界研究衰老机制的常用模型,包括皮肤和干细胞的老化路径都是用的这种酵母。
科学家们发现,同一遗传物质和同一环境中的细胞衰老的方式截然不同,它们的命运通过不同的分子和细胞轨迹展开。
利用微流控、计算机建模和其他技术,他们发现,大约一半的细胞衰老是由于核仁的稳定性逐渐下降而老化的——这是核DNA中合成蛋白质“工厂”的关键组成部分。相比之下,另一半的衰老是由于细胞的能量生产单位——线粒体的功能失调导致的。
细胞在其生命早期就走上了不同的衰老道路,并沿着这条路线走完整个生命周期,直至衰退和死亡。在控制的核心,研究人员发现存在一个主回路,负责引导这些老化过程。
在衰老的观察模型中,研究人员发现他们可以操纵并最终优化老化过程。计算机模拟帮助研究人员通过修改主分子电路的DNA来重新编程,使他们能够从基因上创造出一种新的衰老途径,显着延长寿命。
在此之前,加州大学曾提出过用稀释血浆的方式逆转衰老。他们在研究中用盐水和白蛋白的混合物代替小鼠的一半血浆(其中白蛋白简单地替代了去除原始血浆后丢失的蛋白质)后,观察其效果。
结果显示,这一作法使得小鼠的大脑、肝和肌肉都出现了某种逆转衰老的现象,更重要的是,它在成年小鼠身上的效应,比年幼小鼠更强。
这或许验证了研究人员的假设,即随着年龄的增长,人的血液中某种含量越来越高的蛋白质是有害的,而在血液置换后,这种蛋白质的含量下降了。
这不是什么新鲜东西,在此之前,美国FDA已经批准了一种称为治疗性血浆置换(或血浆取出法)的临床疗法,用于治疗多种自身免疫性疾病。
除此之外,波恩大学研究者还发现了一种共同存在于小鼠和人类体内的信号通路,可以用于逆转腹围增大、肌肉萎缩这2种衰老典型现象。
他们通过刺激年老小鼠细胞内一种叫A2B的受体,刺激其脂肪燃烧,同时肌肉增长。在实验过程中,年老小鼠的耗氧量(能量消耗的指标)显着增加了近乎一半;而且在4周后,其肌肉也恢复到了年轻水平。
编译/前瞻经济学人APP资讯组
参考资料:
[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200716144732.htm
[2]https://dx.doi.org/10.1126/science.aax9552
Ⅲ 有人了解基因编程吗
你的意思是全部器官一旦衰竭就克隆出全新的?我想如果新器官和人体神经系统能达到高度匹配,还是完全可以实现的
Ⅳ 你们说DNA是一种编程语言吗
理论上来说人体的基因DNARNA也都是一种编程,因为基因就是决定我们身体怎么运转的,决定我们身体能力的,如果把它抽象化一下,你会发现它就像电脑的数据一样电脑的编程数据内容一样决定着这个系统怎么去运行,只不过我们的基因决定的是人体系统。
可以说人体的DNA是一种基因,是一种编译的程序,但是我们只能做这个比喻,我们不能确定它到底是个什么样的东西,因为我们现在对人体的认知还处在一个起步的阶段,就算是我们现在能够做基因测序,那成本也非常高,过程也非常复杂,速度非常慢,只能说我们现在逐渐认知了人体的全貌了,但是真实的人体到底是怎么回事我们还不清楚。
Ⅳ 为什么有人说DNA可能是一种“编程语言”
因为DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息,是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。
DNA 分子结构中,两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕,构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面,碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补,通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连,形成相当稳定的组合。
(5)什么是基因编程扩展阅读:
DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧,通过氢键形成的碱基对,使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。另外,碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。
各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆集力,是芳香族碱基π电子间的相互作用引起的。普遍认为碱基堆集力是稳定DNA结构的最重要的因素。
再有,双螺旋外侧负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键,可以减少双链间的静电斥力,因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。
Ⅵ genetic programming是什么意思
基因工程
Ⅶ 基因编辑到底是什么
嗨~来看点更专业的回答吧 ♪(・ω・)ノ
CRISPR/Cas基因编辑系统
CRISPR/Cas(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/Cas)系统是目前被广泛运用的基因编辑系统,其原理是由CRISPR转录产生的gRNA介导Cas核酸酶靶向目标序列,对序列进行切割。
CRISPR/Cas9基因编辑示意图
(图源:Wellcome Trust Sanger Institute,Sanger)
下面来深入了解以下基因编辑技术吧~
CRISPR/Cas基因敲除
CRISPR/Cas9系统中sgRNA(smallguideRNA)识别并结合目标基因的靶向序列,引导Cas9对结合位点进行剪切,产生DNA双链断裂(double-strandbreak,DSB),机体自身通过非同源重组(non-homologousendjoining,NHEJ)的方式修复DSB,参与修复的蛋白经常会在DNA末端插入或删除几个碱基,修复后的基因由于产生突变而导致功能丧失,从而实现机体内的基因敲除。
应用:基因敲除细胞系建立、基因敲除建立动物疾病模型。
技术优势:相较于在mRNA水平“敲低”目的基因的RNAi而言,CRISPR/Cas9系统造成基因序列的缺失,从而能完全沉默(即敲除)目的基因。
CRISPR/Cas基因敲入
CRISPR/Cas9系统中sgRNA(smallguideRNA)识别并结合目标基因的靶向序列,引导Cas9对结合位点进行剪切,产生DNA双链断裂(double-strandbreak,DSB),通过细胞内的同源重组(homologousrecombination,HR)修复方式,将外源供体DNA定点导入至基因组的靶位点中,从而实现基因敲入。
应用:基因片段敲入细胞系建立、基因单碱基突变细胞系建立、基因敲入建立动物疾病模型。
技术优势:操作简易、效率高、具有广谱性且提供BSL-1和BSL-2病毒注射及实验操作平台。
CRISPR/dCas9调控内源基因的转录激活与抑制
CRISPR-dCas9系统即是dCas9与转录激活因子(如VP64)或转录抑制因子(如KRAB)融合后,结合sgRNA能促进或抑制目的基因的表达。
应用:目的基因在内源环境中过表达、诱导iPSC、抑制表达等。
技术优势:操作简易、效率高、具有广谱性且提供BSL-1和BSL-2病毒注射及实验操作平台,同时可与RNAi联合作用。
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Ⅷ 科幻故事的精彩片段【资料】
《天使时代》片段:
对桑比亚国的攻击即将开始。
执行“第一伦理”行动的三个航空母舰战斗群到达非洲沿海已十多天了,这支舰队以林肯号航母战斗群为核心展开在海面上,如同大西洋上一盘威严的棋局。
此时天已经暗了下来,舰队的探照灯集中照亮了林肯号的飞行甲板,那里整齐地站列着上千名陆战队员和海军航空兵飞行员。站在队列最前面的是“第一伦理”行动的最高指挥官菲利克斯将军和林肯号的舰长布莱尔将军,前者身材欣长,一派学者风度,后者粗壮强悍,是一名典型的老水兵。在蒸汽弹射器的起点,面对队列站着一位身着黑色教袍的的随军牧师,他手捧《圣经》,诵起了为这次远征而作的祷词:
“全能的主,我们来自文明的世界,一路上,我们看到了您是如何主宰大地、天空和海洋,以及这世界上的万物生灵,组成我们的每一个细胞都渗透着您的威严。现在,有魔鬼在这遥远的大陆上出现,企图取代您神圣的至高无上的权威,用它那肮脏的手拨动生命之弦。请赐予我们正义的利剑,扫除恶魔,以维护您的尊严与荣耀,阿门――”
他的声音在带有非洲大陆土腥味的海风中回荡,令所有的人沉浸在一种比脚下的大海更为深广的庄严与神圣感之中,在上空纷纷飞过的巡航导弹火流星般的光芒中,他们都躬下身来,用发自灵魂的虔诚和道:“阿门――”
上篇
主席站起身,试图使美国代表平静下来,然后转向依塔,眼里含着悲愤的泪水说:“博士,您和您的国家可以违反联合国生物安全条约的最高禁令,对人类基因进行重新编程,但你们不该如此猖狂,竟到这个神圣的地方来向全人类的脸上泼粪!你们违反了第一伦理,你们抽掉了人类文明的基石!”
自人类基因组测序完成以后,人们就知道飞速发展的分子生物学带来的危机迟早会出现,联合国生物安全理事会就是为了预防这种危机而成立的。生物安理会是与已有的安理会具有同等权威的机构,它审查全世界生物学的所有重大研究课题,以确定这项研究是否合法,并进而投票决定是否终止它。
今天将召开生物安理会第119次例会,接受桑比亚国的申请,审查该国提交的一项基因工程的成果。按照惯例,申请国在申请时并不提及成果的内容,只在会议开始后才公布。这就带来一个问题:许多由小国提交的成果在会议一开始就发现根本达不到审查的等级。但各成员国的代表们都不敢轻视这个非洲最贫穷的国度提交的东西,因为这项研究是由诺贝尔奖获得者,基因软件工程学的创始人依塔博士做出的。
依塔博士走了进来,这位年过五十的黑人穿着桑比亚的民族服饰,那实际上就是一大块厚实的披布,他骨瘦如柴的身躯似乎连这块布的重量都经不起,像一根老树枝似的被压弯了。他更深地躬着腰,缓缓向圆桌的各个方向鞠躬,他的眼睛始终看着地面,动作慢地令人难以忍受,使这个过程持续了很长时间。印度代表低声地问旁边的美国代表:“您觉得他像谁?”美国代表说:“一个老佣人。”印度代表摇摇头,美国代表看了看他,又看了看依塔,“你是说……像甘地?哦,是的,真像。”
本届生物安理会轮值国主席站起来宣布会议开始,他请依塔在身旁就座后说:“依塔博士是我们大家都熟悉的人,虽然近年来深居简出,但科学界仍然没有忘记他。不过按惯例,我们还是对他进行一个简单的介绍。博士是桑比亚人,在三十二年前于麻省理工学院获计算机科学博士学位,而后回到祖国从事软件研究,但在十年后,突然转向分子生物学领域,并取得了众所周知的成就。”他转向依塔问,“博士,我有个问题,纯粹是出于好奇:您离开软件科学转向分子生物学,除了预见到软件工程学与基因工程的奇妙结合外,是不是还有另一层原因:对计算机技术能够给您的祖国带来的利益感到失望?”
“计算机是穷人的假上帝。”依塔缓缓地说,这是他进来后第一次开口。
“可以理解,虽然当时桑比亚政府在首都这样的大城市极力推行信息化,但这个国家的大部分地区还没有用上电。”
当分子生物学对生物大分子的操纵和解析技术达到一定高度时,这门学科就面对着它的终极目标:通过对基因的重新组合改变生物的性状,直到创造新生物。这时,这门科学将发生深刻变化,将由操纵巨量的分子变为操纵巨量的信息,这对于与数学仍有一定距离的传统分子生物学来说是极其困难的。直接操纵四种碱基来对基因进行编码,使其产生预期的生物体,就如同用0和1直接编程产生WINDOWS XP一样不可想象。依塔最早敏锐地意识到这一点,他深刻地揭示出了基因工程和软件工程共同的本质,把基础已经相当雄厚的软件工程学应用到分子生物学中。他首先发明了用于基因编程的宏汇编语言,接着创造了面向过程的基因高级编程语言,被称为“生命BASIC”;当面向对象的基因高级语言“伊甸园++”出现时,人类真的拥有了一双上帝之手。
Ⅸ 从基因编程的角度说,我们有什么办法可以抗衰老
从基因编程的角度说,虽然遗传基因在最开始就已经在一定程度上决定了我们的衰老情况,但我们依然可以通过改变基因的表达来延缓衰老。1993年开始,美国加州大学的Kenyon教授针对蠕虫进行了一系列的研究,发现当蠕虫的daf-2基因被抑制时,蠕虫的寿命从14天 增加到了28天。整整两倍,这对人类而言,相当于活到160岁(感觉可以长生不老了!)。随后的一系列研究,Kenyon又发现, daf-2会抑制另一个基因daf-16的表达,daf-16才是真正让实验对象变得年轻活泼的基因。而daf-16的活性会因过多的糖分摄入受到抑制,相应蛋白的基因表达也会受到影响,从而缩短寿命。所以说,减少糖分的摄入对于延缓衰老是很重要的。
Ⅹ 基因编辑和基因编程有什么区别
基因编辑,修改基因,改变很小。对特定DNA片段的敲除、加入
基因编程,通过计算机编程的方式对基因片段进行重组和修饰,改变很大