目錄
序
前言
第一篇 新理論和新探索
1 基因（組）與人生2
1.1 基因?qū)W和基因組學(xué)的核心作用2
1.2 人類基因組計(jì)劃4
1.3 基因組學(xué)的應(yīng)用（轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)及轉(zhuǎn)化知識）6
1.3.1 疾病與“掌握在自己手中”的疾病6
1.3.2 解決這些問題的關(guān)鍵8
2 醫(yī)學(xué)科學(xué)走向何方？——反思與展望10
2.1 中國面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇10
2.2 打破有關(guān)美國健康與醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的三個(gè)“神話”12
2.3 21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)科學(xué)展望14
2.3.1 高舉人的醫(yī)學(xué)旗幟14
2.3.2 醫(yī)學(xué)科學(xué)的第三次革命17
2.3.3 促進(jìn)學(xué)科交叉和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究20
2.4 大力倡導(dǎo)整合醫(yī)學(xué)與公眾參與式醫(yī)學(xué)20
主要參考文獻(xiàn)及建議進(jìn)一步閱讀的書目23
3 醫(yī)學(xué)是科學(xué)常青樹上永不成熟的果實(shí)26
3.1 醫(yī)學(xué)研究的基本范疇26
3.1.1 生命27
3.1.2 健康27
3.1.3 疾病28
3.1.4 衰老29
3.1.5 死亡30
3.2 中西醫(yī)發(fā)展的比較30
3.2.1 比較中西醫(yī)特點(diǎn)31
3.2.2 經(jīng)絡(luò)與針灸對人類健康的貢獻(xiàn)31
3.2.3 中西醫(yī)融合研究結(jié)碩果37
3.3 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究的重大突破38
3.3.1 輔助生殖技術(shù)的發(fā)明解決不孕不育問題38
3.3.2 接種疫苗控制傳染病流行38
3.3.3 顯微外科技術(shù)的發(fā)明促進(jìn)了器官移植和斷肢再植39
3.3.4 先進(jìn)技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用40
3.4 攻破醫(yī)學(xué)難題又遇新挑戰(zhàn)42
3.4.1 新發(fā)現(xiàn)的傳染病42
3.4.2 惡性腫瘤44
3.4.3 疾病譜和死亡譜發(fā)生變化45
3.5 展望未來醫(yī)學(xué)發(fā)展的方向46
3.5.1 以人為本，強(qiáng)化個(gè)性化和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)治療46
3.5.2 我國人口老齡化與慢性病的防治46
3.5.3 遺傳病和罕見病的基因療法47
3.5.4 腦科學(xué)與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)47
3.5.5 多學(xué)科交叉研究，促進(jìn)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)47
參考文獻(xiàn)48
4 細(xì)菌DNA骨架上的磷硫�；�修飾50
4.1 DNA異常修飾現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)50
4.1.1 DNA異常修飾的瓊脂糖凝膠電泳表型50
4.1.2 DNA異常修飾的脈沖場凝膠電泳表型51
4.2 DNA硫修飾的論證和結(jié)構(gòu)解析52
4.2.1 DNA硫修飾的遺傳學(xué)證據(jù)52
4.2.2 同位素示蹤DNA硫修飾53
4.2.3 DNA硫修飾的結(jié)構(gòu)53
4.3 DNA上修飾的序列特征55
4.3.1 DNA硫修飾位點(diǎn)保守性55
4.3.2 DNA硫修飾序列保守性56
4.3.3 基因組全譜測序DNA硫修飾位點(diǎn)57
4.4 DNA硫修飾的鑒定方法58
4.4.1 普通瓊脂糖和脈沖場凝膠電泳檢測Dnd表型58
4.4.2 過氧乙酸（PAA）方法鑒定DNA的Dnd表型59
4.4.3 HPLC-MS檢測Dnd二核苷60
4.4.4 單分子實(shí)時(shí)測序60
4.4.5 碘切割依賴的深度測序檢測硫修飾位點(diǎn)60
4.5 DNA硫修飾的化學(xué)性質(zhì)62
4.5.1 早期對異常修飾DNA的化學(xué)性質(zhì)的研究62
4.5.2 硫修飾DNA與烷基化試劑的反應(yīng)機(jī)制62
4.5.3 硫修飾DNA氧化還原的化學(xué)機(jī)理63
4.6 DNA硫修飾的生物學(xué)意義64
4.6.1 硫修飾與限制系統(tǒng)64
4.6.2 識別和切割DNA硫修飾的限制系統(tǒng)64
4.6.3 DNA硫修飾的抗逆屬性65
4.7 硫修飾DNA基因簇的廣泛性和可移動(dòng)性66
4.8 硫修飾相關(guān)蛋白的生物化學(xué)初步探究68
4.9 DNA硫修飾待解問題和展望69
參考文獻(xiàn)69
5 生命倫理學(xué)思考72
5.1 生命倫理學(xué)的興起與發(fā)展72
5.1.1 希特勒借“優(yōu)生學(xué)”實(shí)施種族大屠殺72
5.1.2 原子彈和“普格瓦什運(yùn)動(dòng)”73
5.1.3 基因重組和“伯格會(huì)議”73
5.1.4 撤銷生命維持系統(tǒng)和倫理委員會(huì)成立73
5.1.5 人類基因組計(jì)劃與倫理法律研究74
5.2 生命科學(xué)技術(shù)發(fā)展引發(fā)的倫理之爭74
5.2.1 基因研究與倫理75
5.2.2 克隆技術(shù)和干細(xì)胞研究與倫理78
5.3 輔助生殖技術(shù)發(fā)明誘發(fā)的倫理和社會(huì)問題82
5.3.1 什么是輔助生殖技術(shù)82
5.3.2 輔助生殖引發(fā)的倫理和社會(huì)問題83
參考文獻(xiàn)87
6 深海微生物89
6.1 深海與深海生態(tài)系統(tǒng)89
6.2 深海微生物多樣性90
6.2.1 深海海水90
6.2.2 深海沉積物91
6.2.3 洋殼93
6.2.4 深海熱液口94
6.3 深海微生物的高壓適應(yīng)性機(jī)理95
6.3.1 嗜壓微生物95
6.3.2 壓力對細(xì)胞膜脂肪酸組成的影響97
6.3.3 壓力對厭氧呼吸的影響97
6.3.4 高壓對DNA結(jié)構(gòu)和功能的影響98
6.3.5 高壓對核糖體結(jié)構(gòu)及組裝的影響99
6.3.6 高壓對細(xì)菌運(yùn)動(dòng)性的影響99
6.4 決定微生物環(huán)境適應(yīng)性的核心環(huán)境參數(shù)—溫度99
6.5 結(jié)束語102
參考文獻(xiàn)102
7 血管力學(xué)生物學(xué)研究進(jìn)展109
7.1 心血管系統(tǒng)與血液循環(huán)的概念110
7.1.1 心血管系統(tǒng)的組成和基本結(jié)構(gòu)110
7.1.2 血液循環(huán)的概念111
7.2 血管力學(xué)的基本概念112
7.2.1 應(yīng)力和應(yīng)變的基本概念112
7.2.2 血管的力學(xué)環(huán)境與血管重建113
7.3 細(xì)胞力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本模型與技術(shù)114
7.3.1 細(xì)胞切應(yīng)力加載模型114
7.3.2 細(xì)胞張應(yīng)變（牽張）加載模型 116
7.3.3 微管吸吮技術(shù) 116
7.3.4 原子力顯微技術(shù)117
7.3.5 磁扭轉(zhuǎn)細(xì)胞測量術(shù) 117
7.4 血管力學(xué)生物學(xué)研究進(jìn)展118
7.4.1 力-血管蛋白質(zhì)組學(xué)研究 118
7.4.2 切應(yīng)力條件下EC與VSMC之間的相互影響及其機(jī)制121
7.4.3 周期性張應(yīng)變對VSMC功能的影響及其機(jī)制125
7.4.4 周期性張應(yīng)變對VSMC遷移的作用及機(jī)制 128
7.4.5 流體切應(yīng)力對內(nèi)皮祖細(xì)胞分化的影響及其機(jī)制129
7.4.6 低切應(yīng)力對在體動(dòng)脈重建的影響及其力學(xué)生物學(xué)機(jī)制134
參考文獻(xiàn)138
8 吸煙對心血管系統(tǒng)和男性生殖影響的分子機(jī)制140
8.1 吸煙對心血管系統(tǒng)的危害141
8.1.1 尼古丁與血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷 141
8.1.2 尼古丁與單核巨噬細(xì)胞143
8.1.3 尼古丁與血管平滑肌細(xì)胞144
8.2 吸煙對生育功能的影響145
8.2.1 吸煙與男性生殖力及出生缺陷145
8.2.2 吸煙致男性不育的分子機(jī)制146
參考文獻(xiàn)150
9 精神分裂癥的研究現(xiàn)狀153
9.1 精神分裂癥的概述153
9.2 精神分裂癥的表型和診斷154
9.2.1 精神分裂癥的表型154
9.2.2 精神分裂癥的整體癥狀154
9.2.3 精神分裂癥的認(rèn)知變化154
9.2.4 精神分裂癥的腦結(jié)構(gòu)變化155
9.3 精神分裂癥的發(fā)病假說157
9.3.1 多巴胺假說157
9.3.2 5-羥色胺假說158
9.3.3 谷氨酸和NMDA受體假說159
9.3.4 神經(jīng)發(fā)育假說160
9.3.5 神經(jīng)退行性假說162
9.4 精神分裂癥的病因?qū)W研究162
9.4.1 精神分裂癥的遺傳因素162
9.4.2 精神分裂癥的非遺傳因素164
9.5 精神疾病的研究方法和進(jìn)展166
9.5.1 連鎖分析和定位克隆166
9.5.2 遺傳關(guān)聯(lián)分析及全基因組關(guān)聯(lián)分析166
9.5.3 細(xì)胞遺傳學(xué)篩查170
9.5.4 深度重測序170
9.5.5 表觀遺傳學(xué)171
9.5.6 差異表達(dá)171
9.5.7 系統(tǒng)生物學(xué)方法172
9.5.8 影像遺傳學(xué)173
9.5.9 轉(zhuǎn)基因小鼠模型174
9.6 代表性的精神分裂癥易感基因174
9.6.1 DISC1基因174
9.6.2 AKT基因174
9.6.3 ERBB4/NRG1基因175
9.6.4 CHRNA7基因175
9.7 結(jié)束語176
參考文獻(xiàn)176
10 腸炎的遺傳學(xué)、免疫學(xué)和微生物學(xué)研究進(jìn)展182
10.1 克羅恩病的遺傳學(xué)特征182
10.1.1 模式識別受體：NOD2（核苷酸結(jié)合寡聚域2）183
10.1.2 IL17介導(dǎo)的反應(yīng)185
10.1.3 自噬186
10.2 潰瘍性結(jié)腸炎的遺傳學(xué)特征186
10.2.1 人類白細(xì)胞抗原（HLA）區(qū)域186
10.2.2 免疫調(diào)節(jié)因子及信號分子187
10.2.3 腸屏障功能基因187
10.2.4 IBD與其他疾病的遺傳性重疊187
10.3 腸道菌群與IBD188
10.4 結(jié)束語189
參考文獻(xiàn)189
11 腫瘤生物學(xué)192
11.1 誘發(fā)肝癌的主要風(fēng)險(xiǎn)因素193
11.1.1 乙型肝炎病毒感染193
11.1.2 丙型肝炎病毒感染194
11.2 基因組不穩(wěn)定性195
11.2.1 染色體不穩(wěn)定性和癌基因196
11.2.2 體細(xì)胞中的基因突變197
11.2.3 異常的表觀遺傳修飾201
11.3 不受控制的信號通路202
11.3.1 與細(xì)胞周期和增殖相關(guān)的信號通路202
11.3.2 與發(fā)育和分化相關(guān)的信號通路203
11.3.3 與細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)的信號通路204
11.3.4 與炎癥相關(guān)的信號通路205
11.3.5 染色質(zhì)重塑復(fù)合物206
11.4 臨床意義207
11.4.1 生物學(xué)標(biāo)志物207
11.4.2 靶向治療207
11.5 結(jié)束語208
參考文獻(xiàn)209
12 新醫(yī)學(xué)——解決人類健康的真正鑰匙216
12.1 “精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”—2015年醫(yī)學(xué)最熱門詞匯216
12.2 “轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”——昔日的時(shí)髦，今日的新常態(tài)218
12.3 “個(gè)體化醫(yī)學(xué)”——?dú)v史發(fā)展的必然218
12.4 “遺傳咨詢”——核心紐帶作用219
12.4.1 遺傳咨詢政策缺失，專業(yè)機(jī)構(gòu)缺乏220
12.4.2 沒有專業(yè)的遺傳咨詢師，技術(shù)人員不足220
12.4.3 遺傳咨詢開展水平不一，地域分布不均220
12.4.4 群眾認(rèn)知不足，科普教育薄弱220
12.5 “新醫(yī)學(xué)”——健康大業(yè)的主導(dǎo)力量220
12.6 小結(jié)222
第二篇 新方法
13 新一代測序技術(shù)與基因組學(xué)研究226
13.1 新一代高通量測序技術(shù)的發(fā)展226
13.1.1 測序技術(shù)發(fā)展歷程及特點(diǎn)226
13.1.2 第二代大規(guī)模平行測序技術(shù) 227
13.1.3 第二代測序技術(shù)的基本原理227
13.1.4 半導(dǎo)體DNA測序技術(shù)228
13.1.5 第三代單分子實(shí)時(shí)測序技術(shù)229
13.2 第二代測序技術(shù)的應(yīng)用230
13.2.1 基因組的測序及重測序230
13.2.2 轉(zhuǎn)錄組及表達(dá)譜分析230
13.2.3 非編碼RNA（ncRNA）測序230
13.2.4 基因轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控研究（ChIP-seq）231
13.2.5 DNA甲基化測序231
13.3 測序技術(shù)在腫瘤研究中的應(yīng)用231
13.3.1 全基因組測序232
13.3.2 全外顯子測序232
13.4 測序技術(shù)在病原生物基因組研究中的應(yīng)用233
13.4.1 基因組序列結(jié)構(gòu)解析233
13.4.2 細(xì)粒棘球絳蟲的寄生特性233
13.4.3 細(xì)粒棘球絳蟲雙向發(fā)育調(diào)控機(jī)制234
參考文獻(xiàn)235
14 蛋白質(zhì)芯片及其在生命科學(xué)中的應(yīng)用237
14.1 蛋白質(zhì)芯片簡介237
14.2 蛋白質(zhì)芯片在生命科學(xué)中的應(yīng)用239
14.2.1 蛋白質(zhì)芯片在蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用239
14.2.2 蛋白質(zhì)芯片在疾病診斷中的應(yīng)用239
14.2.3 蛋白質(zhì)芯片在藥物篩選中的應(yīng)用240
14.2.4 蛋白質(zhì)芯片在興奮劑檢測中的應(yīng)用241
14.3 蛋白質(zhì)芯片研究方面的最新進(jìn)展241
14.3.1 肺結(jié)核分枝桿菌全蛋白質(zhì)組芯片的構(gòu)建及應(yīng)用242
14.3.2 凝集素芯片的應(yīng)用研究244
14.4 結(jié)束語247
參考文獻(xiàn)248
15 自由流電泳技術(shù)與生物應(yīng)用251
15.1 電泳基本原理251
15.1.1 自由流區(qū)帶電泳251
15.1.2 自由流等速電泳253
15.1.3 自由流等電聚焦電泳254
15.1.4 自由流反應(yīng)界面電泳255
15.2 儀器設(shè)備256
15.2.1 制備型FFE設(shè)備256
15.2.2 微/分析型FFE設(shè)備258
15.3 生物應(yīng)用260
15.3.1 細(xì)胞分離260
15.3.2 細(xì)胞器分離261
15.3.3 蛋白質(zhì)分離262
15.3.4 核酸分離264
15.3.5 藥物分離265
15.3.6 蛋白酶分離266
15.3.7 生物監(jiān)測266
15.4 結(jié)束語267
參考文獻(xiàn)268
16 神經(jīng)工程概論及進(jìn)展272
16.1 神經(jīng)影像272
16.2 腦機(jī)接口274
16.3 神經(jīng)計(jì)算與建模276
16.4 神經(jīng)假體277
16.5 認(rèn)知神經(jīng)工程279
16.6 神經(jīng)調(diào)控技術(shù)281
16.7 神經(jīng)康復(fù)工程283
參考文獻(xiàn)285
17 核醫(yī)學(xué)分子影像在腫瘤診療中的應(yīng)用288
17.1 PET/CT顯像288
17.1.1 18F-FDG顯像289
17.1.2 非18F-FDG顯像290
17.2 PET/CT的臨床應(yīng)用293
17.2.1 18F-FDG PET/CT在腫瘤診斷中的應(yīng)用293
17.3 PET與腫瘤生物調(diào)強(qiáng)和適形放療301
17.3.1 PET與放射治療計(jì)劃301
17.3.2 PET與放射治療療效隨訪302
17.4 PET與腫瘤早期治療反應(yīng)監(jiān)測302
17.5 PET與臨床決策304
17.5.1 PET與臨床分期305
17.5.2 PET的成本效益分析306
17.6 結(jié)束語306
參考文獻(xiàn)307
18 Hedgehog信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的重要蛋白Sufu的晶體結(jié)構(gòu)研究及Sufu-Gli1
復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)研究308
18.1 Hedgehog信號通路、Gli/Ci、Sufu蛋白308
18.2 蛋白質(zhì)晶體生長309
18.3 晶體衍射與結(jié)構(gòu)解析311
18.4 hSufu結(jié)構(gòu)311
18.5 果蠅dSufu晶體結(jié)構(gòu)314
18.6 hSufu與dSufu的晶體結(jié)構(gòu)比較315
18.7 dSufu的NTD和CTD之間的相互作用315
18.8 Sufu-Gli復(fù)合物的結(jié)晶317
18.9 Sufu-Gli復(fù)合物的晶體衍射數(shù)據(jù)收集與結(jié)構(gòu)解析317
18.10 Sufu與Gli的相互作用界面319
18.11 Gli/Ci上關(guān)鍵氨基酸殘基的突變破壞其與Sufu的結(jié)合321
18.12 Sufu上關(guān)鍵氨基酸的突變將會(huì)破壞其與Gli的結(jié)合322
參考文獻(xiàn)324
19 精神疾病動(dòng)物模型研究進(jìn)展325
19.1 精神分裂癥小鼠模型326
19.1.1 早期發(fā)育階段328
19.1.2 成年階段328
19.2 抑郁癥模型329
19.3 行為學(xué)檢測方法331
19.4 精神疾病神經(jīng)環(huán)路研究的新方法333
19.4.1 電壓敏感染料成像333
19.4.2 顯微光學(xué)切片斷層成像技術(shù)334
19.4.3 光遺傳學(xué)技術(shù)336
參考文獻(xiàn)337
第三篇 現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用
20 遺傳病基因診斷技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀342
20.1 遺傳病基因診斷技術(shù)的發(fā)展概況342
20.2 遺傳病基因診斷技術(shù)的最新進(jìn)展343
20.2.1 基因芯片技術(shù)343
20.2.2 MLPA-微陣列芯片技術(shù)344
20.2.3 高通量測序技術(shù)346
20.3 國內(nèi)遺傳病基因診斷的發(fā)展及應(yīng)用示例347
20.3.1 “謝上�！钡恼Q生347
20.3.2 首例苯丙酮尿癥的產(chǎn)前基因診斷348
20.3.3 首例血友病B的產(chǎn)前基因診斷348
20.3.4 不同時(shí)期杜氏肌營養(yǎng)不良的基因診斷348
20.4 結(jié)束語350
參考文獻(xiàn)350
21 全基因組關(guān)聯(lián)分析在復(fù)雜疾病遺傳機(jī)制研究的應(yīng)用352
參考文獻(xiàn)360
22 高通量測序技術(shù)的臨床應(yīng)用363
22.1 高通量測序簡介363
22.2 高通量測序的數(shù)據(jù)分析原理365
22.3 臨床應(yīng)用368
22.3.1 無創(chuàng)產(chǎn)前檢測368
22.3.2 胚胎植入前遺傳學(xué)篩查373
22.3.3 單基因遺傳病檢測376
22.4 數(shù)據(jù)庫介紹378
22.4.1 突變數(shù)據(jù)庫378
22.4.2 疾病數(shù)據(jù)庫380
22.4.3 藥物靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫383
參考文獻(xiàn)385
23 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與個(gè)體化醫(yī)學(xué)387
23.1 什么是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)及個(gè)體化醫(yī)學(xué)？387
23.2 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與個(gè)體化醫(yī)學(xué)研究及應(yīng)用進(jìn)展389
23.2.1 心血管疾病領(lǐng)域研究及應(yīng)用進(jìn)展389
23.2.2 腫瘤疾病領(lǐng)域研究及應(yīng)用進(jìn)展390
23.2.3 精神及神經(jīng)疾病領(lǐng)域研究及應(yīng)用進(jìn)展392
23.2.4 藥物不良反應(yīng)領(lǐng)域研究及應(yīng)用進(jìn)展393
23.3 結(jié)束語396
參考文獻(xiàn)397
24 生殖干細(xì)胞研究進(jìn)展401
24.1 精原干細(xì)胞研究進(jìn)展401
24.1.1 精原干細(xì)胞的起源與定位401
24.1.2 精原干細(xì)胞的培養(yǎng)建系402
24.2 雌性生殖干細(xì)胞研究進(jìn)展406
24.2.1 雌性生殖干細(xì)胞的研究歷史406
24.2.2 雌性生殖干細(xì)胞的分離培養(yǎng)和生物學(xué)特征409
24.2.3 雌性生殖干細(xì)胞的衰老410
24.3 展望411
24.3.1 生殖干細(xì)胞自我更新和分化機(jī)制研究411
24.3.2 生殖干細(xì)胞在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物構(gòu)建方面的研究411
24.3.3 生殖干細(xì)胞的臨床應(yīng)用412
24.3.4 生殖干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)方面的研究412
參考文獻(xiàn)412
25 干細(xì)胞宮內(nèi)移植動(dòng)物模型419
25.1 造血干細(xì)胞及宮內(nèi)移植419
25.2 造血干細(xì)胞宮內(nèi)移植小鼠模型420
25.2.1 造血干細(xì)胞宮內(nèi)移植小鼠模型的建立420
25.2.2 宮內(nèi)干細(xì)胞移植治療β地貧小鼠421
25.2.3 宮內(nèi)移植治療小鼠肝損傷424
25.3 人/山羊嵌合體模型427
25.3.1 人/山羊嵌合體模型的建立427
25.3.2 人/山羊嵌合體疾病模型428
25.4 宮內(nèi)移植治療疾病430
參考文獻(xiàn)432
26 A1型短指/趾癥的研究437
26.1 A1型短指/趾癥的歷史437
26.2 A型短指/趾癥的表型分類438
26.3 A1型短指/趾癥病例440
26.4 A1型短指/趾癥致病基因IHH的發(fā)現(xiàn)443
26.5 Hedgehog信號通路及其與骨發(fā)育的關(guān)系446
26.6 A1型短指/趾癥致病機(jī)理的發(fā)現(xiàn)449
26.7 結(jié)束語456
參考文獻(xiàn)457
27 從人類基因組到大腦發(fā)育：原鈣黏蛋白在腦發(fā)育中的調(diào)控與功能研究461
27.1 基因組結(jié)構(gòu)461
27.1.1 一維基因組（1D genome）461
27.1.2 二維基因組（2D genome）465
27.1.3 三維基因組（3D genome）466
27.1.4 四維基因組（4D genome）或四維細(xì)胞核組（4D nucleome）469
27.2 基因組表達(dá)470
27.3 原鈣黏蛋白在腦發(fā)育中的功能472
27.3.1 原鈣黏蛋白特征472
27.3.2 神經(jīng)元遷移474
27.3.3 神經(jīng)元樹突發(fā)育474
27.4 結(jié)束語475
參考文獻(xiàn)476
28 microRNA與神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)疾病478
28.1 miRNA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中的作用—Dicer酶敲除實(shí)驗(yàn)479
28.1.1 miRNA在神經(jīng)干細(xì)胞和神經(jīng)祖細(xì)胞發(fā)育中的作用480
28.1.2 miRNA對神經(jīng)元成熟和突觸形成的調(diào)節(jié)483
28.2 神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的miRNA483
28.2.1 小腦癥484
28.2.2 妥瑞綜合征484
28.2.3 精神分裂癥485
28.2.4 阿爾茨海默病485
28.2.5 亨廷頓舞蹈病485
28.2.6 帕金森病486
28.2.7 唐氏綜合征486
28.2.8 腦卒中486
28.2.9 顳葉癲癇486
28.2.10 抑郁癥487
28.3 結(jié)束語487
參考文獻(xiàn)487
29 基因工程是實(shí)現(xiàn)人類夢想的新途徑492
29.1 基因工程的發(fā)展史492
29.2 基因工程藥物493
29.3 疾病病因的研究495
29.4 基因診斷495
29.5 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因治療496
29.6 轉(zhuǎn)基因植物498
29.7 結(jié)束語499
第四篇 新藥研發(fā)
30 生物信息與藥物創(chuàng)新502
30.1 基于配體的預(yù)測方法503
30.2 基于靶標(biāo)的預(yù)測方法505
30.3 機(jī)器學(xué)習(xí)方法507
30.4 網(wǎng)絡(luò)信息學(xué)方法509
參考文獻(xiàn)510
31 新藥研發(fā)過程、面臨的挑戰(zhàn)及其思考512
31.1 藥物研究簡史513
31.2 新藥研發(fā)過程513
31.2.1 新藥的臨床前研究514
31.2.2 新藥臨床試驗(yàn)515
31.3 新藥研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)及其思考516
31.3.1 新藥研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)—投入增加，產(chǎn)出減少516
31.3.2 新藥研發(fā)面臨挑戰(zhàn)的原因及其思考517
31.4 結(jié)束語521
參考文獻(xiàn)521
32 以腸道菌群為靶點(diǎn)防治代謝綜合征的研究：膳食、腸道菌群與代謝綜合征522
32.1 失調(diào)的腸道菌群是肥胖和糖尿病的病因?qū)W因子523
32.2 膳食和中藥通過改變腸道菌群影響代謝綜合征526
32.3 結(jié)束語529
參考文獻(xiàn)529
33 微生物藥物：從篩選到合成生物學(xué)532
33.1 微生物藥物的篩選533
33.2 微生物藥物合成生物學(xué)的遺傳和生化基礎(chǔ)—微生物藥物的生物合成途徑解析534
33.2.1 聚酮類微生物藥物的生物合成534
33.2.2 非核糖體聚肽類微生物藥物的生物合成539
33.2.3 核糖體肽類微生物藥物的生物合成541
33.2.4 氨基糖苷類微生物藥物的生物合成542
33.2.5 核苷類微生物藥物的生物合成542
33.3 微生物藥物的合成生物學(xué)544
33.3.1 微生物藥物生物合成途徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)545
33.3.2 利用合成生物學(xué)方法創(chuàng)制新結(jié)構(gòu)的肽核苷類抗生素545
33.4 微生物藥物生物合成后修飾的合成生物學(xué)基礎(chǔ)547
33.5 微生物藥物的異源合成548
33.5.1 鏈霉菌作為微生物細(xì)胞工廠生產(chǎn)微生物藥物548
33.5.2 大腸桿菌作為微生物細(xì)胞工廠生產(chǎn)微生物藥物549
33.5.3 酵母作為微生物細(xì)胞工廠生產(chǎn)微生物藥物550
參考文獻(xiàn)552
34 微生物藥物的高產(chǎn)工程菌株構(gòu)建與發(fā)酵優(yōu)化556
34.1 高產(chǎn)菌株的選育557
34.1.1 誘變育種557
34.1.2 基因工程育種560
34.1.3 工程菌株選育小結(jié)563
34.2 發(fā)酵條件優(yōu)化563
34.2.1 重要的發(fā)酵過程參數(shù)564
34.2.2 響應(yīng)面方法優(yōu)化P3Δlon菌株發(fā)酵培養(yǎng)基564
34.2.3 發(fā)酵過程調(diào)控569
參考文獻(xiàn)574
第五篇 現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
35 植物光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)576
35.1 擬南芥的主要光受體577
35.1.1 藍(lán)光受體隱花色素CRY577
35.1.2 藍(lán)光受體向光素PHOT578
35.1.3 遠(yuǎn)紅光/紅光受體光敏色素PHY580
35.2 不同光受體互作調(diào)控植物的不同發(fā)育過程582
35.2.1 CRY和PHY協(xié)同調(diào)控光形態(tài)建成582
35.2.2 CRY和PHY協(xié)同調(diào)控生物節(jié)律性582
35.2.3 CRY2和phyB調(diào)控開花時(shí)間的拮抗作用583
35.2.4 CRY和PHOT在調(diào)控光形態(tài)建成和光誘導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)中的協(xié)同作用583
35.2.5 CRY、PHOT和PHY在調(diào)控氣孔發(fā)育和氣孔開放中的疊加效應(yīng)583
35.3 光信號傳遞過程中的重要關(guān)鍵因子584
35.3.1 光信號傳遞過程中關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子COP1584
35.3.2 光信號傳遞過程中關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子：SPA1584
35.3.3 光信號傳遞過程中的關(guān)鍵正調(diào)控因子：HY5和HYH585
35.3.4 光信號傳遞過程中的關(guān)鍵正調(diào)控因子：HFR1、LAF1和PIL1585
35.4 主要的光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)機(jī)理585
35.4.1 CRY信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理586
35.4.2 PHY信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理586
35.5 結(jié)束語587
參考文獻(xiàn)587
36 轉(zhuǎn)基因植物與植物代謝591
36.1 轉(zhuǎn)基因植物國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀591
36.2 轉(zhuǎn)基因植物安全性評價(jià)593
36.3 植物代謝及代謝工程594
36.3.1 維生素代謝工程595
36.3.2 青蒿素代謝工程597
36.3.3 長春花萜類吲哚生物堿代謝工程600
參考文獻(xiàn)600
37 轉(zhuǎn)基因植物安全評價(jià)與檢測602
37.1 轉(zhuǎn)基因植物的概念602
37.2 轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀602
37.3 轉(zhuǎn)基因植物安全管理604
37.4 轉(zhuǎn)基因植物的安全評價(jià) 606
37.4.1 分子特征及遺傳穩(wěn)定性606
37.4.2 環(huán)境安全607
37.4.3 食用安全 608
37.5 轉(zhuǎn)基因植物檢測技術(shù)608
37.5.1 DNA檢測608
37.5.2 蛋白質(zhì)檢測613
37.5.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與檢測方法標(biāo)準(zhǔn)化613
參考文獻(xiàn)616
38 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的安全與控制620
38.1 引言620
38.1.1 農(nóng)業(yè)環(huán)境污染現(xiàn)狀620
38.1.2 污染的生境威脅著人類健康621
38.2 農(nóng)業(yè)環(huán)境污染物的生物檢測新技術(shù)622
38.3 設(shè)施農(nóng)業(yè)生境污染控制與修復(fù)625
38.3.1 設(shè)施農(nóng)業(yè)次生鹽漬化土壤的修復(fù)改良625
38.3.2 農(nóng)業(yè)廢棄物的清潔化收集與資源化循環(huán)利用626
參考文獻(xiàn)628