2002年十大科技进展

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第一章_育种目标

第一章_育种目标

4 适应性强,熟期适当 适应性:采取“穿梭育种”
穿梭育种:将育种材料或杂交组合在不同区域 同时进行选育的一种育种方法。
Hale Waihona Puke 熟期适当要以充分利用当地光热资源和生长 季节为依据,尽可能提高复种指数为原则。
早熟可避免或减轻灾害,但产量低。早熟与 高产往往矛盾,但不是绝对矛盾的。
适应机械化
对品种的要求:株形紧凑、成熟一致,管理方 便、不倒伏、不落粒。
风、白粉病、条锈病、赤霉病等; 华北北部晚熟冬麦区受冻害、干旱、锈病等。
3 落实具体性状
制定育种目标时,切忌泛泛地提出高产、稳 产、优质、多抗等要求,而要将这些要求落实 到具体的性状上去。
4 考虑品种的合理搭配
育种目标要有侧重,分别选育具有不同特点 的“偏才”品种,通过品种的合理搭配,满 足生产需要。
产的工艺流程和动力消耗。
(2)作物的品质性状 谷物品质
作物的品质 纤维品质 食用油品质
不同作物的品质标准
谷类作物
(1)水稻:籼稻和粳稻标准也不同。主要品质指标包括四个方面: 加工品质:出糙率、精米率和整精米率; 外观品质:垩白率、垩白度、长宽比; 蒸煮品质:直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度(消碱值); 营养品质:蛋白质含量。
Background
CNRRI, SKLRB
两优培九重组自交系
×
培矮64s
93-11
两优培九
(3)高光效育种 经济产量 = 生物产量 × 收获指数
= 净光合产物×收获指数 = ( 光合强度×光合面积×光合时间—光
呼吸消耗)×收获指数 高光效育种目的:
提高光合能力,降低呼吸消耗。
光能利用率很低(1%-2%或以下),提高潜 力很大。 据估算: 小麦、水稻 :2.4-2.6%,亩产1000kg; 玉米:5%,亩产1600-1800kg。

miRNA及其功能

miRNA及其功能

miRNA及其功能miRNA及其功能姚成果金由辛(中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所,上海200031)摘要:~ctoRNA(miRNA,微RNA)是近年来才弓l起广泛关注的在真核生物中发现的一类5端带磷酸基团,3端带羟基长度为22tit左右的内源性非编码调控RNA.新的miRNA的寻找以及它们的生物起源,作用机制以及功能等研究工作正处于积极的进展之中.关键词:microRNA;调控RNA:功能中图分类号:Q52mieroRNA(miRNA,微RNA)被美国着名杂志<<Science>>$~为2002年十大科技突破的第一条,其研究前景已经逐渐为显着的进展所证实.自参与调控线虫时序发育的lin-4与let-7被发现以来,至2004年初已有700多个线虫,果蝇,人,拟南芥等真核生物miRNA被报道.通常编码n~RNA基因位于基因间区域,也有的在已知基因的内含予,甚至是EST序列内.基因转录产生的初始miRNA(pri—n~RNA)很快被加工成前体rNRNA(pre-miRNA),然后经Dicer酶识别剪切为成熟miRNA.这些miRNA都有独特而相似的结构特征(如22nt左右,进化保守,前体含茎环结构等),这为生物信息学方法查找提供了依据.由于miRNA的时空特异表达性,以及常规克隆方法只能克隆出较高始表达的rNRNA,大部分R-NA都是推测而来.在数据库平台http://Ⅵ^w,.~mnger.ac.uldsoftware/Rfam/mima/上,详细列出了已知miRNA及前体的碱基序列,并对名称等信息作了规范【¨.尽管作为真核细胞中普遍存在的调控RNA(每个细胞约1000~60000个分子),迄今人们对它的了解并不太多,如基因结构,时空特异性表达的实现,初始转录物的特异性剪切以及前体的定向运输,成熟miRNA的作用机制等【2】.目前关注更多的是功能方面的研究,除了最早在线虫中被确定的参与激发形态转换的lin-4,let-7,多个miRNA如果蝇中的bantam,R-l4,植物中一系列对下游转录因子水平进行调控的miRNA都已经被证明同生物体发育有关.用生物信息学方法寻找miRNA的靶基因尤其是用实验确认其功能已成为当前miRNA研究的热点【.1.mi/siRNA介导的基因沉默起初人们认为rr~RNA与siRNA(一种依赖于Dicer酶的长度为21~25nt的dsRNA)具有不同的生-——64--——理作用:前者是内源性的参与真核生物正常的生长发育调控,后者不参与生物体的正常生长,功能只在病毒或其他双链RNA诱导或内源的转座予转座情况下产生(高等哺乳动物中尚未发现内源的siRNA), 主要是抵御病毒入侵,防止转座予过度转座等.在酵母和拟南芥中还发现siRNA蛋白复合体可对组蛋白或DNA进行甲基化修饰从而实现基因沉默.但一系列实验证据表明,两者之间有密不可分的联系.首先,在植物中存在大量与靶基因完全互补的miRNA,在小鼠中发现R-127和R-136也与可能的靶基因Rtll完全互补,这与SIRNA与靶mRNA完全配对相同.有实验对提纯含有let-7的人rdRNA-蛋白质复合体进行体外实验,发现它能剪切与之完全配对的靶mRNA,而在体内,let-7与靶mRNA不完全配对而抑制翻译.这似乎表明/SIR- NA与靶位点的配对状态决定了它们以何种方式实现基因沉默,若接近完全配对,mRNA被剪切(植物R-172似乎是例外),若少数碱基配对,mRNA被翻译抑制【引.另外,在n~RNA与siRNA的发生及功能发挥所涉及的一系列复合体组成相似,如Dicer酶,组成RLSC(RNAinducedsilencingcomplex)复合体的Argpnaute蛋自家族等.另一富有启示的现象是,编码小鼠R-127,R-136基因与其可能的靶基因则在12号父系与母系染色体上呈现不同的表达方式, 而Rtl为一返座子基因,这暗示着与返座子,基因印迹之间有着潜在的联系,而这又与siRNA-蛋白质复合体参与基因印迹的功能有相似之处.总之,RNA与siRNA虽然起源不同,但在细胞中的功能有着错综复杂的联系,这方面的细节还正在探索之中.2.miRNA靶基因寻找下游靶基因是发现miRNA功能的一个直接手段.对拟南芥等植物基因组搜索的结果表明, miRNA大部分都作用于与发育过程相关的转录因子,尤其与模式建立和细胞分化有关,部分结果已有实验证明.miRNA自身可能存在反馈抑制调控,如miR-162的靶基因是dcll(编码一植物Dicer蛋白), miR-168的靶基因是agol(编码一植物Ar~naute蛋白).与植物相比.由于roiRNA与靶基因的不完全配对性,在动物基因组中直接寻找靶基因就显得有些困难,但也有研究尝试依据其他特征用生物信息学查找,但总的来说,仍需要实验检验.目前已确认的一些如线虫中lift4调控linl4,1in28的表达,let-7 控制lin41.在果蝇中,bantam基因编码一miRNA通过抑制与细胞凋亡有关的基因hid的表达从而可能发挥其抗凋亡作用,而其14可能也有类似作用.植物R-172的靶基因为转录因子APEqLA2.从仅有的例子来看,一个miRNA可调控细胞中与某一种物质代谢或信号转导途径相关的几种mRNA,这样更能有效的发挥作用【51.寻找miRNA的靶基因是目前功能研究的热点之一,因为这为揭示每一miRNA的功能提供了必不可少的线索,从而为全面了解miRNA在细胞中的功能打下基础.3.miRNA与生物体的发育分化3.1trfiRNA与动物的生长发育miRNA的多样性与进化保守性决定了在生理生化功能上的重要性与普遍性.在线虫中除了最早发现的lirr4,let-7参与线虫的形态转换,还发现第一个与神经模式发生有关的miRNA,lsy-6.有证据表明,lsy-6能影响左右神经系统内某一特定化学感受器受体的水平.这可部分解释神经系统功能的非对称性[6】.此外,果蝇中的bantam与细胞凋亡和生长控制有关.R-l4通过抑制未知靶基因而与细胞调亡与脂肪代谢有关,这些与miRNA调控相关的突变体都已在个体水平上表现出明显的表型特征【.在细胞水平上,有人鉴定了小鼠干细胞和已分化细胞的miRNA,发现有些miRNA是干细胞特有的,推测它们是维持细胞全能性所必需的并参与细胞分化过程.另外的一些miRNA呈组织特异性表达,这似乎表明它们与维持分化细胞的功能有关【引.3.2miRNA与植物发育miRNA的正常表达是植物正常发育生长所必需的.拟南芥(编码植物中Dicer酶)突变体表征表现为分裂组织的过度增殖,花的时序发生延迟等发育异常.在对其他miRNA~挥作用必需的基因如ago-1进行突变,同样发现了类似出f突变的表征及其他的一些形态变化如叶子的极性改变.植物miRNA的很多靶基因编码转录因子.miR-172通过抑制转录因子APEqLA2的表达而与花的发育有关,miR-165/166通过调节转录因子PHV/P鹏的表达决定其叶子近轴与离轴细胞的分化方向.类似这些受miRNA调控的与细胞分裂,器官分化有关的转录因子还有CLIC1,CIJC2等.这些都表明miRNA作为调控因子参与了植物的发育过程.总之,由于其序列,结构,丰度与表达方式的多样性,miRNA与生物体的物质代谢,细胞周期,细胞分化,凋亡,个体形态形成,发育等一系列重要生命活动的调节息息相关【.4.miRNA与人类疾病在对因缺失SMN(survivalofmotorlleulDn)的基因而引起市土-阿二氏肌萎缩(spinalmuscularatrophy )的病理研究中发现,组成复合体的两个蛋白质(Germin3和Gerr~n4)也出现在miRNA蛋白复合体中.关于miRNA与癌症之间的相关性也有报道,如严重性淋巴癌(chroniclymphocyticleukemia, CLL)在染色体13q14部位的缺失发生率很高:最近发现这一区域编码R-15/16,而它们在B淋巴细胞中皆能高表达.在Wilms等在一些肿瘤细胞中发现,定位于染色体1q上的Arganaute蛋白家族的三个成员EIF2C1,hago3和hago4的位置(1q34~35)都发生了改变【1叭.这些报道加深了我们对miRNA及其调控网络的理解,也为药物设计与针对性治疗提供了一个潜在的角度.miRNA的不断深入的研究不仅在理论上丰富了我们对基因调控的认识,而且在实际应用中也有很大的潜力,这也正是它作为当前研究热点的原因所在.参考文献【1】(~ittiths-JonesS.NuddcAddsRes,2004,32:D109_Dl11 【2】LeeY a/./iMBOJ,2002,21:4663--4670【3】BartelDP.Cell,2004,116:28197【4】KennethHa1.TrendsinCell口f0,,2003,13:455—457 【5】Can'ingtonJCel'a/.Science,2003,301:336__338【6】JohnstonRIetn『.Nattue,2003,426:845—849【7】AmbIosV.Ce/l,2003,113:673—676【8】DastieJel'a/.RNA,2003,9:180--186【9】NelsonPe/a/.TrendsinBiochemSci,2003,28:534-_541 【10】MeManllsMT.SerainCancerBid,2003,13:253一_258 原文载于生命的化学2004年第24卷第4期: 284—286—65—。

事物是变化发展的案例

事物是变化发展的案例

事物是变化发展的案例事物是变化发展的⾼速公路有⼀个朋友,在⼀家专为⼈制作主页的公司⾥⼯作。

⼀天,他去⼀个⼤公司找⽣意,向那位⽼总讲了⼀个⼩时有关在信息⾼速公路上做⼴告的重要性,当然还不忘把Internet狠狠夸了⼀通。

⽼总很感兴趣,最后拍板时问:“不过,你们到底是在⼴深⾼速公路还是在⼴汕⾼速公路上放我们的⼴告?”【点评】世界上的⼀切事物都是变化发展的,⼈的认识要随着客观事物的变化⽽变化。

现在已是信息时代,这个⼤公司的⽼总竟然连信息⾼速公路都不懂,闹出这样的笑话充分说明⼈的思想不能僵化,不能静⽌,要随着客观实际的变化⽽变化。

⽽要做到这⼀点,就得不断学习,不断实践。

⼈⿏同“祖”2002年12⽉5⽇,来⾃英、美等国的上百位科学家在英国的《⾃然》杂志上联合宣布他们的研究成果:他们成功地破译了⽼⿏的基因组,发现⼈类与⽼⿏共享着80%的遗传物质和99%的基因。

新的基因组草图显⽰,⽼⿏的20对染⾊体上共有约25亿个碱基对,与⼈类23对染⾊体上的29亿个碱基对相当接近。

根据这⼀研究成果,有的科学家甚⾄推测约在7万年前,⼈类可能与⽼⿏有着共同的“祖先”。

这⼀惊⼈的研究成果被评为2002年世界⼗⼤科技进展新闻之⼀。

【点评】辩证唯物主义认识论认为,任何⼀个具体的认识只是对整个世界⼀个层次上的认识、⼀个⽅⾯上的认识、⼀个发展阶段上的认识。

就对整个世界的认识⽽⾔,⼈的认识运动没有也不可能结束,⼈们应该在实践基础上不断地深化认识,扩展认识,把认识向前推移。

上述研究成果表明:⼈类对⽣命及⾃⾝的认识也是在实践基础上不断地深化、扩展和向前推移的。

⼆分钱哪⼉去了?某⽼汉卖⽠ , 标价买⼀个 2 ⾓、买三个 5 ⾓.有三位顾客结伴⽽来 ,各买了⼀个 ,每⼈付给⽼汉 2 ⾓钱。

顾客⾛后 ,⽼汉猛然想起 ,他们三⼈是⼀起来的 , 按照他的规定 ,他们买去的三个⽠总共收5 ⾓钱才对。

于是 ,便让⼩孙⼦拿1 ⾓钱去追还。

⼩孙⼦耐不住⼲渴 ,中途花4分钱买了两杯茶⽔ ,等赶上顾客时只剩6 分钱了。

北京正负电子对撞机概况

北京正负电子对撞机概况

正负电子对撞机概况正负电子对撞机简称:BEPC正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一。

正负电子对撞机〔BEPC〕是我国第一台高能加速器,是高能物理研究的重大科技根底设施。

由长202米的直线加速器、输运线、周长240米的圆型加速器〔也称储存环〕、高6米重500吨的谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等几局部组成,外型象一只硕大的羽毛球拍。

正、负电子在其中的高真空管道内被加速到接近光速,并在指定的地点发生对撞,通过大型探测器--谱仪记录对撞产生的粒子特征。

科学家通过对这些数据的处理和分析,进一步认识粒子的性质,从而揭示微观世界的奥秘。

正负电子对撞机核心局部正负电子对撞机是1984年作为国家重点工程之一确定的中美科技合作项目,总投资为2.4亿元,由中科院高能物理所负责建造。

工程建筑总面积达57500平方米,形似一个巨大的“羽毛球拍〞,由电子注入器、储存环、探测器、核同步辐射区、计算中心等5个局部组成。

[编辑本段]建设工程早期工程1972年8月,X文裕等18位科技工作者给周恩来总理写信,反映对开展中国高能物理研究的意见和希望。

1972年9月11日,周恩来总理对关于建设中国高能加速器实验基地报告的复信中指示:“这件事不能再延迟了。

科学院必须把根底科学和理论研究抓起来,同时又要把理论研究与科学实验结合起来。

高能物理研究和高能加速器的预制研究、应该成为科学院要抓的主要项目之一。

〞1973年初,经国家批准,中国科学院高能物理研究所正式成立。

1975年3月,国家计委向国务院提出了《关于高能加速器预制研究和建造问题的报告》〔七五三工程)。

刚刚复出主持中央工作的小平同志同意了这个报告,并转送周总理批示。

1977年,同志在国家科委、国家计委《关于加快建设高能物理实验中心的请示报告》〔八七工程〕上批示:“拟同意〞。

1981年1月,国家计委决定停止十三陵“高能物理实验中心〞的筹建工作(即八七工程),对玉泉路高能加速器预制工程提出调整方案。

新中国科技领域取得的巨大成就

新中国科技领域取得的巨大成就

新中国科技领域取得的巨大成就(1)航天技术在火箭方面,目前我国的长征火箭家族已经发展为9种型号的火箭系列,可以覆盖低轨道、中高轨道和高轨道等太空轨道,运载能力从1.5吨到9.2吨,其中低轨道最高运载能力高达9.2吨,高轨道运载能力最高达到5吨。

长征系列火箭标志着我国航天技术具有坚实的基础,基本上具备了发射世界上不同轨道、不同重量卫星的能力,是世界航天发射市场上具有较高知名度和信誉度的高技术产品。

在人造卫星方面,我国也取得了举世瞩目的成就。

我国已经成功地发射了科学实验卫星、通信卫星和气象卫星三大系列50多颗各种轨道卫星,而且掌握了技术复杂的卫星回收技术和地球同步卫星控制技术。

继著名的两弹一星之后,目前我国已经拥有50多颗在轨卫星,并且掌握了复杂的卫星回收技术和地球同步卫星技术。

在载人航天方面,我国科学家的突出成就同样令世人为之瞩目。

载人航天工程包括航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、航天发射场、着陆场和航天测控与通信七大系统,涉及的学科领域广泛,技术含量密集。

我国于1992年开始实施载人航天工程,全国3000多家单位数以万计的工作人员先后参与研制、建设和实验。

十年来,工程技术人员继承并发扬中国日益成熟的航天技术,探索了一条具有中国特色的载人航天发展之路,突破了一大批具有自主知识产权的核心技术,提升了信息、材料、能源等新兴学科的整体水平。

2000年,我国先后两次成功地发射了神舟一号和二号宇宙飞船,在世界上仅次于美俄之后。

2002年3月25日,我国又在酒泉卫星发射中心发射了“神舟”三号宇宙飞船,并且获得了圆满成功。

“神舟”三号飞船的成功发射和返回,表明我国载人航天工程技术日臻成熟,为最终实现载人飞行打下了坚实基础;“神州”五号这次发射是人类探索太空史上的一次重大成就。

继俄罗斯和美国之后,中国成了世界上第三个将人类送入太空的国家。

同时也表明我国利用飞船开展空间科学研究和空间资源开发进入了新的发展阶段,对促进我国科学技术发展和国民经济建设有着重要的意义。

当液氦(指 4He)的温度降到 217K时,液氦从原来的正常流体突然

当液氦(指 4He)的温度降到 217K时,液氦从原来的正常流体突然

超流现象当液氦(指4He)的温度降到2.17K时,液氦从原来的正常流体突然转变为具有一系列极不寻常的性质的“超流体”,这就是超流现象(Superfluidity)。

氦是目前人们知道的惟一即使在绝对零度也不能被冻结成固体的物质。

在极低温度下,液态氦的粘性会消失,它在任何东西上流动都没有阻力,甚至可以垂直的爬上容器的壁,其传热系数比铜还好。

科学家把这种没有阻力的流动叫作超流。

超流现象早就被发现了,但直到20世纪70年代,英国科学家安东尼·莱格特才发现,氦的同位素氦-3的原子对与超导体中金属的电子对结构相似。

他的理论才从根本上解释了氦原子是如何互动的和如何进入超流这种有序状态的。

超流现象是一种宏观范围内的量子效应。

由于玻色—爱因斯坦凝聚,氦原子形成一个“抱团很紧”的集体。

超流正是这种“抱团”现象的具体表现。

玻色子体系不受泡利原理的限制,而且,由于粒子总是自发地向低能级跃迁,玻色子有向基态能级凝聚的倾向,这是产生超流现象的基本原因。

意义自卡末林·昂尼斯实现氦的液化后,对物质在低温下的物理性质的研究逐步深入,相继发现了低温下的超导电性和超流现象。

30年代,实验发现,当液氦(指4He)的温度降到2.17K 时,液氦从原来的正常流体突然转变为具有一系列极不寻常的性质的“超流体”,这就是超流现象。

在2.17K以下,超流的液氦具有以下性质:首先,液氦能沿极细的毛细管(管径约0.1微米)流体而几乎不呈现任何粘滞性。

这一现象最先由卡皮查于1937年观察到,称为超流性。

其次,如果用一细丝悬挂一薄盘浸于液氦中,让圆盘作扭转振动,则盘的运动将受到阻力。

第三,当液氦由容器A中通过多孔塞(或极细的毛细管)流出时,A内的液氦的温度升高。

这一现象好如机械致热效应。

其逆过程称为热机械效应,即:当升高A内的温度时,其中液氦的液面将上升,若A本身是一毛细管,则将观察到液氦从上口喷出,故也称喷泉效应。

另外,液氦还具有极好的导热性,热导率为室温下铜的800倍。

高层次人才引进及创新团队建设标志性成果

高层次人才引进及创新团队建设标志性成果

(五)高层次人才引进及创新团队建设标志性成果1.成功引进集成光电子领域孙洪波教授学术创新团队在集成光电子学科技创新平台建设中,我们探索了以优秀学术带头人和学术骨干为核心的团队引进模式,经过几年的建设,已逐渐显现了团队的优势和发展潜力。

孙洪波是吉林大学八七级半导体化学专业学生,先后在日本德岛大学、大阪大学从事超快光子学研究,在光子晶体、纳米微机械、三维光存储等领域颇有建树,他是超精细激光加工领域的标志性符号“纳米牛”的作者,曾获日本光科学与技术显著贡献奖,获日本21世纪先驱研究计划(相当于我国的杰出青年基金)资助,在大阪大学建立了实验室,发表的相关论文已经被SCI论文引用近三千次。

为了加强平台的研究力量,学校于2004年12月引进孙洪波为吉林大学教授、博士生指导教师,并任命其为“集成光电子学科技创新平台”主任。

引进以后,孙洪波教授于2005年,获国家杰出青年基金资助,并受聘为长江学者特聘教授;2006年获日本国家级奖励—日本文部大臣表彰(获奖人为吉林大学教授身份)。

为了大幅度提高创新能力,平台主任在学校的支持下,积极联络,按照平台发展需求的构架,组建了一只由来自中国、美国、德国、日本、新加坡、韩国、意大利、香港等八个国家和地区、在各个专业方向上表现了良好业绩和发展势头的中青年学者组成的学术创新团队,目前整个团队由客座教授3人、学术带头人5人,学术骨干8人组成。

团队引进使平台实现了长江学者和国家杰出青年基金获得者“零”的突破,相继获得国家杰出青年基金2项、“863”计划项目3项和教育部新世纪优秀人才支持计划3项资助,2007年,团队获得“长江学者创新团队发展计划”资助,也正是由于在人才队伍建设方面的突出表现,以平台为主要依托之一的集成电子学联合国家重点实验室在2007年国家评估中,被评为优秀实验室。

2.成功引进古植物学与地层学领军人物孙革教授我校引进的著名古植物学与地层学家孙革教授,为我国古植物学与地层学研究,特别是早期被子植物研究做出了重要贡献。

中国568位院士评选出2002年中外十大科技进展

中国568位院士评选出2002年中外十大科技进展

中国568位院士评选出2002年中外十大科技进展

【期刊名称】《技术创新》
【年(卷),期】2003(000)002
【总页数】2页(P12-13)
【作者】无
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】G32
【相关文献】
1.院士评选出2008年中国、世界十大科技进展新闻 [J], 杨柳
2.两院院士评选出2002年十大国内国际科技新闻 [J], ;
3.两院院士评选出2008年中国、世界十大科技进展新闻 [J], 吴晶晶
4.两院院士评选出瀚霖杯2009年中国和世界十大科技进展新闻 [J], 黄安文
5.两院院士评选出2002年世界十大科技进展新闻 [J],
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超流体研究

超流体研究

超流体摘要超流体和超导体有很多相似的地方,可以将二者结合起来了解。

本文首先介绍了超流体的发现,当氦24 降温至低于 212K时 ,它会开始出现一些很奇特的行为,例如液态氦几乎可以毫无阻力地通过细管 ,甚至可以爬上管壁 ,溢出管外。

尽管液态氦早就出现奇特的现象。

除了零阻力, 还介绍了超流体一系列与众不同的特性。

超临界流体是一种介于气体和液体之间的的物理状态,它有着非常好的应用前景。

引言在茫茫宇宙中,位于元素周期表上第二位的氦,其丰度仅在氢之下,而高于其他所有元素.不过地球上例外,氦的含量比较少,它属于化学性质不活泼的惰性气体行列.近一个世纪以来,由于科学的进步和发展,氦元素的许多奇妙性质突显出来,使科学家大开眼界,同时使处在科研前沿的氦元素,成为最受人关注的研究课题之一。

氦的原子结构简单,其原子核由2个中子和2个质子构成,核外有2个电子,其分子表达式为He,所以通常称作氦-4.以区别于它的同位素,原子核中只有一个中子的氦-3.在神奇的科学圣殿,氦气是最后一个被液化的气体,液化时的温度只比绝对零度高几度.在所有物质中,只有氦最为特殊,它在常压下只有气、液两种状态.在接近绝对零度的超低温,液态的氦仍然不会凝固,除非施加足够大的外压;科学家最先在超低温流体氦中,发现了金属汞的“超导现象”,从而开辟出一个全新的、前景十分广阔的科研及应用领域.已在上海市建成的磁悬浮列车,就离不开功率强大的超导体磁铁支持;科学家还是在液氦身上,第一次看见了可与“超导”媲美的“超流”现象。

处在超流状态的液氦,能轻松流过用玻璃片制成的、仅有0.5微米宽的狭缝,从而证明超流体没有粘滞性、没有摩擦的重要性质。

在超流状态下的液氦,会顺着无缝隙玻璃或金属容器的“墙壁”外爬,会自发地产生虹吸现象,自发地向低处流.把盛有超流体液氦的容器用毛细管连接起来后,加热其中一个容器,液氦将自动流向被加热的容器.若将被加热容器顶部烧制成细嘴状,液氦将马上沿着容器细嘴喷射出去,形成既罕见又壮观的“量子喷泉”。

micro RNA

micro RNA


长度均为22nt左右,5’端是磷酸基,3’端是羟基
同为RISC的组分 均需Argonaute家族蛋白的存在 二者进化关系上可能的两种推论:
•siRNA是miRNA的补充 •miRNA在进化过程中替代了siRNA

沉默机制有重叠


miRNA不siRNA的区别
基于mRNA水平的实验检测方法
MicroRNA的检测
· 5.丌同miRNA可同时调节同一靶mRNA,一 种miRNA常有多个靶基因。
miRNA不靶mRNA的作用模式
1)二者不完全互补。即二者丌完全时配对结合时,
主要影响翻译过程,而对mRNA的稳定性无任何 影响。如线虫的lin-4。 2)二者完全互补。即二者完全配对结合后,类似 siRNA不靶mRNA的结合,特异性的切割mRNA。 如miR-39/miR-171。 3)上述两种模式均具备。当其不靶mRNA完全互 补配对时,直接靶向切割mRNA,而丌完全互补 配对时起调节基因翻译的作用。如let-7 果蝇/线 虫。
2002年《science》十大科学发现之首
miRNA:Hot topics

1993年,一个偶然的机会,哈弗大学R.C.Lee,Ambros 和V.Feinbaum发现,lin-4RNA和lin-14基因的3‘UTR(untranslated region)区域的多个位点在序列上有 互补性,这种互补性使lin-14基因的表达受到抑制。 2000年,Reinhart 等人发现了另一类似具有转录后调 节作用的miRNA——let-7。
miRNA的文献计量分析
miRNA的文献计量分析——词频分析
2.miRNA的结构特征


人和鼠的蛋白质编码基因99%是共同的。

新中国科技领域取得的巨大成就(最新)

新中国科技领域取得的巨大成就(最新)

(1)航天技术在火箭方面,目前我国的长征火箭家族已经发展为9种型号的火箭系列,可以覆盖低轨道、中高轨道和高轨道等太空轨道,运载能力从吨到吨,其中低轨道最高运载能力高达吨,高轨道运载能力最高达到5吨。

长征系列火箭标志着我国航天技术具有坚实的基础,基本上具备了发射世界上不同轨道、不同重量卫星的能力,是世界航天发射市场上具有较高知名度和信誉度的高技术产品。

在人造卫星方面,我国也取得了举世瞩目的成就。

我国已经成功地发射了科学实验卫星、通信卫星和气象卫星三大系列50多颗各种轨道卫星,而且掌握了技术复杂的卫星回收技术和地球同步卫星控制技术。

继着名的两弹一星之后,目前我国已经拥有50多颗在轨卫星,并且掌握了复杂的卫星回收技术和地球同步卫星技术。

在载人航天方面,我国科学家的突出成就同样令世人为之瞩目。

载人航天工程包括航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、航天发射场、着陆场和航天测控与通信七大系统,涉及的学科领域广泛,技术含量密集。

我国于1992年开始实施载人航天工程,全国3000多家单位数以万计的工作人员先后参与研制、建设和实验。

十年来,工程技术人员继承并发扬中国日益成熟的航天技术,探索了一条具有中国特色的载人航天发展之路,突破了一大批具有自主知识产权的核心技术,提升了信息、材料、能源等新兴学科的整体水平。

2000年,我国先后两次成功地发射了神舟一号和二号宇宙飞船,在世界上仅次于美俄之后。

2002年3月25日,我国又在酒泉卫星发射中心发射了“神舟”三号宇宙飞船,并且获得了圆满成功。

“神舟”三号飞船的成功发射和返回,表明我国载人航天工程技术日臻成熟,为最终实现载人飞行打下了坚实基础;“神州”五号这次发射是人类探索太空史上的一次重大成就。

继俄罗斯和美国之后,中国成了世界上第三个将人类送入太空的国家。

同时也表明我国利用飞船开展空间科学研究和空间资源开发进入了新的发展阶段,对促进我国科学技术发展和国民经济建设有着重要的意义。

miRNA

miRNA
(图1 所示的是miRNA 合成及作用通路并附 siRNA的通路以作比较)
Drosha酶介导从pri-miRNA到~70 nt premiRNA
的剪切过程,该过程发生在核内。 Drosha 和Dicer 酶均为RNaseIII 家族的成员。 RNaseIII 是双链RNA特异性核酸内切酶(图2)。
5. miRNAs的识别方法
● 多个研究小组采用生物化学结合生物信息学 的方法开展对miRNAs的研究工作。
● 由于据推测miRNAs都是由Dicer酶降解RNA 得到的, 21~23个碱基大小、有5’端磷酸基和3’羟 基的RNA片断, 有的实验室采用改良的定向克隆方 法筛选具有相同特征的小分子ห้องสมุดไป่ตู้----筛选一定大小的 RNA分子, 连接到3’和5’的适配子(adapters), 逆转录并通过PCR扩增、亚克隆和测序。miRNA 前体在基因组上的定位和聚类是通过向基因组数 据库查询进行。该方法有助于判断miRNAs是否是 mRNAs, tRNAs, rRNAs等分子的降解产物。
MicroRNAs 是最早于1993年在线虫中发现 的抑制性小RNA分子。miRNAs 在物种进化中相 当保守,在植物、动物和真菌等多细胞真核生物 中发现的miRNAs 只在特定的组织和发育阶段表 达。
miRNA的组织特异性和时序性,决定组织和 细胞的功能特异性,表明miRNA 在细胞生长和 发育过程的调节过程中起多种作用。
⑧ miRNA 可能比siRNA 的功能更加广泛, 它能在RNA 代谢的多个层面上对与其同源的底 物进行调控
联系:
① 二者的长度都约22 nt 左右 ② 二者同是Dicer 产物, 因此具有Dicer 产 物的特点 ③ 二者的生成都需Argonaute 家族蛋白存 在 ④ 二者同是RISC 的组分, 因此在siRNA 和 miRNA 介导的沉默机制上有重叠

2002年中国十大科技进展新闻

2002年中国十大科技进展新闻

两院院士评出2002年中国和世界十大科技进展新闻中国科学院学部联合办公室、中国工程院学部工作部等联合主办,宋健、路甬祥、徐匡迪等568位中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2002年中国和世界十大科技进展新闻26日在京揭晓。

2002年中国十大科技进展新闻分别是:一、我国科学家率先绘制出水稻基因组精细图和水稻第四号染色体精确测序图中科院基因组信息学中心等单位完成的水稻基因组精细图,覆盖了籼稻97%的基因序列,其中97%的基因被精确地定位在染色体上;覆盖基因组94%染色体定位序列的单碱基准确性达99.99%,已达到国际公认的基因精细图标准。

中科院国家基因研究中心等单位完成了国际水稻基因组计划第四号染色体精确测序图,为人类最终揭开水稻遗传奥秘做出了重要贡献。

二、“神舟三号”、“神舟四号”飞船发射成功3月25日,“神舟三号”飞船发射成功,这是一艘正样无人飞船,其技术状态与载人飞船完全一致。

12月30日,“神舟四号”飞船发射成功,载人航天应用系统全系统参加试验,飞船在太空自主飞行和留轨飞行期间进行了多模态微波遥感器对地探测、综合精密定轨试验、生物大分子和细胞的空间分离纯化实验、微重力流体物理实验等空间科学技术研究项目。

三、我国发现首个世界级大气田探明储量6000多亿立方米科技部、中国石油天然气股份有限公司等5月22日宣布,经过两年多的勘探,在内蒙古伊克昭盟发现的苏里格大气田又传来令人振奋的消息:天然气探明地质储量达到6025.27亿立方米,相当于一个储量6亿吨的特大油田,不仅是我国现在规模最大的天然气田,也是我国第一个世界级储量的大气田。

苏里格气田处于鄂尔多斯盆地,具有含气面积大、储量丰富、气层物质好、单井产量高等特点。

四、三峡工程导流明渠截流成功11月6日,长江三峡工程导流明渠截流胜利合龙。

全长3.7公里、渠宽350米的导流明渠,是为解决三峡二期工程期间通航和过流而开挖出来的一段“人造长江”。

这次截流是世界水利水电工程中综合施工难度最大的一次截流,其截流水力学指标高于三峡大江截流和葛洲坝大江截流。

探寻地球深部秘密的“手”——深部科学钻探取心技术探秘

探寻地球深部秘密的“手”——深部科学钻探取心技术探秘

探寻地球深部秘密的“手”文图/刘晓慧 张金昌——深部科学钻探取心技术探秘近年来,我国工业化、城镇化和农业现代化加快推进,使得我国矿产资源供需矛盾日益突出,这对地质工作提出了更高的要求。

我国矿产资源勘查面临大量找矿难题。

成矿预测、钻孔选址、复杂地层与深部连续取心亟待破题,急需运用先进的、高效的成矿理论和勘查技术方法指导。

地质钻探技术是取得地下实物资料、建立测试通道、验证地下信息推断与解释,最终圈定矿体、计算储量及评估品位的工程技术手段。

深部地质钻探技术离不开地质岩心钻探设备,有先进的设备才能使先进技术付诸实施。

地质岩心钻探设备的发展回顾钻探是人类获取地球内部信息最有效、最直观的方法。

20世纪八九十年代西方发达国家就完成了从立轴式钻机到全液压动力头钻机的更新换代,绳索取心钻进技术得以普遍应用。

据报道,世界大国纷纷开展各自的深部探测计划。

其中,美国于2003年启动的“地球透镜计划”,15年内将投入200亿美元;俄罗斯在2005年以前就在其欧洲部分和盛产能源的西西伯利亚实施了十多处超级钻探项目。

但深部探测并不简单。

截至目前,全球仅有前苏联的科拉超级钻达到过1万米的深度。

我国曾于2001年在江苏省东海县启动了中国大陆科学钻探第一井,2005年曾达到5 100多米的深度。

深部矿产资源勘探与开发是影响我国可持续发展能力的战略性科技问题。

为解决日益严峻的资源短缺问题,应加强深部探测,使我国主要区域地下4 000米变得透明。

国内地质岩心钻探设备的发展,在改革开放前经历了以下5个阶段:第一阶段为1949年以前,国内钻探机械几乎全部由国外引进;第二阶段是20世纪50年代初,我国大量钻机是从前苏联引进的手把式钻机,这在当时来看并不先进;第三阶段为20世纪50年代中期,我国开始学习国外先进钻机制造技术,并仿制出一批高质量钻机;第四阶段为20世纪60年代,随着国内机械制造业迅速发展,我国已经开始自行设计钻机;第五阶段为20世纪70年代,我国开始全面推广金刚石钻进技术,促进了我国地质岩心钻机的研制与制造业的发展,并于20世纪80年代开始基本满足了国内地质矿产勘查的需要,甚至有部分机型还向外出口。

(可用来交论文)生命科学进展综述——反义RNA技术与RNA干扰技术

(可用来交论文)生命科学进展综述——反义RNA技术与RNA干扰技术

反义RNA技术与RNA干扰技术摘要:RNA 是生物体内最重要的物质基础之一,它与DNA 和蛋白质一起构成了生命的框架。

因其能干涉哺乳动物基因表达而颇受瞩目,并且由此而引发的RNA 干涉( RNAi)成为了当前分子生物学和细胞生物学最为热门的话题之一。

RNA干扰技术在2002年被Science杂志评为年度十大科技成就之首,而反义RNA 技术的发现对现代医疗技术的发展也起着重要的作用.常规的反义RNA 技术是设计出与靶RNA 互补的寡核苷酸,通过它与靶RNA 结合来干扰转录或翻译过程,使蛋白质不能被表达出来。

本文通过对热点的RNA干扰技术以及反义RNA技术的生物学特性,分子机制,产生方法,和应用以及展望等方面的介绍,在对比中得出该两种技术的异同点,从而使对以RNA干扰和反义RNA为代表的RNA技术有更深入的了解。

关键词:反义RNA技术, RNA干扰技术,生物学特性,分子机制,产生方法,应用,展望Antisence RNA Technique and RNAi TechniqueAbstract:RNA is one of the most essential fundamental substances, together with DNA and protein; itforms the frame of life. RNA has been much fixed eye on by the reason that it can interfere in the gene expression of mammals, which leads the RNAi to be one of the most heated topics in molecular biology and cytobiolog. With the RNAi technique regarded the first of the top 10 science and technology achievements by Science, the discovery of antisence RNA technique plays an irreplaceable role in the development of medical techniques. The regular antisence RNA technique designs the oligonucleotide which causes a complementation with the target RNA, by its combination with target RNA, it interferes the translation of transcription and translation, thus making it incapable for protein to express. This article introduces the biological characteristics, molecule mechanisms, preparation, application and future of both the antisence RNA technique and RNAi technique. With the contradistinction of these two techniques, we can get a better and comprehensive understanding of them.Key word: antisence RNA technique; RNAi technique; biological characteristics; molecule mechanisms; preparation; application; future1.概念1.1 反义RNA技术:反义RNA(antisence RNA)是一种与特异的mRNA互补的RNA分子,它通过配对碱基间氢键作用于对相应的RNA而形成双键复合物(即反义RNA:mRNA二聚合体),抑制RNA的翻译过程。

第十四章 超导和超流现象

第十四章 超导和超流现象

此而获得1972年的诺贝尔物理学奖。
后来科学家发现存在着两种超导体。一种称为I型超导体, 主要是金属超导体。它对磁场有着屏蔽作用,也就是说磁场无 法进入超导体内部。如果外部磁场过强,就会破坏超导体的超 导性能。另一种称为II型超导体,主要是合金和陶瓷超导体。 它允许磁场通过(部分屏蔽磁场 )。
巴丁、库珀和施里弗提出的理论只能解释I型超导体的特 性,无法解释II型超导体的特性。1950年维塔利· 金茨堡 与苏联科学家列夫· 郎道[因对凝聚态(特别是液氦理论)的研究 成果获得1962年诺贝尔物理学奖]提出一种描述超导等现 象的公式,在此基础上,1957年阿列克谢· 阿布里科索夫提 出了一种能够解释II型超导体特性的理论。
三个临界参数 • 临界温度(TC)--超导体必须冷却至某一临界温度 以下才能保持其超导性。 • 临界电流密度(JC)--通过超导体的电流密度必须 小于某一临界电流密度才能保持超导体的超导性。 • 临界磁场(HC)--施加给超导体的磁场必须小于某 一临界磁场才能保持超导体的超导性。
• 三者之间的关系曲线
超流体现象也是在超低温环境下观测到的。大气中稀有 的惰性气体氦很难液化。直到1908年,荷兰科学家卡麦 林· 昂内斯才把它制成液体。氦有两种同位素氦4和氦3。上 世纪30年代末,苏联科学家彼得· 卡皮察首先观测到液态氦 4的超流体特性。他因与此相关的成果获得1978年诺贝 尔物理学奖。这一现象很快被苏联科学家列夫· 郎道用凝聚态 理论成功解释。 不过,科学家直到20世纪70年代末才观测到氦3的 超流体现象。因为使氦3出现超流体现象的温度只有氦4的 千分之一。
超导现象研究及应用
• • • • • 超导现象的发现 超导体的两个性质和临界参数 第I,II类超导体 超导体的理论 超导体的应用

21世纪十年间照亮世界的十大科技成就

21世纪十年间照亮世界的十大科技成就
欧洲大型强子对撞机从上世纪90年代初开始设计,来自包括中国在内的80多个国家和地区
的约7000名科学家和工程师参与建设。它位于日内瓦附近瑞士和法国交界地区地下100米深 处总长约27公里的环形隧道内。
9,人类探测器创最远纪录 欧洲航天局官员2005年1月15日凌晨宣布,地面控制中心已收到来自“惠更斯”号探测器经由“ 卡西尼”号飞船传回的信号,表明“惠更斯”号已成功登陆土卫六。这创造了人类探测器登陆 其他天体最远距离的新纪录。 “惠更斯”号探测器是1997年10月由美国“卡西尼”号飞船携带发射升空的,经过7年约35亿公 里的飞行后进入土星轨道,并于2004年12月25日分离。
21世纪十年间照亮世界的十大科技成就
光阴如弹指,新千年已匆匆走过10年。
站在10年节点上,回望世界,我们在兴奋与阵痛中度过了3650个日日夜夜:一件件照
亮人类前行的科技成果诞生,一位位影响世界的人物登场,同时,我们赖以生存的家
园也一次次遭受生与死的磨难。
1,火星月球发现有水 2004年1月4日和1月25日,美国“勇气”号和“机遇”号火星车分别在火星登陆。两辆火星车的 最大成就是共同发现了火星上曾经有水的证据。同时,在环火星轨道上运行的欧洲“火星快 车”探测器也发现火星南极存在冰冻水。这是人类首次直接在火星表面发现水。 在经历9个多月的太空旅行后,美国“凤凰”号火星探测器2008年5月25日成功降落在火星北极 附近区域,这是第一个在火星北极附近着陆的人类探测器。按照计划,“凤凰”号着陆后展开 了为期3个月的火星地面探测。同年7月30日,“凤凰”号的机械臂把一份土壤样本递送到热量 和释出气体分析仪中。在样本加热时,分析仪鉴别出其中有水蒸气产生。这是火星上存在水 的最直接证据。 2009年11月,科学家们肯定地表示,月球上有水而且数量可观。2009年10月9日,美国航空航 天局利用火箭在月球表面撞出一个直径100英尺的坑,并在产生的碎片中测量到25加仑以水 蒸气和冰的形式存在的水。

新中国科技领域取得的巨大成就

新中国科技领域取得的巨大成就

新中国科技领域取得的巨大成就(1)航天技术在火箭方面,目前我国的长征火箭家族已经发展为9种型号的火箭系列,可以覆盖低轨道、中高轨道和高轨道等太空轨道,运载能力从吨到吨,其中低轨道最高运载能力高达吨,高轨道运载能力最高达到5吨。

长征系列火箭标志着我国航天技术具有坚实的基础,基本上具备了发射世界上不同轨道、不同重量卫星的能力,是世界航天发射市场上具有较高知名度和信誉度的高技术产品。

在人造卫星方面,我国也取得了举世瞩目的成就。

我国已经成功地发射了科学实验卫星、通信卫星和气象卫星三大系列50多颗各种轨道卫星,而且掌握了技术复杂的卫星回收技术和地球同步卫星控制技术。

继着名的两弹一星之后,目前我国已经拥有50多颗在轨卫星,并且掌握了复杂的卫星回收技术和地球同步卫星技术。

在载人航天方面,我国科学家的突出成就同样令世人为之瞩目。

载人航天工程包括航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、航天发射场、着陆场和航天测控与通信七大系统,涉及的学科领域广泛,技术含量密集。

我国于1992年开始实施载人航天工程,全国3000多家单位数以万计的工作人员先后参与研制、建设和实验。

十年来,工程技术人员继承并发扬中国日益成熟的航天技术,探索了一条具有中国特色的载人航天发展之路,突破了一大批具有自主知识产权的核心技术,提升了信息、材料、能源等新兴学科的整体水平。

2000年,我国先后两次成功地发射了神舟一号和二号宇宙飞船,在世界上仅次于美俄之后。

2002年3月25日,我国又在酒泉卫星发射中心发射了“神舟”三号宇宙飞船,并且获得了圆满成功。

“神舟”三号飞船的成功发射和返回,表明我国载人航天工程技术日臻成熟,为最终实现载人飞行打下了坚实基础;“神州”五号这次发射是人类探索太空史上的一次重大成就。

继俄罗斯和美国之后,中国成了世界上第三个将人类送入太空的国家。

同时也表明我国利用飞船开展空间科学研究和空间资源开发进入了新的发展阶段,对促进我国科学技术发展和国民经济建设有着重要的意义。

20世纪十大科技成就

20世纪十大科技成就

20世纪十大科技成就1 火星月球发现有水2004年1月4日和1月25日,美国“勇气”号和“机遇”号火星车分别在火星登陆。

两辆火星车的最大成就是共同发现了火星上曾经有水的证据。

同时,在环火星轨道上运行的欧洲“火星快车”探测器也发现火星南极存在冰冻水。

这是人类首次直接在火星表面发现水。

在经历9个多月的太空旅行后,美国“凤凰”号火星探测器2008年5月25日成功降落在火星北极附近区域,这是第一个在火星北极附近着陆的人类探测器。

按照计划,“凤凰”号着陆后展开了为期3个月的火星地面探测。

同年7月30日,“凤凰”号的机械臂把一份土壤样本递送到热量和释出气体分析仪中。

在样本加热时,分析仪鉴别出其中有水蒸气产生。

这是火星上存在水的最直接证据。

2009年11月,科学家们肯定地表示,月球上有水而且数量可观。

2009年10月9日,美国航空航天局利用火箭在月球表面撞出一个直径100英尺的坑,并在产生的碎片中测量到25加仑以水蒸气和冰的形式存在的水。

2 人类基因组序列图完成2000年6月26日,美国总统克林顿和英国首相布莱尔联合宣布:人类有史以来的第一个基因组草图已经完成。

2001年2月12日,中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。

人类基因组计划中最实质的内容,就是人类基因组的DNA序列图,人类基因组计划起始、争论焦点、主要分歧、竞争主战场等都是围绕序列图展开的。

在序列图完成之前,其他各图都是序列图的铺垫。

也就是说,只有序列图的诞生才标志着整个人类基因组计划工作的完成。

2003年4月15日,在DNA双螺旋结构模型发表50周年前夕,中、美、日、英、法、德6国元首或政府首脑签署文件,6国科学家联合宣布:人类基因组序列图完成。

人类基因组图谱的绘就,是人类探索自身奥秘史上的一个重要里程碑,它被很多分析家认为是生物技术世纪诞生的标志。

也就是说,21世纪是生物技术主宰世界的世纪,正如一个世纪前量子论的诞生被认为揭开了物理学主宰的20世纪一样。

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2002年世界十大科技进展(Science)CMBI评论员张鹏编译1、RNA的重要作用几十年来,RNA被认为仅仅是从DNA获取遗传信息,并将信息传递给蛋白质。

但最近研究发现,小RNA(small RNA)发挥着基因调控的作用。

小RNA能关闭基因的表达,或改变基因表达的水平。

在发育过程中通过关闭或开放基因的表达,小RNA可能指导着细胞的定向分化。

小RNA长度在21到28个核苷酸。

九十年代初期研究发现小RNA能抑制植物的基因表达,随后在动物细胞中也发现了这一现象。

但直到1998年小RNA 的重要性才揭示出来。

卡内基研究院的Andrew Fire及其同事将双链RNA注射到线虫体内。

令研究者惊讶的是,双链RNA显著的抑制了基因的表达。

这种抑制作用也存在于在果蝇及其他生物体内,后来它就被称为RNA干预(RNAi)。

RNAi证实了小RNA在基因沉默中发挥了作用。

去年小RNA的研究有一个关键的突破。

冷泉港实验室的Gregory Hannon及其同事发现了Dicer酶。

Dicer酶能将长的双链RNA切割成小的双链RNA。

这些小的双链RNA属于microRNAs(miRNA)或small interfering RNAs(siRNA)。

在RNAi中发挥作用的是siRNA,而miRNA能抑制RNA翻译成蛋白质。

在RNAi 中,小RNA降解mRNA,这个过程是如何发生的还不是很清楚。

但研究者们相信Dicer将小RNA转运到称为RISC的酶复合物中,这个复合物通过小RNA结合到与小RNA同源互补的mRNA上,并在结合部位切断mRNA。

mRNA被切断后基因的表达就受到了抑制。

研究者们相信在植物中RNAi起了保卫基因组的作用。

它能够防止有害的基因或病毒基因进入到植物的基因组中。

在研究基因功能的实验室中,RNAi也被用来代替费时费力的基因敲除。

今年最令人吃惊的发现出现在秋季。

在四篇论文里研究了RNAi如何指导epigenetics。

Epigenetics是指至少一代的基因表达的改变,而基因的编码没有改变。

今年研究者发现,epigenetics调控的一种类型是染色体的改变。

通过改变染色体的形状(更紧或是更松),能够决定那一个基因表达。

但什么促进了染色体形状的改变以前并不清楚。

今年研究者发现,参与RNAi的小RNA在染色体形状的改变中起着非常重要的作用。

这样RNAi能永久的关闭基因的表达,而不仅仅是短期的抑制它。

几个研究小组都发现了这一现象。

冷泉港实验室的Shiv Grewal及其同事比较了缺乏RNAi的酵母及正常酵母。

当酵母分裂时,染色质聚集并移位到细胞的对侧。

以前就已经知道,细胞的分裂是由染色体中心粒周围的异染色质控制的。

研究者发现,在缺乏小RNA的酵母里,染色体中心粒周围不能正常形成异染色质,细胞分裂也不能正常进行。

研究者推测小RNA能促进异染色质聚集到正确的部位促进细胞分裂的发生。

同时,David Allis, Martin Gorovsky,以及其他的研究者将眼光集中在另一种生物上,一种称为Tetrahymena的单细胞纤毛虫。

研究者发现,Tetrahymena将遗传给子代的DNA储存在一个核里,而将表达的DNA储存在另一个核里。

在Tetrahymena分裂时,小RNA促进一些基因的删除或重组。

RNAi似乎是作用在Tetrahymena中类似于异染色质的某种结构上,删除或将DNA移到另一个位置。

其中的机制目前还不清楚。

这两组试验有助于解释为什么小RNA存在于基因调控的第一线。

在酵母和Tetrahymena中,小RNA的作用集中于基因组的中心粒周围,这个区域包含有转座子造成的基因重复序列。

有假说认为小RNA在进化的很早阶段就出现了,以防止转座子造成的基因组不稳定。

还有许多未知领域需要开发。

研究者还在区分100多种miRNA的功能,以及它们在不同生物体内的分布。

在植物和动物中它们起的作用可能不同。

最近的一些工作显示miRNA在基因表达调控中的作用比以前认为的更重要。

研究者也在研究RNAi在发育和疾病中的作用。

RNAi被证实能引导植物干细胞的分化,因而研究者认为RNAi也可能参与人的干细胞的分化。

如果在人的细胞分裂中RNAi的作用也像它在酵母和Tetrahymena中一样的话,对RNAi微小的干扰就可能导致肿瘤的发生。

小RNA及RNAi的研究领域已经拓宽,RNA走上了舞台的中心。

在揭示了RNA的特性后,研究者们现在希望能将它应用起来。

2、捕获中微子神秘而令人难以理解的中微子最终引起了大家的关注。

多年以来,人们关注电子、介子、τ和夸克并对他们进行分析研究。

最近十年,物理学家证实中微子具有质量。

至此,人们进行了一系列实验来发现中微子的特性。

太阳的核反应能产生大量中微子,但所有的观测结果显示大约只有1/3能到达地球。

如果中微子具有质量,它们可能转变为τ或μ中微子等形式,这也解释了中微子的丢失现象。

即太阳产生的电子中微子在抵达地球过程中并没有“丢失”,而是转化成了其他形式的中微子。

科学家们在分裂氘原子时检测到electron、μ、τ中微子。

加入solar electron、μ和τ中微子后通过检测器的量与核反应产生的量是一致的。

在日本进行的研究创造出反中微子,则为识别不同类型中微子的转化条件找到了新线索。

3、基因组测序每年约有300万人死于疟疾,而大多数是在热带非洲。

两个国际性协作组织试图解开蚊子和疟原虫的基因序列以研究疟疾。

生药学研究者试图运用已有的冈比亚按蚊278百万碱基基因序列及falciparum疟原虫的序列找到一种更好的战胜该种疾病的方法。

而另外,发展中国家可以从大米基因组测序中获益。

四月份,一家私人公司和一个中国研究机构分别独立发表了japonica和indica水稻的基因草图。

本周,国际水稻基因序列计划公布了更详细的japonica的基因序列,两条染色体序列已经发表。

由于另外两家公司的加入有望于2005年完成全面序列测定。

过去的一年,也已对其他几个大基因序列进行了测定。

美国、英国合作完成了对小鼠的基因序列测定与分析,一美国的公共机构与私人组织合作测定了大鼠的基因组草图,这些工作包括了这两种最重要的研究用动物。

日本puffer fish的基因组在脊椎动物中是最小的,研究人员现已知道其基因序列。

两类被囊动物DNA序列也已明了,提供了脊椎动物进化的研究线索。

人们进一步做了其它微生物基因的测序工作,测定了可用于生物治疗的炭疽热及一种称为shewanella的细菌,测序范围将进一步扩展到玉米,蜜蜂,狗,母牛,鸡等方面。

4、观测到发生初期的宇宙。

宇宙诞生的理论时间是大爆炸发生40万年之后,当时原子核和电子已经得到足够冷却,可以形成原子。

原子形成过程中产生的高能辐射直到现在还能观测到,它们被称为宇宙微波背景辐射(CMB)。

科学家们不仅就宇宙微波背景辐射微小温度波动得出最为精细的观测结果,还首次为微波背景辐射的偏振性找到证据。

5、高速摄影今年激光物理学家首次成功完成了一部影片制作,这部影片单祯以阿秒或十亿分之一秒的十亿分之一来计算。

这种高速摄影技术有望利用来拍摄到绕原子旋转的电子的瞬间状态。

多年以来,激光物理学家都只是利用激光的超短脉冲来达到高速摄影的目标,如今,研究者利用新技术可以拍摄到分子的分裂以及化学反应中化学键的形成,这些过程维持千亿分之一到十亿分之一秒或10-15秒。

去年荷兰和法国的研究者克服了阿秒极限,他们将激光超短脉冲作用于氩气原子后检测到一系列脉冲,每个脉冲仅持续220阿秒。

奥地利、加拿大和德国研究者随后得到了650阿秒的单脉冲,更利于用于电影制作。

今年,研究人员将阿秒脉冲运用于原子内部研究。

10月份,奥地利和德国研究者用阿秒脉冲激发氪原子上的电子造成电子空缺,随后利用另一激光脉冲就可以拍摄到激发后的电子释放能量回到稳定能量状态的过程。

并非希区柯克而是阿秒电影将让物理学家对原子内部有新的认识。

6、机体的感觉为什么辛辣食物让人感到热,而薄荷等则带来清凉?对某些细胞而言,味道和温度没什么不一样。

今年研究人员研究了一些离子通道,这些离子通道与温度等有关。

TRP(Transient receptor potential)离子通道是跨膜蛋白质。

被激活时允许钙离子或其它离子通过,神经元可借此传递信号。

哺乳动物至少有21种TRP 通道,但多数功能未知。

1997年首次报道了某些对温度和化学刺激敏感的TRP 通道,或被温度(>43℃)或被辣椒素激活。

今年在口腔和皮肤的神经中发现了相似的对多种刺激反应的通道,对低温(15~20℃)或薄荷脑引起的清凉感敏感。

一种温敏(~34℃)TRP通道亦被发现,在皮肤中有较多分布,提示皮肤本身能感知温度并将信息传至神经元。

还有一些体热感知也需要TRP通道。

而一些TRP 通道的突变与某些癌症和疾病有关,如今年发现某些TRP通道突变后失去对镁离子水平调节能力。

目前对大多数TRP通道的功能知之甚少,研究者正努力从TRP通道获取更多与味觉、热和信息素有关的信号。

7、细胞3D成像三十年前研究者提出利用电子微型图像建立三维图片。

现在,低温电子断层扫描术(cryo-ET)已经克服了许多技术障碍成为一项杰出技术,能够观察细胞内部结构。

生物学家长期以来利用X线晶体衍射技术获得细胞内部单个蛋白分子结构,但是他们还没有找到好的方法观察中等大小细胞器官(大约5纳米)如高尔基体和线粒体的三维图像,尤其是要在不破坏它们的生理条件下做到这一点就显得更加困难。

Cryo-ET成功的解决了这一难题,科学家利用它把原子水平的细节和细胞有机体整体联系起来。

Cryo-ET就像医生的CT扫描术,电子渗透束产生的二维图像由电脑组合成3D图像。

仅需把细胞快速冷冻而不需要固定,这样细胞膜不会被破坏。

由于cryo-ET的辐射过强,多年以来一直存在细胞结构遭破坏的问题。

标本以一定的成像角度自动旋转及精确校准已经减少了辐射时间,这样可尽量减少辐射。

若进一步减少电子散射,就可以拍摄到更厚标本的结构。

今年运用cryo-ET技术已经成功地拍摄到肌动蛋白运动的瞬间。

微管蛋白空间排布、肌浆网上受体结构、由化学级联反应引起肌肉收缩的复合体结构也被拍摄下来。

研究人员现在正努力创建反映真核细胞所有细胞器空间位置关系的3D图片。

8、观察宇宙的新技术今年宇航学家运用自适应光学系统(AO)可以更清楚的观测天空。

经过多年艰苦努力,研究人员现在已成功地将AO系统与世界最大的望远镜结合,通过不断改变镜头的曲率消除了地球大气层给天文望远镜造成的模糊效应,从而对太空进行清晰的观察。

夏威夷和智利的观察站利用AO系统观测到了银河系内部,也观察到木星表面的火山爆发及关于遥远星系的一些细节。

在Canary岛,瑞典极地望远镜观察到清晰的太阳表面,揭示了黑子周围磁场的波动。

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