Understanding Immunology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison-Wesley

作者:Wood, Peter

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:

价格:82.4

装帧:Pap

isbn号码:9780131968455

丛书系列:

图书标签:

• 免疫学
• 免疫系统
• 免疫反应
• 免疫细胞
• 抗体
• 自身免疫
• 疫苗
• 免疫缺陷
• 过敏
• 炎症

现代生物技术前沿：基因编辑与蛋白质工程 书籍简介 本书深入剖析了当前生物技术领域中最具革命性的两大支柱——基因编辑技术（特别是CRISPR-Cas9系统）和蛋白质工程学的最新进展、核心原理及其在生命科学研究和工业应用中的广泛潜力。全书结构严谨，内容涵盖从基础理论到尖端实践的各个层面，旨在为生命科学、生物工程、医学研究及相关领域的专业人士和高年级学生提供一本全面、深入且与时俱进的参考指南。 第一部分：基因编辑的精确革命——CRISPR-Cas9系统及其演化 本部分聚焦于基因组编辑技术的核心驱动力——CRISPR-Cas9系统。我们首先追溯了其在细菌免疫防御系统中的自然起源，详细解析了这种“分子剪刀”如何被重构为高效、精确的基因组编辑工具。 第一章：CRISPR-Cas系统的起源与结构解析 本章系统介绍了II型CRISPR-Cas系统的基本组成部分：Cas9蛋白（核酸内切酶）、sgRNA（单向导RNA）以及识别位点（PAM序列）。我们将探讨其工作机制，包括sgRNA如何引导Cas9识别并切割特定DNA序列。此外，本章还将对比介绍I型、III型等其他CRISPR系统，以提供一个更宏观的视角。对于Cas9蛋白的结构生物学研究成果进行深入剖析，解释其催化活性位点和DNA结合域的精妙设计。 第二章：从基础编辑到精准调控 本章超越了简单的基因敲除（Knockout）。重点阐述了“碱基编辑”（Base Editing）和“先导编辑”（Prime Editing）的原理和优势。碱基编辑器（如BE3、ABE）通过融合去氨酶与失活的Cas9（dCas9），实现了无需双链断裂（DSB）的单碱基替换，极大地降低了脱靶效应和插入/缺失（Indel）的发生率。先导编辑则结合了逆转录酶，允许更复杂的插入、删除和替换操作，其精确度和适用范围远超传统CRISPR-Cas9。本章还将涉及使用dCas9进行基因表达调控（如CRISPRi和CRISPRa）的技术细节。 第三章：递送系统与体内应用挑战 成功的基因编辑高度依赖于有效且安全的递送策略。本章详细比较了不同递送载体的优劣：病毒载体（如AAV、慢病毒）在体内效率上的优势与免疫原性、载体容量的限制；以及非病毒载体（如脂质纳米颗粒LNP、电穿孔）在体外和新兴体内治疗中的应用。尤其关注LNP在mRNA和sgRNA递送中的最新突破，以及如何优化递送以实现靶向特定组织（如肝脏、肌肉或肿瘤微环境）的编辑。 第四章：安全性、伦理考量与脱靶效应的量化 安全性是基因编辑技术走向临床应用的首要瓶颈。本章聚焦于脱靶效应的识别、量化和最小化策略。介绍了高通量测序技术（如GUIDE-seq、DISCOVER-seq）如何评估全基因组范围内的非预期切割。同时，深入探讨了关于体细胞编辑与生殖系编辑的全球伦理辩论，特别是对“设计师婴儿”议题的严肃审视，以及建立负责任研究框架的必要性。 第二部分：蛋白质工程——定制功能与结构重塑 本部分将视角转向蛋白质层面，探讨如何利用理性设计、定向进化和人工智能辅助方法，创造具有全新或增强功能的蛋白质分子。 第五章：酶定向进化与高通量筛选 定向进化是改造现有蛋白质功能的重要手段。本章系统介绍了“突变-选择-扩增”的迭代循环。详细阐述了关键的突变技术，如随机诱变（杂交或错配PCR）和定点突变。重点讨论了如何设计高通量筛选（HTS）系统来快速识别具有所需特性的突变体，包括微流控技术（如Droplet-based microfluidics）在筛选中的应用，这使得筛选库的规模达到了前所未有的水平。 第六章：从头设计（De Novo Design）与计算蛋白质学 本章探讨了超越自然选择的蛋白质设计：从头设计。介绍了基于物理化学原理和结构建模的蛋白质设计流程。着重介绍了先进的计算工具和算法，如Rosetta和AlphaFold/RoseTTAFold等深度学习模型，这些模型极大地提高了对蛋白质结构稳定性和功能预测的准确性。本章还将涵盖设计新型支架蛋白、人工酶和新型肽段的案例研究。 第七章：抗体工程与双特异性/多特异性生物制剂 抗体作为一类重要的治疗和诊断工具，其工程化是本领域的核心。本章深入解析了单克隆抗体的优化策略，包括人源化、亲和力成熟（通过phage display或yeast display）。重点阐述了双特异性T细胞衔接器（BiTEs）和抗体药物偶联物（ADCs）的设计原理。ADCs的链接子化学和有效载荷选择的最新进展，以及如何通过工程化策略克服免疫原性和药代动力学挑战。 第八章：蛋白质的分子组装与自组装纳米结构 本部分探讨了将蛋白质工程应用于构建复杂超分子结构。介绍了利用DNA折纸术与蛋白质支架的整合，实现精确的空间排列。重点讨论了病毒样颗粒（VLPs）作为疫苗载体或药物递送系统的设计与应用，以及如何通过控制蛋白质的自组装特性来制造具有特定孔径或封装能力的纳米反应器或药物囊泡。 结论：交叉融合与未来展望 本书的最后部分将讨论基因编辑和蛋白质工程的深度融合趋势。例如，利用基因编辑技术在宿主细胞内“编程”设计好的蛋白质表达系统；或者利用蛋白质工程改造CRISPR系统中的Cas酶，以提高其特异性或改变其底物识别能力。展望未来十年，本书将预测AI在生物技术研发中的决定性作用，以及这些前沿技术如何驱动个性化医疗、可持续生物制造和下一代生物材料的革命。

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