《2011中國生物技術(shù)發(fā)展報告》以2011年我國生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的主要成就為主線，重點介紹了組學(xué)技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)技術(shù)等前沿生物技術(shù)發(fā)展的國內(nèi)外情況，以及我國生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物制造、生物環(huán)保、生物能源的發(fā)展情況，闡述了2011年我國出臺支持生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策�！�2011中國生物技術(shù)發(fā)展報告》分為前沿生物技術(shù)、生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、政策管理和區(qū)域生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)等4個章節(jié)，以數(shù)據(jù)、圖表、文字相結(jié)合的方式，全面展示了2011年我國生物技術(shù)發(fā)展的基本情況。
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《2011中國生物技術(shù)發(fā)展報告》可為生物技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)家、企業(yè)家、管理人員和關(guān)心支持生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各界人士提供參考。
馬燕合、黃晶、楊哲、馬宏建、賈豐、安道昌、肖詩鷹、董志峰
目錄
前言
第一章 前沿生物技術(shù) 1
1.1 概述 1
1.2 “組學(xué)”技術(shù) 1
1.2.1 國際進(jìn)展 2
1.2.2 國內(nèi)進(jìn)展 8
1.2.3 展望 11
1.3 干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)技術(shù) 11
1.3.1 國際進(jìn)展 12
1.3.2 國內(nèi)進(jìn)展 14
1.3.3 展望 17
1.4 合成生物學(xué)技術(shù) 18
1.4.1 國際研究進(jìn)展 18
1.4.2 國內(nèi)研究進(jìn)展 21
1.4.3 展望 23
1.5 生物信息技術(shù) 24
1.5.1 國際進(jìn)展 25
1.5.2 國內(nèi)進(jìn)展 27
1.5.3 展望 30
1.6 生物影像技術(shù) 31
1.6.1 國際研究進(jìn)展 31
1.6.2 國內(nèi)研究進(jìn)展 34
1.6.3 展望 35
第二章 生物技術(shù)產(chǎn)業(yè) 37
2.1 概述 37
2.2 生物醫(yī)藥 38
2.2.1 全球生物醫(yī)藥發(fā)展態(tài)勢 38
2.2.2 國內(nèi)生物醫(yī)藥發(fā)展態(tài)勢 44
2.3 生物農(nóng)業(yè) 47
2.3.1 生物育種 48
2.3.2 綠色農(nóng)用生物產(chǎn)品 51
2.4 生物制造 51
2.4.1 生物基化學(xué)品 52
2.4.2 生物基材料 56
2.4.3 酶制劑工業(yè) 57
2.4.4 大宗發(fā)酵品 60
2.5 生物能源 63
2.5.1 燃料乙醇 64
2.5.2 生物柴油 67
2.5.3 生物丁醇 69
2.5.4 生物制氫 70
2.6 生物環(huán)保 71
第三章 政策管理 74
3.1 出臺規(guī)劃，加強對生物技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的宏觀指導(dǎo)和統(tǒng)籌 74
3.1.1 國家規(guī)劃總體指導(dǎo)生物技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展 75
3.1.2 專項規(guī)劃明確生物技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重點 76
3.1.3 地方規(guī)劃推動建立各具特色的生物技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)體系 79
3.1.4 人才規(guī)劃促進(jìn)生物技術(shù)人才引進(jìn)與培養(yǎng)，保障生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究？創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 85
3.2 加大投入，進(jìn)一步支持生物技術(shù)的研究與開發(fā) 88
3.2.1 2011年“重大新藥創(chuàng)制”科技重大專項總體實施情況 88
3.2.2 “十二五”863計劃生物和醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域的啟動項目 89
3.2.3 中國科學(xué)院“干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項 90
3.2.4 2011年基礎(chǔ)生命科學(xué)研究的支持重點 90
3.2.5 一批生物領(lǐng)域的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程相繼完成 91
3.3 構(gòu)建平臺，提升生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力 91
3.3.1 新藥研發(fā)平臺建設(shè)取得重要進(jìn)展 91
3.3.2 藥物安全評價技術(shù)平臺進(jìn)一步完善 92
3.3.3 成功搭建一批各具特色的園區(qū)公共技術(shù)服務(wù)平臺 92
3.4 完善法規(guī)，加強人類遺傳資源管理和生物安全建設(shè) 93
3.4.1 人類遺傳資源管理 93
3.4.2 加強生物安全建設(shè) 94
第四章 區(qū)域生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè) 96
4.1 中關(guān)村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)大興生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基地 96
4.1.1 醫(yī)藥基地總體情況 96
4.1.2 經(jīng)濟(jì)運行狀況 96
4.1.3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢 97
4.1.4 產(chǎn)業(yè)支撐條件 97
4.1.5 整合北京優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)資源 99
4.1.6 發(fā)展思路和目標(biāo) 101
4.2 張江生物醫(yī)藥基地(張江藥谷) 101
4.2.1 研發(fā)創(chuàng)新成果顯著 102
4.2.2 產(chǎn)值規(guī)模高速增長 102
4.2.3 創(chuàng)新體系日趨完善 103
4.2.4 重點領(lǐng)域競爭優(yōu)勢突出 103
4.2.5 專業(yè)資質(zhì)不斷提升 103
4.2.6 承擔(dān)國家新藥創(chuàng)制專項突出 104
4.2.7 生物醫(yī)藥研發(fā)外包高速發(fā)展 104
4.2.8 研發(fā)人才集聚加速 104
4.2.9 先行先試持續(xù)突破 105
4.2.10 企業(yè)IPO上市 105
4.3 天津國家生物醫(yī)藥國際創(chuàng)新園 105
4.3.1 優(yōu)化政策環(huán)境，提升園區(qū)綜合競爭力 106
4.3.2 產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，聚集效應(yīng)初顯 106
4.3.3 生物醫(yī)藥人才高地初步建成，聚集了一大批高端人才 106
4.3.4 搭建綜合性的創(chuàng)新公共技術(shù)平臺體系，提高技術(shù)服務(wù)水平 107
4.3.5 國內(nèi)外合作日益廣泛，優(yōu)勢資源不斷引入，極大地提升了天津市生物醫(yī)藥領(lǐng)域在國內(nèi)外的知名度 107
4.3.6 打造高水平展會平臺，提升了天津生物醫(yī)藥領(lǐng)域在國內(nèi)外的影響力 107
4.4 泰州國家醫(yī)藥高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū) 108
4.4.1 集聚創(chuàng)新資源，發(fā)展高端高質(zhì)高效產(chǎn)業(yè) 108
4.4.2 加強創(chuàng)新載體建設(shè)，構(gòu)建區(qū)域科技創(chuàng)新體系 109
4.4.3 強化企業(yè)主體地位，大力培育創(chuàng)新骨干企業(yè) 110
4.4.4 強化人才資源建設(shè)，打造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才高地 110
4.5 國家遼寧(本溪)生物醫(yī)藥科技產(chǎn)業(yè)基地 111
4.5.1 基地概況 111
4.5.2 基地建設(shè)情況 111
4.5.3 基地未來規(guī)劃 113
4.6 成都生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新孵化基地 113
4.6.1 四川生物醫(yī)藥技術(shù)創(chuàng)新公共服務(wù)平臺正式運行 114
4.6.2 人才引進(jìn)初見成效 114
4.6.3 重大新藥研發(fā)取得新突破 115
4.7 濟(jì)南生物醫(yī)藥園 115
第一章 前沿生物技術(shù)
1.1 概述
生命科學(xué)的發(fā)展從來沒有像今天這樣，如此強烈地依賴于研究方法和技術(shù)的進(jìn)步。
同時， 生物技術(shù)正在進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段， 現(xiàn)代生命科學(xué)與生物技術(shù)的重大突破將為人類社會發(fā)展面臨的健康、糧食、能源、環(huán)境等問題提供科學(xué)可行的解決思路與方案。
為顯著提升我國生物技術(shù)的自主創(chuàng)新能力， 使生物技術(shù)的整體水平進(jìn)入世界先進(jìn)行列， 部分領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平，2011 年， 科技部制定并發(fā)布了《“十二五”生物技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》�！笆濉� 期間， 我國生物技術(shù)發(fā)展， 將選擇具有中國特色和優(yōu)勢的核心關(guān)鍵技術(shù)， 集中優(yōu)勢資源， 實現(xiàn)重點突破， 力爭在國際生物前沿科學(xué)領(lǐng)域占據(jù)一席之地， 搶占一批國際生物技術(shù)研究開發(fā)制高點， 重點發(fā)展“組學(xué)” 技術(shù)、合成生物學(xué)技術(shù)、生物信息技術(shù)、干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)技術(shù)、生物過程工程技術(shù)、藥靶發(fā)現(xiàn)與藥物分子設(shè)計技術(shù)、動植物品種設(shè)計技術(shù)、生物安全關(guān)鍵技術(shù)等一系列前沿生物技術(shù)。
1.2 “組學(xué)” 技術(shù)
“組學(xué)” （omics） 一詞來源于基因組學(xué)， 現(xiàn)在， 科學(xué)家們將那些大尺度、復(fù)雜而系統(tǒng)的研究都稱為組學(xué)， 但最常見的四種組學(xué)是基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)， 他們的研究對象分別是細(xì)胞或組織中所有的DNA、mRNA、蛋白質(zhì)和代謝物（圖1-1）。
在“組學(xué)” 研究過程中， 高通量分析技術(shù)是絕對的核心。如果沒有在短時間內(nèi)快速、準(zhǔn)確地測量海量數(shù)據(jù)的能力， 則“組學(xué)” 則無從談起。
現(xiàn)在， 世界各國都非常重視組學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 我國也在《“十二五” 生物技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中提出， 以開發(fā)新一代測序技術(shù)為我國生物技術(shù)實現(xiàn)跨越發(fā)展的突破口， 帶動基因組技術(shù)、轉(zhuǎn)錄組技術(shù)、蛋白質(zhì)組技術(shù)、代謝組技術(shù)、表觀遺傳組技術(shù)、結(jié)構(gòu)基因組技術(shù)等各類組學(xué)研究技術(shù)的快速發(fā)展， 研發(fā)高通量生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析與文本挖掘技術(shù)， 高通量樣品分析技術(shù)、微量樣品提取和放大技術(shù)、海量數(shù)據(jù)分析技術(shù)等， 加快組學(xué)技術(shù)與生物信息技術(shù)在疾病防控、臨床診治和生物制造、品種創(chuàng)制、新藥開發(fā)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
1.2.1 國際進(jìn)展
1.基因組學(xué)技術(shù)
基因組學(xué)（genomics）， 是指研究生物體基因組的組成、結(jié)構(gòu)、功能及表達(dá)產(chǎn)物的學(xué)科。在基因組結(jié)構(gòu)方面， 美國科學(xué)家首次開發(fā)出了一種方法可以生成一個細(xì)胞的全部DNA 鏈――即基因組的精確3D 模型， 有助于從全局上理解基因組的功能。
在基因組技術(shù)方面， 2011 年主要在基因組編輯技術(shù)、新型測序技術(shù)、功能基因組資源、基因組人工合成、單體型因果突變方面取得重要進(jìn)展。
（1） 基因組編輯技術(shù)
人工鋅指核酸酶介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)或者稱為基因組定點修飾技術(shù)， 原則上能在任何物種基因組的任何位置上進(jìn)行設(shè)計切除， 從而能在內(nèi)源性序列上引入特異性修改。人工核酸酶技術(shù)已經(jīng)成為了在多種細(xì)胞類型和生物體內(nèi)進(jìn)行高效、位點特異性的基因修飾的一個常用工具。這種酶主要有三個類型――鋅指核酸酶（ZFN），轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶（transcriptionactivator-like effector ucleases， TALENs）， 以及歸巢核酸內(nèi)切酶（engineered meganucleases）。2011 年人工核酸酶技術(shù)在技術(shù)上取得的突破是： ①費城兒童醫(yī)院等處的研究人員利用遺傳工程改造后的ZFNs， 在基因組上特定位置誘導(dǎo)雙鏈斷裂， 并且在實驗小鼠活體中以具有臨床意義的水平刺激基因組編輯， 從而誘導(dǎo)高效的基因修正， 該方法利用了鋅指核酸酶獨具在染色體上精確定位的優(yōu)勢， 避免了傳統(tǒng)基因療法存在插入誘變（ insertional mutagenesis） 的風(fēng)險， 首次取得了基因組編輯在基因療法上的突破； ②研究人員運用TALENs 對植物病原菌TAL 效應(yīng)子進(jìn)行編輯， 結(jié)果表明TAL 效應(yīng)子能顯著簡化DNA 綁定代碼， 從而減輕了一些目前存在的， 工程改造工具中的問題。
此外， 哈佛醫(yī)學(xué)院著名遺傳學(xué)家George Church 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用多重自動基因組改造（multiplex automated genomeengineering， MAGE ） 方法， 用同義的TAA 密碼子位點特異性地替換32 種大腸埃希菌菌株中的TAG 終止密碼子， 之后，利用細(xì)菌天然的接合能力， 研究人員誘導(dǎo)細(xì)胞以更大規(guī)模轉(zhuǎn)移包含TAA 密碼子的基因。這種新方法稱為接合組裝基因組改造（ conjugative assembly genome engineering，CAGE）。用TAA 逐步替換TAG。這種基因組改造技術(shù)將染色體看作可編輯、可進(jìn)化的模板（ George Church， et al，2011）。
（2） 新型測序技術(shù)
A.用單個細(xì)胞分析基因
組美國加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校、克雷格-文特爾研究院和Illumina 公司的科學(xué)家對現(xiàn)代基因測序算法進(jìn)行了改良， 結(jié)合多重置換互增（MDA） 技術(shù)， 只需從一個細(xì)菌細(xì)胞中提取的DNA （脫氧核糖核酸） 就可組裝成接近完整的基因組， 準(zhǔn)確率達(dá)到90%， 而傳統(tǒng)的測序方法至少需要10 億個相同的細(xì)胞才能完成。鑒于實驗室無法培養(yǎng)的細(xì)菌范圍極廣， 約占99.9%，這一突破為這些無法培養(yǎng)的細(xì)菌提供了測序方法， 具有廣泛的應(yīng)用價值（HamidrezaChitsaz， et al， 2011）。
B.納米孔測序技術(shù)
納米孔測序法（nanopore sequencing）是采用電泳技術(shù)， 借助電泳驅(qū)動單個分子逐一通過納米孔來實現(xiàn)測序的。由于納米孔的直徑非常細(xì)小， 僅允許單個核酸聚合物通過， 因而可以在此基礎(chǔ)上使用多種方法來進(jìn)行高通量檢測。此外， 納米級別的孔徑保證了檢測具有良好的持續(xù)性， 測序的準(zhǔn)確度非常高。
IBM 和羅氏制藥公司正在合作開發(fā)基于電子的納米孔測序方法， 該方法的核心是一個DNA 晶體管（DNA transistor）。而牛津納米孔技術(shù)公司（ Oxford NanoporeTechnologies） 開發(fā)的DNA 雙鏈測序技術(shù)計劃于2012 年上市。
（3） 功能基因組資源
功能基因組資源（Functional genomicresources） 是指模式生物基因組資源， 包括人、果蠅、線蟲、酵母、大鼠、小鼠、斑馬魚、擬南芥菜、水稻等模式生物。
2011 年主要表現(xiàn)在小鼠這一模式生物全基因組水平的操控， 以及其具體基因表型的分析技術(shù)。
目前， 科學(xué)家們現(xiàn)在掌握了所有小鼠基因的序列信息， 不過還缺少對這超過兩萬個基因?qū)嶋H功能的全面整體了解。為了完成這項任務(wù)， 幾年前小鼠研究協(xié)會就開始了大規(guī)模的嘗試。在國際小鼠敲除研究聯(lián)盟的幫助下匯集多方資源， 其目標(biāo)是在一個近交系小鼠――C57BL／6 中完成每個蛋白編碼基因的突變， 并產(chǎn)生胚胎干細(xì)胞和小鼠品系， 用于科學(xué)研究。2011 年這項研究取得了極大的進(jìn)展， 研究工具獲得了大范圍擴展， 具體表現(xiàn)為： ①Sanger 研究院的研究人員創(chuàng)建了條件型敲除等位基因， 獲得了一種能大批量產(chǎn)生基因突變的新方法， 研究人員在C57BL／6 胚胎干細(xì)胞系中生成了數(shù)以千計的條件突變， 適合為進(jìn)行大規(guī)模基因表現(xiàn)型分析的研究工作培育突變小鼠， 這種高通量的基因定位方法也適用于大鼠和人的干細(xì)胞， 為確定由哺乳動物基因組編碼的所有基因的功能提供新平臺； ②一些機構(gòu)， 如歐洲小鼠疾病臨床研究聯(lián)盟（European Mouse Disease Clinic，由分布在歐洲8 個國家的18 家開展小鼠功能基因組學(xué)與表型研究的研究所組成） 等機構(gòu)在國際小鼠敲除研究聯(lián)盟的不同小鼠品系中， 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)表型實驗， 不久之后科學(xué)家們就能獲得近交系小鼠基因功能數(shù)據(jù)， 下一步將是對大鼠進(jìn)行研究，這些數(shù)據(jù)將有利于對基因功能的深入分析。
（4） 人工合成基因
組2011 年， 美國約翰? 霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院等機構(gòu)的研究人員首次合成酵母的部分基因組， 含這種人工基因組的酵母正常存活。
研究人員對酵母的兩個染色體片段進(jìn)行改造， 刪去了其中重復(fù)的部分基因序列， 之后添加一些人工合成的基因序列， 經(jīng)人工改造的基因序列約占整個酵母基因組的1%。酵母在接納人工的基因組后， 仍能正常存活， 未出現(xiàn)明顯異常。
此前曾有研究人員人工合成過一種細(xì)菌的基因組， 但細(xì)菌屬于原核生物， 而酵母屬于更高級的真核生物。本次研究是世界上首次成功合成真核生物的部分基因組，標(biāo)志人工合成生物基因組的研究又邁出了重要步伐。
該研究的一個創(chuàng)新點是研究人員在人工基因組中設(shè)計了一種“混雜” 系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)可通過激活相應(yīng)的酶來開啟， 系統(tǒng)開啟后可以刪除某些基因或重新安排基因序列， 酵母亦隨之發(fā)生相應(yīng)的變異。通過這種方式能夠得到不同屬性的酵母， 對藥物、溫度等條件敏感的酵母， 可用于不同目的的研究。
（5） 單體型因果突變（causal mutationsin a haploid landscape）
高通量測序技術(shù)的快速發(fā)展將研究焦點從數(shù)據(jù)獲取轉(zhuǎn)移到了數(shù)據(jù)解讀。人類基因組領(lǐng)域的研究人員在初級序列分析方面獲得了很大的進(jìn)步――不僅能針對短片段，單核苷酸多態(tài)性， 插入缺失進(jìn)行圖譜繪制，甚至可以解析更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)突變。但是這方面仍然存在兩個挑戰(zhàn)： ① 確定單體型――個體基因組中每個染色體中各自的序列， 尤其是沒有相關(guān)基因組信息的情況下； ②分析所有已發(fā)現(xiàn)的突變的功能作用，并從中找到與疾病相關(guān)的突變。
2011 年在個體單體型基因組分析領(lǐng)域取得了的一些成果， 包括德國馬普學(xué)會的fosmid 克隆高通量測序， 以及由斯坦福大學(xué)等機構(gòu)的研究人員通過微流體裝置完成的首個個人單體型分析成果。
這些研究表明， 許多基因中存在新突變，接下來需要更深入地分析這些突變對人體的影響。在分析編碼蛋白的基因序列和基因組中非編碼區(qū)域的潛在變異時，可以使用基于序列進(jìn)化保守信息的計算方法， 或基于蛋白序列的生化屬性和結(jié)構(gòu)信息的計算方法。這些單體型基因組分析方法需要與大規(guī)模實驗方法相結(jié)合，用以分析基因組中存在的突變， 并揭示這些突變的分子表型， 以對突變的功能進(jìn)行分析。
2.轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)
轉(zhuǎn)錄組學(xué)（transcriptomics）， 是一門在整體水平上研究細(xì)胞中基因轉(zhuǎn)錄的情況及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的學(xué)科， 是從RNA 水平研究基因表達(dá)的情況。轉(zhuǎn)錄組即一個活細(xì)胞所能轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA 的總和， 是研究細(xì)胞表型和功能的一個重要手段。
2011 年轉(zhuǎn)錄組學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)突破主要表現(xiàn)在： ①開發(fā)一種高分辨率技術(shù)， 更好地了解RNA 結(jié)構(gòu)； ②開發(fā)了新型熒光標(biāo)記工具Spinach。
（1） RNA 結(jié)構(gòu)（RNA structures）
雖然RNA 轉(zhuǎn)錄體合成的時候是線性結(jié)構(gòu)， 但是其折疊后的結(jié)構(gòu)在細(xì)胞生理機制作用中扮演了重要角色�，F(xiàn)代生命科學(xué)研究表明， RNA 的作用遠(yuǎn)不止是信使， 傳遞信息， 或者作為核糖體中的RNA 成分， 近年來還發(fā)具有剪接和編輯、維持端粒、蛋白分泌表達(dá)、小分子感應(yīng)和應(yīng)答催化等新功能。RNA 如何行使這些功能， 是解開許多生物學(xué)作用謎題的關(guān)鍵， 而要回答這個問題， 常常需要依賴于解密RNA 結(jié)構(gòu)。
但是要了解RNA 的結(jié)構(gòu)， 并不容易， 許多RNA 保守性不高， 其功能不能通過簡單的同源篩選就可以發(fā)現(xiàn)， 因此常常采用的是二級保守結(jié)構(gòu)的公變分析，還可以用于功能三維RNA 模塊的計算機模擬預(yù)測。
首先為了解密RNA 二級結(jié)構(gòu)， 研究人員采用了一些高通量的實驗方法， 2011年麻省理工大學(xué)布羅德學(xué)院開發(fā)了一種高分辨率新技術(shù)， 可以瞄準(zhǔn)一個特定細(xì)胞，研究所有RNA 的變化過程。通過在極短的時間間隔內(nèi)給RNA 拍攝快照， 并將這些照片連在一起， 不僅能顯示出RNA 的數(shù)量變化， 還能看到其生命周期中短暫的中間過程。研究小組將這種追蹤新生RNA生命周期的技術(shù)與一種新的測序技術(shù)結(jié)合， 就能計算出mRNA （信使RNA， 攜帶遺傳信息， 在蛋白質(zhì)合成時充當(dāng)模板） 的數(shù)量。
這一新技術(shù)的一個關(guān)鍵應(yīng)用是跟蹤如癌癥或其他影響到RNA 生命周期的疾病中的基因突變。過去人們只知道發(fā)生了突變，而要看到細(xì)胞里分子過程中所發(fā)生的突變結(jié)果卻非常困難。新技術(shù)能讓研究人員深入透視到細(xì)胞內(nèi)部， 看到基因突變?nèi)绾螖_亂了RNA 的數(shù)量水平， 反過來又合成了哪種蛋白質(zhì)。
（2） 新型熒光標(biāo)記工具――Spinach
美國威爾康乃爾醫(yī)學(xué)院（Weill CornellMedical College ） 的研究人員開發(fā)了一種新型熒光工具， 這種工具能可與傳統(tǒng)的綠色熒光蛋白（ GFP） 相媲美。這種名這“Spinach” 的RNA-熒光基團(tuán)復(fù)合物可用于追蹤細(xì)胞內(nèi)各種RNA 的功能動態(tài)（SamieJaffrey， 2011）。
研究人員利用RNA 能夠折疊形成復(fù)雜三維形狀的特性， 構(gòu)建了兩個新實體（entities）： 一個顯示特異形狀的合成RNA 序列， 另一個與RNA 結(jié)合后發(fā)射熒光的小分子。研究人員對多種分子進(jìn)行了嘗試性實驗， 最終發(fā)現(xiàn)GFP 蛋白中就包含了他們一直想尋找的分子――一種熒光基團(tuán)。于是研究人員根據(jù)這一熒光基團(tuán)的形狀合成了一些化學(xué)分子，并在隨后構(gòu)建了一條能夠銜接這些化學(xué)分子的人工RNA 序列。研究人員將他們第一個成功構(gòu)建的“ RNA-熒光基團(tuán)”復(fù)合物命名為“ Spinach”。在進(jìn)一步的實驗中， 研究人員再度成功構(gòu)建出與Spinach 發(fā)射不同熒光波長的多個“RNA-熒光基團(tuán)” 復(fù)合物。研究人員已開始利用Spinach 追蹤細(xì)胞中的非編碼RNA。
近年來的研究表明， 細(xì)胞中存在多種不同類型的RNA， 其中一部分參與蛋白質(zhì)的合成， 一部分對細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)和基因表達(dá)起重要的調(diào)控作用。然而一直以來科學(xué)家們對于這些RNA 的作用機制卻知之甚少。這種新工具將有助于科學(xué)家們了解這
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