New Horizons in Biotechnology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Roussos, S. (EDT)/ Soccol, C. R. (EDT)/ Pandey, A. (EDT)/ Augur, C. (EDT)

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:

价格:215

装帧:HRD

isbn号码:9781402017186

丛书系列:

图书标签:

• Biotechnology
• Genetic Engineering
• Molecular Biology
• Bioinformatics
• Biomedical Engineering
• Nanobiotechnology
• Synthetic Biology
• Industrial Biotechnology
• Agricultural Biotechnology
• Environmental Biotechnology

基因编辑的革命与未来图景 《基因编辑的革命与未来图景》 深入探讨了自CRISPR-Cas9系统问世以来，生命科学领域所经历的翻天覆地的变革。本书并非仅仅是技术手册，而是一部集科学前沿、伦理思辨与社会影响于一体的深度报告。 第一部分：从基础到突破——CRISPR的诞生与机制 本书的开篇首先追溯了基因编辑技术的发展脉络，从早期的锌指核酸酶（ZFNs）和TALENs，到颠覆性的CRISPR-Cas9系统。我们详尽阐述了细菌免疫系统如何被巧妙地转化为精准的基因剪刀。 Cas9的结构与功能解析： 详细介绍Cas9蛋白的催化结构域、向导RNA（gRNA）的识别机制，以及如何通过PAM序列确定编辑目标。我们不仅呈现了高分辨率的晶体结构图，更结合动态模拟，揭示了其在双链DNA上进行切割的分子事件。 自然界的“剪贴簿”： 探讨CRISPR系统在古细菌和真细菌中的自然进化路径，理解其作为一种适应性免疫机制的复杂性，为人工改造提供了坚实的生物学基础。 效率与特异性的权衡： 分析早期CRISPR系统的主要挑战，包括脱靶效应（Off-target effects）的产生机理，以及研究人员如何通过优化gRNA设计和改良Cas酶（如Cas9D10A、Cas12a等）来提升编辑的精度。 第二部分：编辑的“三驾马车”——不同技术平台的深度比较 基因编辑已不再局限于简单的DNA双链断裂（DSB）。本书将重点剖析当前主流的三大主流编辑技术及其应用潜力： 1. 经典CRISPR/Cas9： 作为基准，探讨其在敲除（Knockout）、插入（Knock-in）和修复特定单基因疾病中的成熟应用。 2. 碱基编辑器（Base Editors, BEs）： 重点解析胞嘧啶碱基编辑器（CBEs）和腺嘌呤碱基编辑器（ABEs）的工作原理。这些技术通过避免产生双链断裂，实现了从C到T或A到G的“无损”点突变修正，极大地降低了插入缺失（Indels）的风险，尤其适用于需要精确替换单个碱基的场景。 3. 先导编辑器（Prime Editors, PEs）： 本章视为当前技术制高点。详细描述PE系统如何结合逆转录酶与特导RNA（pegRNA），实现精确的碱基替换、小片段插入或删除，无需供体DNA模板，从而为实现更复杂的基因组修正开辟了新途径。 第三部分：跨越物种的边界——从细胞到生物体的应用 基因编辑技术已不再是实验室内的理论，而是深入到各个生命科学领域的核心工具。 人类健康与疾病建模： 体外研究（In Vitro）： 如何利用诱导多能干细胞（iPSCs）生成具有特定遗传背景的疾病模型，用于药物筛选和发病机制研究。 体内治疗（In Vivo）： 深入分析针对镰状细胞贫血症、杜氏肌营养不良症等单基因疾病的临床前和早期临床试验。讨论了递送系统（如腺相关病毒AAV、脂质纳米粒LNP）在靶向特定组织（肝脏、肌肉、视网膜）中的关键作用。 癌症免疫疗法： 探讨如何利用基因编辑技术增强T细胞的抗肿瘤活性（如敲除PD-1受体，或增强嵌合抗原受体CAR-T的持久性）。 农业与畜牧业的绿色革命： 作物改良： 阐述如何利用CRISPR技术精确调控作物的性状，如提高抗旱性、增强营养价值（如高油酸大豆）、去除过敏原（如低麸质小麦）。对比基因编辑作物与传统转基因作物的监管差异。 畜牧业精准育种： 探讨在猪、牛等经济动物中，通过编辑基因实现抗病性增强（如猪蓝耳病抗性）、肉质改良和生长效率提升。 第四部分：伦理、监管与社会冲击 技术的飞速发展，要求社会必须同步思考其深刻的伦理后果。本部分对基因编辑可能引发的社会争议进行全面梳理。 生殖系编辑（Germline Editing）的禁区与争议： 详细分析了对人类胚胎进行编辑的科学可行性、技术风险（不可预见的后果）以及全球范围内对其进行监管和伦理限制的必要性。探讨“疗效”与“增强”之间的模糊界限。 知情同意与公平获取： 讨论如果基因编辑疗法问世，如何确保所有社会阶层，无论贫富，都能公平地获得这些可能挽救生命的创新技术。 生态风险与生物安全： 探讨“基因驱动”（Gene Drive）技术在控制病媒生物（如蚊子）方面的巨大潜力，同时也警示了其在释放到自然界后，可能对生态系统稳定性和生物多样性带来的不可逆转的风险。 结语：展望2050年的编辑世界 本书最后展望了下一代基因编辑工具，包括无需蛋白质的RNA编辑系统、更精确的体内递送方法，以及利用AI预测最佳编辑策略的前景。我们相信，基因编辑不是终点，而是人类理解和重塑生命蓝图的新起点。 本书语言严谨，数据翔实，力求为生命科学研究人员、政策制定者以及对未来科技抱有好奇心的公众，提供一个全面、深入且富有批判性的视野。

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