Human Genetics, concepts and Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill College

作者:Lewis, Ricki

出品人:

页数:106

译者:

出版时间:

价格:502.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780072848540

丛书系列:

图书标签:

• Human Genetics
• Genetics
• Molecular Biology
• Medical Genetics
• Genomics
• Inheritance
• Genetic Disorders
• DNA
• Chromosomes
• Evolutionary Genetics

《现代分子生物学前沿：从基因编辑到合成生物学》 本书导言 在人类探索生命奥秘的征途中，分子生物学无疑是过去半个世纪中最激动人心且成果斐然的领域之一。它不再是单纯的理论构建，而是已经深入到疾病治疗、农业改良乃至生命起源的根本性思考之中。本书《现代分子生物学前沿：从基因编辑到合成生物学》旨在为对生命科学的最新进展抱有浓厚兴趣的读者，无论是专业研究人员、高年级本科生，还是跨学科领域的专业人士，提供一个全面、深入且高度聚焦于当前热点与未来趋势的知识框架。 本书的核心目标是填补传统教科书在阐述最新技术突破方面的滞后性，聚焦于自人类基因组计划完成以来，分子生物学领域所经历的范式转移。我们重点探讨了驱动这场革命的几大关键技术平台，特别是基因组编辑技术和合成生物学的崛起及其对生命科学的深远影响。 第一部分：基因组学的精细化与功能解析 本部分将回溯并拓展对基因组学数据的解读能力。我们不再满足于“测序”本身，而是深入探讨如何从海量数据中提取可操作的生物学信息。 第一章：下一代测序（NGS）技术的深度演进与单细胞组学 本章首先回顾了高通量测序技术在速度、成本和读长方面的进步。重点分析了第三代测序技术（如PacBio和Oxford Nanopore）如何通过提供超长读长信息，解决了传统短读长测序在重复序列和结构变异分析中的难题。随后，我们将聚焦于“单细胞”革命。详细阐述了单细胞RNA测序（scRNA-seq）如何揭示细胞异质性，以及空间转录组学技术如何将基因表达数据与细胞在组织中的空间位置联系起来。这对于理解复杂组织的发育、疾病微环境的形成至关重要。 第二章：表观遗传学的动态调控网络 基因组的物理结构和化学修饰是决定基因表达的另一关键维度。本章将深入探讨DNA甲基化、组蛋白修饰（包括乙酰化、甲基化、磷酸化等）的复杂模式。我们将介绍ChIP-seq（染色质免疫沉淀测序）和ATAC-seq（可及性染色质测序）等技术如何精确绘制调控元件的“地图”。特别关注表观遗传标记在细胞命运决定、衰老过程以及癌症发生发展中的动态重编程机制。 第三章：非编码RNA与调控回路的复杂性 非编码RNA（ncRNA）——包括长链非编码RNA（lncRNA）和小干扰RNA（miRNA）——已证实是基因表达调控网络中不可或缺的组成部分。本章将梳理当前对于lncRNA在染色质结构维持、转录因子招募等方面的最新认识。同时，我们将探讨miRNA介导的翻译抑制和mRNA降解的精细机制，以及这些调控元件如何通过反馈和前馈回路构建稳健的细胞系统。 第二部分：基因编辑：从理论到精准干预 基因编辑技术是分子生物学领域最具颠覆性的突破之一。本书将详尽分析CRISPR/Cas系统的机理、应用及其伦理挑战。 第四章：CRISPR-Cas系统的结构、机制与变体 本章深入剖析Cas9、Cas12等核酸酶的分子结构和引导RNA（gRNA）的工作原理。重点讨论了实现更精确编辑的“碱基编辑器”（Base Editors, BEs）和“先导编辑器”（Prime Editors, PE）。我们详细比较了这些工具在实现点突变、小片段插入/缺失（Indel）方面的效率、脱靶风险和适用性，并探讨了如何通过优化递送系统（如病毒载体、脂质纳米颗粒）来提高体内编辑的安全性与特异性。 第五章：超越DNA编辑：RNA与表观遗传编辑 基因编辑的焦点正逐渐拓宽到DNA之外。本章探讨了直接编辑RNA的工具（如CRISPR-Cas13），这使得可逆的、暂时的基因功能调控成为可能。此外，我们还将介绍如何利用失活的Cas核酸酶（dCas）与效应模块（如激活子或抑制子）融合，实现对基因转录水平的精确激活或沉默（CRISPRa/CRISPRi），从而在不改变基因组序列的前提下，调控复杂的表观遗传状态。 第六章：基因编辑在疾病治疗中的转化应用 本章聚焦于基因编辑技术如何从实验室走向临床。我们分析了针对镰刀型细胞贫血症、地中海贫血等血液系统疾病的体外和体内编辑策略。同时，探讨了CAR-T细胞疗法中利用基因编辑技术增强T细胞功能、克服肿瘤微环境抑制的最新进展。此外，对遗传性视网膜病变和杜氏肌营养不良等疾病的体内修复的挑战与机遇进行了深入评估。 第三部分：合成生物学：设计与构建新型生命系统 合成生物学代表了分子生物学的工程化方向，目标是像工程师设计电路一样设计和构建新的生物元件、系统和机器。 第七章：生物元件的标准化与可编程性 合成生物学的基石在于可预测和可重用的标准生物元件。本章详细介绍了“BioBricks”理念的发展，以及如何设计具有特定功能的启动子、核糖体结合位点（RBS）和终止子。重点讲解了基于逻辑门的遗传电路设计，如何使细胞能够根据特定的环境信号（如特定代谢物或肿瘤标志物）执行复杂的“决策”程序。 第八章：微生物细胞工厂的设计与优化 改造微生物（如大肠杆菌、酵母）以高效生产高价值化学品是合成生物学的核心应用之一。本章将探讨代谢途径的重塑和调控网络的工程化，以提高目标产物的合成效率。案例研究包括生物燃料、先进药物前体和新型生物材料的微生物合成路径设计。我们还将讨论如何利用高通量筛选和自动化平台来加速设计-构建-测试-学习（DBTL）循环。 第九章：生命系统的自下而上构建：从分子到细胞 本章将目光投向生命的终极工程挑战——从基础分子组件构建具有生命特征的系统。我们将回顾人工合成核酸化学（XNA）的研究进展，以及构建最小基因组以探究生命基本要素的尝试。最后，我们将探讨如何利用合成生物学原理来设计和组装新型的、非天然的细胞室（如人工囊泡或限域系统），以期在受控环境中实现复杂的生化反应或作为药物载体。 结语：未来视野 本书最后一部分将对分子生物学领域未来的发展方向进行展望，讨论数据科学（AI/机器学习）与生物学实验的深度融合，以及在追求更精确、更安全、更具伦理责任感的生命干预方面，我们所面临的持续挑战。 读者对象 本书内容深度涵盖了研究生水平，并提供了丰富的工程化视角，适合于生物学、生物化学、生物工程、计算生物学以及医学预科的学生和专业研究人员研读。它不仅是知识的梳理，更是思维的引导，激励读者参与到定义生命科学下一个时代的创新浪潮中。

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