Guide to Yeast Genetics and Molecular and Cell Biology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:Guthrie, Christine (EDT)/ Fink, Gerald R. (EDT)

出品人:

页数:735

译者:

出版时间:2002-6

价格:$ 211.31

装帧:HRD

isbn号码:9780121822545

丛书系列:

图书标签:

• 酵母遗传学
• 分子生物学
• 细胞生物学
• 遗传学
• 生物学
• 微生物学
• 基因组学
• 生物技术
• 细胞生物
• 酵母

酵母遗传学与分子细胞生物学：深入探索真核生物的微观世界 本书致力于为生命科学研究者、研究生及高级本科生提供一套全面、深入且极具实践指导意义的工具书，专注于酵母（Saccharomyces cerevisiae）作为模式生物在遗传学、分子生物学和细胞生物学领域的前沿应用与经典理论的整合。我们摒弃了对酵母生命周期基础的冗长叙述，而是将焦点精准投向了当前研究中最活跃、最具挑战性的领域。 本书的结构旨在引导读者从基础工具的掌握，平稳过渡到复杂生物学过程的深入剖析，最终触及前沿的基因组学和系统生物学应用。全书共分为六个主要部分，涵盖了从DNA操作到活细胞成像分析的完整技术链条。 第一部分：现代酵母遗传学的基础与进阶技术 本部分着重于对经典酵母操作技术的当代优化与革新。我们不再赘述基础的筛选和诱变技术，而是聚焦于高通量、高精度的遗传构建方法。 1.1 基因组工程的精准化：CRISPR/Cas9系统在S. cerevisiae中的高效应用 详细阐述了如何利用Cas9核酸酶及其gRNA系统，在酵母基因组中实现一步到位的精确基因敲除（Knockout）、敲入（Knock-in）以及精确点突变。内容涵盖了选择合适的驱动子、优化sgRNA设计以最小化脱靶效应，以及利用同源重组修复途径（HR）实现高效整合的实验方案。特别分析了在二倍体酵母中进行同源重组介导的基因编辑的策略，这在研究显性/隐性突变功能时至关重要。 1.2 快速克隆与载体构建的自动化 本章深入探讨了基于Gateway克隆系统（或其高效替代方案，如Gibson Assembly）在酵母载体构建中的应用。重点讨论了如何设计具有标准化末端序列的PCR产物，并将其快速、无缝地接入预先准备好的表达载体骨架中。此外，还包括了针对特定细胞器定位标签（如线粒体靶向序列、内质网信号肽）的载体库的构建方法。 1.3 非经典遗传操作：染色质免疫共沉淀（ChIP）与染色质可及性分析（ATAC-seq）的酵母特异性优化 详细描述了针对酵母细胞壁结构特点，如何优化交联步骤以提高ChIP的效率和特异性。重点讲解了如何从ChIP实验中富集目标蛋白结合的DNA片段，并将其转化为高质量的RNA-seq或ChIP-seq文库。ATAC-seq部分则侧重于如何在低细胞数量下，有效地进行染色质开放区域的捕获，并解读所得的“开放性峰”在转录调控中的意义。 --- 第二部分：分子机制的动态解析：转录与翻译调控的前沿视角 本部分超越了对基因表达的静态观察，转而关注转录、RNA加工和蛋白质合成的实时动态过程。 2.1 RNA聚合酶II（Pol II）的转录暂停与延展机制 深入探讨了Pol II在启动子区域的暂停机制，特别是P-TEFb等调控因子的作用。分析了酵母中涉及转录耦合的染色质重塑，如Swi/Snf复合体如何通过调节核小体位置来影响Pol II的转录延展。提供了一套使用生物正交非天然氨基酸（ncAA）标记Pol II并进行体内追踪的技术指南。 2.2 mRNA的命运决定：剪接、出核与降解的分子开关 重点剖析了酵母中关键的前体mRNA剪接因子（如Prp19复合体）的功能和互作网络。详细描述了如何利用RNA稳定性分析技术（如半衰期测定），结合特定的降解途径抑制剂（如Dcp2或Xrn1抑制剂），来探究特定mRNA的稳定性和调控环路。讨论了核孔复合体（NPC）在调控RNA出核过程中的质量控制作用。 2.3 翻译调控的复杂性：IRES元件与无帽翻译 本章探讨了在胁迫条件下（如饥饿或热休克），酵母如何激活非经典翻译起始。详细介绍了利用报告基因系统来验证是否存在功能性的内部核糖体进入位点（IRES）的实验策略，以及如何通过分析tRNA池的改变来理解氨酰-tRNA合成酶对翻译效率的调控。 --- 第三部分：细胞骨架、运动与膜转运的结构生物学 本部分侧重于将遗传学工具与高分辨率成像技术结合，揭示细胞形态和物质运输的物理基础。 3.1 微管动力学与细胞周期调控：驱动体（Spindle Pole Body, SPB）的组装与分离 深入分析了SPB作为微管组织中心的独特机制。内容聚焦于SPB的半保留性复制，以及G1/S期关键蛋白（如Cdc31/CENP-A的同源物）如何精确地控制新旧SPB的成熟与分离。结合冷冻电镜（Cryo-EM）数据，解析了特定细胞周期蛋白如何调控微管聚合的起始点。 3.2 内吞作用与液泡分选的高级示踪技术 描述了如何利用荧光蛋白融合技术（如GFP-tagged）结合延时延展活细胞成像（Live-Cell Imaging），来量化内吞体囊泡的形成速率和运输效率。重点介绍了如何使用特定荧光染料（如FM4-64或DPH）结合定量图像分析软件（如Fiji/ImageJ宏），精确测量膜泡流入液泡的动力学参数。 3.3 细胞壁生物合成与应激反应的信号传导 阐述了酵母如何通过高渗透压反应（HOG）通路来响应外界环境压力。详细介绍了MAPK级联反应中的关键激酶（如Ssk2/22, Pbs2, Hog1）的磷酸化状态检测方法，并结合使用针对特定糖基转移酶（如Chs3）的遗传抑制剂，分析细胞壁重塑与信号转导的耦合性。 --- 第四部分：线粒体、自噬与衰老：能量稳态与细胞命运 本部分深入探讨了细胞器动态平衡和衰老过程中的关键调控网络。 4.1 mtDNA的遗传与质量控制：线粒体动力学与融合/分裂机制 本章侧重于研究线粒体融合蛋白（如Fzo1）和分裂蛋白（如Dnm1）的相互作用网络。详细描述了如何利用分离/融合（Smf）突变体的表型分析，以及如何通过共免疫沉淀（Co-IP）来确定调控线粒体形态的蛋白质复合物。讨论了线粒体自噬（Mitophagy）在清除受损线粒体中的作用及其调控因子（如Atg32）。 4.2 自噬（Autophagy）的分子机器与营养传感 超越了基础的Atg基因功能描述，本部分聚焦于营养物质感受器（如Tor1/2）如何通过调控自噬相关蛋白（Atg蛋白）的磷酸化状态，来实现对自噬通路的精细控制。提供了用于量化自噬流动的实验方案，例如使用Atg8-PE的脂化程度分析，以及液泡蛋白酶活性测定。 4.3 酵母衰老模型的建立与遗传调控 系统梳理了酵母的两种主要衰老模型——复制性衰老（Replicative Aging）和非复制性衰老（Quiescence-related Aging）。重点分析了涉及Sir蛋白沉默机制的表观遗传学调控，以及核糖体生物合成缺陷（Ribi）如何通过非经典的信号通路延长寿命。 --- 第五部分：系统生物学方法：数据整合与计算建模 本部分将酵母作为理想的系统模型，探讨如何整合多组学数据以构建功能性网络模型。 5.1 蛋白质-蛋白质相互作用组（PPI）的深度解析与网络拓扑分析 详细介绍了如何利用酵母双杂交（Y2H）的改进版——进化适应性酵母杂交（V2H）来解决“假阳性”问题。分析了如何利用高通量PPI数据，结合网络中心性指标（如介数中心性、度中心性），识别出关键的“枢纽蛋白（Hub Proteins）”及其在细胞应答中的作用。 5.2 代谢流分析与同位素标记追踪（Stable Isotope Tracing） 本章聚焦于代谢通量分析（MFA）在酵母中的应用。详细介绍了如何设计13C-葡萄糖标记实验，并利用GC-MS或LC-MS/MS数据，结合代谢网络模型，精确计算出关键代谢酶的净通量，这对于生物燃料和生物制造菌株的理性设计至关重要。 5.3 转录调控网络的重建与功能预测 讨论了如何结合ChIP-seq、RNA-seq和基因表达谱数据，利用贝叶斯网络或因果推断方法，重建酵母特定胁迫条件下的转录因子-靶基因调控网络。重点在于如何利用网络模块（Motif）分析来预测尚未被实验验证的新功能连接。 --- 第六部分：前沿应用：合成生物学与生物工程实践 本部分将理论知识转化为可操作的工程设计蓝图。 6.1 基于非天然氨基酸的蛋白质功能重编码 阐述了如何利用tyrosine-incorporating suppressor tRNA/tRNA synthetase对，将非标准氨基酸安全、高效地掺入酵母表达体系的特定位点，从而赋予蛋白质如光响应性、金属螯合性等新功能。 6.2 复杂天然产物生物合成路径的重塑 以萜类化合物或生物碱的合成为例，展示了如何通过模块化合成生物学的思路，将异源基因簇导入酵母中。详细讨论了如何优化中间代谢产物的跨膜运输和亚细胞区室化，以提高目标产物的最终滴度。 6.3 酵母作为活体生物传感器与诊断工具 介绍了设计“智能酵母”的方法，即通过整合环境信号输入通路（如重金属离子、特定毒素）与可检测输出元件（如荧光蛋白或分泌型报告分子），构建具有高灵敏度和特异性的细胞内传感器，用于环境监测或临床前研究。 本书的每一个章节都配有深入的实验方法论讨论，旨在为读者提供从原理到实践的完整知识体系，使其能够自信地在酵母模式生物的研究领域中探索未知。

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