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出版者:

作者:刘辉

出品人:

页数:281

译者:

出版时间:2010-6

价格:34.00元

装帧:

isbn号码:9787117129473

丛书系列:

图书标签:

• 免疫学
• 医学检验
• 临床检验
• 实验室医学
• 免疫分析
• 体液免疫
• 细胞免疫
• 自身免疫
• 免疫诊断
• 医学教育

《分子生物学前沿进展》 图书简介 本书聚焦于二十一世纪以来分子生物学领域涌现出的革命性技术与核心理论突破，旨在为生命科学研究者、高等院校师生以及生物技术行业从业人员提供一份全面、深入且与时俱进的专业参考资料。我们摒弃了对传统细胞生物学和遗传学基础知识的冗余叙述，而是将重点完全置于驱动现代生物医学研究与产业化进程的前沿技术和概念框架之上。 本书共分为七大部分，涵盖了从基因编辑的精细调控到复杂生命系统解析的多个维度，力求展现分子生物学在解析生命奥秘和开发新型疗法中的核心地位。 --- 第一部分：基因组工程的深度革命 本部分详尽探讨了新一代基因编辑工具的原理、应用及其伦理考量。 1. CRISPR-Cas系统的精密化与多样性： 重点阐述了从基础的Cas9到目前应用最广的Cas12a、Cas13等系统的作用机制差异。深入分析了Prime Editing（先导编辑）和Base Editing（碱基编辑）技术如何突破传统CRISPR的限制，实现无需双链断裂的精确单碱基替换或小片段插入/缺失，并详细对比了这三种技术在不同基因组靶点上的效率与脱靶风险。 2. 表观遗传修饰的动态调控： 本章超越了DNA甲基化和组蛋白修饰的基础描述，聚焦于它们如何被动态、可逆地写入、读取和擦除。特别介绍了基于CRISPR框架开发的dCas9融合技术（如dCas9-DNMT3A用于写入新甲基化，或dCas9-TET1用于去除甲基化），展示了如何利用这些工具在不改变DNA序列的前提下，实现对基因表达的长期、特异性调控。 3. 宏基因组与单细胞测序的整合应用： 探讨了高通量测序技术如何从整体生物群落层面（宏基因组）和单个细胞层面（单细胞组学）揭示生物系统的异质性。详细介绍了scRNA-seq, scATAC-seq, 和 CITE-seq等技术平台，以及如何利用先进的生物信息学算法（如轨迹推断、细胞类型注释）来重建复杂的发育过程或疾病进展中的细胞谱系变化。 --- 第二部分：蛋白质组学与结构生物学的突破 本部分聚焦于如何以前所未有的精度解析蛋白质的功能、相互作用网络及其三维结构。 1. 新一代质谱技术在蛋白质组学中的应用： 强调了超高分辨质谱（如Orbitrap Fusion Lumos）在磷酸化、泛素化等翻译后修饰（PTMs）的深度分析中的作用。探讨了空间蛋白质组学（Spatial Proteomics）如何将蛋白质的表达水平与其在组织微环境中的精确位置关联起来，揭示疾病发生发展中的空间信号传递。 2. 冷冻电子显微镜（Cryo-EM）的普及与挑战： 系统性地介绍了Cryo-EM如何彻底改变了膜蛋白、大分子复合体结构的解析速度和分辨率。重点讨论了单颗粒分析（SPA）中如何通过高通量数据采集和先进的图像处理算法，解决复杂构象异质性带来的挑战，并展示了Cryo-EM与计算模拟结合，预测药物结合位点的实例。 3. 基于AI的蛋白质结构预测： 全面分析了如AlphaFold 2及其后续发展，如何通过深度学习模型从氨基酸序列直接预测高精度三维结构。本书强调理解其预测的置信度指标，以及如何将这些预测结构快速整合到药物设计和功能机制研究中。 --- 第三部分：RNA生物学的精细调控网络 本部分深入探索了非编码RNA在基因表达调控中的核心作用，以及RNA的化学修饰（Epitranscriptomics）。 1. 长链非编码RNA（lncRNA）的功能多样性： 阐述了lncRNA作为基因组的“指挥家”，如何通过充当支架、诱饵、信号分子等多种机制，调控染色质重塑、转录因子活性和mRNA稳定性。书中提供了识别和验证新型功能性lncRNA的实验设计范例。 2. 环状RNA（circRNA）的生物学意义： 详细介绍了circRNA的形成机制、极高的物种和组织特异性，以及其作为“miRNA海绵”或蛋白质结合伴侣的功能。重点探讨了circRNA在神经系统疾病和肿瘤转移中的潜在诊断和治疗价值。 3. RNA表观遗传学（Epitranscriptomics）： 聚焦于m6A（N6-甲基腺苷）的“写手”（writers）、“阅读者”（readers）和“擦除者”（erasers）蛋白家族。通过具体案例，说明了m6A修饰如何影响mRNA的剪接、输出和翻译效率，以及如何利用靶向这些修饰酶的抑制剂开发抗癌药物。 --- 第四部分：合成生物学与生物制造 本部分关注如何应用分子生物学工具设计和构建新的生物系统，以实现特定的功能目标。 1. 基因线路设计与标准元件库： 探讨了如何借鉴工程学原理，设计出具有逻辑门（如AND/OR门）功能的基因回路。详细介绍了BBF（BioBricks Foundation）等标准元件库的构建，以及如何通过组合这些标准化部件来快速搭建复杂的生物传感器和信号放大系统。 2. 细胞工厂的重编程： 以微生物（如大肠杆菌、酿酒酵母）为平台，展示如何通过代谢通路的重塑和关键酶基因的异源表达，高效生产高附加值化学品、生物燃料或复杂天然产物。分析了代谢流分析（MFA）在优化细胞工厂效率中的作用。 3. 人工细胞与去细胞化支架技术： 介绍了构建具有最小化生命活动能力的人工原核细胞的最新尝试。同时，深入解析了组织工程中利用去细胞化技术去除天然组织中原有细胞成分，保留细胞外基质（ECM）支架，再进行细胞重播和组织再生的前沿研究。 --- 第五部分：生物信息学与大数据驱动的分子发现 本部分强调了实验分子生物学与计算方法深度融合的趋势。 1. 深度学习在生物序列分析中的应用： 不仅限于蛋白质结构预测，还包括如何利用深度神经网络分析非编码区的调控元件、预测致病性变异，以及对海量ChIP-seq数据进行降噪和特征提取。 2. 网络生物学与系统建模： 探讨了如何构建基因调控网络、蛋白质相互作用网络（PPI），以及如何利用图论和动力学模型来模拟细胞状态的转换和信号网络的鲁棒性。重点介绍了因果推断方法在确定分子事件间真实因果关系中的应用。 --- 第六部分：新型分子探针与成像技术 本部分专注于开发用于活细胞、活体成像的高灵敏度、高特异性的分子工具。 1. 基因编码探针（GEPs）的创新： 详细介绍了基于荧光蛋白（如GFP家族）的改进，特别是新型光开关蛋白（Optogenetics）和生物传感器（如用于监测离子浓度或活性氧物种的FRET探针）的设计原理和应用实例。 2. 超分辨显微成像（STED, PALM/STORM）的分子分辨率： 阐述了这些技术如何突破光学衍射极限，实现对细胞内分子复合体、核孔结构等纳米尺度结构的实时观察。 --- 第七部分：分子靶向治疗的下一代策略 本部分面向转化医学，介绍如何将分子生物学前沿发现转化为临床应用。 1. 核酸药物递送系统的优化： 深入分析了脂质纳米颗粒（LNPs）在mRNA疫苗和治疗性siRNA递送中的关键技术瓶颈和突破，包括如何调控脂质组分以实现靶向性和稳定性。 2. 溶瘤病毒与CAR-T细胞工程的升级： 介绍了如何利用分子生物学手段对溶瘤病毒进行基因修饰，使其不仅能裂解肿瘤细胞，还能激发宿主免疫反应。在CAR-T领域，重点讨论了如何通过工程化共刺激域或添加“自杀基因”来提高安全性和持久性。 3. 靶向蛋白质降解技术（TPD）： 全面解析了PROTACs（靶向嵌合分子）和分子胶的工作机制。强调了如何通过优化连接子（Linker）和选择合适的E3连接酶配体，实现对传统“不可成药”靶点（如转录因子）的有效降解。 --- 目标读者与价值： 本书力求在广度和深度上达到新的平衡，避免对基础概念的过度重复，直接切入当前研究的最热点和最核心的技术细节。它不仅仅是一本知识的汇编，更是对未来十年分子生物学研究方向的预判和技术指引。对于希望在基因编辑、蛋白质结构解析或合成生物学领域深入研究或产业转化的专业人士而言，本书是不可或缺的工具书。

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