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44 关系: 基因工程历史,基因組,基因組學,双桅隐杆线虫,小分子核糖核酸,已測序的生物,已测序真核生物基因组列表,常染色体显性多囊肾,开放蠕虫,信使核糖核酸,哥伦比亚号航天飞机灾难,光遺傳學,前類澱粉蛋白質,Caenorhabditis elegans,种质,穹窿体,米塞林,綠膿桿菌,綿羊,線粒體,线虫动物门,线虫的分类,生物学史,生酮飲食,Daf-16,Daf-2,遺傳,遗传学,血清素,西德尼·布伦纳,马丁·查尔菲,辛西娅·凯尼恩,胞管腎綱,脱氧核糖核酸,脑,H·罗伯特·霍维茨,RNA干扰,抗氧化剂,核糖核酸,樟腦丸,模式生物,日本隱桿線蟲,意识上传,性別決定系統。
基因工程历史
人工定向基因修饰的历史可追溯至公元前12 000年人类驯化作物开始。而用基因工程——将DNA从一种生物直接转移到另一种生物则直到1973年才由赫伯特·博耶和斯坦利·科恩首次完成。科学家现在可以操纵基因并将它们添加到各种生物中去,诱导出不同的效应。从1976年开始,随着一些公司开始生产销售基因改造食物和药物,这种技术走向商业化。.
基因組
在生物学中,一个生物体的基因组是指包含在该生物的DNA(部分病毒是RNA)中的全部遗传信息,又稱基因體(genome)。基因组包括基因和非編碼DNA。1920年,德国汉堡大学植物学教授汉斯·温克勒(Hans Winkler)首次使用基因组这一名词。 更精确地讲,一个生物体的基因组是指一套染色体中的完整的DNA序列。例如,生物个体体细胞中的二倍体由两套染色体组成,其中一套DNA序列就是一个基因组。基因组一词可以特指整套核DNA(例如,核基因组),也可以用于包含自己DNA序列的细胞器基因组,如粒线体基因组或叶绿体基因组。当人们说一个有性生殖物种的基因组正在测序时,通常是指测定一套常染色体和两种性染色体的序列,这样来代表可能的两种性别。即使在只有一种性别的物种中,“一套基因组序列”可能也综合了来自不同个体的染色体。通常使用中,“遗传组成”一词有时在交流中即指某特定个体或物种的基因组。对相关物种全部基因组性质的研究通常被称为基因组学,该学科与遗传学不同,后者一般研究单个或一组基因的性质。.
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基因組學
基因组学(Genomics),或基因體學,是研究生物基因组和如何利用基因的一门学科。该学科提供基因组信息以及相关数据系统利用,试图解决生物,医学,和工业领域的重大问题。 基因组学能为一些疾病提供新的诊断、治疗方法。例如,对刚诊断为乳腺癌的女性,一个名为“Oncotype DX”的基因组测试,能用来评估病人乳腺癌复发的个体危险率以及化疗效果,这有助于医生获得更多的治疗信息并进行个性化医疗。基因组学还被用于食品与农业部门。 基因组学的主要工具和方法包括:生物信息学,遗传分析,基因表达测量和基因功能鉴定。.
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双桅隐杆线虫
双桅隐杆线虫(学名:Caenorhabditis briggsae)是一种小型线虫,与常用的模式生物秀丽隐杆线虫同属于隐杆线虫属。两种线虫之间的差别很小,主要区别有雄虫尾部的形态不同,雌雄同体的排卵口形态不同等。其性别决定方式与秀丽隐杆线虫相同,均为XX-XO型,有雌雄同体和雄虫两种性别。对双桅隐杆线虫的研究主要集中于它与秀丽隐杆线虫之间的差异,尤其是在基因和蛋白质水平上,目前已有多个突变体品系。2003年,双桅隐杆线虫完成基因组测序。.
小分子核糖核酸
小分子核糖核酸(microRNA,缩写为miRNA)又譯微核糖核酸,是真核生物中廣泛存在的一種長約21到23個核苷酸的核糖核酸(RNA)分子,可調節其他基因的表达。miRNA來自一些從DNA轉錄而來,但無法進一步轉譯成蛋白質的RNA(屬於非編碼RNA)。miRNA通過與目標信使核糖核酸(mRNA)结合,進而抑制转录後的基因表达,在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起重要作用。在动物中,一个微RNA通常可以调控数十个基因。 這些RNA是從初級轉錄本(primary transcript)出來的,也就是pri-miRNA,轉變成為稱為pre-miRNA的莖環結構,最後成為具有功能的成熟miRNA。 1989年,Victor发现秀丽隐杆线虫(C.
已測序的生物
已測序的生物指其基因組已經被完全測序的生物。其中部分生物的DNA序列已經被完全註釋,功能性的片段(如基因等)已作圖。 借助於基因組研究及高通量處理等技術,越來越多的生物的全部基因被人們獲得。自從1995年以來已經有150個基因組被解密,將近每個星期有新的物種添加進來。.
已测序真核生物基因组列表
已测序真核生物基因组列表包括所有已知的,可以公开获取已组装、注释和发表的细胞核和细胞器基因组序列的真核生物;基因组草图不包括在内,只有细胞器序列的物种也不包括。 1977年,第一次出现DNA测序。1995年,细菌流感嗜血杆菌第一个完成了全基因组序列。1996年,酿酒酵母是第一个发布的真核生物基因组序列。1998年,发布了第一个多细胞真核生物基因组序列,秀丽隐杆线虫。.
常染色体显性多囊肾
常染色体显性多囊肾(Autosomal dominant polycystic kidney disease,ADPKD)又称为成人型多囊肾,是一种遗传性全身性疾病,主要影响肾脏,但也可能会影响其他器官,如肝脏、胰腺、脑动脉血管等。患有这种疾病的人大约有一半将会发展为终末期肾脏疾病,需要进行透析或肾移植。患者进展为终末期肾病通常发生在40-60岁之间。常染色体显性多囊肾病在全球范围都有发生,发病率大约为1/400人-1/1000人。 现在认为,常染色体显性多囊肾和两个基因缺陷有关。85%的患者是由位于16号染色体的基因PKD1(TRPP1)发生突变所致,15%的患者是由PKD2(TRPP2)突变所致。 常染色体显性多囊肾需要和常染色体隐性多囊肾进行辨别。常染色体隐性多囊肾也导致肾脏和肝脏的囊肿,但通常只发生在童年,发病率约为1/20000人,病因和预后都和常染色体显性多囊不同。.
开放蠕虫
开放蠕虫(OpenWorm)是一项旨在从细胞层面在电脑上模拟秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的国际性开放科学项目。 尽管该项目的长远目标是模拟整个秀丽隐杆线虫的全部959个细胞,第一阶段的计划是建立包含302个神经元和95个肌肉细胞的模型来模拟蠕虫运动。这种自底向上的模拟是开放蠕虫社区追求的目标。目前,此项目的物理引擎Sibernetic已经建好,神经连接组和肌肉细胞也已创建为NeuroML格式。整个蠕虫的三维解剖模型可以通过浏览器自由查看。开放蠕虫项目也参与了“Geppetto模拟框架”的开发,这是一个为开发有机体的整体建模而创设的多重算法、多尺度的模拟平台。.
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信使核糖核酸
信使RNA(messenger RNA,縮寫:mRNA),是由DNA經由轉錄而來,帶著相應的遺傳訊息,為下一步轉譯成蛋白質提供所需的訊息。在细胞中,mRNA從合成到被降解,經過了數個步驟。在轉錄的過程中,第二型RNA聚合酶(RNA polymerase II)從DNA中複製出一段遺傳訊息到前mRNA(尚未經過修飾或是部份經過修飾的mRNA,稱作pre-messenger RNA,pre-mRNA,或是heterogeneous nuclear RNA,hnRNA)上。在原核生物中,除了5'加帽之外mRNA並未被進一步處理(但有些罕有的特例),而經常是邊轉錄邊轉譯。在真核生物中,轉錄跟轉譯發生在細胞的不同位置,轉錄發生在儲存DNA的細胞核中,而轉譯是發生在細胞質中。不過,曾有研究學者認為真核生物亦有邊轉錄邊轉譯的現象,只是這個觀點並未被廣泛接受。 在真核生物中,mRNA在準備好轉譯前需要經過多個處理步驟:.
哥伦比亚号航天飞机灾难
哥伦比亚号航天飞机灾难发生于2003年2月1日,哥伦比亚号当时执行STS-107任务在得克萨斯与路易斯安纳上空再入大气层。该事故造成机上所有7名宇航员遇难。哥伦比亚号的残骸从达拉斯郊外一直散落到泰勒,部分残骸落入路易斯安纳。 航天飞机外储箱上的绝热材料碎片在发射时因空气动力脱落并击中哥伦比亚号左翼前缘,损坏了再入时提供保护的航天飞机热防护系统,哥伦比亚号因此失事。哥伦比亚号在轨道上时,一些NASA工程师怀疑左翼已经受损,但是管理人员限制了进一步调查。 NASA原先的航天飞机设计规范指出,外储箱不应散落泡沫塑料或其它碎片;因此航天飞机遭到碎片撞击是需要于准许发射前解决的安全问题。工程师发现泡沫塑料散落和碎片撞击不可避免且无法解决,根据此类情况不是安全威胁或可接受风险的假定,发射通常获得批准。大多数航天飞机发射都有泡沫碎片撞击和防热瓦伤痕的记录。STS-107前的中,外储箱脚架斜坡上的泡沫塑料脱落并撞击到了左固体助推器底部与外储箱的连接环上,撞击产生了3英寸宽、3英寸深的凹痕。此次任务后,NASA分析了撞击情况并假定外储箱可安全飞行,泡沫塑料不会产生威胁到飞行安全的新问题。哥伦比亚号仍在轨道上时,该理由在任务管理团队主席的要求下重新评估。哈姆和航天飞机计划经理都出席了2002年10月31日决定继续航天飞机发射的会议。 在STS-107再入阶段,高温气体穿透损伤部位并摧毁了内部机翼结构,迅速导致航天飞机在空中解体。乘员遗体和若干航天飞机碎片在一次涉及得克萨斯、路易斯安纳、阿肯色的地面搜索中找到。 STS-107任务是第113次航天飞机发射,曾被推迟18次 ,其原定发射日期为2001年1月11日,实际发射日期为2003年1月16日(此为的原定发射日期)。在2002年7月19日前的一个月前,航天飞机因推进剂管线裂推迟发射。事故发生6个月后,认为该推迟与此次灾难无关。 事故调查委员会的建议书指出了若干技术和管理问题。同挑战者号事故一样,航天飞机此后停飞两年。国际空间站建造暂停,在STS-114前29个月内完全依靠俄罗斯联邦航天局补给,在STS-121前41个月内替换人员也完全依靠俄航天局。在航天飞机复飞后,主要操作变化包括了彻底的在轨热防护系统检查和为在发现不可修复的损害时待命的救援任务。航天飞机此后也只能前往国际空间站并在必要时以其作为避难所。稍后NASA为修复位于高海拔低倾角轨道的哈勃太空望远镜的STS-125开出例外。.
光遺傳學
光遺傳學融合光學及遺傳學的技術,精準控制特定細胞在空間與時間上的活動。其時間上精準程度可達到毫秒,而空間上則能達到單一細胞大小。2010年光遺傳學被Nature Methods選為年度方法 ,同年被Science認為是近十年來的突破之一 。在兩個期刊也分別在 文章裡,以科普的方式解釋何謂光遺傳學。.
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前類澱粉蛋白質
前類澱粉蛋白質 (英語: Amyloid precursor protein, APP) 是一個細胞膜內嵌蛋白,在很多組織都能找到,但主要集中在神經元的突觸。一般認為前類澱粉蛋白質能夠調控突觸的形成, 神经可塑性及排出鐵原子,但其主要功能仍然未明。 類澱粉蛋白的生成被廣泛認為是由前類澱粉蛋白質經蛋白酶解所產生。類澱粉蛋白是一個由37 至49顆氨基酸所組成的不可溶的纖維性蛋白質,其沉積之後形成的類澱粉蛋白斑能夠在阿兹海默症病人的大腦中被找到,並被認為是很多神經性疾病的病因。.
Caenorhabditis elegans
#重定向 秀麗隱桿線蟲.
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种质
种质(Germ plasm)或称为极质,polar plasm)是一些模式生物(例如秀麗隱桿線蟲、黑腹果蝇、非洲爪蟾)卵细胞的细胞质中存在的一块区域,其中含有发生生殖细胞世系的决定子。当合子经历有丝分裂时,种质最终仅限于形成胚胎的少数细胞。这些生殖细胞接下来迁移到性腺之中。 Category:生殖细胞 Category:细胞遗传学 Category:生物學史.
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穹窿体
穹窿体是一种存在于真核细胞中的细胞器,也是一种核糖核蛋白分子。该细胞器的功能尚不明晰。 通过电子显微镜可观察到穹窿体呈对称的穹窿状,各侧皆具有39褶结构。穹窿体出现在各种真核细胞并表现出高度的保守性。穹窿体一般悬浮于细胞质基质中,但也可以成在参与对抗病原体时成为脂质筏的一部分。.
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米塞林
米塞林或鹽酸米塞林(Mianserin),又譯米安色林,是一種用於中枢神经系统的四環系抗鬱藥,屬於一種抗組織胺藥,有催眠作用,但抗胆碱作用(反副交感神經作用)幾乎沒有。米塞林是一種弱的降腎上腺素回升抑制劑,可強烈刺激降腎上腺素的釋出。此外,亦有發現其與中枢神经系统的血清素接收器相互作用。米塞林一般會在服用後一星期到三時期的時間內顯出其藥效。過往,這種藥在世界各地都有發售,但現時其市場地位已被米氮平(Mirtazapine)所取代。 米塞林可以阻擋中央降腎上腺神經末梢的腎上腺素受體,所以可能使降腎上腺素的數量增加,亦有可能會引起急性白血球減少及再生不良性貧血。 米塞林被發現能夠使秀麗隱桿線蟲(C.
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綠膿桿菌
綠膿桿菌,又稱銅綠假單胞菌(學名:Pseudomonas aeruginosa),是一種革蘭氏陰性菌、好氧、呈長棒形的細菌,只有單向的運動性。牠是一種機會性感染細菌,且對植物亦是機會性感染的。 與其他假單胞菌屬的細菌一樣,綠膿桿菌分泌多種的色素,包括綠膿菌素(呈青色)、螢光素(呈螢光黃色)及綠膿菌紅素(呈啡紅色)。假單胞菌屬培養基P就是用作增加綠膿菌素及綠膿菌紅素的生產,而假單胞菌屬培養基F就是加強螢光素的生成。 綠膿桿菌的特徵是牠那如珠母般的外形及在試管內的葡萄氣味。臨床確認綠膿桿菌的方法是在於綠膿菌素及螢光素的生成,且在42℃的環境下生長的能力。綠膿桿菌在柴油及航空燃料中仍能生長,更被稱為「氫碳分解菌」,能引發微生物腐蝕作用。牠會產生一種暗色的凝膠墊,一般被誤解為藻類。.
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綿羊
綿羊(英語:Sheep,学名:Ovis aries)亦稱為家羊或白羊,屬哺乳綱偶蹄目牛科羊亞科,是一種四足反芻哺乳動物,也是世界上數量最多的羊種,共計超過十億。 大部份人類居住的地方都進行過牧羊,這也是許多文明的基本要素。現在為澳洲、紐西蘭、南美洲中部及南部,以及不列顛群島的重要產業之一。 羊原產於歐洲及亞洲,可能是摩弗倫羊(又名歐洲盤羊)的後裔。牠是最早被人類馴服為農業用途的動物之一,產物包括羊毛、羊肉和羊乳,其中羊毛是最普遍的動物纖維。羊有時也育作羊皮用途,或作為科學實驗中的模式生物。.
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線粒體
--(mitochondrion)是一种存在于大多数真核细胞中的由两层膜包被的细胞器,直径在0.5到10微米左右。除了溶组织内阿米巴、篮氏贾第鞭毛虫以及几种微孢子虫外,大多数真核细胞或多或少都拥有线粒体,但它们各自拥有的线粒体在大小、数量及外观等方面上都有所不同。这种细胞器拥有自身的遗传物质和遗传体系,但因其基因组大小有限,所以线粒体是一种半自主细胞器。线粒体是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,为细胞的活动提供了化学能量,所以有“細胞的發電站”(the powerhouse of the cell)之称。除了为细胞供能外,线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。 英文中的“线粒体”(mitochondrion,复数形式为“mitochondria”)一词是由希腊语中的“线”(“μίτος”或“mitos”)和“颗粒”(“χονδρίον”或“chondrion”)组合而成的。在“线粒体”这一名称出现前后,“粒体”“球状体”等众多名字曾先后或同时被使用。这些现在已不再继续使用的名称包括:blepharoblast、condriokont、chondriomite、chondrioplast、chondriosome、chondrioshere、filum、fuchsinophilic granule、interstitial body、körner、fädenkörner、mitogel、parabasal body、plasmasome、plastochondria、plastome、sphereoplast和vermicle等(按首字母在英文字母表中的顺序排列),其中“chondriosome”(可译为“颗粒体”)直至1982年仍见诸欧洲各国的科学文献。.
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线虫动物门
線蟲動物門(学名:Nematoda)是動物界中最大的門之一,為假體腔動物,絕大多數體小呈圓柱形,又稱圓蟲(roundworms)。 線蟲的物種很不容易區分,有相關描述的已超過二萬五千種,其中超過一半是寄生性的(包括許多植物及人類在內動物的病原體)。線蟲的物種數估計超過一百萬種 ,只有節肢動物比線蟲更多樣化。线虫的消化系統是有二個開口的管狀消化系統,和刺胞動物門及扁形動物門不同。 线虫幾乎已適應了地球所有的生態系,從海洋(海水)到淡水、土壤、極地到赤道、也包括不同海拔高度的地區。牠們在淡水、海水、陸地上隨處可見,並在極端的環境如南極和海溝都可發現,其個體數量及物種個數會常常超過其他的動物,甚至在高山、沙漠、南極和海溝中都可以生存。在岩石圈每個部份都有线虫的存在 ,甚至是在南非地下900公尺到3600公尺深的金礦坑表面也不例外 。海床上有90%的動物是线虫。線蟲的數量眾多,常常每立方公尺就有上百萬個線蟲,佔地球所有動物的80%,線蟲生命週期的多様性,在各種營養條件下都有存在,也使得他們在許多生態系統中有重要的影響。有些線蟲會有隱生的特性。 線蟲原先在1919年被命名為Nemata。後來,牠們被降級為囊蠕蟲中的一綱,最後才被重新分類至線蟲動物門。.
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线虫的分类
线虫的分类系统由於线虫动物门的种类繁多,下領約2.5萬個有紀錄的物種(估計總共有差不多100萬個物種),其分類至今尚有不同意见。以下列举数位学者的分类表: 本分類最初由Karl Rudolphi於1808年定義為「Nematoidea」,取名於古希臘文的νῆμα(nêma, nêmatos,線的意思)及後綴-eiδἠς(-eidēs,物種)。本分類後來被於1837年被重新分類,取名為「Nematodes科」;到1861年再由升格成為「Nematoda目」。 線蟲的物種很不容易區分,有相關描述的已超過二萬五千種,其中超過一半是寄生性的(包括許多植物及人類在內動物的病原體)。線蟲的物種數估計超過一百萬種,只有節肢動物比線蟲更多樣化。线虫的消化系統是有二個開口的管狀消化系統,和刺胞動物門及扁形動物門不同。 线虫幾乎已經適應了地球所有的生態系,從海洋(海水)到淡水、土壤、極地到赤道、也包括不同海拔高度的地區。牠們在淡水、海水、陸地上隨處可見,並在極端的環境如南極和海溝都可發現,其個體數量及物種個數會常常超過其他的動物,甚至在高山、沙漠、南極和海溝中都可以生存。在岩石圈每個部份都有线虫的存在,甚至是在南非地下900公尺到3600公尺深的金礦坑表面也不例外。海床上有90%的動物是线虫。線蟲的數量眾多,常常每立方公尺就有上百萬個線蟲,佔地球所有動物的80%,線蟲生命週期的多様性,在各種營養條件下都有存在,也使得他們在許多生態系統中有重要的影響。有些線蟲會有隱生的特性。 線蟲原先在1919年被命名為Nemata。後來,牠們被降級為囊蠕蟲中的一綱,最後才被重新分類至線蟲動物門。 根據WoRMS,,線蟲動物主要分為色矛纲與刺嘴纲兩大分類,還有少量未能歸屬的分類單元。這兩大分類的組成部分詳列如下。.
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生物学史
生物学史是人类从古至今对生命研究的过程。虽然生物学的概念作为单一领域出现於19世纪,但生物学从传统医学起就已经出现,并可以根据自然史追溯到古埃及医学及时代亚里士多德和盖伦的工作。中世纪时,及学者贾希兹(al-Jahiz)、阿维森纳、伊本·苏尔(Ibn Zuhr或Avenzoar)、伊本·贝塔尔(Ibn al-Baitar)及伊本·纳菲斯(Ibn al-Nafis)进一步发展。欧洲文艺复兴及近代时期,生物学思想被新的经验主义思想彻底变革并发现了一些新的生物。这次活动中比较突出的是对生理机能进行了实验和认真观察的安德雷亚斯·维萨里和威廉·哈维以及开始对生物进行分类和化石记录的博物学家卡尔·林奈和蒲豐,同时还对有机体的发展和行为进行研究,显微镜展示了之前从未看到的世界并为细胞学说打下基础。自然神学的重要性不断增长,在一定程度上回应了机械论学说的兴起,鼓励了博物学的发展(虽然它也巩固了)。 从18世纪到19世纪,植物学及动物学等生物科学逐渐形成专门的学科。拉瓦锡和其它物理学家开始通过物理和化学方法将有生物的世界和无生命的世界连接起来。探索博物学家如亚历山大·冯·洪堡调查了生物和他们所在环境之间的关系,这些关系取决於地理,并建立了生物地理学、生态学及动物行为学。博物学家开始否认本质主义并考虑灭绝及物种突变的重要性。细胞学说为生命的基础提供了新的角度。这些发展以及胚胎学和古生物学,被查尔斯·达尔文综合到自然选择的演化论中。19世纪末,自然发生说开始没落,同时兴起,而遗传的机制仍处於神秘状态。 20世纪初,对孟德尔的作品的重新发现带来了托马斯·亨特·摩尔根和他的学生们的遗传学的快速发展。到了1930年代,群体遗传学和自然选择相结合形成「新达尔文主义」。新的学科得到了快速发展,特别是在沃森和克里克提出DNA的结构之后。随着分子生物学的中心法则的建立和遗传密码的破译,生物学被明显地分为有机体生物学(organismal biology)——主要研究生物体及所在的群体—和细胞生物学及分子生物学所在领域。到20世纪末,一些新学科如基因组学和蛋白质组学则打破了这一趋势,有机体生物学家使用了分子生物学的技术,而分子生物学家和细胞生物学家也调查了基因和环境的关系以及自然生物体的遗传。.
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生酮飲食
生酮飲食(ketogenic diet)是一種高脂肪、適量蛋白质和低碳水化合物飲食,透過強迫人體燃燒脂肪而非碳水化合物,模擬飢餓狀態,在醫學上主要用於治療兒童的困難控制型癲癇。正常情況下,碳水化合物經人體吸收後會轉化為葡萄糖運往身體各處及供給能量,尤其是用於維持大腦運作。然而由於生酮飲食中只攝取少量的低碳水化合物,肝臟便會將脂肪轉換為脂肪酸和酮體。酮體運到腦部取代葡萄糖成為能量來源。當血液中酮體含量達到一定程度時,即為酮症,能緩和癲癇的頻繁發作。使用過生酮飲食的兒童或青年癲癇病患中,有半數的癲癇發作次數減到原來的一半,而且其效果在停用生酮飲食後仍然可以繼續。有一些證據表示生酮飲食對有癲癇的成年人也有幫助,而且一些比較不嚴格的方案,例如調整過的阿特金斯健康饮食法也有類似的效果。生酮飲食常見的副作用是便秘,約有30%的病患有類似的問題。這是因為限制液體攝取所造成。早期的生酮飲食要求限制液體攝取,也成為生酮飲食的特色之一,不過這提高了腎結石的風險,因此現在已不再限制液體攝取。時生酮飲食應該配合大量蔬菜一起進食,可避免便秘和營養不全面的問題。 最早期生酮飲食應用在治療,只提供足夠供身體成長、組織修復、以及有足夠的食物熱量蛋白質-->,讓兒童的體重可以維持在其年齡及身高下的理想值內。標準治療性的生酮飲食是在1920年代所發展,用來治療兒童癲癇,在之後的十年廣為使用,但之後出現了有效的藥物,應用生酮飲食進行兒童癲癇的風潮就減退了。標準的生酮飲食中,脂肪、蛋白質及醣類的重量有一定比例,脂肪和蛋白質/醣類混合物的比例是4:1。因此在飲食上會排除高醣類的食物,例如穀類、麵包,意大利面、其他富含澱粉或糖份的蔬菜水果、以及糖,飲食上也會增加富含脂肪的食物,例如堅果、奶油、牛油、椰子油、牛油果等等。大部份食物中的脂肪是由長鏈脂肪酸(LCT)所組成,不過碳鏈較短的(MCT)生酮效果更好。生酮飲食中有一種稱為MCT生酮飲食的變體,會使用富含中鏈脂肪酸椰子油作為脂肪來源,提供一半的熱量來源。因為這種飲食攝取的脂肪量較少,因為會攝取較多的醣類及蛋白質,在食物選擇上有較大的空間。 在1990年代中期,好萊塢製片人的兒子有嚴重癲癇,因著生酮飲食而良好控制。吉姆·亞伯拉罕創立了查理基金會(Charlie Foundation)推廣生酮飲食。曾在NBC的《日界線》節目中推廣,1997年由梅麗·史翠普主演的電視影集《》也是有關同一主題。查理基金會也贊助多中心的學術研究,其結果在1996年發表,也讓科學家對生酮飲食有更多的關注。 針對動物模式(例如秀麗隱桿線蟲)的臨床實驗及研究,認為生酮飲食在一些成人神經退化性疾病上,可能有神經保護及改善疾病的效果。到2012年為止,有關生酮飲食在兒童癲癇以外領域的研究,只有少數臨床實驗的資料,因此這方面的生酮飲食仍只在研究階段。 另,若進行錯誤或不適當的生酮飲食(例如糖尿病患者),有酮酸中毒的風險。.
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Daf-16
DAF-16是人FOXO家族蛋白在线虫动物门(如秀麗隱桿線蟲)中的同源基因,在线虫的胰岛素样生长因子1受体同源基因daf-2产生延长寿命的突变后,DAF-16是被激活的主要的转录因子。.
Daf-2
DAF-2是秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)的一个基因,编码人胰岛素样生长因子1受体(IGF-1R)的同源蛋白。DAF-2是第一个发现的与老化速率有关的代謝途徑基因。DAF-2也与生殖发育的调控,氧化应激的应对,温度耐受,缺氧以及对细菌病原体的抵抗有关。辛西娅·凯尼恩(Cynthia Kenyon)获得的DAF-2突变体线虫寿命为普通线虫的两倍。.
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遺傳
遺傳(Heredity),俗称随根,是指經由基因的傳遞,使後代獲得親代的特徵。遺傳學是研究此一現象的學科,目前已知地球上現存的生命主要是以DNA作為遺傳物質。除了遺傳之外,決定生物特徵的因素還有環境,以及環境與基因的交互作用。.
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遗传学
遗传学是研究生物体的遗传和变异的科学,是生物学的一个重要分支Hartl D, Jones E (2005)。史前时期,人们就已经利用生物体的遗传特性通过选择育种来提高谷物和牲畜的产量。而现代遗传学,其目的是寻求了解遗传的整个过程的机制,则是开始于19世纪中期孟德尔的研究工作。虽然孟德尔并不知道遗传的物理基础,但他观察到了生物体的遗传特性,某些遗传单位遵守简单的统计学规律,这些遗传单位现在被称为基因。 基因位于DNA上,而DNA是由四类不同的核苷酸组成的链状分子,DNA上的核苷酸序列就是生物体的遗传信息。天然DNA以双链形式存在,两条链上的核苷酸互补,而每一条链都能够作为模板来合成新的互补链。这就是生成可以被遗传的基因的复制方式。 基因上的核苷酸序列可以被细胞翻译以合成蛋白质,蛋白质上的氨基酸序列就对应着基因上的核苷酸序列。这种对应性被称为遗传密码。蛋白质的氨基酸序列决定了它如何折叠成为一个三维结构,而蛋白质结构则与它所发挥的功能密不可分。蛋白质执行细胞中几乎所有的生物学进程来维持细胞的生存。DNA上的一个基因的改变可以改变其编码的蛋白质的氨基酸,并可能改变此蛋白质的结构和功能,进而对细胞甚至整个生物体造成巨大的影响。 虽然遗传学在决定生物体外形和行为的过程中扮演着重要的角色,但此过程是遗传学和生物体所经历的环境共同作用的结果。 例如,虽然基因能够在一定程度上决定一个人的体重,人在孩童时期的所经历的营养和健康状况也对他的体重有重大影响。.
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血清素
血清素(Serotonin,全稱血清張力素,又稱5-羟色胺和血清胺,简称为5-HT)為單胺型神經遞質,由色氨酸经色氨酸羟化酶转化为5-羟色氨酸,再经5-羟色氨酸脱羧酶在中樞神經元及動物(包含人類)消化道之腸嗜鉻細胞中合成。5-羥色胺主要存在於動物(包括人類)的胃腸道,血小板和中樞神經系統中。 它被普遍認為是幸福和快樂感覺的貢獻者。血清素在大脑中的含量为总量的2%,有九成位于粘膜肠嗜鉻细胞和肌间神经丛,参与肠蠕动的调节。与肠粘膜进入血液的5-HT主要被血小板摄取。8%-9%的位于血小板中。因为5-HT不能透过血脑屏障,故中枢和外周可视为两个独立的系统。 人體大約90%的總5-羥色胺位於腸胃道中的嗜鉻細胞中,它用於調節腸的蠕動。5-羥色胺分泌於腸管和基底面,由此增加了血小板對血清素的吸收。5-羥色胺激活後增加刺激 myenteric plexus影響腸蠕動的速率。剩餘部分在中樞神經的血清素能神經元中合成,其中它具有各種功能,這些包括調節心情,食慾和睡眠。血清素還具有一些認知功能,包括記憶和學習。在突觸處調節5-羥色胺,被認為是幾類抗抑鬱藥藥物的主要作用。 嗜鉻細胞分泌的血清素最終從組織中出來進入血液中。它由血小板積極吸收與存儲它。當血小板凝結成塊時,血小板釋放血清素,其用作血管收縮劑並有助於調節血液凝固和止血。血清素也是某些細胞的生長因子,其在傷口癒合中起到作用。有各种血清素受體。 5-羥色胺主要由肝臟代謝為5-羥基吲哚乙酸(5-HIAA)。代謝包括首先通過單胺氧化酶氧化成相應的醛。然後通過醛脫氫酶氧化成5-羥基吲哚乙酸(5-HIAA),一種吲哚乙酸衍生物。然後後者由腎臟排出。 除了動物,在真菌和植物中也發現5-羥色胺。 許多真菌與植物中皆含有血清素,而人类必须通过食物获取色氨酸。.
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西德尼·布伦纳
西德尼·布伦纳,CH,FRS(Sydney Brenner,),南非生物学家,2002年诺贝尔生理学或医学奖获得者。.
马丁·查尔菲
丁·查尔菲(Martin Chalfie,),美国科学家,因为发现和研究绿色荧光蛋白而获得了2008年的诺贝尔化学奖。.
辛西娅·凯尼恩
辛西娅·简·凯尼恩(Cynthia Jane Kenyon,)是美国分子生物学家和老年病学家,她的研究方向是通过模式生物秀麗隱桿線蟲来研究老化。.
胞管腎綱
胞管腎綱(學名:Secernentea),又名側尾腺綱或尾感器綱,是线虫动物门之下的一個重要的綱。.
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脱氧核糖核酸
--氧核醣核酸(deoxyribonucleic acid,縮寫:DNA)又稱--氧核醣核酸,是一種生物大分子,可組成遺傳指令,引導生物發育與生命機能運作。主要功能是資訊儲存,可比喻為「藍圖」或「配方」。其中包含的指令,是建構細胞內其他的化合物,如蛋白質與核醣核酸所需。帶有蛋白質編碼的DNA片段稱為基因。其他的DNA序列,有些直接以本身構造發揮作用,有些則參與調控遺傳訊息的表現。 DNA是一種長鏈聚合物,組成單位稱為核苷酸,而糖類與磷酸藉由酯鍵相連,組成其長鏈骨架。每個糖單位都與四種鹼基裡的其中一種相接,這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列,可組成遺傳密碼,是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄,是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息,另有一些本身就擁有特殊功能,例如核糖體RNA、小核RNA與小干擾RNA。 在細胞內,DNA能組織成染色體結構,整組染色體則統稱為基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製,此過程稱為DNA複製。對真核生物,如動物、植物及真菌而言,染色體是存放於細胞核內;對於原核生物而言,如細菌,則是存放在細胞質中的拟核裡。染色體上的染色質蛋白,如組織蛋白,能夠將DNA組織並壓縮,以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用,進而調節基因的轉錄。.
脑
脑是由稱為神經元的神經細胞所组成的神经系统控制中心,是所有脊椎动物和大部分无脊椎动物都具有的一个器官,只有少数的无脊椎动物没有脑,例如海绵、水母、成年的海鞘与海星,它们以分散或者局部的神经网络代替。 许多动物的脑位于头部,通常是靠近主要的感觉器官,例如视觉、听觉、前庭系统、味觉和嗅觉。脑是脊椎动物身体中最复杂的器官。在普通人类的大脑皮质(脑中最大的部分)中,包含150-330亿个神经元,每一个神经元都通过突触和其他数千个神经元相连接。这些神经元之间通过称作轴突的原生质纤维进行较长距离互相联结,可以将一种称作动作电位的冲动信号,在脑的不同区域之间或者向身体的特定接收细胞传递。脊椎动物的脑由颅骨保护。脑与脊髓构成中枢神经系统。中枢神经系统的细胞依靠复杂的联系来处理传递信息。脑是感情、思考、生命得以维持的中枢。它控制和协调行为、身体内穩態(身体功能,例如心跳、血压、体温等)以及精神活动(例如认知、情感、记忆和学习)。 从生理上来说,脑的功能就是控制身体的其他器官。脑对其他器官的作用方式,一是调制肌肉的运动模式,二是通过分泌一些称为荷尔蒙的化学物质。集中的控制方式,可以对环境的变化做出迅速而一致的反应。 一些基本的反应,例如反射,可以通过脊髓或者周边神经节来控制,然而基于多种感官输入,有心智、有目的的动作,只有通过脑中枢的整合能力才能控制。 关于单个脑细胞的运作机制,现今已经有了比较详细的了解;然而数以兆亿的神经元如何以集群的方式合作,还是一个未解决的问题。现代神经科学中,新近的模型将脑看作一种生物计算机,虽然运行的机制和电子计算机很不一样,但是它们从周围世界中获得信息、存储信息、以多种方式处理信息的功能是类似的,它有点像计算机中的中央处理器(CPU)。 本文会对各种动物的脑进行比较,特别是脊椎动物的脑,而人脑将被作为各种脑的其中一种进行讨论。人脑的特别之处会在人脑条目中探讨,因为其中很多话题在人脑的前提下讨论,内容会丰富得多。其中最重要的,是与脑损伤造成的后果,它会被放在人脑条目中探讨,因为人脑的大多数常见疾病并不见于其他物种,即使有,它们的表现形式也可能不同。.
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H·罗伯特·霍维茨
霍华德·罗伯特·霍维茨(Howard Robert Horvitz,),美国生物学家,以研究线虫动物门的秀丽隐杆线虫而著名。因发现器官发育和细胞程序性细胞死亡(细胞程序化凋亡)的遗传调控机理,与悉尼·布伦纳、约翰·E·苏尔斯顿一起获得2002年诺贝尔生理学或医学奖。.
RNA干扰
RNA干扰(RNA interference,缩写为RNAi)是指一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象,其机制是通过阻碍特定基因的轉译或转录来抑制基因表达。当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA时,该mRNA发生降解而导致基因表达沉默。与其它基因沉默现象不同的是,在植物和線蟲中,RNAi具有传递性,可在细胞之间传播,此現象被稱作系統性RNA干擾(systemic RNAi)。在秀丽隐杆线虫上实验时还可使子一代产生基因突变,甚至於可用喂食細菌給線蟲的方式讓線蟲得以產生RNA干擾現象。RNAi现象在生物中普遍存在。2006年,安德鲁·法厄(Andrew Z.
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抗氧化剂
抗氧化剂是指能减缓或防止氧化作用的分子(常专指生物体中)。氧化是一种使电子自物质转移至氧化剂的化学反应,过程中可生成自由基,进而启动链反应。当链反应发生在细胞中,细胞受到破坏或凋亡。抗氧化剂则能去除自由基,终止连锁反应并且抑制其它氧化反应,同时其本身被氧化。抗氧化剂通常是还原剂,例如硫醇、抗坏血酸、多酚类。 抗氧化剂也是一种汽油中重要的添加剂。它可以防止油料在储存过程中氧化变质形成胶质沉淀从而妨碍内燃机的正常运转。Werner Dabelstein, Arno Reglitzky, Andrea Schütze and Klaus Reders "Automotive Fuels" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2007, Wiley-VCH, Weinheim.
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核糖核酸
核糖核酸(Ribonucleic acid),簡稱RNA,是一類由核糖核苷酸通過3',5'-磷酸二酯鍵聚合而成的線性大分子。自然界中的RNA通常是單鏈的,且RNA中最基本的四種鹼基爲A(腺嘌呤)、U(尿嘧啶)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)通過轉錄後修飾,RNA可能會帶上(Ψ)這樣的稀有鹼基,相對的,與RNA同爲核酸的DNA通常是雙鏈分子,且含有的含氮鹼基爲A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)四種。 RNA有着多種多樣的功能,可在遺傳編碼、翻譯、調控、基因表達等過程中發揮作用。按RNA的功能,可將RNA分爲多種類型。比如,在細胞生物中,mRNA(信使RNA)爲遺傳信息的傳遞者,它能夠指導蛋白質的合成。因爲mRNA有編碼蛋白質的能力,它又被稱爲編碼RNA。而其他沒有編碼蛋白質能力的RNA則被稱爲非編碼RNA(ncRNA)。它們或通過催化生化反應,或通過調控或參與基因表達過程發揮相應的生物學功能。比如,tRNA(轉運RNA)在翻譯過程中起轉運RNA的作用,rRNA(核糖體RNA)於翻譯過程中起催化肽鏈形成的作用,(小RNA)起到調控基因表達的作用。此外,RNA病毒甚至以RNA作爲它們的遺傳物質。 RNA通常由DNA通過轉錄生成。RNA在細胞中廣泛分佈,真核生物的細胞核、細胞質、粒線體中都有RNA。.
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樟腦丸
樟脑丸(Mothball),又称卫生球、卫生丸、防蛀球、臭蛋、臭丸,是一类用作杀虫剂、除臭剂的球状固体,主要用于用于防治衣物中的虫害(主要是衣蛾)和防黴。樟脑丸得名自樟树树干中含有的樟脑。由于过去的卫生球很多使用萘,此类卫生球又称作萘丸。.
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模式生物
模式生物(model organism)是指受到廣泛研究,對其生物現象有深入了解的物種。根據從這些物種所得的科學研究結果,可以歸納出一些涵蓋許多生物的模型,並應用在各領域的研究。 利用不同的模式生物來進行實驗,對於結果會有不同的差異是眾所周知的事,因此,要如何選擇適當的生物,來進行生物體內研究,也是生物學和生物醫學一個重要方向。利用模式生物來發現、確認,可以對於疾病的治療、防治達到更佳的效果,進而發展更新的藥物。 模式生物的選擇上,要考慮到生物的多胎性、生命週期長短、生物體型或胚胎大小是否利於觀察、品種特異性、能供大部分研究者使用、能運輸至國外、能精確控制疾病或病變的再現性。 動物模式可應用於癌症、糖尿病、高血壓或其他疾病研究,近年的動物模式也應用於致癌原或環境毒物對人類的影響。.
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日本隱桿線蟲
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意识上传
心灵上传(Mind uploading),或称为意识上传、全脑仿真(Whole brain emulation),是一种科幻技术,该技术可以把人类脑部的所有东西(包括意识、精神、思想、记忆)上传至计算设备(如电脑、量子计算机、人工神经网络)上。该计算设备将能够模拟大脑的运作,如原先的大脑对外界输入作出相应的反应,并拥有一个具备意识的心灵。http://www.sim.me.uk/neural/JournalArticles/Bamford2012IJMC.pdfhttp://kajsotala.fi/Papers/CoalescingMinds.pdf 心灵上传有两种潜在的实现方法:复制-转移或神经元逐步替换。第一种方法通过对大脑特征的扫描,将其中贮存的信息复制或转移到电脑或其他计算设备中。这个模拟的心灵可以和一个模拟的三维躯体相连接,并被置入一个虚拟现实(virtual reality)或模拟现实(simulated reality)中;或者也可被置入一台连接着机器躯体或生物学躯体的电脑中。 心灵上传被一些未来学家和超人类主义者视为一种重要的生命延续技术。心灵上传的另一个目标是为人类心灵做永久备份,以使我们能够在全球灾变或星际旅行中存活下来。一些未来学家认为全脑仿真是计算神经科学和神经信息学的“逻辑终点”。人工智能研究领域也将其视为一种实现强人工智能的途径。基于计算机的智能(如一个上传的心灵)的思维速度可能会比一个生物学人类快很多,因而未来学家认为一个上传的心灵构成的社会将达到技术奇点(technological singularity),即技术增长突然以更大的指数暴涨。心灵上传是诸多科幻小说和电影的核心概念。 主流科学界、经费提供者和科学期刊目前对心灵上传的可行性持怀疑态度。与此有关的实质性努力包括主流科学界在动物脑测绘(brain mapping)与模拟、更快的超级计算机、虚拟现实、脑机接口、连接组学(connectomics)、动态大脑的信息提取方面的研究。 心灵上传的支持者指出,实现心灵上传的许多工具和思路已经存在或正在快速的发展中;然而他们也承认,到目前为止,许多想法还依然是猜测性的,但也拥有工程实现的可能。神经科学家兰道尔·库纳(Randal Koene)成立了一个非盈利组织“碳拷贝”(Carbon Copies)以促进关于心灵上传的研究。.
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性別決定系統
性別決定系統(Sex-determination system)是一個生物系統,決定了生物性特徵的發展。大部分生物都有兩個性別(像木瓜有雄株雌株和雌雄同株三種性別),一些比較原始的生物可以有多於兩種不同的「性別」。舉例說:四膜蟲的「」(Mating type)就有七種類型。在許多情況下,性别由遗传物质决定:雄性和雌性有不同的等位基因甚至不同的基因,說明他們的性形態。在動物及雌雄異株的植物中,這往往伴隨著染色體的差異。在其他情況下,性別是由環境因素(如溫度)或社會因素。決定系統的一些細節目前還沒有完全理解。.