① 二十一世纪基因技术的几个重大突破
1 生物多样性
自然界蕴藏着巨大的微生物资州茄族源，但是人类至今对极端环境微生物(extremophiles)和未培养微生物(unculturable microorganisms)两个资源宝库涉足不深，所以研究开发潜力极大。
可以预期，人们能从嗜酸、嗜碱、嗜冷、嗜热、嗜盐、嗜压等等极端微生物中获得许多有价值的酶、蛋白质以及其他活性物质。在过去几年中，随着重组酶生产技术的开发，使人们有可能从更广泛的来源获取更廉价的酶。近年在这方面取得的进展在一定程度上得益于极端微生物培养技术的进步，更得益于把极端微生物的基因转移到常用受体微生物宿主能力的提高。如此一来，人们有理由相信：在温和、便宜的生长条件下就可以生产出对极端环境具有耐受性能的生物催化剂来。
另外据知，能够在实验室培养的微生物的种类仅占自然界中微生物总数的不到1％!也就是说，还有99％的不可培养的微生物等待着我们用非常规手段加以研究。作为微生物资源研究和开发领域里的一个重大探索，可以采用最新的分子生物学方法，绕过菌种分离纯化这一步骤，直接在自然界中寻找有开发价值的微生物基因。把来源于未经培养的微生物的DNA克隆到业经培养驯化的宿主生物体中，然后用高通量筛选技术从重组的克隆里筛选为新酶编码的基因。
微生物世界展示给人类如此巨大的机会使我们兴奋不已，一些有识之士指出：未知的微生物世界或许是地球上最大的未开发的自然资源，能充分利用这个微生物资源宝库的国家必将取得发展的先机。
2．2 基因组测序
随着DNA测序能力的提高，对序列的分析能力也得到加强，于是可以发现许多新的基因。通过同已知基因序列进行比较来推断新基因表达产物的基本酶活性。当然目前的技术水平还不足以推断出这些酶性质的许多细节。因此必须表达这些新发现的基因，以确定它们在一个特定的过程中是否确实有用。假定，从一种生物体来源的所有的酶在它的正常生长温度下都有功能，那么来自超级嗜热微生物的DNA序列就能成为寻找在沸点附近仍然有功能的酶的合理起点纳销；同样可以认为，嗜冷微生物的基因则可能成为在零度仍然具有功能的酶的可能来源。
因特网最新资料表明：大约60种微生物的基因组序列已经完成，另外还有近200种微生物基因组预期很快就可以完成。测序工作的努力已经揭示了数万个新基因，主要的是编码酶的一些基因，其中大约三分之一可以被归到“有功能”的家族里，这是一个十分丰富、而且每天都在增加的新工业酶后选者的来源。相信随着基因组时代的到来，将会有大量新的工业酶被人类发现。
2．3 定向性进化
在以发现工业酶为主要目标的所有技术中，定向进化(directed evolution简称DE)可能是最强有力的一种。DE是一种快速而廉价的发现各种新酶的方法。这类新酶在特定的条件下应该比天然酶工作得更好。DE模拟自然进化，这种进化取决于从多样性群体中选择合适“个体”，这里的“个体”就是酶。DE是定向的，意思是研究者通过一步步改进使选择的各种酶要符合一定预期的标准。DE从克隆拟改进的酶的基因起始。分离到的基因通过体外突变使其多样性得到加强。然后，克隆这些突变株的DNA，并且在通常的受体中表达，分析表达产物的酶活力，选择最好的变异株克隆。它的基因又作为下一轮筛选的新起点。使用这一方法需要掌握两项重要的支撑技术，即DNA重排(DNA shaffling)和高通量筛选技术。
2．4 噬菌体展示
该技术最初是用于鉴定和分离蛋白质的一些结构域，该结构域能够牢固地结合到别的分子上。但是近年这个核心技术又经过进一步设计和发展，致使拟被改良的酶在理论上也可充当被鉴定和分离的靶子。噬菌体展示最简单的形式涉及把小段靶子DNA，(该DNA应该是突变和筛选的靶子)插入噬菌体的基因组中，其册弊插入位置要求其编码的蛋白质结构域能够出现在噬菌体颗粒的表面上。靶子基因的突变导致各种不同的结构域在表面上展示，如果各种不同的结构域的任何一个能足够牢固地结合到一种固定化底物上，则编码这个结构域的颗粒便粘到这一固定相上，借以把它们从未结合的结构域分开。然后把结合的噬菌体从固定化的底物上洗脱下来，收集之，增殖之。重复这一过程则可以增加获得具有优良品质酶的几率。
3 两个实例
以下结合本实验室的研究工作举两个实例。一个是酶制剂L—天冬酰胺酶；另一个是氨基酸，L—天冬酸。这两个例子在我们讨论的生物技术第三个浪潮这个主题下有一定的代表性。
3．1 L-天冬酰胺酶
作为抗白血病首选药物的L—天冬酰胺酶早就用大肠杆菌发酵的方法生产，但是生产和应用至少存在两个问题。一个问题是细胞形成酶的能力很低；另一个问题是酶在体内半衰期短。这两个问题的存在导致药物生产成本过高，加大了患者的负担。
本实验室借助基因工程技术提高了酶合成能力，首先从大肠杆菌获得编码该酶的基因，体外重组之后再转化到大肠杆菌体内，不同的是强化了上游调控元件，便大大提高了酶合成能力40多倍!
本实验室解决半衰期短和稳定性差的策略是制备L—天冬酰胺酶—抗体的融合蛋白。首先从噬菌体抗体库中筛选得到L—天冬酰胺酶(ASNase)的保护性抗体scFv46，然后构建融合蛋白scFv-ASNase及ASNase—scFv。稳定性测定结果表明：这两种融合蛋白比天然ASNase的抗蛋白酶降解的能力强，并将天然ASNase的体外半衰期由2小时分别提高到9小时和6小时，另外，二者对高温及低pH条件都具有较强的抗性。通过计算机模拟技术，预测了融合蛋白ASNase—scFv及scFv—ASNase的三维结构，并与报道的天然ASNase的三维结构进行比较分析。通过结构分析并结合上述的实验结果，提出scFv的保护机制是scFv的空间阻碍效应(如封闭蛋白酶作用位点)与改变酶分子静电势表面的综合作用结果。
借助完全基因组序列信息进一步提高L—天冬酰胺酶的稳定性的新尝试。通过近年中国科学院一个科学家小组的不懈努力，完成了一种极端嗜热微生物长达2689443 bp全部基因组的测序研究工作。为进一步提高L—天冬酰胺酶的稳定性并延长该药的体内半衰期，我们在这方面作出了的新努力，即试图借助完全基因组序列信息，从一株极端嗜热微生物中寻找稳定性更好的L—天冬酰胺酶。
本实验室已经测知E．coli L—天冬酰胺酶的氨基酸序列及为其编码的基因核苷酸序列。在上述极端嗜热微生物的完全基因组序列数据库中搜寻E．coli L—天冬酰胺酶的结构类似物，结果在No．967号基因编码的蛋白质中，发现了一个一级结构与L—天冬酰胺酶十分相似的蛋白质。其中35％(115／323)的氨基酸完全一样，另有52％(171／323)的氨基酸相似。因此，有理由相信在这株极端嗜热微生物中很有可能存在一个与E．coli L—天冬酰胺酶有类似功能的蛋白质。又鉴于该基因来自极端嗜热微生物，预期这个蛋白质还将会具有更好的热稳定性。当然，一切结论将留待通过对该基因的克隆、表达、产物的分离和功能分析的结果予以最后的证实或澄清。
3．2 L—天冬酸
通常的生产方法是用富含L—天冬酸酶的微生物细胞，经过固定化处理后，将底物反丁烯二酸转化为L—天冬酸。本实验室早期也曾作过一些工作并且投入生产应用。在2000年柏林生物技术大会上得知，日本一个公司采取一系列改进措施，使生产工艺水平大大提升了一步。首先为解决酶合成能力低下问题，也是采用基因工程技术，提高合成能力50倍；固定化酶的通透性问题因采用离子交换性质的材料而得以解决；反应热—反应器设计及降低反应温度，从37℃降低到20℃；消除了污染环境的副产物硫酸铵，代之以能重复使用的反丁烯二酸铵；正在开辟L—天冬酸的新用途，用于制造多聚L—天冬酸酶。这个经过改进的新工艺既是先进的、高效的，又是绿色的、环保的。使这一产品的生产工艺几乎达到尽善尽美的地步，代表了21世纪传统产业改造的方向。
4 产业结构
我们正处在这样一个时代：社会经济发展所遇到的一些重大障碍有待工业生物技术去解决；科学技术的迅速发展形成了一批先进的技术平台；许许多多实例说明生物技术的第三个浪潮正在向我们走来。我们相信：在这第三个浪潮中，中国和世界工业生物技术产业结构将会发生巨大的变化。
上世纪工业生物技术产业格局大体上包括抗生素、维生素、氨基酸、有机酸、(醋酸、乳酸、柠檬酸、衣康酸、苹果酸、葡萄糖酸等)、酶制剂、单细胞蛋白、溶剂(丙酮、丁醇)、乙醇、核酸、核苷酸等等。传统产业的全面技术改造：向高产、优质、高效、资源节约、环境友好型过度，还肯定诞生一批新产业，包括生物材料产业、生物能源产业、生物化工产业及环境生物技术产业等等。
② NCBI数据库有多少完整的细菌基因组序列该如何查阅
如果是基因组信息的话，选择框里先选择：Nucleotide
然后，输入序列号或者输入你要找的基因的名称
找到以后，点击FASTA，可以下载，也可以直接复制。
一般都是存TXT格式，这样用软件分析才能载入
③ 微生物基因组的介绍
本书是由微生物基因组学开创者们饥绝撰写，重点介绍了10年来微生物学转向全没肢吵基因组序列研究的进展，包括微生物基因枯侍组学的历史、作为基因组学工具的生物信息学、核心功能、微生物基因组的进化、微生物基因组的调查和基因组数据库的应用共6个部分。
④ 微生物的基因组分析后会得到哪些重要信息
微生物全基因组测序中完成Gap closure的意义与方法
微生物是地球上种类最多、数量最大、分布最广的生物群，与人类、动植物和环境有着密切的相互作用，同时也是工业生物技术的核心及重要的国际竞争战略资源。随着测序技术的不断进步以及测序成本的不断降低，越来越多的微生物基因组序列得到测定，其中包括一些重要的病原微生物、工业微生物、极端微生物以及生物学研究中有重要意义的一些模式微生物。
随着新一代测序技术的商业化应用，使得测序成本不断降低，测序通量不断提高，越来越多的微生物基因组得到测定，极大地促进了微生物基因组学的发展。然而，由于测序读长短、数据量大、基因组结构复杂以及测序过程中的偏向性等原因，使得已完成测序的一些物种的基因组中含有数目不等的空缺区域。据统计，自2008年以来GenBank释放的5276个微生物基因组序列中仅有32% (1692)是完整序列。基因组空缺区域中可能存在重要的生物学信息，如果不能补齐所有的Gap，不仅无法获得完整的基因组图谱，还会给后续的基因组信息解读(操纵子结构、基因调控、SNP分析以及比较基因组等)造成困难。因此，完整微生物基因组序列的获得需要在完成测序之后对空缺区域进行填充，即将测序拼装后生成的叠联群(Contig)之间的Gap进行填充，然后按照一定的次序和方向拼装生成一条完整的基因组序列(完成图)，这个过程称之为基因组的Gap closure(或补洞)。
Gap closure的关键在于准确定位不同Contig之间的相对位置关系(Linkage关系)，一旦位置关系确定，即可通过PCR扩增Gap区域序列或是文库克隆步移测序的方式补齐Gap区域。然而，由于一些微生物基因组GC含量高、重复序列数目多且长度大(插入序列、rDNA操纵子、大片段重复等)以及NGS测序读长较短等原因造成测序偏向性高、拼接后生成过多的Contig，从而增加了Gap closure的难度。此外，缺少基因组参考序列或是与参考序列比对同源性低等因素，使雹闹得生成的Contig无法有效定位，也会导致Gap closure难度增加，因此Contig定位被认为是微生物基因组Gap closure过程中最困难和最耗时的阶段。一些生物信息学软件被开发用于微生物基因组的Gap closure，并取得了一定的效果；但对于基因组中的高度重复区域和低覆盖率区域的干扰仍无法有效解决，必需借助实验手段获得额外的序列信息才能最终完成基因组的Gap closure，因而应用的范围和准确性受到一定限制。
提高测序覆盖率在一定程度上可以有效减少基因组中的Gap，但成本相对较高，并且对于一些复杂的微生物基因组效果有限，如454二代测序覆盖率为10×时，喜温硫杆菌SM-1测序后生成的Gap数目为400个；测序覆盖率提高至25×时，Gap数目减少至280个；但当测序覆盖率继续提高至38×时，Gap数目进入平台期(276个)，相比25×测序覆盖率时仅减少了4个，已经不能再单纯通过提高覆盖率来减少Gap数目。因此，对于复杂的微生物基因组，需要将基因组的Gap closure分为几个阶段，针对不同阶段采用相应的策略进行：如果Gap数目大于200个，可以通过构建基因组文库、Paired-End测序或者采用基因组光学图谱技术的策略确定Contig之间的相对位置和顺序，然后再依次关闭Contig之间的Gap区域；当Ga数目小于100个时，可以采用多引物PCR的策略寻找Linkage信息，关闭所有能够关闭的Gap；如果最后还剩余几个Gap无法关闭，则可以采用基因组步移或文库筛选的策略，如在对喜温硫杆菌SM-1基因组Gap closure时，通过结合构建基因组文库、Paired-End测序、多引物源烂罩PCR以及Fosimid文库筛选等多种历缓策略最终完成了SM-1基因组的Gap closure。
⑤ 求助，如何查找细菌的全基因组序列
可以在NCBI，genome数据库。
从genome数据库里找的燃衡话就比较麻烦,想用RACE,3'末端需要添加像真核物polyA尾巴,且要克隆全基序列,要做5'RACE.
RACE技术比较适合真核物.
要克隆者段锋基保守,genbank查找些与菌亲缘关系比较近菌种,看基已经提交,全基组更,通设计同源引物首晌,便基克隆.原核物基含内含,所基组扩增,原核物mRNA稳定.
7氨基酸序列用NCBI比找同源序列比较困难.缩范围做比,比Burkholderia基或蛋白做比（参数选择Choose Search SetOrganism限定物种）.另外,用blastp找同源序列,妨用tblastnBurkholderia基组或者所细菌核酸序列比看看
.NCBI种Burkholderiagenome序列.外,关于Burkholderia脂肪酶基序列,设定关键词查,蛋白序列都载做序列比较,至少同源性,及氨基酸序列跟同源性定启示.
⑥ 怎样将微生物菌落分析的宏基因组数据上传到NCBI上
宏基因组学（Metagenomics）又叫微生物环境基因组学、元基因组学。它通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库，利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能。它是在微生物基因组学的基础上发展起来的一种研究微生物多样性、开发新的生理活性物质（或获得新基因）的新理念和新方法。其主要含义是： 对特定环境中全部微生物的总DNA（也称宏基因组，metagenomic）进行克隆，并通过构建宏基因组文库和筛选等手段获得新的生理活性物质；或者根据rDNA数据库设计引物，通过系统学分析获得该环境中微生物的遗传多样性和分子生态学信息。
⑦ 如何作微生物基因组Blast
基因组注释系统是MGAP的核心,整合了许多常用的基因识别和蛋白质功能预测软件,包括GeneMarks、IPRsearch、BLASTPGP和FASTA3等,以及多个数据库,如非冗余蛋凯乱白质序列数据库(Nonrendant,NR)、已盯悄档知三维空间结构的蛋白质序列数据库(PDBSeq)、国际蛋白质资源信息系统(InterPro)[6]和直系同源蛋白质家族数据库(Clusteroforthologousgroups,COG)等运银,编写了相应的模块进行自动操作,并把每一步注释结果导入数据库中。MGAP整合的一般模块,可以被其他任何一种微生物基因组直接使用。不同实验室可根据实际研究需要,增加相应模块或数据,如蓝细菌Anabaenasp.strainPCC7120的蛋白质序列库等。
⑧ 微生物是基因组文库
能不能说微生物就是基握蠢因文库，绝皮物或是说由细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体构成了基因文库？或cDNA文库？
不能。可以称之为基因库，但不能称之为基因文库或cDNA文库。
基因库：gene bank，只是一个基因的储藏库，找到特定的基因很困难。
基因文库：gene library，基因图书馆并液，可以随时方便地找到所需要的特定基因。
⑨ 进行欧蒙病原微生物宏基因组检测的样本放置了一个多月，还能用吗
是否能用需要根据保存条件及送检项目判断，一般样本采集后储存于知蠢不含任何抗凝剂的无菌管或无菌可封闭的容器中并封口，并将样本管放置于一次性手套中系紧保存。送检DNA检测保存温度为2~8℃时，样本不能超过8小搭物陪时，若不能及时蚂顷送检标本应立即置于-20℃以下冰箱暂存，-80℃可长期保存，避免反复冻融；送检RNA检测，标本应立即-80℃以下冰箱或干冰中保存，禁止反复冻融。因此，若样本保存在-80℃是可用的，否则建议重新采样。