動物病毒反嚮遺傳學(第2版)

動物病毒反嚮遺傳學(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

劉光清 編
圖書標籤:
  • 病毒學
  • 動物病毒
  • 反嚮遺傳學
  • 分子生物學
  • 基因工程
  • 病毒復製
  • 病毒緻病機製
  • 實驗技術
  • 生物醫學
  • 第二版
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030420718
版次:3
商品編碼:11581218
包裝:精裝
開本:16開
齣版時間:2014-11-01
用紙:膠版紙
頁數:596
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

劉光清主編的《動物病毒反嚮遺傳學(第2版生命 科學專論)(精)》不僅係統介紹動物病毒反嚮遺傳學的 原理、發展曆程、研究方法以 及在病毒學研究領域中的應用等;而且詳細介紹各科 動物病毒反嚮遺傳操 作係統構建的一般原理或策略,並結閤具體實例進行 詳細闡述。與第一版 相比,本書不僅更新瞭各科動物病毒反嚮遺傳學研究 領域的部分內容,而且 新增加瞭動物病毒的反嚮遺傳學研究進展,使得本書 能反映當前動物病毒 反嚮遺傳學研究領域的新發展,也使得該書更具有參 考價值。
本書既注重對理論的闡述又注重與科研實踐的結 閤,因此,既適於從事 病毒學基礎研究的科研人員,又適於從事抗病毒藥物 與新型疫苗研發的技 術人員,以及高等院校從事病毒學和相關專業教學與 科研的廣大師生參考 閱讀。

目錄

第二版前言
第一版前言
第一章 反嚮遺傳學概述
第一節 反嚮遺傳學産生的背景
第二節 反嚮遺傳學的概念
第三節 反嚮遺傳學的原理
第四節 反嚮遺傳學研究的方法
結語
參考文獻
第二章 動物病毒反嚮遺傳學發展曆程
第一節 正鏈RNA病毒反嚮遺傳學發展曆程
第二節 負鏈RNA病毒反嚮遺傳學發展曆程
第三節 雙股RNA病毒反嚮遺傳學發展曆程
第四節 反轉錄病毒反嚮遺傳學的發展曆程
第五節 DNA病毒反嚮遺傳學發展曆程
結語
參考文獻
第三章 反嚮遺傳學係統構建的原理與方法
第一節 反嚮遺傳學研究係統建立的基礎
第二節 反嚮遺傳學研究係統建立的前提
第三節 反嚮遺傳學係統構建的策略
第四節 RNA病毒的拯救過程
第五節 拯救病毒的鑒定
第六節 影響病毒拯救的可能因素
第七節 DNA病毒反嚮遺傳學係統的構建策略
結語
參考文獻
第四章 反嚮遺傳學在動物病毒研究中的應用
第一節 在病毒基因組結構與功能研究中的應用
第二節 在病毒基因組復製與錶達機製研究中的應用
第三節 在病毒分子緻病機理研究中的應用
第四節 在病毒與宿主相互作用研究中的應用
第五節 在新型疫苗和抗病毒藥物研究中的應用
第六節 在研發新型病毒載體中的應用
結語
參考文獻
第五章 小RNA病毒科的反嚮遺傳學
第一節 小RNA病毒科的基本特徵
第二節 小RNA病毒基因組結構特徵及錶達産物
第三節 小RNA病毒科的繁殖與復製
第四節 豬腦心肌炎病毒反嚮遺傳學係統的建立一
第五節 口蹄疫病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 反嚮遺傳學在小RNA病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第六章 黃病毒科的反嚮遺傳學
第一節 黃病毒科的基本特徵
第二節 黃病毒基因組結構及其錶達産物
第三節 黃病毒科的繁殖與復製
第四節 乙型腦炎病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 豬瘟病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 牛病毒性腹瀉病毒反嚮遺傳學係統的建立
第七節 反嚮遺傳學在黃病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第七章 動脈炎病毒科反嚮遺傳學
第一節 動脈炎病毒科的基本特徵
第二節 動脈炎病毒基因組結構及其錶達産物
第三節 動脈炎病毒的繁殖
第四節 豬繁殖和呼吸綜閤徵病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 馬動脈炎病毒反嚮遺傳學係統的構建
第六節 反嚮遺傳學在動脈炎病毒科研究中的應用
參考文獻
第八章 杯狀病毒科的反嚮遺傳學
第一節 杯狀病毒科的基本特徵
第二節 杯狀病毒基因組結構及錶達産物
第三節 杯狀病毒科的繁殖與復製
第四節 兔齣血癥病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 貓杯狀病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 鼠諾瓦剋病毒反嚮遺傳學係統的建立
第七節 反嚮遺傳學在杯狀病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第九章 甲病毒科的反嚮遺傳學
第一節 甲病毒科的基本特徵
第二節 甲病毒基因組結構特徵及其錶達産物
第三節 甲病毒的繁殖
第四節 甲病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 反嚮遺傳學在甲病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第十章 冠狀病毒科的反嚮遺傳學
第一節 冠狀病毒科的基本特徵
第二節 冠狀病毒基因組結構及其錶達産物
第三節 冠狀病毒的繁殖與復製
第四節 豬冠狀病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 雞傳染性支氣管炎病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 反嚮遺傳學在冠狀病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第十一章 正黏病毒科反嚮遺傳學
第一節 正黏病毒科的基本特徵
第二節 正黏病毒基因組結構特徵及編碼産物
第三節 正黏病毒的繁殖與復製
第四節 流感病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 反嚮遺傳學在正黏病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第十二章 副黏病毒科的反嚮遺傳學
第一節 副黏病毒科的基本特徵
第二節 副黏病毒基因組結構及其錶達産物
第三節 副黏病毒的繁殖與復製
第四節 新城疫病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 犬瘟熱病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 小反芻獸疫病毒反嚮遺傳學係統的建立
第七節 反嚮遺傳學在副黏病毒科研究中的應用-..
結語
參考文獻
第十三章 彈狀病毒科的反嚮遺傳學
第一節 彈狀病毒科的基本特徵
第二節 彈狀病毒基因組結構及其錶達産物
第三節 彈狀病毒的繁殖與復製
第四節 狂犬病病毒反嚮遺傳學係統的建立。
第五節 水皰性口炎病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 反嚮遺傳學在彈狀病毒研究中的應用
結語
參考文獻
第十四章 絲狀病毒科的反嚮遺傳學
第一節 絲狀病毒科的基本特徵
第二節 絲狀病毒的基因組結構及其錶達産物
第三節 絲狀病毒的增殖過程
第四節 絲狀病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 反嚮遺傳學在絲狀病毒研究中的應用
結語
參考文獻
第十五章 雙RNA病毒科的反嚮遺傳學
第一節 雙RNA病毒科的基本特徵
第二節 雙RNA病毒基因組結構及其編碼産物
第三節 雙RNA病毒的繁殖
第四節 雞傳染性法氏囊病病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 傳染性胰壞死病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 反嚮遺傳學在雙RNA病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第十六章 呼腸孤病毒科的反嚮遺傳學
第一節 呼腸孤病毒科的基本特徵
第二節 呼腸孤病毒科基因組結構及其錶達産物
第三節 呼腸孤病毒的復製與繁殖
第四節 呼腸孤病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 藍舌病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 輪狀病毒反嚮遺傳學係統的建立
第七節 反嚮遺傳學在呼腸孤病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第十七章 反轉錄病毒科的反嚮遺傳學
第一節 反轉錄病毒科的基本特徵
第二節 反轉錄病毒基因組結構及其錶達産物
第三節 反轉錄病毒的繁殖與復製
第四節 馬傳染性貧血病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 禽白血病反嚮遺傳學係統的建立
第六節 網狀內皮增生病毒反嚮遺傳學係統的建立
第七節 反嚮遺傳學在反轉錄病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第十八章 圓環病毒科的反嚮遺傳學
第一節 圓環病毒科的基本特徵
第二節 圓環病毒基因組結構特徵及其錶達産物
第三節 圓環病毒的繁殖與復製
第四節 豬圓環病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 雞傳染性貧血病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 反嚮遺傳學在圓環病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第十九章 腺病毒科的反嚮遺傳學
第一節 腺病毒科的基本特徵
第二節 腺病毒基因組結構及其錶達産物
第三節 腺病毒的繁殖與復製
第四節 腺病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 豬腺病毒的反嚮遺傳學係統的建立
第六節 禽腺病毒的反嚮遺傳學係統的建立
第七節 反嚮遺傳學在腺病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第二十章 皰疹病毒科的反嚮遺傳學
第一節 皰疹病毒科的基本特徵
第二節 皰疹病毒基因組結構及編碼産物
第三節 皰疹病毒科的增殖與復製
第四節 雞馬立剋病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 鴨瘟病毒反嚮遺傳學係統的建立
第六節 僞狂犬病病毒反嚮遺傳學係統的建立
第七節 牛傳染性鼻氣管炎病毒反嚮遺傳學係統的建立
第八節 反嚮遺傳學在皰疹病毒科研究中的應用
結語
參考文獻
第二十一章 痘病毒科的反嚮遺傳學
第一節 痘病毒科的基本特徵
第二節 痘病毒基因組結構及編碼産物
第三節 痘病毒的繁殖與復製
第四節 痘病毒反嚮遺傳學係統的建立
第五節 反嚮遺傳學在痘病毒科研究中的應用
參考文獻
彩圖


精彩書摘

第一章 反嚮遺傳學概述
第一節 反嚮遺傳學産生的背景
反嚮遺傳學 (eeseeis)是相對於經典遺傳學而言的一門方法學 ,在認識反rvregntc嚮遺傳學之前 ,首先要瞭解遺傳學産生與發展的過程 .所謂 “遺傳 ”,是指生物通過各種方式保證生命在自然界中延續 ,並使子代與親代保持某些相似特徵的現象 .人們很早就開始探討有關親代和雜交子代之間的性狀遺傳規律 ,但一直未取得突破性進展 .直到1866年奧地利學者 Mendel根據他的豌豆雜交實驗結果發錶瞭 .植物雜交試驗 .的論文,提齣兩個影響深遠的基本遺傳法則 ,即分離法則 (定律 )(圖1-1)和自由組閤法(定律 )(圖1-2),這兩條法則後來被稱為孟德爾定律 ,奠定瞭現代遺傳學的基礎 (C則ann,2005 ).1909年英國遺傳學傢 Bateon提齣瞭 “遺傳學 ” (genetics)這一學科名稱,並對其進行瞭定義 ,認為遺傳學是研究生物的遺傳和變異 ,即研究親子之間異同的生物學分支學科 .其研究範圍包括 :遺傳物質的本質?遺傳物質的傳遞和遺傳信息的實現三個方麵 .自此 ,遺傳學正式成為一門學科 .100餘年來 ,遺傳學傢們都是在圍繞這三個方麵進行研究 .
1909年,在 Morgan的領導下 ,一批科學傢以果蠅作為遺傳研究的材料 ,在廣泛和深入研究的基礎上 ,提齣瞭第三條經典遺傳規律 ,即連鎖和交換規律 .但此時的基因被認為隻是一個交換?重組和突變時無法再分的單位 ,其物理和化學性質?結構等仍然是個謎 .1930~1952年,美國一個噬菌體研究小組經過一係列的實驗 ,最終確定 :DNA是遺傳物質 (趙壽元和喬守怡 ,2001 ).這一階段的遺傳學被稱為經典遺傳學 ,其研究核心是通過研究生物的性狀或錶型 ,進而研究遺傳物質的本質及遺傳信息的傳遞規律 .迴顧經典遺傳學的發展曆程 ,不難發現早期的遺傳學傢都是通過觀察和研究生物錶型和性狀的改變來探索生物遺傳的規律 ,解釋遺傳的本質 ,所使用的一些研究方法主要是研究係譜和雜交育種 ,上述一些遺傳規律或法則就是運用這些研究方法得到的.
圖1-1 孟德爾分離定律示意圖孟德爾的分離定律可錶述為一對等位基因在雜閤狀態 (Aa)下,互不乾預 ,保持其獨立性 ,在形成配子時各自 (A或a)分配到不同配子中 .在一般情況下 ,F1代配子分離比為1∶1 ,F2代基因型分離比為1∶2∶1 ,子二代錶現型分離比是3∶1?
1953年 Watson和 Crick提齣瞭 DNA的雙螺鏇結構模型 (圖1-3),Crick繼而於1958年又提齣 “中心法則 ”.這些理論不僅讓人們瞭解到遺傳信息的分子結構 ,也闡明遺傳信息的傳遞途徑 ,從而開創瞭遺傳學的新紀元 ,也標誌著遺傳科學進入一個新階段 ,即分子遺傳學階段 .分子遺傳學是建立在微生物學和經典遺傳學的基礎之上,藉助生物大分子的研究來闡明生物的遺傳和變異規律的遺傳學分支學科 .經典遺傳學與分子遺傳學都是遵循 “性狀 →基因”的研究路綫 ,從分析生物個體的錶型入手 ,研究決定這些錶型性狀的基因及其調控序列 .可以說分子遺傳學是遺傳學發展的高級階段 ,經典遺傳學的許多原理已經或正在被分子水平的實驗所驗證,有的得到進一步發展,有的被修正或擯棄,許多經典遺傳學無法解決的問題或無法破譯的奧秘也在不斷被解決或揭示.分子遺傳學的誕生不僅發展瞭經典遺傳學,也為反嚮遺傳學的産生奠定瞭理論基礎.
隨著分子遺傳學的發展,許多以基因為操作對象的實驗方法或技術也在不斷被建立與發展.例如,1967年吳瑞博士建立瞭第一種 DNA測序方法,即引物延伸測序策略; Smith等 (1970)發現瞭限製性內切核酸酶在分子遺傳中的作用,為基因工程奠定瞭基礎;1972年,以 Berg為代錶的一批美國科學傢發明瞭人工重組 DNA技術,並得到瞭第一個重組 DNA分子;1974年,人們首次實現異源真核生物的基因在大腸杆菌中的錶達;1975年,美國的 Temin和 Baltimore在 RNA腫瘤病毒中發現瞭反轉錄酶,它以 RNA為模闆,反轉錄生成 DNA,等等 (吳乃虎,2003).如此一係列基因工程技術的建立與發展不僅方便瞭人們在分子水平上對生物遺傳規律的研究,也為開展反嚮遺傳學研究提供瞭技術支撐.
如前文所述,經典遺傳學遵循 “性狀→基因”的研究路綫探討遺傳物質的本質及遺傳信息的傳遞規律.但事實證明,要進一步探索生命世界的奧秘,從根本上揭示生命的遺傳規律,僅走這一條研究路綫是不夠的.隨著越來越多生物體基因的發現及其序列的測定,人們發現可以直接從基因入手開展遺傳學研究,即采用 “基因→性狀”的研究路綫.由於這種研究生物遺傳學的思路是與經典遺傳學研究中所使用的思路逆嚮而行,所以稱之為反嚮遺傳學.目前反嚮遺傳學已經廣泛應用於生命科學研究的各個領域中,如反嚮疫苗學?轉基因動 (植)物?寄生蟲學以及微生物學等.當今比較流行的 RNA乾擾(RNA interference,RNAi)?基因敲除 (gene knockout)?反義 RNA (antisense RNA)?基因過錶達 (gene overexpression)?定點誘變 (site-directed mutagenesis)或體外誘變(in vitro mutagenesis)等都屬於反嚮遺傳學範疇.
第二節 反嚮遺傳學的概念
廣義的反嚮遺傳學泛指從生物基因組及其所含生物信息齣發,采用 “基因 →性狀”的研究路綫,對生物體進行遺傳和變異規律的研究,揭示生物的錶現型與基因型之間的關係,探討生命遺傳規律的分子遺傳學分支學科.從方法學角度而言,反嚮遺傳學是在獲得生物基因信息的基礎上,對基因進行操作,來研究生物基因結構和功能的策略.其所涉及的技術包括:基因的定點突變?基因插入/缺失和基因置換等.目前,反嚮遺傳學已成為最能有力推動植物學?動物學及微生物學研究的前沿學科之一.
狹義的反嚮遺傳學僅是指對微生物 (包括細菌和病毒)的反嚮遺傳操作和研究,尤其是 RNA病毒的反嚮遺傳學操作.這是由於 RNA病毒的基因組一般比較小,更有利於反嚮遺傳操作.目前已有許多病毒的反嚮遺傳學研究係統被建立起來,成功實現瞭病毒的體外 “拯救”.在此基礎上,人們可以很方便地從基因組入手研究病毒的分子特徵?緻病機理?病毒與宿主之間的相互作用以及開展新型疫苗的研究等工作,從而開創瞭分子病毒學研究領域的新局麵.

第三節 反嚮遺傳學的原理
由於幾乎所有的基因工程技術都是以 DNA為操作對象,因此 DNA病毒的反嚮遺傳操作相對容易,許多 DNA病毒的基因組結構與功能?基因的復製與錶達機製?分子緻病機理等不斷被揭示,其研究領域也因此得到不斷擴展和縱深.相比之下,RNA病毒的分子生物學研究則顯得較為滯後.因為非反轉錄 RNA病毒的復製周期並不經曆 DNA階段,其基因組分彆以各自特有的 RNA形式存在於自然界中,RNA的分子結構特徵決定瞭它的不穩定性和易降解性,病毒 RNA一旦脫離病毒核衣殼的保護就難以存在.因此,在體外操作 RNA病毒基因組比較睏難.而反嚮遺傳操作技術的發明改變瞭這種狀況,通過將病毒 RNA轉換為cDNA,在 DNA分子水平上研究 RNA病毒成為可能,RNA病毒的研究也因此取得巨大進展.
RNA病毒反嚮遺傳學研究的核心是構建感染性cDNA分子剋隆,即在獲得病毒基因組序列的基礎上,藉助載體構建病毒的全長cDNA分子剋隆,同時將 RNA聚閤酶的啓動子元件也導入該分子剋隆中,通過體外轉錄過程,閤成病毒 RNA,然後用該轉錄物侵染宿主或敏感細胞係,拯救齣與母本病毒具有相同特性的活病毒.這種病毒拯救過程是針對正鏈 RNA病毒而言.由於負鏈 RNA病毒裸露的基因組或由其cDNA轉錄而來的 RNA沒有感染性,它們必須與核衣殼蛋白?RNA依賴性 RNA聚閤酶等形成核糖核蛋白復閤物 (RNP),纔能進行正常的復製和病毒粒子的包裝.因此,建立負鏈 RNA病毒的反嚮遺傳學研究係統,不僅要構建含有病毒全基因組的 cDNA分子剋隆,而且要構建一些輔助質粒,其中含有 RNA復製酶及核蛋白的編碼序列,然後將這些重組質粒共同轉染宿主細胞,經過內轉錄過程實現負鏈 RNA病毒的拯救,如 Schnel等 (1994)將含狂犬病病毒 NP?P和L基因的重組錶達質粒與含病毒全長反義基因組的質粒共轉染能穩定錶達T7 RNA聚閤酶的細胞係,在細胞內形成 RNPs,然後在T7RNA聚閤酶的作用下進行轉錄和翻譯,並裝配成完整的病毒粒子,實現瞭狂犬病病毒的拯救 (MertensandDiprose,2004).早期的禽流感病毒的拯救則需要共轉染12個質粒,其中包括能轉錄8個基因片段的8個轉錄質粒,以及錶達PB2?PB1?PA和 NP蛋白的4個錶達質粒,後來建立起轉錄/翻譯載體後纔把質粒數減少到8個.由於這種拯救病毒來自於病毒基因組的cDNA分子,因此,可以在 DNA水平上對病毒基因組進行操作,研究拯救病毒基因型的改變對病毒錶型的影響,進而對病毒基因組結構與功能?錶達與調控進行研究,甚至還可以研究病毒的緻病機製?分子免疫機理等.另外,依賴於反嚮遺傳學係統,研究者還能設計齣一種能輸送治療基因的載體,甚至研製齣一種毒力減弱的活病毒疫苗以預防由 RNA病毒引起的許多疾病,這種研究疫苗的方法被稱為反嚮疫苗學 (reversevac inology)(Sommerfelt,1999).
理論上所有的 RNA病毒都可以通過構建感染性剋隆來開展病毒的分子生物學研究,然而,這種研究策略取決於病毒是否有體外增殖係統 (主要是敏感細胞係).因為,所構建的感染性剋隆必須首先能在體外培養係統內實現病毒的拯救,然後纔能進行反嚮遺傳操作.事實上,許多 RNA病毒都缺乏敏感細胞係,如丙型肝炎病毒?諾瓦剋病毒?兔齣血癥病毒 ,等等 .顯然 ,利用感染性剋隆技術研究這些病毒的緻病機理?遺傳變異和毒力進化等是行不通的 .但是 ,利用反嚮遺傳學技術在研究這些病毒的基因組復製或錶達機製等方麵仍具有明顯的技術優勢 ,這就需要引入復製子 (replicon)的概念 .通常復製子是指 DNA中能發生獨立復製的一段 DNA序列 ,在該序列中不僅有復製原點和復製終點 ,而且含有調節 DNA復製的一些順式元件 .在真核生物中 ,DNA的復製是從許多起始點同時開始的 ,所以每個 DNA分子上有許多個復製子 .每個復製子都含有一個復製起點 .原核生物的染色體和質粒?真核生物的細胞器 DNA都是環狀雙鏈分子 ,它們都是單復製子 ,都在一個固定的起點開始復製 ,復製方嚮大多數是雙嚮的 ,少數是單嚮復製 .就 RNA病毒而言 ,復製子是指保留瞭病毒基因組復製所必需的非結構蛋白編碼基因和非編碼區的順式作用元件的一種缺陷型基因組 ,它能夠在宿主細胞內有效復製 ;但由於缺失瞭結構蛋白編碼基因 ,因此復製子在細胞內無法形成感染性的病毒顆粒 .圖1-4是黃病毒科昆津病毒復製子的結構示意圖 ,該復製子以外源基因置換瞭病毒的結構蛋白編碼基因 ,而保留瞭所有的非結構蛋白和兩側的非編碼區 (5′/3′ UTR),為便於篩選能支持復製子持續性復製的細胞係 ,在非結構蛋白的下遊還插入一個抗性基因 .由於抗性基因的錶達受控於外加的內部核糖體結閤位點元件 (IRES),而外源基因的錶達則利用昆津病毒的錶達元件來實現 .因此 ,這種復製子又被稱為選擇性 (雙順反子 )復製子係統 .
圖1-4 昆津病毒復製子結構示意圖 (引自 Pjmata.,2006 )
復製子在 RNA病毒研究中應用非常廣泛 ,而且它的應用不受培養係統限製 .因為可以將 RNA病毒復製子構建成重組質粒 ,然後將質粒直接轉染細胞係 ,通過報道基因的瞬時或穩定錶達來評價反嚮遺傳操作對 RNA病毒的復製或錶達的影響 .此外 ,復製子係統對研究一些生物安全級彆比較高的病毒 ,如口蹄疫病毒?新城疫病毒和禽流感病毒等也提供瞭一個很方便的操作平颱 ,研究這些病毒的復製和錶達調控的分子機理等不需要操作具有感染性的病毒就可以實現 .但復製子在 RNA病毒研究領域中的應用 ,更多地體現在新型病毒
















前言/序言


現代生物技術前沿:基因編輯與蛋白質工程實踐指南 本書聚焦於當前生命科學領域最激動人心的兩大支柱:基因編輯技術(特彆是CRISPR/Cas係統的高級應用)與蛋白質工程學的最新進展及其在生物醫藥、農業科技以及基礎生命科學研究中的實際應用。 本書旨在為研究生、科研工作者以及希望深入瞭解現代分子生物學工具箱的專業人士提供一本詳盡、實用的操作手冊和理論參考。 --- 第一部分:基因編輯的精細化控製與新型遞送係統(約500字) 1. CRISPR係統的進化與靶嚮精度:從Cas9到Cas12/Cas13的全麵解析 本部分深入探討瞭CRISPR/Cas係統的發展曆程及其在真核生物和原核生物中的應用優化。我們不僅詳細闡述瞭經典的 Streptococcus pyogenes Cas9(SpCas9)的編輯原理、脫靶效應的控製策略(如高保真Cas9突變體的篩選與應用),還將重點介紹下一代核酸酶的潛力。 Cas12a(Cpf1)的獨特優勢: 區彆於Cas9,Cas12a依賴T-rich PAM序列,並在切割後産生粘性末端,這為構建復雜的基因敲入載體提供瞭新的可能性。書中將詳細介紹利用Cas12a進行大規模基因組篩選(Pooled Screening)的方法學優化,包括如何剋服其活性依賴於特定離子濃度的挑戰。 RNA編輯的革命: Cas13傢族,特彆是Cas13a和Cas13d,為我們提供瞭前所未有的實時RNA調控能力。本書將詳述如何利用Cas13係統進行RNA的特異性降解(“基因沉默”的動態過程)以及其在診斷學(如SHERLOCK平颱)中的應用潛力。內容將包含設計高特異性crRNA陣列的算法考量,以及如何有效裝載和遞送這些RNA靶嚮工具。 2. 基因組編輯的臨床前與體內遞送挑戰 掌握瞭工具,如何安全有效地將它們送達目標細胞是關鍵瓶頸。本部分將重點分析當前主流的遞送策略的優缺點,並提供一套係統化的評估框架。 病毒載體優化: 深入分析腺相關病毒(AAV)血清型的選擇標準(基於組織嗜性),以及如何通過衣殼修飾(Directed Evolution)來提高靶嚮性或降低免疫原性。書中將提供針對中樞神經係統(CNS)和肌肉組織的AAV載體設計案例研究。 非病毒遞送係統的突破: 脂質納米顆粒(LNP)技術在mRNA疫苗中的成功催生瞭其在基因治療中的廣泛應用。我們將詳細解析LNP的配方設計(包括可電離脂質、輔助脂質、膽固醇和PEG脂質的比例優化),以及影響細胞攝取和內體逃逸效率的關鍵物理化學參數。此外,針對體外編輯和特定組織靶嚮的電穿孔和磁珠技術也將被收錄在實踐章節中。 --- 第二部分:蛋白質工程的理性設計與定嚮進化(約600字) 3. 結構生物學驅動的理性蛋白質設計 蛋白質工程的核心在於將對蛋白質功能的理解轉化為可預測的設計。本部分側重於利用計算工具和結構信息實現蛋白質的精準改造。 從頭設計(De Novo Design): 探討基於幾何學和能量學的蛋白質骨架設計原理。我們將介紹如Rosetta、AlphaFold-Multimer等計算工具在預測穩定性和結閤親和力中的應用。重點案例包括設計新型酶的活性位點和人工環肽的穩定性增強。 位點定嚮突變的高級策略: 對於已知結構的蛋白質,如何選擇最佳突變位點?本書將詳細介紹“敏感性分析”和“熱力學穩定性預測”方法,以指導單點、多點突變的選擇。內容將涵蓋通過改變錶麵殘基以調節溶解度,或通過內部殘基工程來優化摺疊動力學的具體實驗流程。 4. 適應性與高通量篩選技術:定嚮進化的新範式 當理性設計受阻時,定嚮進化提供瞭一條強大的替代路徑。本部分關注如何構建更高效、更接近自然選擇的進化係統。 基於微生物的進化係統: 酵母展示(Yeast Display)和噬菌體展示(Phage Display)仍是主流,但現代技術已大大提高瞭通量和保真度。我們將介紹如何結閤CRISPR介導的隨機誘變與高通量分選技術(如Fluorescence-Activated Cell Sorting, FACS)實現多參數的選擇壓力,例如同時篩選高活性和高穩定性。 體外轉錄/翻譯係統(Cell-Free Systems): 免細胞係統提供瞭避免細胞毒性、簡化反應條件的優勢。我們將探討如何將蛋白質閤成、摺疊和突變篩選整閤在一個微滴反應體係中(如Droplet Digital PCR結閤蛋白質篩選),以實現每小時數百萬個突變體的篩選能力。這對於開發新型抗體片段和多價配體至關重要。 --- 第三部分:前沿應用與數據解析(約400字) 5. 基因編輯在疾病模型構建中的精細操作 本章將案例導嚮地展示如何利用上述工具構建復雜的人類疾病模型,並進行功能驗證。 類器官(Organoid)係統的基因修飾: 討論將CRISPR工具遞送到三維培養的腸道、肝髒或腦類器官中的優化方案。關鍵在於維持類器官的結構完整性和分化狀態下的編輯效率。書中將提供詳細的培養基配方和微環境控製參數。 iPSC(誘導多能乾細胞)的穩定修飾: 介紹如何通過精確的單細胞剋隆和高質量的質量控製(QC)流程,確保編輯後的iPSC係具有穩定的遺傳背景,以用於下遊的細胞分化和功能分析。 6. 高通量測序數據解析:從原始數據到生物學結論 無論基因編輯還是蛋白質進化,最終都需要依賴高通量測序(NGS)進行驗證和分析。 深度測序的解讀: 重點講解如何利用專門的生物信息學管道來分析基因編輯的編輯效率、插入/缺失(Indel)頻率以及脫靶位點的檢測。對於蛋白質進化數據,本書將介紹如何量化突變體庫的復雜性,並識彆富集的功能性突變組閤。 統計學顯著性與重復性評估: 強調在基因工程實驗中,如何設置適當的對照組,以及使用非參數統計方法來評估微小編輯事件的統計學可靠性,確保研究結果的穩健性。 --- 本書特色: 本書的撰寫基於作者團隊多年的實驗室實踐經驗,匯集瞭最新的方法學進展,並提供瞭大量的實驗流程圖、疑難問題排查(Troubleshooting)部分以及關鍵試劑的采購建議,力求成為科研人員手中不可或缺的“第二本操作手冊”。它避免瞭對基礎概念的冗餘闡述,直接切入高級技術的優化與前沿挑戰的解決之道。

用戶評價

評分

我第一次注意到這本書,是因為它獨特的設計風格。封麵上的暗色調搭配流動的綫條,營造齣一種神秘而又充滿活力的氛圍,讓人忍不住想一探究竟。當我拿到書的時候,那種厚重的手感,以及翻頁時沙沙的聲音,都讓我覺得很有親切感。我一直認為,閱讀一本好書,就像是在和一位智者對話,而這本書,顯然具備這樣的潛質。 作為一名對生物科學充滿熱情的非專業讀者,我常常被那些關於微觀世界的奧秘所吸引。這本書恰好滿足瞭我對動物病毒的好奇心。它用一種非常易懂的方式,解釋瞭“反嚮遺傳學”這個聽起來有些高深的術語。書中那些形象的插圖,幫助我理解瞭病毒復雜的生命周期,以及科學傢們是如何通過這些技術來研究和改造病毒的,這對我來說是一種全新的視角。 這本書的內容讓我大開眼界。它不僅講解瞭病毒的基本知識,還深入探討瞭反嚮遺傳學在動物病毒研究中的實際應用。我特彆喜歡書中關於如何利用反嚮遺傳學技術來開發疫苗和治療藥物的章節,這讓我看到瞭科學研究如何直接造福人類。通過閱讀這本書,我不僅增長瞭知識,也對未來的生物技術發展有瞭更深的期待。 我是一名科技愛好者,喜歡關注那些能夠改變我們生活的新興技術。這本書中關於動物病毒反嚮遺傳學的介紹,就讓我感到非常興奮。它讓我瞭解到,科學傢們是如何通過“反著來”的方式來研究病毒,從而獲得更深刻的認識。書中對基因編輯技術在病毒研究中的應用,以及未來可能帶來的突破,都讓我印象深刻,這為我理解未來生物醫學的發展方嚮提供瞭重要的參考。 總的來說,這本書是一本非常引人入勝的書籍。它的內容翔實,語言生動,並且充滿瞭啓發性。我喜歡它將復雜的科學概念,用一種引人入勝的方式呈現齣來。書中大量的圖示和實例,讓我在享受閱讀樂趣的同時,也能夠深刻地理解書中的知識。對於所有對生命科學和前沿科技感興趣的讀者而言,這本書都是一個絕佳的選擇。

評分

這本書的裝幀設計給我留下瞭深刻的印象,封麵上那隻以藍色為主調、帶有綠色斑紋的抽象病毒圖形,仿佛預示著書中內容的前沿性和探索性。當我拿起這本書時,就能感受到它紮實的重量,這種實體書的觸感是任何電子設備都無法比擬的。翻開書頁,紙張的質感和淡淡的油墨香,都讓閱讀體驗充滿瞭儀式感。 我是一名在校的生物科學專業的學生,平時對病毒學和分子生物學有著濃厚的興趣。這本書的內容,特彆是關於反嚮遺傳學這部分,讓我耳目一新。它將那些晦澀難懂的理論知識,通過生動形象的插圖和深入淺齣的語言,娓娓道來,極大地減輕瞭我學習的壓力。我尤其喜歡書中對不同病毒模型的研究案例的詳細介紹,這讓我能更直觀地理解反嚮遺傳學在實際研究中的應用。 我對這本書的編排方式贊不絕口。它循序漸進,從基礎概念的講解,到核心技術的介紹,再到實際應用的探討,整個結構非常閤理。書中詳盡的實驗步驟和注意事項,對於我這樣在實驗室裏摸索的學生來說,簡直是“及時雨”。我曾經因為對某個實驗操作的不熟悉而走瞭很多彎路,但這本書中的指導,讓我能夠更準確、更高效地完成實驗。 作為一名剛剛起步的科研人員,我一直在尋找能夠拓寬我研究視野的資源。這本書中的許多章節,特彆是關於利用反嚮遺傳學技術構建新型疫苗和診斷試劑的內容,為我提供瞭寶貴的思路。我非常欣賞書中對新興技術如基因編輯在病毒研究中應用的探討,這讓我對未來的研究方嚮有瞭更明確的規劃,並且激發瞭我去嘗試更多創新性的研究方法。 總體而言,這本書是一部非常優秀的學術著作。它的內容詳實,邏輯嚴謹,語言通俗易懂,並且配有大量精美的插圖和案例分析,讓學習過程變得輕鬆而有趣。我曾經閱讀過不少同類的書籍,但很多都過於偏重理論,或者內容陳舊,無法滿足我目前的學習和研究需求。這本書卻能讓我深入其中,樂在其中。我相信,無論你是初學者還是有一定經驗的研究者,都能從中獲得深刻的啓發。

評分

這本書的封麵設計非常簡潔大氣,以一種深邃的藍色為主色調,搭配中央醒目的白色病毒圖案,給人一種專業而又充滿神秘感的感覺。當我第一次拿起這本書時,就感受到瞭它堅實的裝幀和優質的紙張,這無疑會帶來非常愉悅的閱讀體驗。我一直相信,一本好的書籍,不僅要有深刻的內容,還要有令人愉悅的呈現方式。 我是一名對生物學有著濃厚興趣的普通讀者,對病毒這個微觀世界的生物一直很好奇。這本書的齣現,為我打開瞭一扇通往動物病毒反嚮遺傳學世界的大門。它用一種非常易於理解的方式,講解瞭那些原本聽起來十分專業的概念,例如病毒的復製機製和基因結構。書中那些精美的插圖,更是像一堂生動的視覺課,讓我能夠清晰地看到病毒的內部構造和工作原理。 這本書的內容非常全麵,從基礎的病毒知識,到核心的反嚮遺傳學技術,再到實際的應用案例,幾乎涵蓋瞭所有我可能感興趣的方麵。我特彆欣賞書中對一些經典動物病毒的研究方法的介紹,這讓我能夠將書本上的理論知識,與現實中的科學發現聯係起來,更好地理解科學研究的邏輯和過程。通過閱讀這本書,我不僅增長瞭見識,也對病毒學有瞭更深入的認識。 我是一名對醫學和生物科技領域充滿熱情的研究者,一直在尋找能夠深化我專業知識的優質讀物。這本書的內容,特彆是關於“反嚮遺傳學”這一研究策略的詳細闡述,對我而言具有極高的價值。它不僅為我提供瞭關於動物病毒研究的新思路,還讓我瞭解瞭如何通過基因操作來研究病毒的功能和緻病性。我從中學習到瞭許多關於基因組編輯和病毒載體構建的先進技術,這對於我未來的研究工作非常有指導意義。 總而言之,這本書是一本非常齣色的學術著作。它的內容嚴謹,邏輯清晰,語言通俗易懂,並且配備瞭大量精美的插圖和生動的案例分析,讓閱讀過程變得輕鬆而富有啓發性。我相信,對於任何一位想要深入瞭解動物病毒和反嚮遺傳學領域的讀者來說,這本書都將是他們不可或缺的參考書籍。

評分

這本書的封麵色彩搭配大膽而富有科技感,深邃的藍色背景上,一抹鮮亮的綠色勾勒齣的病毒輪廓,瞬間吸引瞭我的目光。對於一個對生命科學充滿好奇的業餘愛好者來說,這個封麵傳遞齣的信息是:這是一本關於前沿、關於未知、關於挑戰的書。拿到手裏,它沉甸甸的質感,讓我覺得這不僅僅是一本書,更像是一份值得細細品味的學術寶藏。 我是一名對生物世界充滿好奇心的愛好者,尤其對那些看不見的微小生命——病毒——感到著迷。這本書的齣現,讓我有機會深入瞭解動物病毒的世界。它以一種非常友好的方式,解釋瞭那些原本聽起來非常專業的概念。我特彆喜歡書中那些精美的插圖,它們像一個個微縮的電影鏡頭,將病毒的形態、復製過程栩栩如生地呈現在我眼前,讓我對這些微小的“入侵者”有瞭更直觀的認識。 這本書的內容非常豐富,就像一個寶庫,裏麵藏著無數關於動物病毒的奧秘。我最欣賞的是書中對不同病毒案例的深入剖析,這些案例讓我能夠將理論知識與實際應用聯係起來,更好地理解病毒的緻病機理和傳播方式。通過閱讀這本書,我不僅增長瞭見識,也對如何預防和控製病毒的傳播有瞭更深的認識,這對我保護自己和傢人的健康非常有幫助。 我是一位對生物醫學領域有著濃厚興趣的在職人士,雖然不是專業研究人員,但我一直關注著生命科學的最新進展。這本書的內容,特彆是關於動物病毒的“反嚮遺傳學”這一概念,對我來說非常新穎。書中對於如何利用基因技術去“操控”病毒的研究,讓我看到瞭未來在疾病防治領域的巨大潛力。我從中學習到瞭很多關於病毒基因組編輯和重組的知識,這極大地拓展瞭我的視野。 總而言之,這本書是一本令人印象深刻的作品。它的內容不僅具有科學的嚴謹性,更充滿瞭探索的趣味性。語言的運用非常得體,既有專業性又不失通俗易懂。書中大量的圖解和生動的案例,讓我在閱讀的過程中,仿佛置身於一個奇妙的生物世界。對於任何一個對動物病毒和生命科學感興趣的讀者來說,這本書都是一本不可多得的讀物。

評分

這本書的封麵設計非常吸引人,深藍色的背景搭配一隻抽象化的病毒圖案,瞬間就抓住瞭我的眼球。我一直對病毒如何復製和傳播充滿好奇,而“反嚮遺傳學”這個概念更是讓我覺得既神秘又充滿挑戰。翻開書頁,一股淡淡的紙墨香撲鼻而來,這種質感是我在電子閱讀器上無法獲得的。我特彆喜歡紙質書帶來的那種厚重感,仿佛握著的是知識的實體。 我是一名生物工程專業的學生,在學習過程中,經常會遇到一些難以理解的理論知識。這本書恰好填補瞭我在動物病毒學領域的空白,它以非常清晰易懂的方式介紹瞭反嚮遺傳學這一前沿技術。書中大量的插圖和圖錶,幫助我直觀地理解瞭復雜的病毒復製機製和基因操作過程,這一點對我學習非常有幫助。特彆是書中對一些經典動物病毒的案例分析,讓我對理論知識有瞭更深刻的認識。 這本書的內容真的非常詳盡,幾乎涵蓋瞭動物病毒反嚮遺傳學的方方麵麵。從基礎的病毒結構到復雜的基因編輯技術,再到實際應用中的各種挑戰與解決方案,都做瞭深入的闡述。我尤其欣賞書中對實驗操作細節的描述,這對於我這樣動手能力較弱的學生來說,簡直是福音。我曾經在實驗室裏遇到過一些技術瓶頸,通過閱讀這本書,我找到瞭突破口,並且成功地解決瞭一些實際問題。 我是一名科研工作者,在工作中經常需要查閱最新的研究進展。這本書雖然是第二版,但其中的一些基礎理論和方法論依然非常適用,並且為我提供瞭很多新的研究思路。我特彆喜歡書中對一些前沿技術的討論,比如CRISPR-Cas9在反嚮遺傳學中的應用,以及新型錶達係統的構建等等。這些內容讓我對未來的研究方嚮有瞭更清晰的認識,並且激發瞭我進行更多創新性探索的動力。 總的來說,這本書是一本非常值得推薦的優秀教材。它的內容嚴謹,邏輯清晰,語言生動,並且配有豐富的圖錶和案例,使得學習過程充滿樂趣。我曾經嘗試過閱讀其他同類書籍,但都因為內容過於枯燥或者理論脫節而放棄。而這本書卻能讓我沉浸其中,欲罷不能。我相信,無論你是初學者還是資深研究者,都能從中獲益良多。

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