21世紀(jì)的生命科學(xué)熱點(diǎn)與展望01課件

21世紀(jì)生命科學(xué)的熱點(diǎn)121世紀(jì)生命科學(xué)的熱點(diǎn)1010203概況三點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容整體概況概況一點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容概況二點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容2010203概況三整體概況概況一概況二2人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、氣候異常、疾病肆虐。3人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、氣候異常

醫(yī)藥衛(wèi)生（醫(yī)藥生物技術(shù)）

生命科學(xué)農(nóng)林牧漁（農(nóng)業(yè)生物技術(shù)）環(huán)境保護(hù)（環(huán)境生物技術(shù)）44

二十一世紀(jì)是現(xiàn)代生物科學(xué)的世紀(jì)，統(tǒng)計(jì)美國(guó)“科學(xué)引文索引（SCI）”收錄的4500余種學(xué)術(shù)刊物，發(fā)現(xiàn)有2350種左右為生物科學(xué)相關(guān)雜志！統(tǒng)計(jì)全世界引用指數(shù)（Impactfactor）在10以上的超一流學(xué)術(shù)刊物，也發(fā)現(xiàn)80%左右是生物科學(xué)相關(guān)刊物。5二十一世紀(jì)是現(xiàn)代生物科學(xué)的世紀(jì)，統(tǒng)計(jì)美國(guó)“引用指數(shù)在10以上的超一流刊物分科比較6引用指數(shù)在10以上的超一流刊物分科比較6人類(lèi)基因組計(jì)劃（HGP）干細(xì)胞研究與發(fā)展前景克隆技術(shù)的發(fā)展7人類(lèi)基因組計(jì)劃（HGP）干細(xì)胞研究與發(fā)展前景克隆人類(lèi)基因組計(jì)劃HumanGenomeProject8人類(lèi)基因組計(jì)劃HumanGenomeProject899染色體（Chromosome）

細(xì)胞有絲分裂時(shí)出現(xiàn)的、易被堿性染料著色的絲狀或棒狀小體、由細(xì)長(zhǎng)的染色質(zhì)纖絲盤(pán)旋折疊而成。染色體由核酸和蛋白質(zhì)組成，是遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。各種生物的染色體有一定的數(shù)目、形狀和大小，人染色體有46條。10染色體（Chromosome）細(xì)胞有絲分裂時(shí)出現(xiàn)的、Chromosome染色體Karyotype染色體組型1111核酸（Nucleicacid）核酸是一類(lèi)由核苷酸組成的生物大分子正常生理狀態(tài)細(xì)胞內(nèi)含有兩種類(lèi)型的核酸—DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）每一個(gè)核苷酸又由3個(gè)基本亞單位：堿基、戊糖環(huán)（脫氧戊糖環(huán)）和磷酸基團(tuán)。12核酸（Nucleicacid）核酸是一類(lèi)由核苷酸組成的生物Nucleicacid核酸DNA

脫氧核糖核酸RNA核糖核酸1313Gene基因Nucleotide核苷酸14Gene基因Nucleotide核苷酸14基因(Gene)基因（gene）是1909年丹麥生物學(xué)家W.Johannsen根據(jù)希臘文“給予生命”之意創(chuàng)造的。現(xiàn)代分子生物學(xué)的基因概念：合成有功能的蛋白質(zhì)或RNA所必需的全部DNA序列（除部分病毒RNA），即一個(gè)基因不僅包括編碼蛋白質(zhì)或RNA的核酸序列，還應(yīng)包括為保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)控序列。15基因(Gene)基因（gene）是1909年丹麥生物學(xué)家W.揭開(kāi)生命之謎的里程碑

-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)16揭開(kāi)生命之謎的里程碑

DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一，它為現(xiàn)代分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究開(kāi)辟了新紀(jì)元!17DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一，它171953年4月25日，Nature發(fā)表了Watson和Crick的短文—“Molecularstructureofnucleicacids”，提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。這是現(xiàn)代遺傳學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)發(fā)展歷程中的重要里程碑。他們與Wilkins分享了1962年度諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。181953年4月25日，Nature發(fā)表了WaDNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型19DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型19人生歷程科學(xué)家之奠基石！20人生歷程20

沃森1928年4月6日出生于美國(guó)芝加哥的伊利諾斯一個(gè)圣公會(huì)教徒的家庭。沃森的父親崇尚有思想的人，喜歡各類(lèi)哲學(xué)書(shū)籍，沃森卻喜歡科學(xué)類(lèi)書(shū)，他夢(mèng)想成為科學(xué)家。1943年沃森進(jìn)入芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)物學(xué)。聆聽(tīng)當(dāng)時(shí)世界上最優(yōu)秀的基因?qū)W家斯沃爾·萊特的講課，基因的概念也融入他的腦海，使他作出了一生最重要的決定，把基因的研究作為一生的主要研究目標(biāo)。21沃森1928年4月6日出生于美國(guó)芝加哥的伊利諾斯1947年，沃森從芝加哥大學(xué)畢業(yè)并獲得理學(xué)學(xué)士，到印地安那州立大學(xué)從事研究工作，用X-射線(xiàn)進(jìn)行噬菌體研究，三年后獲得動(dòng)物學(xué)博士學(xué)位。1951年秋，沃森赴歐洲的哥本哈根，進(jìn)行了一年基因轉(zhuǎn)移的研究，并未獲得令人振奮的結(jié)果。后又轉(zhuǎn)往劍橋大學(xué)卡文迪希實(shí)驗(yàn)室，在那里沃森結(jié)識(shí)了比他年長(zhǎng)的克里克。221947年，沃森從芝加哥大學(xué)畢業(yè)并獲得理學(xué)學(xué)士，到克里克1916年6月8日出生于英國(guó)的北安普敦一個(gè)中產(chǎn)階級(jí)家庭，一家人信奉基督教，星期天早上都會(huì)上教堂。12歲起，克里克由于對(duì)科學(xué)日漸增長(zhǎng)興趣，使他對(duì)基督教慢慢產(chǎn)生懷疑，成為一個(gè)無(wú)神傾向的懷疑者?？死锟撕髞?lái)回憶說(shuō)：“毫無(wú)疑問(wèn)，對(duì)基督教失去信仰，對(duì)科學(xué)的逐漸執(zhí)著，是我科學(xué)生涯的關(guān)鍵一部分”。23克里克1916年6月8日出生于英國(guó)的北安普敦一個(gè)1937年，克里克倫敦大學(xué)畢業(yè)，繼續(xù)攻讀物理學(xué)博士。1939年二戰(zhàn)爆發(fā)，在英國(guó)海軍總部實(shí)驗(yàn)室工作了8年。1947年，到以結(jié)晶技術(shù)研究巨分子結(jié)構(gòu)著稱(chēng)的劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)研究中心實(shí)驗(yàn)室，在那里，他對(duì)X光衍射模式解釋生物大分子產(chǎn)生了濃厚的興趣。但直到1951年沃森到劍橋之后，他才真正開(kāi)始進(jìn)行DNA的研究。241937年，克里克倫敦大學(xué)畢業(yè)，繼續(xù)攻讀物理學(xué)博科學(xué)家的合作典范創(chuàng)造偉大的科學(xué)成就!25科學(xué)家的合作典范25沃森和克里克在一起26沃森和克里克在一起2623歲的沃森和35歲的克里克兩位年輕人都不是資深的生物學(xué)家。當(dāng)時(shí)，威爾金斯和富林克林根據(jù)X射線(xiàn)衍射研究，已經(jīng)知道了DNA分子由許多亞單位堆積而成，而且DNA分子是長(zhǎng)鏈的多聚體，其直徑保持恒定不變?；瘜W(xué)家鮑林也通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)螺旋的研究，認(rèn)為大多數(shù)已知蛋白質(zhì)中的多肽鏈會(huì)自動(dòng)卷曲成螺旋狀。2723歲的沃森和35歲的克里克兩位年輕人都不是資沃森和克里克對(duì)DNA的分子結(jié)構(gòu)并沒(méi)有做許多的實(shí)驗(yàn)工作，他們最大限度地吸取了威爾金斯、富蘭克林和鮑林的研究結(jié)果。1951年秋，在意大利的一次學(xué)術(shù)會(huì)議上，從富蘭克林拍攝的一張高清晰度的DNA晶體的X射線(xiàn)衍射照片中領(lǐng)悟到了DNA的結(jié)構(gòu)是兩條以磷酸核糖為骨架的鏈相互纏繞形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。28沃森和克里克對(duì)DNA的分子結(jié)構(gòu)并沒(méi)有做許多的實(shí)根據(jù)理論上的研究成果建立模型，再用X射線(xiàn)衍射結(jié)構(gòu)來(lái)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑥亩穸薉NA的單螺旋與三螺旋，正確地提出了雙螺旋模型。29根據(jù)理論上的研究成果建立模型，再用X射線(xiàn)衍射結(jié)構(gòu)來(lái)為什么維爾金斯和富蘭克林自己不能從積累的數(shù)據(jù)中整理出雙螺旋模型？他認(rèn)為，他用X射線(xiàn)分析DNA晶體并得到一些數(shù)據(jù)是應(yīng)該的，因?yàn)樗俏锢韺W(xué)家，沒(méi)能用這些數(shù)據(jù)提出雙螺旋分子結(jié)構(gòu)模型，因?yàn)樗皇巧飳W(xué)家。他還提到，沃森和克里克在論文定稿時(shí)，請(qǐng)他簽名，他婉言謝絕了。3030維爾金斯感到，沃森和克里克用他們的數(shù)據(jù)提出了雙螺旋模型是十分欣慰的事。鮑林也盛贊道：“雙螺旋的發(fā)現(xiàn)和由此發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的發(fā)展是過(guò)去100年間生物科學(xué)對(duì)生命理解上的最偉大的進(jìn)步”。3131

DNA雙螺旋模型的確定是許多遺傳學(xué)家、生物化學(xué)家、物理學(xué)家歷經(jīng)了近百年探索的成果，最后又與沃森和克里克的才智相結(jié)合才完成此偉業(yè)。DNA雙螺旋的提出是人類(lèi)科技史上合作的典范。3232科學(xué)之路永無(wú)止境生命科學(xué)將創(chuàng)造更大的奇跡!33科學(xué)之路永無(wú)止境33《核酸的分子結(jié)構(gòu)—脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》發(fā)表之后，年輕的沃森回到哈佛大學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室，1961年成為教授，任職至1976年。1968年起，還任紐約長(zhǎng)島冷泉港實(shí)驗(yàn)室主任。沃森也是美國(guó)科學(xué)院院士及英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。沃森還與其他科學(xué)家一起發(fā)起了“人類(lèi)基因組計(jì)劃(HumanGenomeProject,HGP)”。34《核酸的分子結(jié)構(gòu)—脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》發(fā)表克里克則回到蛋白質(zhì)研究工作上，此外，他還研究遺傳密碼，并提出了遺傳的中心法則(Centraldogma)；1977年，克里克到加州的一個(gè)研究所，專(zhuān)注研究生命現(xiàn)象中的“意識(shí)的性質(zhì)和起源”。2003年，他還在《自然神經(jīng)學(xué)》上發(fā)表論文，研究人類(lèi)意識(shí)產(chǎn)生的神經(jīng)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。35克里克則回到蛋白質(zhì)研究工作上，此外，他還研究遺傳密在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，20世紀(jì)70年代初興起的基因工程，已在生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)中應(yīng)用。傳統(tǒng)的遺傳學(xué)也以嶄新的面貌向前發(fā)展。以體細(xì)胞遺傳學(xué)為基礎(chǔ)的細(xì)胞工程，特別是克隆技術(shù)更為人們所注目。20世紀(jì)末成體干細(xì)胞(adultstemcells)研究取得突破性進(jìn)展，被評(píng)為美國(guó)1999年十大科技成果之首位。36在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，20世紀(jì)70年代初興

2003年4月14日，美國(guó)、英國(guó)、日本、法國(guó)、德國(guó)和中國(guó)政府的首腦，驕傲地向全世界宣布：“我們六國(guó)的科學(xué)家已完成了人類(lèi)生命的分子指南—由30億個(gè)堿基對(duì)組成的人類(lèi)基因組DNA的關(guān)鍵序列圖”。人類(lèi)“生命天書(shū)”全部章節(jié)的解讀，適逢DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)表五十周年。五十年前的這個(gè)月，沃森和克里克這一里程碑的發(fā)現(xiàn)，使基因科學(xué)與生物技術(shù)取得了舉世矚目的進(jìn)展。五十年后，“國(guó)際人類(lèi)基因組測(cè)序協(xié)作組”公布了人類(lèi)基因組序列信息，人類(lèi)基因組是全人類(lèi)的共同財(cái)富和遺產(chǎn)。372003年4月14日，美國(guó)、英國(guó)、日本、法國(guó)、德

人類(lèi)基因組序列圖不僅奠定了人類(lèi)認(rèn)識(shí)自我的基石，推動(dòng)了生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)的革命性進(jìn)展，而且為全人類(lèi)的健康帶來(lái)了福音，使我們向著更加幸福的未來(lái)邁出了意義非凡的下一步?？梢?jiàn)沃森和克里克50年前的發(fā)現(xiàn)，對(duì)整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展做出了多么大的貢獻(xiàn)，然而，又有誰(shuí)能預(yù)料：在今后的50年中，還會(huì)出現(xiàn)什么樣的奇跡！38人類(lèi)基因組序列圖不僅奠定了人類(lèi)認(rèn)識(shí)自我的基石生物學(xué)進(jìn)入基因組(Genome)時(shí)代39生物學(xué)進(jìn)入基因組(Genome)時(shí)代39人類(lèi)基因組包括分布于人46條染色體30億核苷酸的30,000-35,000個(gè)基因。人類(lèi)基因組計(jì)劃最終目的是測(cè)定基因組的全部序列，弄清整個(gè)基因組的的結(jié)構(gòu)、功能及其表達(dá)產(chǎn)物，徹底了解人類(lèi)生命活動(dòng)本質(zhì)。40人類(lèi)基因組包括分布于人46條染色體30億核苷酸的30,000這一計(jì)劃的科學(xué)意義重大，可與產(chǎn)生原子彈的曼哈頓工程和人類(lèi)登月阿波羅飛行任務(wù)相媲美，是當(dāng)前國(guó)際生物學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)一項(xiàng)引人注目的工程，是人類(lèi)自然科學(xué)史上最重大的研究項(xiàng)目之一，將推動(dòng)整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展。41這一計(jì)劃的科學(xué)意義重大，可與產(chǎn)生原子彈的曼哈頓工程和人類(lèi)登月人類(lèi)基因組計(jì)劃的意義生物與醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究基因診斷、基因療法、基因藥物帶動(dòng)一批高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展42人類(lèi)基因組計(jì)劃的意義生物與醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究42人類(lèi)基因組計(jì)劃的啟動(dòng)1985年，美國(guó)能源部（DepartmentofEnergy,DOE）提出，要將共包含約3×109堿基對(duì)的人類(lèi)基因組全部堿基序列分析清楚；1986年，美國(guó)宣布啟動(dòng)“人類(lèi)基因組計(jì)劃（HumanGenomeProject,HGP）”。43人類(lèi)基因組計(jì)劃的啟動(dòng)1985年，美國(guó)能源部（Departme人類(lèi)基因組計(jì)劃的發(fā)展1999年12月1日，首條人類(lèi)染色體完成測(cè)序，人類(lèi)第22號(hào)染色體DNA全序列測(cè)定宣布完成。2000年4月6日，美國(guó)Celera遺傳信息公司宣布，該公司已破譯出一名實(shí)驗(yàn)者的完整遺傳密碼。2000年5月，科學(xué)家聚集美國(guó)冷泉港，宣布人類(lèi)基因組草圖的完成。44人類(lèi)基因組計(jì)劃的發(fā)展1999年12月1日，首條人類(lèi)染色體完成6國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)家人類(lèi)基因組中心主要研究比例美國(guó)：WASH＆MIT等7家研究中心，貢獻(xiàn)率為54％。英國(guó)：SANGER一家研究中心，貢獻(xiàn)率為33％。日本：RIKEN等兩家研究中心，貢獻(xiàn)率為7％。法國(guó)：GENOSCOPE研究中心，貢獻(xiàn)率為2.8％。德國(guó)：IMB等3家研究中心，貢獻(xiàn)率為2.2％。中國(guó)：北京華大研究中心、國(guó)家南北方基因研究中心等三家，貢獻(xiàn)率為1％。456國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)家人類(lèi)基因組中心主要研究比例美國(guó)：WASH二000年六月二十六日克林頓宣布人類(lèi)基因組草圖繪制完成46二000年六月二十六日克林頓宣布46這是人類(lèi)基因組計(jì)劃首席科學(xué)家、美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組研究所所長(zhǎng)弗朗西斯·柯林斯在介紹情況。47這是人類(lèi)基因組計(jì)劃首席科學(xué)家、美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組人類(lèi)基因組草圖基本信息由31.65億bp組成含3~3.5萬(wàn)基因與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的基因占2%人類(lèi)基因組人類(lèi)蛋白質(zhì)61%與果蠅同源43%與線(xiàn)蟲(chóng)同源46%與酵母同源48人類(lèi)基因組草圖基本信息由31.65億bp組成人類(lèi)基因組人類(lèi)蛋人類(lèi)基因組研究成果表明基因數(shù)量少得驚人人類(lèi)基因組中存在“熱點(diǎn)”和大片“荒漠”三分之一為“垃圾”DNA種族歧視毫無(wú)根據(jù)男性基因突變比例更高49人類(lèi)基因組研究成果表明基因數(shù)量少得驚人49中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃1993年，中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃（CHGP）啟動(dòng)，首先開(kāi)展了“中華民族基因組中若干位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)的研究”。1997年，我國(guó)啟動(dòng)了“重大疾病相關(guān)基因的定位、克隆、結(jié)構(gòu)與功能研究”項(xiàng)目。之后，在上海和北京相繼成立國(guó)家人類(lèi)基因組南、北兩個(gè)中心。50中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃1993年，中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃（CHGP）中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃研究成果1%測(cè)序任務(wù)，第三條染色體3000萬(wàn)bp精確度99.99%發(fā)現(xiàn)142個(gè)基因，其中80個(gè)為預(yù)測(cè)基因51中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃研究成果1%測(cè)序任務(wù)，第三條染色體3000人類(lèi)基因組計(jì)劃1%測(cè)序中國(guó)實(shí)驗(yàn)室52人類(lèi)基因組計(jì)劃1%測(cè)序中國(guó)實(shí)驗(yàn)室52后基因組時(shí)代序幕拉開(kāi)

哈佛大學(xué)科學(xué)家麥克貝斯說(shuō)，人類(lèi)基因組圖譜并沒(méi)有告訴我們所有基因的“身份”以及它們所編碼的蛋白質(zhì)。人體內(nèi)真正發(fā)揮作用的是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)扮演著構(gòu)筑生命大廈的“磚塊”角色，其中可能藏著開(kāi)發(fā)疾病診斷方法和新藥的“鑰匙”。53后基因組時(shí)代序幕拉開(kāi)哈佛大學(xué)科學(xué)家麥克貝斯說(shuō)，人類(lèi)基因組:人類(lèi)細(xì)胞中的全部基因蛋白組:由全套基因組編碼控制的蛋白質(zhì)藥物基因組:即為一個(gè)病人的基因組對(duì)單個(gè)藥物反應(yīng)的相互關(guān)系人類(lèi)基因組、蛋白組和藥物基因組是生命科學(xué)研究路上的三個(gè)階段54基因組:人類(lèi)細(xì)胞中的全部基因545555人類(lèi)疾病基因治療56人類(lèi)疾病基因治療56

基因治療概念：向靶細(xì)胞或組織引入外院性DNA或RNA片段，糾正或補(bǔ)償基因缺陷，關(guān)閉或抑制異常表達(dá)基因以達(dá)到治療目的。

基本思想：使變異基因和表達(dá)異?；蜃?yōu)檎；蚝驼１磉_(dá)基因，從根本上治愈遺傳疾病。一、基因治療的基本概念57基因治療概念：向靶細(xì)胞或組織引入外院性DNA例：1973年第一例人體實(shí)驗(yàn)1978年第二例基因治療實(shí)驗(yàn)基因治療動(dòng)物實(shí)驗(yàn)廣泛開(kāi)展DrAnderson（1980）首先闡明基因治療前景和發(fā)展方向Rosenberg（1990）利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將基因?qū)肽[瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL），并將TIF輸回體內(nèi)，TIF集中在腫瘤部位，表達(dá)neoR。58例：1973年第一例人體實(shí)驗(yàn)58

1990年9月14日：第一例正式批準(zhǔn)的基因治療實(shí)驗(yàn)開(kāi)始進(jìn)行（美國(guó)，世界上開(kāi)展基因治療最早的國(guó)家）大規(guī)模進(jìn)行基因治療臨床實(shí)驗(yàn)必須經(jīng)歷以下階段：體外試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)I期臨床試驗(yàn)——6---10名志愿者II期臨床試驗(yàn)——20---30名志愿者III期臨床試驗(yàn)——充分分析療效、安全性中國(guó)：1991年7月開(kāi)始進(jìn)行基因治療試驗(yàn)591990年9月14日：第一例正式批準(zhǔn)的基因治二、基因治療的方法與應(yīng)用靶細(xì)胞(基因治療的對(duì)象):體細(xì)胞和性細(xì)胞（美國(guó)政府1985年規(guī)定，目前治療僅限于體細(xì)胞）

目前基因治療的主要方法：體外——原位基因治療；體內(nèi)基因治療；反義基因治療法；核酶基因治療。60二、基因治療的方法與應(yīng)用目前基因治療的主要方法：體外—1：體外原位治療

步驟：從患著體內(nèi)取出基因缺陷細(xì)胞體外培養(yǎng)——通過(guò)基因轉(zhuǎn)移進(jìn)行基因修正（逆轉(zhuǎn)錄病毒載體）——培養(yǎng)和選擇修正后細(xì)胞——通過(guò)細(xì)胞融合或移植轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)611：體外原位治療步驟：從患著體內(nèi)取出基因缺陷細(xì)胞體外培養(yǎng)—影響因素：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否成熟、轉(zhuǎn)入基因表達(dá)基因?qū)ぐ屑夹g(shù)：基因定點(diǎn)整合技術(shù)應(yīng)用舉例：SCID基因治療；轉(zhuǎn)基因肝細(xì)胞治療LDLR；基因突變；血管平滑肌細(xì)胞。62影響因素：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否成熟、轉(zhuǎn)入基因表達(dá)622：體內(nèi)基因治療——將基因轉(zhuǎn)入特定組織載體：腺病毒、庖疹病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒等示例：肌肉萎縮癥、囊性纖維化632：體內(nèi)基因治療——將基因轉(zhuǎn)入特定組織63方法：引入反義基因序列存在問(wèn)題：安全性、專(zhuān)一性、穩(wěn)定性反義藥物轉(zhuǎn)移方法：直接注射法、載體導(dǎo)入法、受體介導(dǎo)法3：反義療法——通過(guò)阻遏或降低基因表達(dá)進(jìn)行治療64方法：引入反義基因序列3：反義療法——通過(guò)阻遏或降低基因表達(dá)4：通過(guò)核酶基因治療核酶：具有酶活性的核酸分子。核酶功能：治療應(yīng)用舉例：核酶運(yùn)載系統(tǒng)與表達(dá)系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：核酶為RNA，免疫原性小，核酶分子較小，操作方便654：通過(guò)核酶基因治療核酶：具有酶活性的核酸分子。65三：基因治療應(yīng)用實(shí)例1：癌癥基因治療治療基因分類(lèi)：直接殺傷或抑制癌細(xì)胞基因（抑癌基因、細(xì)胞雕亡基因、癌基因反義序列）；提高免疫系統(tǒng)功能基因（細(xì)胞因子基因）；多種藥物耐藥基因基因?qū)敕椒ǎ和渌蛑委煈?yīng)用舉例：66三：基因治療應(yīng)用實(shí)例1：癌癥基因治療662：AIDS基因治療672：AIDS基因治療67HIV簡(jiǎn)介：1986年，美國(guó)發(fā)現(xiàn)首例AIDS患者，病原體HIV（I型）為逆轉(zhuǎn)錄病毒科，慢病毒屬。一般認(rèn)為起源與中非地區(qū)。傳播途徑：血液、性、母嬰垂直傳播潛伏期：平均7—8年，潛伏期內(nèi)有大量病毒繁殖復(fù)制。68HIV簡(jiǎn)介：1986年，美國(guó)發(fā)現(xiàn)首例AIDS患者，病原體HI

HIV生活史69HIV生活史69AIDS治療藥物：雞尾酒療法目前幾種新的AIDS治療方向：反義療法；HIV疫苗

70AIDS治療藥物：雞尾酒療法四：基因治療的發(fā)展前景1基因治療存在的技術(shù)問(wèn)題：多基因調(diào)控復(fù)雜，技術(shù)難度大有賴(lài)與基因組計(jì)劃進(jìn)展；病毒載體問(wèn)題。2：基因治療引起的倫理學(xué)與社會(huì)問(wèn)題

后果無(wú)法預(yù)料；延長(zhǎng)人類(lèi)壽命，謀求不正當(dāng)利益，引入生殖細(xì)胞決定權(quán)問(wèn)題等71四：基因治療的發(fā)展前景1基因治療存在的技術(shù)問(wèn)題：2：基因3：基因治療的前景

轉(zhuǎn)移基因調(diào)控問(wèn)題；導(dǎo)入基因不被宿主細(xì)胞降解723：基因治療的前景724.基因研究對(duì)醫(yī)學(xué)的影響進(jìn)一步闡明人類(lèi)基因在時(shí)空特異表達(dá)和調(diào)控機(jī)制，從而推動(dòng)發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、發(fā)展，揭示細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育、人類(lèi)思維、記憶等復(fù)雜高級(jí)生命活動(dòng)的分子基礎(chǔ)。向人們提供不同種族、不同民族起源、演進(jìn)強(qiáng)有力的分子證據(jù)，帶動(dòng)民族學(xué)和種族學(xué)研究發(fā)展。在人類(lèi)疾病分子治療、預(yù)防方面做出特別貢獻(xiàn)。如獲得人類(lèi)疾病發(fā)病分子機(jī)制、設(shè)計(jì)治療方案，使人們?cè)谠\斷、基因治療、遺傳保健、優(yōu)生優(yōu)育等方面建立全新醫(yī)學(xué)，提高人類(lèi)壽命。734.基因研究對(duì)醫(yī)學(xué)的影響進(jìn)一步闡明人類(lèi)基因在時(shí)5.基因資源保護(hù)：

中國(guó)國(guó)務(wù)院辦公廳1998年9月轉(zhuǎn)發(fā)科技部、衛(wèi)生部《人類(lèi)遺傳資源管理站行辦法》，保護(hù)我國(guó)基因資源。745.基因資源保護(hù)：中國(guó)國(guó)務(wù)院辦公廳1998年9月基因爭(zhēng)奪戰(zhàn)的原因：1：人類(lèi)基因資源只有一套，為有限資源不能再生，誰(shuí)先發(fā)現(xiàn)基因即可通過(guò)申請(qǐng)專(zhuān)利獲得保護(hù)。2：知識(shí)產(chǎn)權(quán)之戰(zhàn)：人類(lèi)基因只有5%對(duì)認(rèn)識(shí)疾病有意義，1%有巨大開(kāi)發(fā)前景。包括生產(chǎn)基因藥物、直接利用基因治療遺傳疾病、解釋或闡明發(fā)病機(jī)制，開(kāi)發(fā)出治療藥物。一個(gè)基因開(kāi)發(fā)出來(lái)其轉(zhuǎn)讓費(fèi)高達(dá)千萬(wàn)至數(shù)億美圓。3：中國(guó)為基因研究的風(fēng)水寶地。人口眾多、56個(gè)民族歷史悠久、徒遷率低、城鄉(xiāng)差異顯著、家族隔離群最多，基因家系保存完好，能準(zhǔn)確提供保健與疾病、城市與鄉(xiāng)村人類(lèi)遷移系鋪?zhàn)罴涯Ｐ汀?5基因爭(zhēng)奪戰(zhàn)的原因：75干細(xì)胞研究與發(fā)展前景76干細(xì)胞研究與發(fā)展前景76

長(zhǎng)期以來(lái)，人類(lèi)一直在研究和尋找能治愈各種疾病、抗衰老甚至長(zhǎng)生不老的方法。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是干細(xì)胞的研究，人類(lèi)的這些幻想正在逐步變成現(xiàn)實(shí)。1998年，美國(guó)《科學(xué)》雜志將干細(xì)胞的研究成果列在十大科學(xué)進(jìn)展的首位。77長(zhǎng)期以來(lái)，人類(lèi)一直在研究和尋找能治愈各種疾病、細(xì)胞是機(jī)體組成的基本單位細(xì)胞細(xì)胞群組織機(jī)體78細(xì)胞是機(jī)體組成的基本單位細(xì)胞細(xì)胞群組織機(jī)體78干細(xì)胞的定義

干細(xì)胞(Stemcell)即起源細(xì)胞。在細(xì)胞的分化過(guò)程中，細(xì)胞往往由于高度化分而完全失去了再分裂的能力，最終衰老死亡。機(jī)體在發(fā)展適應(yīng)過(guò)程中為了彌補(bǔ)這一不足，保留了一部分未分化的原始細(xì)胞。因此，干細(xì)胞是一類(lèi)具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞。79干細(xì)胞的定義干細(xì)胞(Stemcell)即起干細(xì)胞的分類(lèi)全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞單能干細(xì)胞按分化潛能按發(fā)育狀態(tài)胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞80干細(xì)胞的分類(lèi)全能干細(xì)胞按分化潛能按發(fā)育狀態(tài)胚胎干細(xì)胞808181胚胎干細(xì)胞ES細(xì)胞是一種高度未分化細(xì)胞。它具有發(fā)育的全能性，能分化出成體動(dòng)物的所有組織和器官，包括生殖細(xì)胞。研究和利用ES細(xì)胞是當(dāng)前生物工程領(lǐng)域的核心問(wèn)題之一。在未來(lái)幾年，ES細(xì)胞移植和其它先進(jìn)生物技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用很可能在移植醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引發(fā)革命性進(jìn)步。82胚胎干細(xì)胞ES細(xì)胞是一種高度未分化細(xì)胞。它具有發(fā)育的全能性，成體干細(xì)胞

成年動(dòng)物的許多組織和器官，比如表皮和造血系統(tǒng)，具有修復(fù)和再生的能力。成體干細(xì)胞在其中起著關(guān)鍵的作用。在特定條件下，成體干細(xì)胞或者產(chǎn)生新的干細(xì)胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能細(xì)胞，從而使組織和器官保持生長(zhǎng)和衰退的動(dòng)態(tài)平衡。83成體干細(xì)胞成年動(dòng)物的許多組織和器官，干細(xì)胞的用途治療遺傳性疾病和惡性腫瘤。以干細(xì)胞為種子培育成某些組織和器官，用于移植醫(yī)學(xué)。抗衰老，延年益壽。84干細(xì)胞的用途治療遺傳性疾病和惡性腫瘤。84干細(xì)胞工程

核移植去核胚胎干細(xì)胞組裝胚胎干細(xì)胞組織干細(xì)胞各種組織器官體外誘導(dǎo)培養(yǎng)85干細(xì)胞工程核移植去核胚胎干細(xì)胞組裝胚胎干細(xì)胞組織干細(xì)胞各種干細(xì)胞治療的進(jìn)展科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到干細(xì)胞可能成為一種“拯救生命”的有效的疾病治療手段。例如：小劑量純化的造血干細(xì)胞足可使患者骨髓再生，可以避免腫瘤病人進(jìn)行自體骨髓移植時(shí)所致的瘤細(xì)胞（尤其是白血病細(xì)胞）污染。又例如：成熟的神經(jīng)系統(tǒng)中存在的干細(xì)胞，在某些因素誘導(dǎo)作用下，可增殖和定向分化，給神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕喜。?、骨髓損傷患者帶來(lái)新的希望。86干細(xì)胞治療的進(jìn)展科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到干細(xì)胞可能成為一種“拯救生命”造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞是體內(nèi)各種血細(xì)胞的唯一來(lái)源，它主要存在于骨髓、外周血、臍帶血中。造血干細(xì)胞的移植是治療血液系統(tǒng)疾病、先天性遺傳疾病以及多發(fā)性轉(zhuǎn)移性腫瘤疾病的最有效方法。與骨髓移植和外周血干細(xì)胞移植相比，臍血干細(xì)胞移植的長(zhǎng)處在于無(wú)來(lái)源的限制，對(duì)HLA配型要求不高，不易受病毒或腫瘤的污染。87造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞是體內(nèi)各種血細(xì)胞的唯一來(lái)源，它主要存在于神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞的研究尚處初級(jí)階段。理論上講，任何一種中樞神經(jīng)疾病都可歸結(jié)為神經(jīng)干細(xì)胞功能的紊亂。給帕金森氏綜合癥患者的腦內(nèi)移植含有多巴胺生成細(xì)胞的神經(jīng)細(xì)胞，可治愈部分患者的癥狀。88神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞的研究尚處初級(jí)階段。理論上講，任何一種中克隆技術(shù)的發(fā)展克隆來(lái)源與英語(yǔ)“clone”或“cloning”的音譯，曾譯為無(wú)性生殖或無(wú)性繁殖，即由同一個(gè)祖先細(xì)胞分裂而形成的純細(xì)胞系，這個(gè)細(xì)胞系每個(gè)細(xì)胞的基因彼此是相同的?？寺〖夹g(shù)第一個(gè)發(fā)展時(shí)期—微生物克隆?？寺〖夹g(shù)第二個(gè)發(fā)展時(shí)期—生物技術(shù)克隆?？寺〖夹g(shù)第三個(gè)發(fā)展時(shí)期—?jiǎng)游锟寺　?9克隆技術(shù)的發(fā)展克隆來(lái)源與英語(yǔ)“clone”或“cloningQ&A問(wèn)答環(huán)節(jié)

敏而好學(xué)，不恥下問(wèn)。

學(xué)問(wèn)學(xué)問(wèn)，邊學(xué)邊問(wèn)。

He

is

quick

and

eager

to

learn.

Learning

is

learning

and

asking.90Q&A問(wèn)答環(huán)節(jié)

敏而好學(xué)，不恥下問(wèn)。

學(xué)問(wèn)學(xué)問(wèn)，邊學(xué)邊問(wèn)。

結(jié)束語(yǔ)

CONCLUSION

感謝參與本課程，也感激大家對(duì)我們工作的支持與積極的參與。課程后會(huì)發(fā)放課程滿(mǎn)意度評(píng)估表，如果對(duì)我們課程或者工作有什么建議和意見(jiàn)，也請(qǐng)寫(xiě)在上邊，來(lái)自于您的聲音是對(duì)我們最大的鼓勵(lì)和幫助，大家在填寫(xiě)評(píng)估表的同時(shí)，也預(yù)祝各位步步高升，真心期待著再次相會(huì)！91結(jié)束語(yǔ)

CONCLUSION

感謝參與本課程，也感激大家對(duì)我最后、感謝您的到來(lái)·講師：XXXX·時(shí)間：202X.XX.XX92最后、感謝您的到來(lái)9221世紀(jì)生命科學(xué)的熱點(diǎn)9321世紀(jì)生命科學(xué)的熱點(diǎn)1010203概況三點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容整體概況概況一點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容概況二點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容94010203概況三整體概況概況一概況二2人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、氣候異常、疾病肆虐。95人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、氣候異常

醫(yī)藥衛(wèi)生（醫(yī)藥生物技術(shù)）

生命科學(xué)農(nóng)林牧漁（農(nóng)業(yè)生物技術(shù)）環(huán)境保護(hù)（環(huán)境生物技術(shù)）964

二十一世紀(jì)是現(xiàn)代生物科學(xué)的世紀(jì)，統(tǒng)計(jì)美國(guó)“科學(xué)引文索引（SCI）”收錄的4500余種學(xué)術(shù)刊物，發(fā)現(xiàn)有2350種左右為生物科學(xué)相關(guān)雜志！統(tǒng)計(jì)全世界引用指數(shù)（Impactfactor）在10以上的超一流學(xué)術(shù)刊物，也發(fā)現(xiàn)80%左右是生物科學(xué)相關(guān)刊物。97二十一世紀(jì)是現(xiàn)代生物科學(xué)的世紀(jì)，統(tǒng)計(jì)美國(guó)“引用指數(shù)在10以上的超一流刊物分科比較98引用指數(shù)在10以上的超一流刊物分科比較6人類(lèi)基因組計(jì)劃（HGP）干細(xì)胞研究與發(fā)展前景克隆技術(shù)的發(fā)展99人類(lèi)基因組計(jì)劃（HGP）干細(xì)胞研究與發(fā)展前景克隆人類(lèi)基因組計(jì)劃HumanGenomeProject100人類(lèi)基因組計(jì)劃HumanGenomeProject81019染色體（Chromosome）

細(xì)胞有絲分裂時(shí)出現(xiàn)的、易被堿性染料著色的絲狀或棒狀小體、由細(xì)長(zhǎng)的染色質(zhì)纖絲盤(pán)旋折疊而成。染色體由核酸和蛋白質(zhì)組成，是遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。各種生物的染色體有一定的數(shù)目、形狀和大小，人染色體有46條。102染色體（Chromosome）細(xì)胞有絲分裂時(shí)出現(xiàn)的、Chromosome染色體Karyotype染色體組型10311核酸（Nucleicacid）核酸是一類(lèi)由核苷酸組成的生物大分子正常生理狀態(tài)細(xì)胞內(nèi)含有兩種類(lèi)型的核酸—DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）每一個(gè)核苷酸又由3個(gè)基本亞單位：堿基、戊糖環(huán)（脫氧戊糖環(huán)）和磷酸基團(tuán)。104核酸（Nucleicacid）核酸是一類(lèi)由核苷酸組成的生物Nucleicacid核酸DNA

脫氧核糖核酸RNA核糖核酸10513Gene基因Nucleotide核苷酸106Gene基因Nucleotide核苷酸14基因(Gene)基因（gene）是1909年丹麥生物學(xué)家W.Johannsen根據(jù)希臘文“給予生命”之意創(chuàng)造的?，F(xiàn)代分子生物學(xué)的基因概念：合成有功能的蛋白質(zhì)或RNA所必需的全部DNA序列（除部分病毒RNA），即一個(gè)基因不僅包括編碼蛋白質(zhì)或RNA的核酸序列，還應(yīng)包括為保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)控序列。107基因(Gene)基因（gene）是1909年丹麥生物學(xué)家W.揭開(kāi)生命之謎的里程碑

-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)108揭開(kāi)生命之謎的里程碑

DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一，它為現(xiàn)代分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究開(kāi)辟了新紀(jì)元!109DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一，它171953年4月25日，Nature發(fā)表了Watson和Crick的短文—“Molecularstructureofnucleicacids”，提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。這是現(xiàn)代遺傳學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)發(fā)展歷程中的重要里程碑。他們與Wilkins分享了1962年度諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。1101953年4月25日，Nature發(fā)表了WaDNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型111DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型19人生歷程科學(xué)家之奠基石！112人生歷程20

沃森1928年4月6日出生于美國(guó)芝加哥的伊利諾斯一個(gè)圣公會(huì)教徒的家庭。沃森的父親崇尚有思想的人，喜歡各類(lèi)哲學(xué)書(shū)籍，沃森卻喜歡科學(xué)類(lèi)書(shū)，他夢(mèng)想成為科學(xué)家。1943年沃森進(jìn)入芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)物學(xué)。聆聽(tīng)當(dāng)時(shí)世界上最優(yōu)秀的基因?qū)W家斯沃爾·萊特的講課，基因的概念也融入他的腦海，使他作出了一生最重要的決定，把基因的研究作為一生的主要研究目標(biāo)。113沃森1928年4月6日出生于美國(guó)芝加哥的伊利諾斯1947年，沃森從芝加哥大學(xué)畢業(yè)并獲得理學(xué)學(xué)士，到印地安那州立大學(xué)從事研究工作，用X-射線(xiàn)進(jìn)行噬菌體研究，三年后獲得動(dòng)物學(xué)博士學(xué)位。1951年秋，沃森赴歐洲的哥本哈根，進(jìn)行了一年基因轉(zhuǎn)移的研究，并未獲得令人振奮的結(jié)果。后又轉(zhuǎn)往劍橋大學(xué)卡文迪希實(shí)驗(yàn)室，在那里沃森結(jié)識(shí)了比他年長(zhǎng)的克里克。1141947年，沃森從芝加哥大學(xué)畢業(yè)并獲得理學(xué)學(xué)士，到克里克1916年6月8日出生于英國(guó)的北安普敦一個(gè)中產(chǎn)階級(jí)家庭，一家人信奉基督教，星期天早上都會(huì)上教堂。12歲起，克里克由于對(duì)科學(xué)日漸增長(zhǎng)興趣，使他對(duì)基督教慢慢產(chǎn)生懷疑，成為一個(gè)無(wú)神傾向的懷疑者。克里克后來(lái)回憶說(shuō)：“毫無(wú)疑問(wèn)，對(duì)基督教失去信仰，對(duì)科學(xué)的逐漸執(zhí)著，是我科學(xué)生涯的關(guān)鍵一部分”。115克里克1916年6月8日出生于英國(guó)的北安普敦一個(gè)1937年，克里克倫敦大學(xué)畢業(yè)，繼續(xù)攻讀物理學(xué)博士。1939年二戰(zhàn)爆發(fā)，在英國(guó)海軍總部實(shí)驗(yàn)室工作了8年。1947年，到以結(jié)晶技術(shù)研究巨分子結(jié)構(gòu)著稱(chēng)的劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)研究中心實(shí)驗(yàn)室，在那里，他對(duì)X光衍射模式解釋生物大分子產(chǎn)生了濃厚的興趣。但直到1951年沃森到劍橋之后，他才真正開(kāi)始進(jìn)行DNA的研究。1161937年，克里克倫敦大學(xué)畢業(yè)，繼續(xù)攻讀物理學(xué)博科學(xué)家的合作典范創(chuàng)造偉大的科學(xué)成就!117科學(xué)家的合作典范25沃森和克里克在一起118沃森和克里克在一起2623歲的沃森和35歲的克里克兩位年輕人都不是資深的生物學(xué)家。當(dāng)時(shí)，威爾金斯和富林克林根據(jù)X射線(xiàn)衍射研究，已經(jīng)知道了DNA分子由許多亞單位堆積而成，而且DNA分子是長(zhǎng)鏈的多聚體，其直徑保持恒定不變。化學(xué)家鮑林也通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)螺旋的研究，認(rèn)為大多數(shù)已知蛋白質(zhì)中的多肽鏈會(huì)自動(dòng)卷曲成螺旋狀。11923歲的沃森和35歲的克里克兩位年輕人都不是資沃森和克里克對(duì)DNA的分子結(jié)構(gòu)并沒(méi)有做許多的實(shí)驗(yàn)工作，他們最大限度地吸取了威爾金斯、富蘭克林和鮑林的研究結(jié)果。1951年秋，在意大利的一次學(xué)術(shù)會(huì)議上，從富蘭克林拍攝的一張高清晰度的DNA晶體的X射線(xiàn)衍射照片中領(lǐng)悟到了DNA的結(jié)構(gòu)是兩條以磷酸核糖為骨架的鏈相互纏繞形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。120沃森和克里克對(duì)DNA的分子結(jié)構(gòu)并沒(méi)有做許多的實(shí)根據(jù)理論上的研究成果建立模型，再用X射線(xiàn)衍射結(jié)構(gòu)來(lái)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，從而否定了DNA的單螺旋與三螺旋，正確地提出了雙螺旋模型。121根據(jù)理論上的研究成果建立模型，再用X射線(xiàn)衍射結(jié)構(gòu)來(lái)為什么維爾金斯和富蘭克林自己不能從積累的數(shù)據(jù)中整理出雙螺旋模型？他認(rèn)為，他用X射線(xiàn)分析DNA晶體并得到一些數(shù)據(jù)是應(yīng)該的，因?yàn)樗俏锢韺W(xué)家，沒(méi)能用這些數(shù)據(jù)提出雙螺旋分子結(jié)構(gòu)模型，因?yàn)樗皇巧飳W(xué)家。他還提到，沃森和克里克在論文定稿時(shí)，請(qǐng)他簽名，他婉言謝絕了。12230維爾金斯感到，沃森和克里克用他們的數(shù)據(jù)提出了雙螺旋模型是十分欣慰的事。鮑林也盛贊道：“雙螺旋的發(fā)現(xiàn)和由此發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的發(fā)展是過(guò)去100年間生物科學(xué)對(duì)生命理解上的最偉大的進(jìn)步”。12331

DNA雙螺旋模型的確定是許多遺傳學(xué)家、生物化學(xué)家、物理學(xué)家歷經(jīng)了近百年探索的成果，最后又與沃森和克里克的才智相結(jié)合才完成此偉業(yè)。DNA雙螺旋的提出是人類(lèi)科技史上合作的典范。12432科學(xué)之路永無(wú)止境生命科學(xué)將創(chuàng)造更大的奇跡!125科學(xué)之路永無(wú)止境33《核酸的分子結(jié)構(gòu)—脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》發(fā)表之后，年輕的沃森回到哈佛大學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室，1961年成為教授，任職至1976年。1968年起，還任紐約長(zhǎng)島冷泉港實(shí)驗(yàn)室主任。沃森也是美國(guó)科學(xué)院院士及英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。沃森還與其他科學(xué)家一起發(fā)起了“人類(lèi)基因組計(jì)劃(HumanGenomeProject,HGP)”。126《核酸的分子結(jié)構(gòu)—脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》發(fā)表克里克則回到蛋白質(zhì)研究工作上，此外，他還研究遺傳密碼，并提出了遺傳的中心法則(Centraldogma)；1977年，克里克到加州的一個(gè)研究所，專(zhuān)注研究生命現(xiàn)象中的“意識(shí)的性質(zhì)和起源”。2003年，他還在《自然神經(jīng)學(xué)》上發(fā)表論文，研究人類(lèi)意識(shí)產(chǎn)生的神經(jīng)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。127克里克則回到蛋白質(zhì)研究工作上，此外，他還研究遺傳密在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，20世紀(jì)70年代初興起的基因工程，已在生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)中應(yīng)用。傳統(tǒng)的遺傳學(xué)也以嶄新的面貌向前發(fā)展。以體細(xì)胞遺傳學(xué)為基礎(chǔ)的細(xì)胞工程，特別是克隆技術(shù)更為人們所注目。20世紀(jì)末成體干細(xì)胞(adultstemcells)研究取得突破性進(jìn)展，被評(píng)為美國(guó)1999年十大科技成果之首位。128在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，20世紀(jì)70年代初興

2003年4月14日，美國(guó)、英國(guó)、日本、法國(guó)、德國(guó)和中國(guó)政府的首腦，驕傲地向全世界宣布：“我們六國(guó)的科學(xué)家已完成了人類(lèi)生命的分子指南—由30億個(gè)堿基對(duì)組成的人類(lèi)基因組DNA的關(guān)鍵序列圖”。人類(lèi)“生命天書(shū)”全部章節(jié)的解讀，適逢DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)表五十周年。五十年前的這個(gè)月，沃森和克里克這一里程碑的發(fā)現(xiàn)，使基因科學(xué)與生物技術(shù)取得了舉世矚目的進(jìn)展。五十年后，“國(guó)際人類(lèi)基因組測(cè)序協(xié)作組”公布了人類(lèi)基因組序列信息，人類(lèi)基因組是全人類(lèi)的共同財(cái)富和遺產(chǎn)。1292003年4月14日，美國(guó)、英國(guó)、日本、法國(guó)、德

人類(lèi)基因組序列圖不僅奠定了人類(lèi)認(rèn)識(shí)自我的基石，推動(dòng)了生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)的革命性進(jìn)展，而且為全人類(lèi)的健康帶來(lái)了福音，使我們向著更加幸福的未來(lái)邁出了意義非凡的下一步?？梢?jiàn)沃森和克里克50年前的發(fā)現(xiàn)，對(duì)整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展做出了多么大的貢獻(xiàn)，然而，又有誰(shuí)能預(yù)料：在今后的50年中，還會(huì)出現(xiàn)什么樣的奇跡！130人類(lèi)基因組序列圖不僅奠定了人類(lèi)認(rèn)識(shí)自我的基石生物學(xué)進(jìn)入基因組(Genome)時(shí)代131生物學(xué)進(jìn)入基因組(Genome)時(shí)代39人類(lèi)基因組包括分布于人46條染色體30億核苷酸的30,000-35,000個(gè)基因。人類(lèi)基因組計(jì)劃最終目的是測(cè)定基因組的全部序列，弄清整個(gè)基因組的的結(jié)構(gòu)、功能及其表達(dá)產(chǎn)物，徹底了解人類(lèi)生命活動(dòng)本質(zhì)。132人類(lèi)基因組包括分布于人46條染色體30億核苷酸的30,000這一計(jì)劃的科學(xué)意義重大，可與產(chǎn)生原子彈的曼哈頓工程和人類(lèi)登月阿波羅飛行任務(wù)相媲美，是當(dāng)前國(guó)際生物學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)一項(xiàng)引人注目的工程，是人類(lèi)自然科學(xué)史上最重大的研究項(xiàng)目之一，將推動(dòng)整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展。133這一計(jì)劃的科學(xué)意義重大，可與產(chǎn)生原子彈的曼哈頓工程和人類(lèi)登月人類(lèi)基因組計(jì)劃的意義生物與醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究基因診斷、基因療法、基因藥物帶動(dòng)一批高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展134人類(lèi)基因組計(jì)劃的意義生物與醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究42人類(lèi)基因組計(jì)劃的啟動(dòng)1985年，美國(guó)能源部（DepartmentofEnergy,DOE）提出，要將共包含約3×109堿基對(duì)的人類(lèi)基因組全部堿基序列分析清楚；1986年，美國(guó)宣布啟動(dòng)“人類(lèi)基因組計(jì)劃（HumanGenomeProject,HGP）”。135人類(lèi)基因組計(jì)劃的啟動(dòng)1985年，美國(guó)能源部（Departme人類(lèi)基因組計(jì)劃的發(fā)展1999年12月1日，首條人類(lèi)染色體完成測(cè)序，人類(lèi)第22號(hào)染色體DNA全序列測(cè)定宣布完成。2000年4月6日，美國(guó)Celera遺傳信息公司宣布，該公司已破譯出一名實(shí)驗(yàn)者的完整遺傳密碼。2000年5月，科學(xué)家聚集美國(guó)冷泉港，宣布人類(lèi)基因組草圖的完成。136人類(lèi)基因組計(jì)劃的發(fā)展1999年12月1日，首條人類(lèi)染色體完成6國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)家人類(lèi)基因組中心主要研究比例美國(guó)：WASH＆MIT等7家研究中心，貢獻(xiàn)率為54％。英國(guó)：SANGER一家研究中心，貢獻(xiàn)率為33％。日本：RIKEN等兩家研究中心，貢獻(xiàn)率為7％。法國(guó)：GENOSCOPE研究中心，貢獻(xiàn)率為2.8％。德國(guó)：IMB等3家研究中心，貢獻(xiàn)率為2.2％。中國(guó)：北京華大研究中心、國(guó)家南北方基因研究中心等三家，貢獻(xiàn)率為1％。1376國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)家人類(lèi)基因組中心主要研究比例美國(guó)：WASH二000年六月二十六日克林頓宣布人類(lèi)基因組草圖繪制完成138二000年六月二十六日克林頓宣布46這是人類(lèi)基因組計(jì)劃首席科學(xué)家、美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組研究所所長(zhǎng)弗朗西斯·柯林斯在介紹情況。139這是人類(lèi)基因組計(jì)劃首席科學(xué)家、美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組人類(lèi)基因組草圖基本信息由31.65億bp組成含3~3.5萬(wàn)基因與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的基因占2%人類(lèi)基因組人類(lèi)蛋白質(zhì)61%與果蠅同源43%與線(xiàn)蟲(chóng)同源46%與酵母同源140人類(lèi)基因組草圖基本信息由31.65億bp組成人類(lèi)基因組人類(lèi)蛋人類(lèi)基因組研究成果表明基因數(shù)量少得驚人人類(lèi)基因組中存在“熱點(diǎn)”和大片“荒漠”三分之一為“垃圾”DNA種族歧視毫無(wú)根據(jù)男性基因突變比例更高141人類(lèi)基因組研究成果表明基因數(shù)量少得驚人49中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃1993年，中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃（CHGP）啟動(dòng)，首先開(kāi)展了“中華民族基因組中若干位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)的研究”。1997年，我國(guó)啟動(dòng)了“重大疾病相關(guān)基因的定位、克隆、結(jié)構(gòu)與功能研究”項(xiàng)目。之后，在上海和北京相繼成立國(guó)家人類(lèi)基因組南、北兩個(gè)中心。142中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃1993年，中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃（CHGP）中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃研究成果1%測(cè)序任務(wù)，第三條染色體3000萬(wàn)bp精確度99.99%發(fā)現(xiàn)142個(gè)基因，其中80個(gè)為預(yù)測(cè)基因143中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃研究成果1%測(cè)序任務(wù)，第三條染色體3000人類(lèi)基因組計(jì)劃1%測(cè)序中國(guó)實(shí)驗(yàn)室144人類(lèi)基因組計(jì)劃1%測(cè)序中國(guó)實(shí)驗(yàn)室52后基因組時(shí)代序幕拉開(kāi)

哈佛大學(xué)科學(xué)家麥克貝斯說(shuō)，人類(lèi)基因組圖譜并沒(méi)有告訴我們所有基因的“身份”以及它們所編碼的蛋白質(zhì)。人體內(nèi)真正發(fā)揮作用的是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)扮演著構(gòu)筑生命大廈的“磚塊”角色，其中可能藏著開(kāi)發(fā)疾病診斷方法和新藥的“鑰匙”。145后基因組時(shí)代序幕拉開(kāi)哈佛大學(xué)科學(xué)家麥克貝斯說(shuō)，人類(lèi)基因組:人類(lèi)細(xì)胞中的全部基因蛋白組:由全套基因組編碼控制的蛋白質(zhì)藥物基因組:即為一個(gè)病人的基因組對(duì)單個(gè)藥物反應(yīng)的相互關(guān)系人類(lèi)基因組、蛋白組和藥物基因組是生命科學(xué)研究路上的三個(gè)階段146基因組:人類(lèi)細(xì)胞中的全部基因5414755人類(lèi)疾病基因治療148人類(lèi)疾病基因治療56

基因治療概念：向靶細(xì)胞或組織引入外院性DNA或RNA片段，糾正或補(bǔ)償基因缺陷，關(guān)閉或抑制異常表達(dá)基因以達(dá)到治療目的。

基本思想：使變異基因和表達(dá)異常基因變?yōu)檎；蚝驼１磉_(dá)基因，從根本上治愈遺傳疾病。一、基因治療的基本概念149基因治療概念：向靶細(xì)胞或組織引入外院性DNA例：1973年第一例人體實(shí)驗(yàn)1978年第二例基因治療實(shí)驗(yàn)基因治療動(dòng)物實(shí)驗(yàn)廣泛開(kāi)展DrAnderson（1980）首先闡明基因治療前景和發(fā)展方向Rosenberg（1990）利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將基因?qū)肽[瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL），并將TIF輸回體內(nèi)，TIF集中在腫瘤部位，表達(dá)neoR。150例：1973年第一例人體實(shí)驗(yàn)58

1990年9月14日：第一例正式批準(zhǔn)的基因治療實(shí)驗(yàn)開(kāi)始進(jìn)行（美國(guó)，世界上開(kāi)展基因治療最早的國(guó)家）大規(guī)模進(jìn)行基因治療臨床實(shí)驗(yàn)必須經(jīng)歷以下階段：體外試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)I期臨床試驗(yàn)——6---10名志愿者II期臨床試驗(yàn)——20---30名志愿者III期臨床試驗(yàn)——充分分析療效、安全性中國(guó)：1991年7月開(kāi)始進(jìn)行基因治療試驗(yàn)1511990年9月14日：第一例正式批準(zhǔn)的基因治二、基因治療的方法與應(yīng)用靶細(xì)胞(基因治療的對(duì)象):體細(xì)胞和性細(xì)胞（美國(guó)政府1985年規(guī)定，目前治療僅限于體細(xì)胞）

目前基因治療的主要方法：體外——原位基因治療；體內(nèi)基因治療；反義基因治療法；核酶基因治療。152二、基因治療的方法與應(yīng)用目前基因治療的主要方法：體外—1：體外原位治療

步驟：從患著體內(nèi)取出基因缺陷細(xì)胞體外培養(yǎng)——通過(guò)基因轉(zhuǎn)移進(jìn)行基因修正（逆轉(zhuǎn)錄病毒載體）——培養(yǎng)和選擇修正后細(xì)胞——通過(guò)細(xì)胞融合或移植轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)1531：體外原位治療步驟：從患著體內(nèi)取出基因缺陷細(xì)胞體外培養(yǎng)—影響因素：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否成熟、轉(zhuǎn)入基因表達(dá)基因?qū)ぐ屑夹g(shù)：基因定點(diǎn)整合技術(shù)應(yīng)用舉例：SCID基因治療；轉(zhuǎn)基因肝細(xì)胞治療LDLR；基因突變；血管平滑肌細(xì)胞。154影響因素：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否成熟、轉(zhuǎn)入基因表達(dá)622：體內(nèi)基因治療——將基因轉(zhuǎn)入特定組織載體：腺病毒、庖疹病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒等示例：肌肉萎縮癥、囊性纖維化1552：體內(nèi)基因治療——將基因轉(zhuǎn)入特定組織63方法：引入反義基因序列存在問(wèn)題：安全性、專(zhuān)一性、穩(wěn)定性反義藥物轉(zhuǎn)移方法：直接注射法、載體導(dǎo)入法、受體介導(dǎo)法3：反義療法——通過(guò)阻遏或降低基因表達(dá)進(jìn)行治療156方法：引入反義基因序列3：反義療法——通過(guò)阻遏或降低基因表達(dá)4：通過(guò)核酶基因治療核酶：具有酶活性的核酸分子。核酶功能：治療應(yīng)用舉例：核酶運(yùn)載系統(tǒng)與表達(dá)系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：核酶為RNA，免疫原性小，核酶分子較小，操作方便1574：通過(guò)核酶基因治療核酶：具有酶活性的核酸分子。65三：基因治療應(yīng)用實(shí)例1：癌癥基因治療治療基因分類(lèi)：直接殺傷或抑制癌細(xì)胞基因（抑癌基因、細(xì)胞雕亡基因、癌基因反義序列）；提高免疫系統(tǒng)功能基因（細(xì)胞因子基因）；多種藥物耐藥基因基因?qū)敕椒ǎ和渌蛑委煈?yīng)用舉例：158三：基因治療應(yīng)用實(shí)例1：癌癥基因治療662：AIDS基因治療1592：AIDS基因治療67HIV簡(jiǎn)介：1986年，美國(guó)發(fā)現(xiàn)首例AIDS患者，病原體HIV（I型）為逆轉(zhuǎn)錄病毒科，慢病毒屬。一般認(rèn)為起源與中非地區(qū)。傳播途徑：血液、性、母嬰垂直傳播潛伏期：平均7—8年，潛伏期內(nèi)有大量病毒繁殖復(fù)制。160HIV簡(jiǎn)介：1986年，美國(guó)發(fā)現(xiàn)首例AIDS患者，病原體HI

HIV生活史161HIV生活史69AIDS治療藥物：雞尾酒療法目前幾種新的AIDS治療方向：反義療法；HIV疫苗

162AIDS治療藥物：雞尾酒療法四：基因治療的發(fā)展前景1基因治療存在的技術(shù)問(wèn)題：多基因調(diào)控復(fù)雜，技術(shù)難度大有賴(lài)與基因組計(jì)劃進(jìn)展；病毒載體問(wèn)題。2：基因治療引起的倫理學(xué)與社會(huì)問(wèn)題

后果無(wú)法預(yù)料；延長(zhǎng)人類(lèi)壽命，謀求不正當(dāng)利益，引入生殖細(xì)胞決定權(quán)問(wèn)題等163四：基因治療的發(fā)展前景1基因治療存在的技術(shù)問(wèn)題：2：基因3：基因治療的前景

轉(zhuǎn)移基因調(diào)控問(wèn)題；導(dǎo)入基因不被宿主細(xì)胞降解1643：基因治療的前景724.基因研究對(duì)醫(yī)學(xué)的影響進(jìn)一步闡明人類(lèi)基因在時(shí)空特異表達(dá)和調(diào)控機(jī)制，從而推動(dòng)發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、發(fā)展，揭示細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育、人類(lèi)思維、記憶等復(fù)雜高級(jí)生命活動(dòng)的分子基礎(chǔ)。向人們提供不同種族、不同民族起源、演進(jìn)強(qiáng)有力的分子證據(jù)，帶動(dòng)民族學(xué)和種族學(xué)研究發(fā)展。在人類(lèi)疾病分子治療、預(yù)防方面做出特別貢獻(xiàn)。如獲得人類(lèi)疾病發(fā)病分子機(jī)制、設(shè)計(jì)治療方案，使人們?cè)谠\斷、基因治療、遺傳保健、優(yōu)生優(yōu)育等方面建立全新醫(yī)學(xué)，提高人類(lèi)壽命。1654.基因研究對(duì)醫(yī)學(xué)的影響進(jìn)一步闡明人類(lèi)基因在時(shí)5.基因資源保護(hù)：

中國(guó)國(guó)務(wù)院辦公廳1998年9月轉(zhuǎn)發(fā)科技部、衛(wèi)生部《人類(lèi)遺傳資源管理站行辦法》，保護(hù)我國(guó)基因資源。1665.基因資源保護(hù)：中國(guó)國(guó)務(wù)院辦公廳1998年9月基因爭(zhēng)奪戰(zhàn)的原因：1：人類(lèi)基因資源只有一套，為有限資源不能再生，誰(shuí)先發(fā)現(xiàn)基因即可通過(guò)申請(qǐng)專(zhuān)利獲得保護(hù)。2：知識(shí)產(chǎn)權(quán)之戰(zhàn)：人類(lèi)基因只有5%對(duì)認(rèn)識(shí)疾病有意義，1%有巨大開(kāi)發(fā)前景。包括生產(chǎn)基因藥物、直接利用基因治療遺傳疾病、解釋或闡明發(fā)病機(jī)