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页数:236

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出版时间:2009-7

价格:24.00元

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isbn号码:9787030248084

丛书系列:

图书标签:

• 食品工程
• 食品机械
• 工程技术
• 机械基础
• 设备与材料
• 自动化
• 工业设备
• 生产线
• 工艺设备
• 食品工业

现代生物化学与分子生物学前沿进展 本书简介 本书旨在为生命科学领域的科研人员、研究生以及对现代生物化学与分子生物学发展趋势感兴趣的专业人士，提供一个全面、深入且与时俱进的视角，探讨当前学科发展的前沿领域、核心技术突破以及未来潜在的研究方向。全书结构严谨，内容覆盖面广，力求在保持科学严谨性的同时，展现出学科的蓬勃生机与跨学科融合的趋势。 第一部分：蛋白质组学与结构生物学的革命性突破 本部分重点关注解析生命体复杂蛋白质网络的最新技术和理论框架。 第一章：高精度冷冻电镜（Cryo-EM）在结构解析中的深化应用 本章详细介绍了冷冻电镜技术从仪器优化到数据处理流程的最新进展。特别关注了如何利用人工智能算法提高低信噪比数据的分辨率，以及在解析膜蛋白、大型核糖体复合物等复杂大分子结构时的具体策略。深入探讨了动态结构解析（Time-Resolved Cryo-EM）在捕捉酶促反应中间态方面的潜力，这对于理解生命活动中的瞬时事件至关重要。此外，还讨论了与X射线晶体学、核磁共振（NMR）等其他结构生物学技术相结合，实现多模态结构信息的互补验证。 第二章：单细胞蛋白质组学与空间蛋白质组学 随着质谱技术灵敏度的提高，单细胞分辨率下的蛋白质表达分析已成为现实。本章系统梳理了当前主流的单细胞蛋白质组学（SCP-omics）方法，包括基于微流控技术、抗体阵列以及新一代质谱分析技术的平台。重点分析了SCP-omics如何揭示细胞异质性在疾病发生发展中的关键作用，尤其是在肿瘤微环境和神经退行性疾病研究中的应用案例。空间蛋白质组学是本章的另一核心内容，详细阐述了如何通过空间分辨的质谱成像技术（如MALDI-MSI和SIMS），在组织切片上保留蛋白质的空间分布信息，为理解组织形态与功能之间的关系提供了前所未有的工具。 第三章：基于人工智能的蛋白质设计与功能预测 本章探讨了深度学习模型（如AlphaFold的后续迭代和生成模型）在蛋白质功能预测和从头设计（De Novo Design）中的突破。内容涵盖了如何利用大规模序列数据和结构数据库训练出能够预测蛋白质折叠、相互作用界面和酶活性的模型。详细介绍了理性设计与AI辅助设计相结合的策略，用以开发新型催化剂、诊断试剂和治疗性肽段。讨论了设计具有特定生物学功能的稳定、可表达的新型蛋白质分子的挑战与前景。 第二部分：基因组学与表观遗传学的动态调控 本部分聚焦于基因组信息如何被精确读取、编辑和调控，及其在生理和病理过程中的意义。 第四章：第三代测序技术及其在复杂基因组研究中的应用 本章深入分析了长读长测序技术（如PacBio HiFi和Oxford Nanopore）在解决重复序列区域、结构变异检测和全长转录本测序方面的优势。重点阐述了如何利用这些技术来解析复杂的基因组重排、发现新型融合基因，以及对基因组装配的精确性提升。同时，讨论了这些技术在宏基因组学和单细胞基因组学中的应用潜力。 第五章：全景式表观遗传学图谱绘制 表观遗传修饰（如DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质可及性）是基因表达调控的核心机制。本章系统介绍了用于绘制高分辨率表观遗传图谱的新兴技术，包括ATAC-seq、CUT&RUN/CUT&Tag的优化及其在解析基因调控元件（如增强子和启动子）活性状态方面的应用。深入探讨了表观遗传信息如何在细胞命运决定、衰老过程和癌症发生中发挥作用，以及如何通过靶向表观遗传因子进行治疗干预。 第六章：CRISPR/Cas系统的新型递送与精准编辑策略 自CRISPR-Cas9问世以来，系统不断演进。本章关注的是超越传统双链断裂（DSB）的精准基因编辑工具，如碱基编辑（Base Editing）和先导编辑（Prime Editing），及其提高编辑效率和减少脱靶效应的最新迭代。此外，重点讨论了如何克服体内递送的挑战，包括使用腺相关病毒（AAV）、脂质纳米颗粒（LNP）载体，以及新型的无病毒递送系统，以实现靶向性、安全性的体内基因治疗。 第三部分：代谢生物学与合成生物学的交汇 本部分探讨了生命体能量代谢网络的解析及其在生物制造与疾病治疗中的工程化应用。 第七章：系统代谢组学与代谢流分析 系统代谢组学旨在全面、定量地解析细胞内代谢产物群。本章详细介绍了高通量分离技术（如二维液相色谱）与高分辨质谱的联用策略，用于鉴定和量化数百种代谢物。重点阐述了使用稳定同位素示踪结合代谢流分析（Metabolic Flux Analysis, MFA）来精确量化细胞内关键代谢途径的速率，这对于优化微生物发酵过程和理解癌症代谢重编程至关重要。 第八章：合成生物学中的细胞工厂设计与调控 合成生物学正从模块化设计向系统级工程迈进。本章关注于利用基因线路、逻辑门电路和可编程转录因子构建复杂的生物系统。详细介绍了如何设计和优化微生物（如酵母、大肠杆菌）作为“细胞工厂”，以实现高价值化学品、生物燃料或新型药物分子的可持续生产。探讨了如何利用代谢工程和基因组编辑技术，对宿主菌进行多靶点改造，以打破代谢瓶颈，提高目标产物的合成效率和产量。 第九章：细胞通讯与群体感应机制的调控 细胞并非孤立运作，群体感应（Quorum Sensing）是细菌群体行为调控的关键。本章分析了细胞间信号分子（如分泌的肽类、外泌体携带的物质）的识别、传递和响应机制。重点讨论了如何通过干扰或重塑这些通讯网络来控制病原菌的毒力因子表达，或调控免疫细胞的相互作用，为新型抗感染策略和免疫疗法提供理论基础。 第四部分：生物材料与再生医学的界面 本部分关注生物物理学、工程学与生命科学的交叉领域，探讨如何利用先进材料构建仿生环境以促进组织再生和疾病模型构建。 第十章：智能生物支架与可注射水凝胶 再生医学的关键在于提供合适的微环境。本章系统回顾了新型生物材料的开发，特别是具有刺激响应性（如pH、温度、光照敏感）的智能水凝胶和3D打印支架材料。详细阐述了如何通过调控材料的力学性能、孔隙结构和生物活性因子释放动力学，来引导干细胞的分化方向和组织再生过程。讨论了在体内原位（In Situ）构建生物材料的策略，以减少手术创伤。 第十一章：类器官（Organoids）与“芯片上的器官”（Organ-on-a-Chip）的集成化 类器官模型因其高度模拟体内环境的特性，正在成为药物筛选和疾病建模的核心工具。本章着重介绍了从iPSCs诱导多能干细胞构建复杂三维类器官（如脑类器官、肠道类器官）的技术优化。同时，将重点讨论如何将这些类器官集成到微流控芯片平台（OOC）上，以实现对物理力、血流动力学等生理参数的精确控制，从而更真实地模拟药物代谢和毒性反应。 第十二章：靶向递送系统与免疫疗法的协同作用 本章探讨了纳米技术在生物医学中的最新应用，特别是在靶向药物递送和免疫调节方面的进展。详细分析了脂质纳米颗粒（LNP）、聚合物胶束和生物相容性金属氧化物纳米粒子在跨越生物屏障（如血脑屏障）和实现肿瘤部位的被动/主动靶向递送中的设计原则。重点介绍了如何将免疫检查点抑制剂或mRNA疫苗负载于这些纳米载体中，以增强抗肿瘤免疫反应，并讨论了克服体内免疫系统的吞噬和清除挑战的策略。 本书力求通过对这些热点领域的深入剖析，引导读者把握现代生物化学与分子生物学研究的脉搏，为未来的科学探索提供坚实的理论基础和技术指引。

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