01绪论

冠状病毒基本结构
SARS冠状病毒其核心为螺旋状排列的RNA及衣壳（N蛋白）组成的核壳 体，其外为包膜。N蛋白是SARS病毒重要结构蛋白，在病毒转录、复制和 成熟中起作用。病毒核酸除编码RNA聚合酶外，编码的主要结构蛋白是N、 S、M、E等蛋白。病毒包膜有E蛋白，表面有两种糖蛋白，即S蛋白和M蛋白。 S蛋白其功能是与细胞受体结合，使细胞发生融合，是SARS冠状病毒侵染 细胞的关键蛋白。M蛋白为跨膜蛋白，参与包膜形成。
1838年，德国植物学家施莱登发表了《植物发生论》指出细胞是构成 植物的基本单位。一年之后，德国动物学家施旺（M· J· Schwarn）也发 表论文指出，动植物都是细胞的集合物。施莱登、施旺共同指出：一切 植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位，这就是 著名的“细胞学说”。
细胞学说创始人:
克隆羊制备原理
已分化的细胞仍具有全能性
实验表明：植入的表皮细胞核如同受精卵的核一样，具有全套基因，在发 育上是全能的；体细胞的分化并非是由于它们丢失了基因或所含的基因不 同，而是分化的细胞各自选择性地“打开”并表达了不同的“奢侈” 基 因
世界上第一只成功克隆的哺乳动物－绵羊多利，因患 进行性肺病医治无效，被其主人罗斯林研究所于日前 （2003年）执行了“安乐死”。早在1999年刚刚三岁的多 利就已经出现了“早衰”症状。由于复制多利的DNA来自一 只六岁成年绵羊，结果造成刚刚出生的多利“基因年龄” 已经不小。克隆羊多利的死引起人们对克隆技术是否安全 的再次怀疑。不过，多利其他方面似乎正常，并生下了六 只小羊羔。
四、现代细胞生物学的兴起（20世纪中 叶~）
• • • • DNA分子的半保留复制（1958） 信息流的“中心法则”（1958） 三联体遗传密码（1961） 20世纪70年代后，DNA重组技术的问世、基因克隆、 DNA核苷酸序列测定等实验使分子生物学成为生命科 学的领先学科。
聚合酶链反应(PCR) 人类基因组计划(HGP) RNA干涉技术(RNAi) 分子细胞生物学(molecular cell biology)
（二）研究实际问题
如组织工程、干细胞、治疗性复制人类胚胎、
生物制药和医用生物学产品等。 组织工程：
目缺损组织或器官的修复主要有三种方法：
自体移植
异体移植 组织代用品 如硅橡胶、不锈钢和镍钛合金
细胞生物学的发展简史
一、细胞学说(cell theory)的创立与形成
细胞的发现来自于显微镜的发明。 1665年 Robert Hook 发现软木塞中蜂窝状小室。 1674年 Leeuwen Hook 观察到真正的活细胞。 1838～1839年Schleiden和Schwann共同提出细胞学说。
细胞生物学研究对象和任务
一、细胞生物学
以细胞为研究对象，应用近代物理学、化学、实验生物 学、生物化学及分子生物学的技术和方法，从显微、亚 显微和分子水平三个层次来研究细胞的结构及其生命活 动规律的科学。
二、研究对象：细胞
四、细胞生物学的研究任务
（一）研究理论问题 1、在形态学上，不仅要了解细胞的显微结构， 而且要探索新的工具和方法观察分析细胞 亚显微结构和分子结构及结构变化过程。 2、功能上，要研究细胞各部分化学组成的动 态变化，阐明细胞与有机体各种生命活动 的现象和规律。
2002年最重要的科学发现之一－RNAi
在多种生物中，外源或内源性的双链RNA(double－stranded RNA dsRNA)导入细胞中，与dsRNA 同源的mRNA则受到降解，因而 其相应的基因受到抑制，由于这是一种在RNA水平的基因表达抑制， 故也称为RNA干扰(RNA interference RNAi)。RNAi可能是生物普 遍存在的RNA水平上调节基因表达的方式，对于细胞防御病毒的感 染、以及调节正常基因的功能具有重要作用。
后基因组研究的兴起
随着“人类基因组计划‘的完成，结构基因 测序的突破，由此延伸的“后基因组计划”即以 功能基因鉴定为中心的“功能基因组学”应运而 生。后基因组计划利用结构基因组计划所提供的 信息和产物，发展和应用新的技术手段，通过在 基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得 生物学的研究从单一基因或蛋白质的研究转向多 个基因或蛋白质同时进行的系统研究，为在整体 水平上探讨生命活动规律奠定了基础。目前国际 基因组研究开发的总体趋势已发生了新的变化。
基因组研究带动了生物信息和生物芯片等 新型学科和产业的发展 美国HGP自1990年10月正式启动以来，基因 组研究产生了大量的信息，海量信息的分析、 加工和利用，促进了生物信息学的诞生和发展。 生物信息学不但集中了许多国家政府的投入， 而且吸引了全世界不同学科的精英，包括数学、 物理、化学、计算机、材料等，同时也推动了 生物芯片技术的研究和开发。
80年代中期，聚合酶链反应（PCR）技术问世，
使DNA片段可在体外快速扩增。 1995年其发明者 Mulis获得 诺贝尔奖
1990年，美国遗传学界提出人类基因组计划。
我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务，
即人类3号染色体短臂上约30Mb的测序任务。
2000年6月28日，人类基因组工作草图完成。
人类基因组计划
继2000年6月26日科学家公布人类基因组“工作框架图” 之后，中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉 公司2001年2月12日联合公布人类基因组图谱及初步分析结 果。 这次公布的人类基因组图谱是在原“工作框架图”的 基础上，经过整理、分类和排列后得到的，它更加准确、 清晰、完整。对它的初步分析表明，人类基因组由31.647 亿个碱基对组成，共有3万至3.5万个基因，比蚯蚓仅多1万 个，比果蝇多2万个，远小于原先10万个基因的估计。人类 基因组图谱及初步分析结果的公布将推动基因组测序工作、 基因功能的研究和基因技术的应用，从而推动整个生物技 术的发展。
医学细胞生物学
第1章 细胞生物学概述
• 细胞：是组成包括人体在内的生物体的基本单位。
• 细胞生物学：从细胞角度来研究生命的发生与分化、 发育与生长、遗传与变异、健康 与疾病、衰老与死 亡、起源与进化等基本生物学现象。
• 医学细胞生物学：是应用细胞生物学的理论和方法， 研究人体细胞的形态结构与功能等生命活动规律和 人类疾病发生、发展及其防治的科学。
围绕生物资源保护与利用和功能基因知识产 权的国际竞争日趋势激烈 这一竞争，主要是生物技术与生物资源的上 游开发权利之争，实质上是在未来生物产品市场 的占有份额之争，是世界科学大国生物产业源头 创新实力上的又一次较量。人类遗传资源是研究 人类疾病基因的宝贵材料，近年来国际上在遗传 性结肠癌、乳腺癌和糖尿病基因定位与克隆方面 的重大进展以及我国1998年克隆的高频耳聋疾病 基因、2001年发现的遗传性乳光牙本质致病基因 和短指基因都是利用疾病家系或特殊人群遗传资 源。这些成就，特别是我国在致病基因研究中的 突破，充分表明病人、家系和基因资源在疾病基 因研究中的重要性。
进入后基因组时期，功能基因组和蛋白质 组研究成为主要研究热点 随着人类基因组遗传图、物理图的相继完 成，基因组序列工作框架图于2000年6月绘就。 2001年2月，国际著名杂志Nature和Science分 别发表国际公共领域人类基因组合作计划和美 国Celera公司同时公布的人类基因组图谱，预 示着一场以排列人类基因组DNA全序列的“结 构基因组”的研究阶段基本完成。基因组研究 翻开了历史新篇章，一个以破译、解读、开发 基因组功能信息为主要研究内容的时代已经开 始，即转入对基因组功能的研究。
以功能基因开发为基础的“基因产业”正在形 成
基因是新兴生物制药业的源头生长点，以基因 组为对象的新技术新方法的拓展、基因结构及其功 能的阐明，将是21世纪生物高技术企业开发新产品 的基础，发现和鉴定具有重要功能蛋白的基因，可 为新药的开发带来决定性的影响。在某种程度上说， “一个基因可以造就一家生物企业”，结构和功能 明确的基因本身可直接产生巨大的经济效益；因此， 世界上各大制药公司都在积极地进行组合、或与新 兴的生物技术公司建立新的联盟，投入巨资开展人 类基因组功能研究及其开发，抢占新药的筛选和研 制阵地。
癌细胞能克隆出正常胚胎
美国科学家利用小白鼠大脑癌细胞基因克隆 出了正常的鼠胚胎。这是世界上首次用癌细胞进 行克隆研究。试验由美国犹他州儿童研究医院的 生物学家汤姆 .卡兰完成，他在克隆鼠胚胎时所 采用的基本操作方法同克隆多莉羊的方法没什么 两样，但克隆对象不再是小羊，而是小白鼠；注 入鼠卵细胞中的不是健康的细胞核，而是从肿瘤 细胞中取出的带有受损DNA的细胞核。 试验结果是小白鼠的卵细胞通过某种形式纠 正了遗传错误，活化某些基因同时关闭另外某些 基因的信号，调节了胚胎形成和发育，发育成了 一个正常的胚胎。
SARS研究进展
2002-2003年冬春之交，严重急性呼吸综合 症（Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS, 或传染性非典型肺炎）肆虐全球。SARS 的流行，不仅威胁着人类的健康与生命，也使 社会经济生活受到巨大的影响。面临与SARS不 期而遇的遭遇战，全世界的医务和科技工作者 在几乎毫无准备的情况下迎难而上，经11个国 家和地区的13个实验室的科学家通力合作，不 到一个月时间就确定了导致SARS的元凶－一种 前所未知的新型冠状病毒（SARS Coronavirus SARS—Cov）。
新型冠状病毒基因片段在基因组中的定位 NS 非结构蛋白；S 针刺糖蛋白；HE 血凝集素脂酶糖 蛋白；M 膜糖蛋白；N 核衣壳蛋白
三、实验细胞学的发展（20世纪初至20世纪中叶）
1. 1887年，赫特维希兄弟用实验方法研究海胆卵的受 精作用，发展了实验细胞学。 2. 1900年，孟德尔发表的《植物杂交实验》湮灭30年 后被重新发现。 3. 1910年，摩尔根通过果蝇（Drosophila）杂交试验 ，确立了染色体遗传理论。 4. 1928年，英国细菌学家格里菲斯发现肺炎球菌可由 外来物质引起转化。 5. 电子显微镜的发明和应用把细胞学带入到超微结构 发展时期。