
【医】 determinate evolution
directional
【计】 vectoring
【化】 orientation
【医】 orientation
evolution; evolve
【医】 evolution
定向进化(Directed Evolution)是生物工程领域的重要技术手段,指通过人工设计的选择压力,在实验室中模拟自然进化过程,对生物分子(如酶、抗体或核酸)进行多轮突变与筛选,最终获得具有特定优化功能的变体。该术语在汉英词典中对应“定向进化/Directed Evolution”,强调目标导向的遗传修饰策略。
从技术原理分析,定向进化包含三个核心步骤:1. 基因库构建(通过易错PCR等方法引入多样性);2. 表型筛选(建立高通量筛选体系);3. 迭代优化(多轮选择累积有益突变)。美国国家生物技术信息中心(NCBI)的文献数据库显示,该方法已成功应用于工业酶热稳定性改造(来源:NCBI PubMed)和抗体亲和力提升(来源:ScienceDirect期刊库)。
在医药开发领域,定向进化技术助力开发了治疗类风湿关节炎的阿达木单抗(Adalimumab),其结合位点经过多轮定向筛选优化。英国皇家化学会(RSC)的研究报告指出,该技术使酶催化效率最高可提升1000倍(来源:RSC Advances期刊)。
定向进化在不同学科背景中存在两种主要解释,需根据应用场景区分:
这一概念由德国生物学家艾默于1885年提出,认为生物进化受内在因素驱动,朝固定方向进行,与自然选择无关。例如:
指实验室中模拟自然进化过程,通过人工干预加速生物分子的功能优化,主要步骤包括:
应用领域:
维度 | 生物学理论(直生论) | 现代生物技术 |
---|---|---|
核心机制 | 内在定向性 | 人工选择+随机突变 |
科学认可度 | 已边缘化 | 广泛应用(如2018年诺贝尔奖成果) |
时间尺度 | 数百万年 | 数周至数月 |
如需更详细技术案例,可参考《Nature》相关研究或知网文献。
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