• 2022-09-16
    启辰生
    发布时间:2022-09-16
    免疫细胞负责抵御细菌、病毒等入侵我们的身体,并及时清除病变、衰老和癌变细胞,但遭遇突如其来的新型病毒,往往会令免疫细胞“措手不及”。为此,人类发明疫苗来助力免疫系统。疫苗是怎样研制出来的?它又怎样保护我们的身体?这条长漫告诉你!...
  • 2022-07-20
    启辰生
    发布时间:2022-07-20
    种瓜得瓜,种豆得豆,这是自然界里极其普通的规律。可为什么种瓜不会得豆呢?生物界这种奇妙的遗传特征,是由隐藏在细胞核内的基因决定的。 基因一词,源于希腊语单词“genos”,由丹麦植物学家威廉·约翰森1909年创造。它是带有遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA)片段,是生命体中承载遗传信息的因子。 遗传物质的发现 人体由很多细胞组成,每一细胞都有其复杂结构。在细胞核中含有一种叫做染色体的结构,DNA就藏于染色体之中。DNA是一种特殊的生物大分子,可以组成遗传指令,决定生物的发育和生命活动的进行。它的主要作用是储存遗传信息,含有遗传信息的DNA片段就是我们通常所说的基因。 说起DNA,不得不提到瑞士科学家弗雷德里希·米歇尔。1968年,米歇尔在伤员用过的绷带上看到了伤口流出的脓液,这些脓液中含有大量的白细胞。他将这些脓液带回研究所进行研究,用化学方法提取出一种含有大量磷和氮的物质。他意识到,这种新发现的物质同当时所知的细胞中的其他物质差异非常大,...
  • 2022-06-17
    启辰生
    发布时间:2022-06-17
    1920年6月17日——102年前的今天,法国东北部城市南锡的一个犹太商人家庭,迎来了一个新生命。当年他们或许并未想到,这个新的生命,日后会在生命科学领域大放异彩——提出了遗传学上的两个重要理论概念:信使核糖核酸(mRNA)和操纵子模型。他,就是法国生物学家、细菌遗传学家弗朗索瓦·雅各布。 1957年,英国科学家弗朗西斯·克里克首次提出了生命体的“中心法则”,即遗传信息的走向是由脱氧核糖核酸(DNA)传递给核糖核酸(RNA),再由RNA传递给蛋白质。但是,蛋白质在细胞质之中,而DNA作为细胞核内的生物大分子,是不可随意穿越核膜而进入细胞质的。那么,细胞核内的遗传密码是怎样被带入细胞质中的呢?这,要归功于任劳任怨的邮递员——mRNA。 中心法则提出后,1959年,来自法国巴斯德研究所的亚瑟·帕迪、弗朗索瓦·雅各布和雅克·莫诺通...
  • 2022-06-16
    启辰生
    发布时间:2022-06-16
    当下信使核糖核酸(mRNA) 技术可以用炙手可热来形容,就连号称世界上最有投资头脑的埃隆·马斯克都投资了它。作为新冠肺炎的康复者,马斯克曾在接受采访时说:“mRNA代表了医学的未来。基本上,你可以使用mRNA治疗一切疾病。mRNA就像计算机合成程序,你可以对它进行编程来让它执行所需的任何操作。举个例子,没准实际上你还能变成一只蝴蝶。” 马斯克不是医药领域的专业人士,变成蝴蝶或许是句玩笑话,但了解了这项技术后,你会觉得确也可信。未来,mRNA技术很可能会颠覆当前的疾病治疗模式,很多疾病的治疗都会因为它而改变。 mRNA是由脱氧核糖核酸(DNA)的一条链为模板转录而来、携带遗传信息、能指导蛋白质合成的一类单链核糖核酸。作为生命的核心分子之一,它是DNA翻译和蛋白质合成的桥梁。蛋白质的表达由转录和翻译两个过程组成。转录发生在细胞核中,机体以细胞中的DNA为模板,依据碱基互补配对原则转录生成mRNA后,mRNA就含有与DNA分子中某些功能片段相对应的碱基序列...
  • 2022-06-12
    启辰生
    发布时间:2022-06-12
    突如其来的新冠肺炎疫情,让核糖核酸(RNA)疗法迎来高光时刻。 RNA既是遗传信息的载体或传递者,也是多种生物学功能的执行者,不同的RNA在调控各种生命活动中起着关键作用。近年来,RNA疗法逐渐成为各种疾病的潜在干预策略,在遗传性疾病、传染性疾病、肿瘤的临床治疗中都取得了不俗成绩,尤其是mRNA疫苗成为目前最火热的研究领域之一。 RNA疗法广义上是指基于特定RNA序列的靶向治疗手段。一般来说,RNA疗法根据其作用方式和使用的分子分为不同的类别,目前研究热点主要集中在三大方向:反义寡核苷酸(ASO)、RNA干扰(RNAi)及信使RNA(mRNA)疗法。 其中,ASO疗法发展最早。ASO是一种单链寡核苷酸分子,单链通常包含15-25个核苷酸。其进入细胞后在核糖核酸酶H1的作用下通过碱基互补配对原则与其互补的靶mRNA结合,抑制靶基因的表达。从1978年ASO技术出现,到20年后的1998年第一个ASO药物Fomivirsen获美国食品药品管理局(FDA)批准用于治疗巨细胞病毒视网膜炎(CMV...
  • 2021-12-14
    启辰生
    发布时间:2021-12-14
    回到mRNA技术,通过前面三篇文章,我们已经详细讨论了mRNA的三个关键方面:靶点设计、化学修饰及序列优化。这三点对于mRNA技术实现来说至关重要,但对于mRNA的药物研发上市来说,这是远远不够的,还需要其他的能力。...
  • 2021-12-07
    启辰生
    发布时间:2021-12-07
      在《水浒传》中,梁山泊的座次和英雄名号被水浒迷们津津乐道,但是为什么要排这个座次可能常被人忽略。有了排序,稳定了军心,细化了责任。从此,梁山英雄们从占山为王的草寇,转变为正规化的军事武装组织。  和梁山英雄们的排序一样,mRNA序列优化的目标也正是提高稳定性和效率。  为了达成这个目标,科学家们首先将序列优化目标集中在了密码子上。  密码子,我们在上一期中曾经提到过,它是由相邻的三个核苷酸组成的。在蛋白质合成时,代表了氨基酸的规律。  然而,能够编码氨基酸的密码子有61个,它们能翻译出的氨基酸却只有20个;有的氨基酸可以是由多个不同的密码子编译而成的,体现了排列组合的多样性。  研究发现,如果将低丰度的稀有密码子替换为高丰度的常见密码子,mRNA的稳定性和蛋白表达效率便显著提高。同时,如果mRNA的密码子与人体密码子更匹配,那么将更易于被翻译,从而提高蛋白的表达水平。  随着生物技术的发展,科学家们对序列优化的认识...
  • 2021-11-30
    启辰生
    发布时间:2021-11-30
      当我们在介绍mRNA治疗路径时,很严肃的提到非常关键的第二步:进入人体。   在这一步中除了要跨越人体的道道防线,还要能够躲过免疫系统的攻击,而后者是最难的。一个不被修饰的mRNA,会被我们的免疫系统直接识别,被攻击在所难免。   怎么修饰?这就得研究mRNA的结构了。  举一个很形象的例子——草船借箭。和草船类似,首先,mRNA有一个“船头”,叫5’帽,进行蛋白质翻译时,核糖体就是从这里开始的。其次,mRNA有一个“船尾”,叫3’尾,当核糖体阅读到这里时,就知道翻译结束了。  对于这一头一尾的加强,就是第一类mRNA化学修饰——末端修饰。诸葛亮准备青布、草束装饰于船的两舷,为借箭之战的胜利打下基础。  在“船头”通过5′–5′三磷酸键连接一个N7...