单分子细胞生物物理学

Single-Molecule Cellular Biophysics

编 者：Mark C. Leake

出 版 社：Cambridge University Press

索 书 号：Q27/L435/2013/Y

藏书地点：武大外教中心

分子生物学的兴起使生命科学逐渐摆脱了以描述性为主的研究模式，深入到分子水平，揭示生命现象的本质。尽管生命系统十分复杂，人们还是习惯于以单分子之问的相互作用来思考问题和构建模型。与此相对应，人们一直期待着能够在单分子水平直接研究基本的生命过程。自上世纪90年代以来发展起来的单分子研究技术如光镊、磁镊、玻璃微管和分子梳等，再加上单分子荧光技术，使人们能够直接操纵并检测单个分子的运动及变化，或通过施加外力改变生化反应的进程，研究化学能与机械能之间的相互转化。单分子生物学是生物学与物理学交叉的研究领域。单分子操纵常用的技术有原子力显微镜、玻璃微针、光镊、磁镊等。这些研究方法为生物学功能的研究，包括在分子水平揭示生物分子的作用机理和在活细胞中追踪单个分子的行为，提供了有效的新途径。这些技术包含两个基本要素：一是测力或者施力装置；二是生物分子定位装置。为了实现单分子测量，必须有效的操纵单个分子。操纵方式有两种：一种是接触式，如使用玻璃微针（或者AFM针尖），通过与连载DNA上的小球机械接触来操纵分子；二是非接触式，通过光场或磁场控制小球间接地操纵生物分子。非接触式操纵方式测力范围较接触式小，但精度高，应用范围较广泛。各种单分子技术各有优缺点，互补性很强。单分子操纵使得在单个活细胞或培养物中测量和操纵单个生物分子成为可能。

本书以单分子细胞生物物理学位主题进行了展开论述。第一章介绍了单分子细胞生物物理学的发展使，认为有必要对其概念的形成做一个详细的描述。第二章对生命的分子，比如蛋白质，DNA的结构，性质及其功能等进行了介绍，这一章对于不是生物学背景出身的阅读人员是后面章节的入门指引，而对于生物学背景的研究人员则可以忽略。而第三章至第五章对于目前使用的单分子实验方法进行了举例说明和讨论，比如有无可见光的条件，力的测量及单分子的操纵方法等。而在随后的几个章节，就单分子方法在解决各种实际生物学问题上的应用实例进行了探讨。第七章对细胞外的分子比如细胞膜上的受体分子和配体的结合过程的研究，细胞的胞吐和胞吞，病毒入侵等过程。第八章就物质的跨膜运输，如通过孔道，分子泵，膜载体等的分子运输，马达分子，细胞表面的架构和形状等进行了论述。第九章探讨了细胞内的大分子如染色体和DNA的架构和复制，翻译，转录和遗传密码的剪接等生命过程的单分子过程进行了讲解和讨论。最后一章就单分子细胞生物物理学的未来的发展进行了讨论和预测，包括复杂生物体中的单分子生物物理学，纳米生物技术和合成生物学等进行了探讨。

本书以单分子细胞生物物理学位主题，该领域是一门交叉学科，集生物、物理、计算机、数学等学科于一身，代表了未来生命科学研究的前沿领域。该书层层深入，由表及里，专业性很强，对于从事于单分子生物物理研究的研究生，或者对这一研究领域感兴趣的研究是一门非常优秀的参考教材。

本书目录

前言

第一章 很久以前

第二章 生命的分子-傻瓜指南

第三章 使不可见的变得可见-使用可见光的方法

第四章 使不可见的变得可见-没有可见光的条件

第五章 测量力和操纵单分子

第六章 单分子生物物理学-细胞隐藏元件的拼接案例研究

第七章 细胞外面的分子

第八章 穿过细胞膜

第九章 细胞内

第十章 单细胞层面及单分子层面的单分子生物物理学

索引

（闫俊杰）