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出版者:

作者:Fraser, Claire M. (EDT)/ Read, Timothy D., Ph.D. (EDT)/ Nelson, Karen E., Ph.D. (EDT)/ Venter, J. Cr

出品人:

页数:552

译者:

出版时间:2004-4

价格:$ 258.77

装帧:

isbn号码:9781588291899

丛书系列:

图书标签:

• Microbiology
• Genomics
• Bioinformatics
• Molecular Biology
• Bacteria
• Archaea
• Viral Genomes
• Metagenomics
• Phylogenetics
• Evolutionary Biology

《分子生物学前沿：基因编辑与表观遗传的深度探索》 图书简介 本书旨在为生命科学领域的研究人员、高级本科生和研究生提供一个全面而深入的视角，聚焦于当代分子生物学中最具革命性的两大前沿领域：基因编辑技术（特别是CRISPR/Cas系统）的原理、应用及其伦理挑战，以及表观遗传学（Epigenetics）如何调控基因表达、影响细胞命运和疾病发生。本书摒弃了对基础微生物基因组学（如您提到的《Microbial Genomes》中的主题）的冗余叙述，而是将注意力完全集中在更宏观、更动态的真核生物系统调控机制上，特别是那些涉及人类健康和生物技术突破的关键领域。 第一部分：基因编辑的精密手术刀——CRISPR/Cas系统 本部分是全书的核心驱动力之一，详细剖析了细菌免疫系统如何被转化成一种通用且高效的基因编辑工具。 第一章：CRISPR/Cas系统的起源与进化 本章追溯了CRISPR（规律间隔成簇短回文重复序列）和Cas（CRISPR关联蛋白）的发现历程，从最初被认为是细菌的神秘重复序列，到确认其作为适应性免疫系统的功能。重点阐述了I型、II型、III型等主要CRISPR系统的结构差异及其作用机制。特别是针对II型系统（如Cas9），深入解析了其sgRNA（单链向导RNA）如何精确识别靶标DNA序列，以及Cas酶如何实现双链断裂（DSB）的切割过程。 第二章：Cas蛋白家族的工程化改造与特异性提升 超越原始的Cas9，本章探讨了对该酶家族的持续优化。详细介绍了Cas9的变体，如高保真度（High-fidelity）Cas9（用于减少脱靶效应），以及具有不同切割活性和核酸酸解能力的替代酶，例如Cas12a（Cpf1）和Cas13（用于RNA编辑）。讨论了如何通过蛋白质工程手段修饰PAM序列识别域和核酸酶活性域，以拓宽可编辑的基因组范围并提高操作的安全性。 第三章：编辑策略的精细化：从敲除到精准替换 基因编辑的价值在于其多样化的应用。本章系统介绍了不同的修复途径介导的编辑技术。首先是经典的非同源末端连接（NHEJ）介导的基因敲除（Gene Knockout）。随后，重点讲解了基于同源重组修复（HDR）的精确碱基替换和插入技术。此外，还引入了“碱基编辑器”（Base Editors，如ABE和CBE），它们通过脱氨酶融合失活的Cas9（dCas9）实现了无需双链断裂的单碱基转换，极大地提高了编辑的效率和安全性。更进一步，探讨了“先导编辑”（Prime Editing）技术，展示了如何利用逆转录酶将编辑信息直接写入靶位点，实现更复杂的插入、缺失和替换。 第四章：表观遗传修饰的定向调控——CRISPRa/CRISPRi 本章将CRISPR技术与表观遗传学初步结合。阐述了如何利用失活的Cas9（dCas9）与转录激活域（如VP64、p65）或转录抑制域（如KRAB）的融合体，实现对特定基因启动子区域的远程激活（CRISPRa）或沉默（CRISPRi）。这标志着基因编辑从改变DNA序列转向控制基因功能表达层面的重要飞跃。 第五章：体内与体外应用的挑战与伦理考量 本章聚焦于CRISPR技术的临床转化。详细分析了基因治疗中的递送系统难题（如腺相关病毒AAV、脂质纳米颗粒LNP的效率与免疫原性）。深入讨论了生殖系编辑（Germline Editing）的全球性争议，包括对人类基因库的长期影响，以及确保技术公平可及性的社会责任。 第二部分：超越DNA序列——表观遗传学的动态调控网络 本部分彻底转向基因调控的更高层次，探讨了在不改变DNA序列的前提下，如何影响基因的开启与关闭。 第六章：表观遗传学的四大支柱 本章构建了表观遗传学的理论框架。详细介绍了四大关键机制：DNA甲基化（CpG岛的化学修饰）、组蛋白修饰（乙酰化、甲基化、磷酸化等）、非编码RNA（特别是miRNA和lncRNA）的作用，以及染色质重塑（Chromatin Remodeling）因子对基因可及性的影响。每种机制都配以最新的分子研究成果进行阐释。 第七章：DNA甲基化：稳定记忆的构建与清除 本章专注于DNA甲基化对长期基因沉默的影响。深入解析了DNMTs（DNA甲基转移酶）家族的功能及其在发育重编程中的关键作用。探讨了如何通过 TET 酶家族介导的氧化过程实现甲基化信号的可逆性，揭示了甲基化在X染色体失活和印记基因表达中的独特地位。 第八章：组蛋白的“化学语言”与染色质可塑性 组蛋白的尾部修饰被形象地比喻为“组蛋白密码”。本章详细绘制了这一密码图谱，重点讲解了H3K4me3（激活标记）、H3K9me3（异染色质标记）等关键的共价修饰。讨论了“阅读器”（溴结构域蛋白）、“写入器”（酶）和“擦除器”（去甲基化酶）之间的复杂相互作用，它们共同决定了核小体在DNA上的位置和松紧度。 第九章：非编码RNA：转录后调控的精密导航员 本章强调了基因组中大量非编码区域的调控作用。详细区分了微小RNA（miRNA）如何通过靶向mRNA的3' UTR实现翻译抑制或降解，以及长链非编码RNA（lncRNA）如何充当分子支架、招募染色质修饰复合物，或影响转录因子的核质转运。通过具体的案例，如XIST在X失活中的作用，展示了lncRNA的复杂调控网络。 第十章：表观遗传的失调与复杂疾病的关联 本部分将理论与临床应用相结合。深入探讨了表观遗传漂移（Epigenetic Drift）如何在癌症中发挥作用，例如肿瘤抑制基因的过度甲基化沉默，或促进癌基因表达的组蛋白修饰变化。同时，讨论了表观遗传标记在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）和代谢综合征中的潜在诊断和治疗靶点价值。 第十一章：表观遗传重编程与再生医学的未来 本书的终章展望了将基因编辑与表观遗传学知识相结合的前沿领域。详细介绍了诱导多能干细胞（iPSC）的建立机制，即如何通过转录因子组合（如Yamanaka因子）对成熟细胞进行表观遗传重编程。探讨了直接重编程（Direct Reprogramming）的最新进展，即无需进入多能干细胞阶段，直接将一种成熟细胞类型转化为另一种细胞类型，这为组织修复和器官再生提供了革命性的工具。 总结 本书旨在提供一个高屋建瓴的视角，将DNA序列操作的精确性与基因调控网络的动态性有机地结合起来，为读者理解生命活动的复杂性提供前沿的理论基础和工具箱。

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**初探微生物基因组的浩瀚世界** 翻开《Microbial Genomes》这本书，就如同踏入了一片未知的星海。这本书以其宏大的视角和详实的叙述，为我揭示了微生物基因组这个神秘而又至关重要的领域。从最基础的概念入手，它循序渐进地引导我理解基因组的结构、功能以及它们在不同微生物群体中的演化。书中对各种先进的测序技术和生物信息学工具的介绍，让我对如何解析这些微小生命的遗传密码有了更清晰的认识。特别是关于基因组注释的章节，我仿佛亲手解开了无数隐藏在DNA序列中的秘密，理解了基因如何编码蛋白质，蛋白质又如何执行生命活动。作者并没有止步于描述性的介绍，而是深入探讨了基因组信息在理解微生物的生态适应性、致病机制以及在环境修复和生物技术中的应用。每一次阅读，都像是与一位博学的向导同行，他耐心而细致地指引我穿梭于庞大的基因组数据之中，让我不仅看到了微生物的“身体构造”，更窥见了它们“思考”和“行动”的原理。这本书不仅仅是一本学术专著，更像是一扇通往微生物世界的大门，它点燃了我对这个微观生命研究的浓厚兴趣，让我迫不及待地想去探索更多未知的奥秘。

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**穿越演化长河，审视生命根基** 《Microbial Genomes》这本书带给我的震撼，远不止于对基因组结构的静态描绘，更在于它对我展现了微生物基因组在漫长演化过程中所经历的波澜壮阔。书中对不同菌种、病毒、古菌的基因组比较分析，如同考古学家在挖掘古老文明的遗迹，让我得以一窥生命的起源和早期演化。作者巧妙地将古老的基因组信息与现代的分子生物学理论相结合，勾勒出了生命不断适应、变异和进化的宏伟画卷。我尤其被书中关于基因水平转移和基因组缩减的章节所吸引，这些机制深刻地解释了微生物为何能够如此迅速地适应各种极端环境，以及它们如何通过“精简”自身的基因组来提高生存效率。阅读的过程中，我仿佛能够感受到数亿年前的生命在挣扎与繁荣，它们通过基因的融合与重组，一次次地突破生存的极限。这种对生命根基的深入理解，让我对“生命”二字的定义有了更深刻的感悟，也让我对微生物在地球生态系统中的核心作用有了更宏观的认识。这本书让我意识到，了解微生物的基因组，就是理解生命本身演化史的一把钥匙。

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**微生物基因组：驱动生物技术革命的引擎** 《Microbial Genomes》这本书以其前瞻性的视角，让我看到了微生物基因组学不仅仅是学术研究的工具，更是驱动未来生物技术革命的强大引擎。书中关于基因组工程、合成生物学以及微生物在工业生产中的应用的章节，让我对微生物的潜力有了全新的认识。我惊叹于科学家们如何通过改造微生物的基因组，让它们成为生产药物、生物燃料、新型材料的“微型工厂”。书中对各种酶的基因组来源的介绍，让我理解了为什么微生物能够产生如此多样的生物活性物质，而这些物质又如何在医药、食品、化工等领域发挥着不可替代的作用。我特别对书中关于环境微生物基因组学在生物修复和可持续发展中的应用感到兴奋，想象着利用这些微小生命的力量去解决我们面临的环境挑战，这是多么令人振奋的未来。这本书让我意识到，微生物基因组学的发展，正在以前所未有的速度改变着我们的生活，它不仅仅是科学的进步，更是人类应对未来挑战的强大武器。

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**探索微生物世界：一本开启智慧的启蒙之书** 《Microbial Genomes》这本书，对于我这样一位渴望知识、追求智慧的普通读者而言，简直是一次灵魂的洗礼。它以一种极其易懂但又不失严谨的方式，将那些深奥复杂的微生物基因组概念呈现在我眼前。我从未想过，如此微小的生命体，竟然蕴含着如此丰富的信息，而这些信息又是如此深刻地影响着地球的生命进程。书中关于微生物多样性、基因组进化和生态适应性的探讨，让我对生命的顽强和智慧有了全新的理解。我仿佛看到，在地球的每一个角落，从最深的海洋到最严酷的沙漠，都活跃着无数拥有独特基因组的微生物，它们在默默地书写着生命的传奇。这本书让我深刻体会到，科学探索的边界是无限的，而隐藏在微观世界中的奥秘，远比我们想象的要精彩得多。它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的启迪，让我学会用更广阔的视野去审视生命，去探索未知。这是一本真正能够开启智慧的启蒙之书，它让我对未来的科学探索充满了无限的憧憬和热情。

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**解码疾病与健康：微生物基因组的临床洞察** 《Microbial Genomes》这本书对于我这个对医学领域充满好奇的读者来说，是一份极其宝贵的财富。它不仅仅停留在基础的基因组学知识，而是将目光投向了微生物基因组在疾病诊断、治疗和预防中的实际应用。书中关于病原体基因组的分析，让我深刻理解了细菌、病毒等微生物如何通过基因突变和基因组重组来获得耐药性，这对于我们理解和应对日益严峻的抗生素耐药性问题至关重要。此外，书中对肠道微生物基因组的研究，更是颠覆了我以往对“微生物都是有害的”的固有认知。它详细阐述了健康人群体内共生微生物的基因组特征，以及它们如何参与到我们的新陈代谢、免疫调节和甚至情绪波动中。我仿佛看到了一个错综复杂但又高度协同的“第二基因组”正在影响着我们的健康。这本书为我打开了一扇新的视野，让我认识到，要真正理解人类健康与疾病，就必须深入了解与我们共存的无数微生物的遗传信息。它让我对接下来的医学研究和临床实践有了全新的期待，并激发了我对精准医疗和个性化治疗的深入思考。

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