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出版者:高等教育

作者:宋敏

出品人:

页数:459

译者:

出版时间:2010-6

价格:42.30元

装帧:

isbn号码:9787040294804

丛书系列:

图书标签:

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《分子生物学前沿进展与应用》 图书简介 本书旨在系统梳理和深入探讨分子生物学领域近年来取得的重大突破、新兴技术及其在生物医学、农业、环境保护等多个交叉学科中的前沿应用。全书内容紧密围绕当代生命科学研究的核心脉络，从基因组学、蛋白质组学的精细解析到细胞信号通路调控的复杂机制，再到基因编辑与合成生物学的颠覆性创新，力求为读者构建一个全面、深入且富有洞察力的知识图景。 第一部分：基因组学的深度解析与精准医学 第一章：宏基因组学的爆发式增长与生态学意义 本章聚焦于环境、微生物群落乃至人体内部宏基因组学研究的最新进展。我们将详细介绍新一代高通量测序技术（如PacBio HiFi和Oxford Nanopore的长读长测序）如何推动我们对复杂生物群落多样性、功能潜能的解析达到前所未有的精度。重点讨论宏基因组学在理解宿主-微生物互作、疾病的微生物基础以及生物地球化学循环中的关键作用。内容涵盖了从样本采集、数据质控到功能注释的全流程生物信息学工具链，特别是针对非培养微生物的代谢路径重建和功能预测的先进算法。 第二章：单细胞组学的革命性视角 单细胞技术彻底改变了我们研究组织异质性的方式。本章详述单细胞RNA测序（scRNA-seq）、单细胞ATAC测序（scATAC-seq）以及多组学单细胞整合分析的最新方法学。我们将深入剖析如何通过高维数据降维、细胞类型聚类、轨迹推断等方法，揭示发育过程中的细胞命运决定、肿瘤微环境中的细胞状态转变以及免疫反应的动态过程。特别关注空间转录组学（Spatial Transcriptomics）的兴起，它如何将基因表达信息与细胞在组织中的空间位置相结合，为理解组织结构功能提供了三维视图。 第三章：表观遗传学的动态调控网络 表观遗传修饰不再被视为静态标签，而是动态可塑的调控元件。本章系统阐述DNA甲基化、组蛋白修饰（乙酰化、甲基化、磷酸化等）以及非编码RNA（如lncRNA、circRNA）如何协同作用，构建复杂的基因表达调控网络。内容包括对CRISPR-Epigenome Editing工具（如dCas9融合蛋白）的介绍，这些工具使得对特定基因座的表观遗传状态进行精准重编程成为可能，为理解发育疾病和癌症的发生机制提供了新的工具和理论基础。 第二部分：蛋白质科学与结构生物学的突破 第四章：冷冻电镜（Cryo-EM）的深度应用与结构解析 冷冻电镜技术已成为解析大分子复合物和膜蛋白三维结构的“利器”。本章详细介绍高分辨率结构解析的关键技术环节，包括样品制备、图像采集、图像处理和三维重建算法的最新进展。重点分析Cryo-EM如何助力解析如G蛋白偶联受体（GPCRs）、核糖体、病毒颗粒等复杂生命机器的工作机制，以及结构生物学信息如何指导药物靶点的设计。 第五章：蛋白质组学与蛋白质相互作用组（PPI）研究 蛋白质组学已从定性走向高通量、高灵敏度的定量分析。本章深入探讨先进的质谱技术（如TMT、iTRAQ）在蛋白质表达定量、翻译后修饰（PTM）分析中的应用。此外，本书还将重点介绍用于解析蛋白质相互作用网络的体内外技术，包括基于生物正交化学的Proximity Ligation Assays (PLA)和先进的蛋白质间交联技术，以及如何利用网络生物学方法对庞大的PPI数据进行功能注释和通路建模。 第三部分：基因编辑、细胞治疗与合成生物学的未来 第六章：CRISPR系统的进化与基因疗法的临床转化 CRISPR/Cas系统自问世以来发展迅猛。本章详细介绍第二代、第三代及正在研发中的新型基因编辑工具，如碱基编辑器（Base Editors）和先导编辑器（Prime Editors），它们如何实现无双链断裂的精准碱基替换或插入/缺失。内容将聚焦于基因编辑技术在遗传病治疗、癌症免疫疗法（如CAR-T细胞工程）中的临床试验进展、面临的脱靶效应挑战及体内递送策略的创新（如腺相关病毒载体、脂质纳米粒）。 第七章：合成生物学：从模块化设计到细胞工厂 合成生物学致力于像工程师一样设计和构建新的生物系统。本章探讨如何利用标准化的遗传元件（如启动子、编码序列）构建复杂的基因网络和代谢通路。重点介绍利用基因线路（Logic Gates）实现对细胞行为的精确控制，以及将微生物（如酵母、大肠杆菌）工程化为“细胞工厂”以高效、可持续地生产生物燃料、药物分子和新型材料的案例研究。 第八章：新兴的细胞重编程与再生医学前沿 本章介绍将成熟体细胞“重编程”为诱导多能干细胞（iPSCs）的技术细节，及其在疾病建模和细胞替代疗法中的应用。深入讨论在体（In Vivo）细胞命运重编程的最新突破，即通过直接转录因子导入，将一种成熟细胞类型直接转化为另一种细胞类型。此外，本书还将探讨类器官（Organoids）技术在模拟人体器官功能、药物筛选和毒性测试中的巨大潜力。 结语：跨学科融合与数据驱动的生物学 本书最后部分将展望分子生物学未来的发展方向，强调计算生物学、人工智能（AI）与高通量实验数据的深度融合是推动下一轮科学革命的关键。清晰的数据可视化、可重复性的实验设计以及开放科学的理念，是确保分子生物学持续健康发展的基石。 本书内容严谨、信息量大，不仅适合生命科学专业本科生、研究生深入学习，也为从事生物技术、制药、生物信息学等领域的研究人员和从业者提供了宝贵的参考资源。

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