病毒对人类的影响!综合资讯

小金体育 28 2020-04-27 14:21:20

                                                          全部展开

                                                          微生物是一大群有机体,包括细菌、病毒、真菌和一些小的原生动物。它们很小,与人类生活密切相关。微生物在自然界中“无处不在”,涵盖了广泛的有益和有害物种,广泛涉及健康、医药、工农业、环境保护等诸多领域。微生物对人类最重要的影响之一是传染病的流行。病毒导致50%的人类疾病。根据世界卫生组织公布的数据,传染病的发病率和死亡率在所有疾病中居首位。由微生物引起的人类疾病的历史也是人类与它们不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面,人类取得了很大的进步,但是新的和重现的微生物感染仍然不断发生,就像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗一样

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                                                          治疗药物。一些疾病的发病机制尚不清楚。大量广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,导致许多菌株发生变异,导致耐药性和对人类健康的新威胁。一些分段的病毒可以通过重组或重组而突变,最典型的例子是流感病毒。每一种流感大流行病毒都与导致感染的前一种病毒有一个突变。这种快速突变给疫苗设计和治疗造成了巨大障碍。然而,耐药结核杆菌的出现导致已经得到控制的结核病感染在世界范围内变得猖獗。微生物会导致疾病、霉菌和腐烂食物、衣物、皮革等,但它们也有有益的一面。弗莱明首先从青霉中发现了青霉素,它能抑制其他细菌的生长,这对于制药工业来说是一个划时代的发现。后来,从放线菌的代谢产物中筛选出大量抗生素。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数生命。一些微生物广泛用于工业发酵生产乙醇、食品和各种酶制剂。一些微生物可以降解塑料、处理废水和废气等,具有巨大的可再生资源潜力,被称为环境友好型微生物。还有一些微生物可以在极端环境中生存,如高温、低温、高盐、高碱、高辐射等普通生命无法生存的环境,有些微生物仍然存在。我们似乎已经发现了许多微生物,但事实上,由于培养方法和其他技术手段的限制,人类今天发现的微生物仍然只占自然界中存在的微生物的一小部分。微生物之间的相互作用机制也相当神秘。例如,健康人的肠道内存在大量的细菌,这被称为正常菌群,包含多达数百种细菌。这些细菌在肠道环境中是相互依赖和互利的。食物、有毒物质甚至药物的分解和吸收,菌群在这些过程中的作用,以及细菌之间的相互作用机制仍然是未知的。一旦菌群失衡,就会引起腹泻。随着医学研究进入分子水平,人们越来越熟悉专业术语,如基因和遗传物质。人们已经认识到,是遗传信息决定了生物体的生命特征,包括外部形态和生命活动等。而生物体的基因组是这些遗传信息的载体。因此,阐明生物体基因组携带的遗传信息将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。从分子水平研究微生物病原体的变异、毒力和致病性是对传统微生物学的一场革命。以人类基因组计划为代表的生物基因组研究已经成为整个生命科学研究的前沿,微生物基因组研究是其中的一个重要分支。世界权威杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界主要科学进步之一。基因组研究揭示了微生物的遗传机制,发现了重要的功能基因,并在此基础上开发了疫苗和新的抗病毒、抗菌和真菌药物,将对有效控制新老传染病的流行,促进医疗卫生事业的发展产生重大影响。痘苗疫苗的应用已经成功消灭了人类历史上第一次出现的——个天花,而目前的基因工程疫苗在有效预防疾病方面也发挥了巨大的作用,如预防乙型肝炎病毒。在分子水平上对微生物进行基因组研究,为探索微生物个体和群体之间相互作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物资源(尤其是细菌),美国于1994年启动了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息,开发和利用微生物的重要功能基因,不仅可以加深我们对微生物致病机制、重要代谢和调控机制的认识,还可以开发出一系列与我们生活密切相关的基因工程产品,包括疫苗接种、治疗新药、诊断试剂和工业应用的各种酶制剂

                                                          通过基因工程方法的改造,促进新菌株的构建和传统菌株的转化,全面推动微生物产业时代的到来。工业微生物涉及许多行业,如食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工业等。通过微生物发酵生产抗生素、丁醇、维生素C和制备一些风味食品;一些特殊的微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油和采矿,甚至直接用作洗衣粉的添加剂等。此外,一些微生物的代谢产物可作为天然微生物农药广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌基因组的研究,发现了一系列与抗生素生产和重要工业用酶相关的基因。乳酸菌作为一种重要的微生态调节剂,参与食品发酵过程。对乳酸菌的基因组学研究将有助于找到关键的功能基因,然后对该菌株进行改造,使其更适合工业化生产过程。氧化葡糖杆菌是我国维生素C两步发酵过程中的关键菌株,其基因组研究将在基因组测序完成的前提下,发现与维生素C生产相关的重要代谢功能基因。通过基因工程改造,可以实现新工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,从而大大提高经济效益。工业微生物基因组研究不断发现与重要代谢过程和代谢产物生成相关的新的特殊酶基因和功能基因,并将其应用于传统工业和过程的生产和转化,同时促进现代生物技术的快速发展。农业微生物基因组研究确定发病机理并开发新的病害防治策略据统计,世界上每年因病害导致的作物减产可达20%,其中植物细菌性病害最为严重。除了培育转基因品种和加强园艺管理,似乎没有更好的疾病控制策略。因此,积极开展一些植物病原微生物的基因组研究,认识其致病机理,开发新的病害防治对策迫在眉睫。经济作物柑橘的病原是世界上第一个公布全序列的植物病原微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物,如胡萝卜欧文氏菌、植物病原假单胞菌和我国正在进行的黄单胞菌研究。最近,固氮根瘤菌的完整序列刚刚确定。通过参考从人类病原微生物的基因组信息中筛选治疗药物的更成熟的方案,可以在试验的基础上将其应用于植物病原体。尤其是像柑橘这样需要昆虫载体来完成其生命周期的病原体,只能通过基因研究找到毒力相关因素和抗性目标,以便制定更有效的控制策略,除了杀虫剂可以阻断其生命周期。固氮菌所有遗传信息的分析对于开发利用其关键固氮基因提高作物产量和品质也具有重要意义。环保微生物基因组研究发现不同污染物的关键基因降解在促进经济全面发展的同时,滥用资源和破坏环境的现象日益严重。面对全球环境的不断恶化,倡导环境保护已经成为全世界人民的共同呼声。然而,生物修复在环境污染控制方面具有巨大的潜力,微生物参与是生物修复的主流。微生物可以降解有机物质,如塑料和甲苯。它还可以处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气和土壤改良。微生物可以分解纤维素和其他物质,促进资源的再生和利用。在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下,可以有选择地利用对这些微生物的基因组研究。例如,可以找到降解不同污染物的关键基因,并将其结合到某个菌株中,构建高性能的基因工程菌株。一个菌株可以

                                                          美国基因组研究所结合生物芯片方法研究特殊条件下微生物的表达谱,以寻找降解有机物的关键基因,确定开发利用的目标。极端环境中微生物基因组的研究对生命的本质有着深刻的理解。能够在极端环境中生长的微生物被称为极端微生物,也称为极端微生物。极端微生物对极端环境有很强的适应性。极端微生物基因组的研究有助于在分子水平上研究微生物在极端条件下的适应性,加深对生命本质的理解。有一种极端微生物可以在数千倍的辐射强度下存活,人类会在一个剂量强度下死亡。这种细菌的染色体在接受了数百万拉德的射线后被粉碎成数百个片段,但它可以在一天内恢复。研究其DNA修复机制对开展辐射污染地区环境的生物治理具有重要意义。极端微生物极端特性的开发和利用可以突破当前生物技术领域的某些限制,建立新的技术手段,在环境、能源、农业、卫生、轻化工业等领域彻底改变生物技术能力。极端微生物的极端酶可以在极端环境中发挥作用,这将极大地拓展酶的应用空间,是建立高效、低成本生物技术加工过程的基础。例如,聚合酶链反应技术中的标记DNA聚合酶和洗涤剂中的碱性酶具有代表性意义。极端微生物的研究和应用将是获得现代生物技术优势的重要途径,在新酶、新药开发和环境修复方面具有巨大潜力。

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