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基因密码子拓展技术的方法原理和前沿应用研究进展 被引量:4
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作者 付宪 林涛 +6 位作者 张帆 张惠铭 章文蔚 杨焕明 朱师达 徐讯 沈玥 《合成生物学》 2020年第1期103-119,共17页
自然界生物根据其高度保守的密码子表来对20种天然氨基酸进行基因编码,这些种类有限的氨基酸构成了天然蛋白质合成的基本构筑单元。生物在漫长进化中通过改变蛋白质中氨基酸的排列顺序来丰富其结构与功能,但上述过程是随机的,缺乏可控... 自然界生物根据其高度保守的密码子表来对20种天然氨基酸进行基因编码,这些种类有限的氨基酸构成了天然蛋白质合成的基本构筑单元。生物在漫长进化中通过改变蛋白质中氨基酸的排列顺序来丰富其结构与功能,但上述过程是随机的,缺乏可控性。拓展用于蛋白质合成的氨基酸种类亦可实现对蛋白质结构和功能的改变与操纵。通过对中心法则中翻译系统的设计与改造,基因密码子拓展技术可将非天然氨基酸特异性地引入到细胞内目标蛋白的指定位点,利用非天然氨基酸中特殊的官能团赋予目标蛋白新的物理化学性质,最终达到蛋白质功能创新的目的。本文主要介绍基因密码子拓展技术中翻译工具开发和适配底盘改造研究相关的原理、技术和前沿进展,讨论其在蛋白质功能调控、生物医药、生物防控等新兴领域应用中的成果进展与未来展望。 展开更多
关键词 非天然氨基酸 密码子拓展系统 翻译工具 适配底盘细胞 正交性
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CNGBdb:国家基因库生命大数据平台 被引量:19
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作者 陈凤珍 游丽金 +12 位作者 杨帆 王丽娜 郭学芹 高飞 华聪 谈聪 方林 单日强 曾文君 王博 王韧 徐讯 魏晓锋 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期799-809,共11页
国家基因库生命大数据平台(China National GeneBank DataBase,CNGBdb)是一个致力于生命科学多组学数据归档和开放共享的数据库平台,是深圳国家基因库的核心功能“三库两平台”中生物信息数据库的对外服务平台,拥有深圳国家基因库丰富... 国家基因库生命大数据平台(China National GeneBank DataBase,CNGBdb)是一个致力于生命科学多组学数据归档和开放共享的数据库平台,是深圳国家基因库的核心功能“三库两平台”中生物信息数据库的对外服务平台,拥有深圳国家基因库丰富的样本资源、数据资源、合作项目资源和强大的数据计算和分析能力等优势。生命科学研究已经进入到了一个以高通量多组学数据为基础的大数据时代,迫切需要加强国际合作和信息共享。随着中国经济的发展和在生命科学研究领域的研究项目投入力度的加大,需要建立相关的生命大数据归档和共享的平台,来促进我国生命科学研究项目中生成的基因组学数据的系统管理、开放共享与合理利用。目前,CNGBdb主要提供生命科学研究相关的数据归档、知识搜索、数据管理、数据计算和数据服务等服务。其归档和共享的数据类型,主要包括项目、样本、实验、测序、组装、变异、序列等。截止2020年5月22号,CNGBdb已接受了全球生命科学科研工作者提交的研究项目达2176个,归档的基因组学数据量超过2221 TB。未来,CNGBdb将继续推动生命科学研究多组学数据的开放共享和产业应用,完善基因组学数据的归档和共享功能,提升其服务生命科学数据开放共享的能力。CNGBdb的网址是:https://db.cngb.org/。 展开更多
关键词 国家基因库生命大数据平台 数据归档 数据共享 多组学数据
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DNA数字信息存储:造梦、追梦与圆梦 被引量:2
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作者 钱珑 沈玥 +2 位作者 元英进 欧阳颀 杨焕明 《合成生物学》 CSCD 2021年第3期303-304,共2页
生物体具有精妙绝伦的信息系统。2010年,美国J.Craig Venter研究院将化学合成的约1 Mb的基因组DNA导入受体细菌,成功启动了世界首个“人造生命”辛西娅。这条基因组携带有46位科学家的姓名和一个专属邮箱地址,诉说着人类作为造物主,设... 生物体具有精妙绝伦的信息系统。2010年,美国J.Craig Venter研究院将化学合成的约1 Mb的基因组DNA导入受体细菌,成功启动了世界首个“人造生命”辛西娅。这条基因组携带有46位科学家的姓名和一个专属邮箱地址,诉说着人类作为造物主,设计生命、书写遗传密码的浪漫主义情怀。如今,虽然我们对基因组的奥秘仍一知半解,将人工信息写入DNA分子却已成为触手可及的技术现实。DNA信息存储从狭义上讲,是以线性碱基序列的形式,合成并保存编码任意数字信息的DNA分子;从广义上讲,意味着数字信息与生命信息的物理融合。2018年底,美国国家标准技术研究所、国际半导体研究联盟、美国情报高级研究计划局等联合发布《半导体合成生物学路线图》;2021年5月,我国科技部发布了“十四五”国家重点研发计划“生物与信息融合”(BT与IT融合)重点专项项目申报指南。这代表着世界两大经济体对于以DNA存储为代表的未来颠覆性融合技术的顶层认可。 展开更多
关键词 遗传密码 人造生命 碱基序列 高级研究计划局 合成生物学 美国国家标准 DNA 数字信息
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Chamaeleo:DNA存储碱基编解码算法的可拓展集成与系统评估平台 被引量:3
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作者 平质 张颢龄 +4 位作者 陈世宏 倪鸣 徐讯 朱砂 沈玥 《合成生物学》 CSCD 2021年第3期412-427,共16页
近年来DNA存储因其数据存储密度与保存时间方面的优势而备受关注,有望在如光盘、硬盘等传统存储介质之外作为一种新型信息存储方式,满足海量数据存储及特殊应用领域数据加密存储的迫切需求。DNA存储流程中,二进制信息到DNA碱基序列的相... 近年来DNA存储因其数据存储密度与保存时间方面的优势而备受关注,有望在如光盘、硬盘等传统存储介质之外作为一种新型信息存储方式,满足海量数据存储及特殊应用领域数据加密存储的迫切需求。DNA存储流程中,二进制信息到DNA碱基序列的相互转换(即编解码)方法是实现数字信息技术与生物技术衔接的最核心步骤。尽管DNA存储编解码研究已有丰富进展,但与现有上下游衔接技术的兼容性,对不同存储文件的适配性、存储稳健性和数据安全性等尚缺少一个可量化比较与评估的系统。因此,本研究开发了一个DNA存储编解码方法的可扩展集成与评估平台Chamaeleo,以模块化集成方式对已开发的编解码方法进行系统性量化分析与评估,可针对不同类型文件进行编解码方法的择优方案输出。Chamaeleo以开源方式运行,以便于未来新编解码方法和评价指标的持续加载,促进该领域开放交流,推动规范化有序发展。 展开更多
关键词 DNA存储 二进制-碱基编解码方法 评估体系 兼容性 存储稳健性
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