现代生命科学技术

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1、现代生命科学研究相关新技术,现代生命科学研究相关新技术一、基因工程、基因分析与基因干预技术 二、蛋白质工程与蛋白质分析技术 三、细胞工程与细胞分析技术 四、整体水平研究 五、动物行为学研究，功能学研究,国家高技术研究发展计划（863计划）生物和医药技术领域项目 重大科学研究计划项目(973) 十一五科技攻关项目,十一五主要研究内容,863计划生物和医药技术领域专题课题,专题一、基因操作和蛋白质工程技术专题 （一）探索导向类课题 1基因操作关键技术 2蛋白质工程关键技术 3小RNA（small RNA）关键技术 4染色体操作与基因定位整合关键技术 （二）目标导向类课题 5人类重要功能基因发掘与利

2、用技术 6微生物重要功能基因发掘与利用技术 专题二、新一代工业生物技术专题 （一）探索导向类课题 1微生物代谢工程技术 2现代酶工程技术 3生物过程工程技术 （二）目标导向类课题 4可降解材料及单体生物制造关键技术 5手性化学品和药物中间体的生物制造技术,专题三、生物信息与生物计算技术专题 （一）探索导向类课题 1生物计算与系统生物学相关技术 2生物数据整合与共享技术 3生物信息的挖掘与利用 （二）目标导向类课题 4生物信息技术应用软件产品开发 5药物信息技术 6重要生物标志物谱发现相关的信息技术 7数字化医疗技术 专题四、现代医学技术专题 （一）探索导向类课题 1重大传染病分子流行病学研究及

3、防治技术 2亚健康状态诊断与评价技术 （二）目标导向类课题 3突发公共卫生事件应急处理技术 4重大疾病及常见病诊断技术和临床医学研究 5生物医学工程产品与器件,国家高技术研究发展计划（863计划）生物和医药技术领域项目,干细胞与组织工程”重大项目课题 生物医学关键试剂”重点项目 生物医学关键仪器”重点项目 生物芯片仪器和试剂”重点项目 药物分子设计核心技术与软件产品的研究开发 基于功能基因组和结构基因组的药物分子设计 针对重大疾病的药物分子设计及产品开发 生物基化学品的生物炼制技术”重点项目 工业酶的分子改造和工程化技术”重点项目 大宗发酵产品的先进发酵工艺技术”,“干细胞与组织工程”重大项目

4、,1、帕金森病或卢迦雷氏病的治疗性克隆研究与应用 2、我国人类（疾病）胚胎干细胞库的建立与应用 3、心血管疾病干细胞临床治疗技术与产品的研发 4、肝脏疾病干细胞临床治疗技术与产品的研发 5、恶性血液病与造血损伤的干细胞临床治疗技术与产品研发 6、用于糖尿病临床治疗的干细胞技术与产品研发 7、神经系统疾病与损伤临床治疗的干细胞技术与产品研发 8、组织工程皮肤的研制与应用 9、组织工程骨的研制与应用 10、组织工程软骨的研制与应用 11、组织工程肌腱的研制与应用 12、组织工程神经及其支架材料的研制与应用 13、组织工程角膜的研制与应用 14、组织工程肌性管腔类组织的研制与应用 15、新型生物人工

5、肝的研制与应用 16、新型人工关节的研制与应用 17、新型人工心脏瓣膜的研制与应用 18、灵长类动物模型与安全性评价的研究与应用 19、干细胞与组织工程技术标准研究,重大科学研究计划项目,蛋白质研究（910） 量子调控研究（910） 纳米研究（910） 发育与生殖研究（910）,发育与生殖研究,一、胚胎与器官发育 二、生殖调控与生殖健康 三、干细胞与体细胞重编程 四、委托中国科学院动物研究所组织项目 1母胎识别与免疫豁免的机制研究 2干细胞自我更新调控机制 3胚胎干细胞向组织干细胞分化的调控 4. 生殖细胞健康的分子基础 5发育与生殖研究的伦理学指导原则 6干细胞全能性与定向分化的细胞信号网络

6、 五、委托中国科学院上海生命科学研究院组织项目 1发育研究的模式动物平台 2干细胞全能性与定向分化的细胞信号网络,973计划2006-2007年立项项目（65项）,重大血管性疾病发病机制和防治的基础研究 2型糖尿病发生发展机制的研究 人类生育调节及其相关重要疾病的基础研究 高原低氧等环境因素损伤适应机理与干预措施 人类免疫缺陷病毒生物学和免疫应答机制研究 感染与免疫的基础研究 重要动物病原菌的分子生物学与致病机理的研究 基于临床的经穴特异性基础研究 中医辩证论治疗效评价方法基础理论研究 中药药性理论继承与创新研究 中医病因病机的理论继承与创新研究 分子影像关键科学技术问题的研究 蛋白质机器及分

7、子机制 脑结构与功能的可塑性研究 哺乳动物PB转座因子转座机理及分析方法研究 衰老的机制与干预的基础研究 生物炼制细胞工厂的科学基础,“ 十一五 ” 国家科技支撑计划 重大项目（医药卫生）,“心脑肺血管疾病防治研究” “常见恶性肿瘤预防、早诊及综合治疗研究” “重大数字化医疗设备关键技术及产品开发” “重大出生缺陷和遗传病的防治研究” “ 重大疑难疾病中医防治研究 ”,863计划生物和医药技术领域 第二批启动项目,重大项目 “功能基因组和蛋白质组” “重大疾病的分子分型和个体化诊疗” “疫苗和抗体工程” 重点项目 “重大疾病生物治疗” “生物制药关键技术及其规模化制备” “纳米生物技术与生物材

8、料” “特殊生物资源的开发与利用”,国家重点基础研究发展计划2007年度重要支持方向,一、农业领域 二、能源领域 三、信息领域 四、资源环境领域 五、人口与健康领域 六、材料领域 七、综合交叉领域 八、重要科学前沿领域 九、蛋白质研究重大科学研究计划 十、量子调控研究重大科学研究计划 十一、纳米研究重大科学研究计划 十二、发育与生殖研究重大科学研究计划,五、人口与健康领域,1. 我国重大出生缺陷的发生机理与防控基础研究 2. 心脏疾病发病机制的基础及早期干预的研究 3. 我国重要致盲疾病的发病机制及防治研究 4. 我国重要精神疾病防治基础研究 5. 免疫识别与免疫调节的基础研究 6. 重要有害

9、环境因素的危害机理与防治基础研究 7. 我国特有资源药物的基础研究 8. 重要传染病基础研究专项 9. 中医理论专项,九、蛋白质研究重大科学研究计划,1蛋白质研究的技术和方法的创新 2蛋白质三维结构研究 3蛋白质定位、转位、翻译后修饰和动态相互作用研究 4DNA损伤修复的分子机制研究 5代谢性疾病相关的蛋白质研究 6. 蛋白质相关的计算生物学研究 7. 重大疾病发生发展的蛋白质研究,十一、纳米研究重大科学研究计划,4单个生物分子、亚细胞结构与功能以及单个细胞高灵敏度、高选择性、多指标的检测与操纵方法 5具有生物体内导向能力的纳米材料及其在重大疾病诊断和治疗中的应用 6纳米生物机器原理、制备及在

10、生物医学上的应用 7纳米材料在再生医学和器官修复应用的机理研究 9高性能纳米材料、纳米复合材料及在重要应用中的关键科学技术问题 10用于污染检测、环境治理的纳米材料及器件 11提高光电转换效率的纳米材料、结构和技术基础,十二、发育与生殖研究重大科学研究计划,1非编码RNA在发育中的功能 2胚胎形成模式的分子调控网络(委托重点基地) 3重要组织器官的形成 4环境对男性生殖健康影响的分子机理 5卵泡发育的分子调控 6生殖健康关键基因与蛋白的结构与功能 7灵长类干细胞多潜能分化 8干细胞的细胞周期调控 9干细胞表面分子特征与功能 10胚胎干细胞定向分化（委托重点基地） 11干细胞库与干细胞研究关键技

11、术平台的建立(委托重点基地) 12胚胎操作安全性评估,基因工程、蛋白质工程及细胞工程技术获得各种免疫分子或其融合蛋白； 新型基因分析与蛋白质分析技术分析各种免疫基因表达、抗原表位和免疫分子间相互作用发现新的免疫分子； 特异性T细胞克隆的建立发现特异性肿瘤抗原； 转基因动物及基因敲除动物的建立获得产生人抗体的小鼠功能分析,1.基因工程与分析技术,（1）基因工程构建目的基因并获得表达产物合成免疫分子(CK/Ab等)，肽类抗原诊断、治疗、预防制剂（2）基因表达的调控* 诱导表达*反义技术（DNA、RNA、肽核酸、核酶）*SiRNA技术*基因敲除肿瘤、免疫与感染性疾病的治疗,（3）基因分析技术,PCR

12、及其衍生技术RFLP, SNPDNA测序差异显示技术DNA、基因组及芯片检测技术,二、蛋白质工程与分析技术,1、蛋白质工程* 基因工程表达单一蛋白或融合蛋白* 蛋白纯化、冷冻获稳定的结晶体 抗体工程技术 2、蛋白结构及其相互作用分析 3、生物信息,（一）新型抗体的制备技术 1.对鼠源性抗体的改造 2.抗体库技术 3.细胞内抗体 4.产生人抗体的小鼠 5.基因工程抗体衍生技术 6.生物信息抗体设计,基因工程抗体种类及其分子片段,-胞内抗体,细胞内抗体,产生人源抗体小鼠及人源抗体制备,（二）蛋白质结构与相互作用的分析,蛋白质相互作用的形式 受体配基：空间构象与非共价键 酶底物：诱导锲和学说 抗原抗

13、体 蛋白质-核酸,如何研究蛋白质与蛋白质之间的相互作用,利用体外的相互作用研究 ELISA 亲和印记 免疫沉淀 蛋白质亲和层析 交联(cross-linking) 毛细管电泳,如何研究蛋白质与蛋白质之间相互作用(续）,Phage display (LCM-)蛋白质芯片 (LCM-)抗体芯片（antibody-array） 液体芯片（liquichip） 组织芯片 酵母双杂交 (LCM-)2D-MS(二维电泳质谱分析) 蛋白质-生物信息 在活体细胞中研究蛋白质的互作,* X线冲击衍射技术分析晶体蛋白三维结构* 核磁共振技术分析液相分子的原子结构举例：分析TCR-抗原肽-MHC三元体结构阐明T细胞

14、特异性识别机制,噬菌体呈现技术(phage display) 系指将蛋白分子或肽段的基因克隆到噬菌体的基因组DNA中，并使其编码的分子呈现于噬菌体表面，构建蛋白质或多肽文库，并从中筛选所感兴趣的蛋白质、多肽或抗体的基因工程高新技术,噬菌体肽库技术及其应用 (一)蛋白质分子结构分析： (二)抗原表位分析，免疫疫苗设计 (三)确定疾病特异性表位和疾病检测 (四)多肽药物的筛选 (五)筛选与组织细胞特异性结合的多肽 (六)在免疫学中的应用研究 (七)局限性,蛋白质芯片将蛋白质组的部分或全部蛋白质种类制作成蛋白质芯片这样的芯片可以用于 蛋白质-蛋白质间的相互作用 蛋白质的表达 小分子-蛋白质结合,蛋白

15、质芯片（Protein Chip）,蛋白分析技术 高通量 微型化 自动化 多样化,将多种蛋白质以微阵列的形式固定在固相支持物上，在孵育反应中与样品中靶分子的结合，并用报告分子检测结合信号。,蛋白芯片的应用,诊断疾病如传染病、肿瘤、遗传病及心血管疾病等 蛋白质相互作用研究 识别蛋白质激酶的底物 蛋白质与DNA,小分子相互作用研究,抗 体 芯 片 将多种（数百种）不同的特异性抗体制作成抗体芯片,功能基因组和蛋白质组,Modeler能够自动生成同源的蛋白模型，使用者可以利用Insight II 的图形界面显示和分析模型结果，有助于了解蛋白质结构特点。,功能基因组和蛋白质组,基因序列,编码蛋白质结构预

16、测,基于结构的同源模建,基于蛋白质结构知识,基因功能预测,药物先导化合物的开发,潜在靶标的识别,液体芯片（liquichip）传统芯片技术:分子间固相-液相相互作用 液体芯片:分子间在液相中相互作用(分子间相互作用的最有效方式),液体芯片系统的应用,免疫分析 (e.g., ELISA),酶分析,受体-配基分析,蛋白质 - 蛋白质相互作用分析,蛋白质 - 核酸相互作用分析,组织芯片,将数十个、数百个乃至上千个小的组织片整齐地排列在载体上（通常是载玻片）而成的微缩组织切片,它是一种高通量、多样本的分析工具。,组织芯片灵活的研究工具,组织芯片的应用,实现高通量的组织样本研究,Human Molecular Genetics, 2001, Vol. 10, No. 7,检测特定基因或蛋白在不同组织中的表达变化,提供来源丰富的组织样本多种检测手段细胞学检测，免疫组织化学、原位杂交(FISH)、原位PCR (MSP-ISH )等,