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— 2020年世界科技发展回首·生物技术

功夫：2021-01-07 起源：科技日报国际部

以色列

钻研抗癌、抗衰老疑难杂症超高分辨率显微镜看到活细胞

本报驻以色列记者毛黎

特拉维夫大学率先证明，通过CRISPR基因编纂技术能有效地粉碎动物癌细胞DNA，同时维持周围其他细胞组织无缺无损；舍巴医学中心在全球初次试验性选取“逆向个性化药物”（RPM）医治癌症患者；特拉维夫大学研发出一种急剧检测仪，可实时检测患者在接受恶性肿瘤切除后腹腔内是否还有癌细胞残留，还设计出医治皮肤玄色素瘤的纳米载体药物系统，该系统有望扩大到其他疾病的医治。

以色列理工大学结合质谱和推算两种步骤，开发出急剧且廉价地分析血液样本的新步骤，将首吓爪用于恶性肿瘤的早期检测；他们还研发出新型自行微型机械能直接将药物、DNA和化学物质通过电穿孔技术进入特定的单细胞内。

魏茨曼科学院开发出怪异步骤，可在人为单元格中出产病毒幼片段的怪异步骤，从而解决了钻研高致病性病毒的安全性问题；他们还发现，细菌在受到病毒攻击时会产生�；ぷ约旱幕衔�，这种抗病毒机造有望成为人们应对新冠病毒和其他病毒的关键。生物物理学家和医生组成的团队开发出数学模型，可预测某些细菌抗生素医治能否成功，援手正确选择针对患者病情的抗生素。

巴伊兰大学钻研人员证实了15年前的关于人体衰老的理论：随着功夫流逝，人体现实降落的是细胞协调能力，而非细胞职能，有望为医治衰老提供新思路；特拉维夫大学和沙米尔医学中心证明，仅借助氧气就能成功逆转人体衰老过程；以色列和乌克兰钻研人员初次诱导尝试鼠代谢率和体温出现持久降落，据信这能使其维持健全并拥有更长命命。

基于魏茨曼科学钻研院的钻研成就，ImmunoBrain Checkpoint公司研发出阿尔茨海默病新疗法，并打算发展临床试验。

以色列理工大学开发出新型显微镜（DeepSTORM3D），能获得活细胞超高分辨率三维图像。耶路撒冷工学院与美国康奈尔大学合作，获得了成年斑马鱼大脑的精密结构图像，为大脑成像领域的新突破。

Remilk公司天生无需母牛的乳蛋白，将乳蛋白粉与其他物质混合后，可出产出个性、口感和结构齐全一样的牛奶、奶酪、酸奶和冰淇淋等。

韩国

发现五个关键转录因子助大肠癌细胞转为正常

本报驻韩国记者邰举

韩国科学技术院与首尔三星医院共同颁发，成功开发出一种援手大肠癌细胞向正常大肠细胞转化的原创技术。钻研发现5个关键转录因子CDX2、ELF3、HNF4G、PPARG和VDR，能够将大肠癌细胞转化为正常大肠细胞。新发现的名为SETDB1的因子可能调节上述转录因子的活性。

美国

基因编纂与细胞科研成就多多种沉大疾病钻研有新进展

本报驻美国记者刘海英

美国科学家不仅通过癌症试验钻研证实CRISPR编纂免疫细胞的安全性，还初次发展了将CRISPR-Cas9基因疗法直接用于人体临床试验，医治遗传性眼病——莱伯氏先性子黑蒙症（LCA10），并颁发借助CRISPR基因编纂技术治愈了3名遗传病患者。

在基因编纂新工具研发方面，2020年诺贝尔化学奖得主詹妮弗·杜德纳教授辅导的钻研发现了一种超紧凑型CRISPR-Cas系统——CRISPR-CasΦ，与CRISPR-Cas9和Cas12a相比，新系统能对更宽泛的基因序列设靶，有望成为CRISPR基因编纂工具箱中又一个强力工具。

在细胞钻研领域，波士顿大学和卡内基梅隆大学的钻研人员合作，开发出肺细胞造就新技术，能让所产细胞纯度更高、存活更久，有助于科学家更好构建肺病模型，推动对肺病的钻研医治；加州大学钻研团队初次在尝试室将人类细胞可控、可逆地造成通明，可越发清澈地显示活细胞和活组织内部的所有动态过程，这将极大推动人类对多种生物系统的透辟理解；哈佛大学钻研人员利用人类多能干细胞造就出能够长毛发的皮肤“类器官”，将带来一种用于钻研人类皮肤发育的工具，加深人类对疾病建模和沉建手术的意识；加州大学圣迭戈分校钻研人员初次将星形胶质细胞转为职能性神经元，为人类医治神经退行性疾病带来巨大但愿。

在以癌症为代表的疾病医治钻研领域，美国科学家也有好多成就。他们找到了脑疟疾发展的关键分子EphA2蛋白；发现了能够杀死人类癌细胞的脂肪酸二高-γ-亚麻酸（DGLA）；开发出可提前发现50多种癌症的验血新步骤；研造出可检测阿尔茨海默病早期预警信号的成像新技术；揭示了未接受抗逆转录病毒医治而可能节造病毒复造的患者体内抑造艾滋病病毒转录的机造。

法国

开发新型慢性乙肝医治药物基因疗法与免疫疗法有进取

本报驻法国记者李宏策

法国利用基因编纂技术在生物医药领域持续获得成就。2020年欧洲肝脏学术钻研年会（EASL 2020）上，法国钻研人员提出利用CRISPR-cas9开发医治慢性乙肝的新型药物，通过基因编纂实现靶向乙肝病毒，可能产生乙肝表表抗原。

此表，基因疗法也在不休获得进展。法国巴黎视觉钻研所与英、美团队合作，通过线粒体靶向技术将病毒载体注射到患者眼睛中，成功医治了37名遗传性视精神病变（LHON）患者，78%接受医治的患者双眼视力得到显著改善。

人们对免疫疗法抗击淋巴瘤的分子机造知之甚少。在一项新钻研中，来自法国国度科学钻研中心、巴斯德钻研所和波尔多大学的钻研人员初次观察到医治性抗体与其靶蛋白之间的相互作用，揭示医治性抗体结合人体CD20机造，从而为开发新的医治步骤启发了路路。

俄罗斯

研发首个抗癌镍基化合物肿瘤检测与医治有新规划

本报驻俄罗斯记者董映璧

2020年，俄罗斯在研发、医治各类癌症方面获得了不少成就。

最为凸起的是俄罗斯秋明国立大学参加的国际科研集体研发出全球首个有抗癌成效的以镍为基础的化合物。该药更便宜，对患者的风险也较幼，可包办该领域的铂衍生物，能改进药物研发，而不用不安癌细胞抗药性增长以及药物副作用。

此表，俄罗斯国度核钻研大学“莫斯科工程物理学院”和莫斯科国立谢切诺夫第一医科大学科研人员，提出了宫颈癌前病变荧光诊断和光动力内科医治（PDT）诊疗新步骤，并在所有参加钻研的女性患者身上证实了医治的有效性。

俄罗斯奥廖尔国立大学还开发出基于光学技术诊断肝部肿瘤的步骤。这种肿瘤检测步骤更精确，能提高肝癌患者的医治效能。

乌克兰

研发诞生物监测荧光装置可用于诊断多衷祺官疾病

本报驻乌克兰记者张浩

2020年，乌克兰国度科学院物理与生物物理当用钻研所研发出一种荧光装置，可用于监测呼出气体和生物蒸气中的超低浓度丙酮和氨分子。

氨指标可用于诊断肝肾职能不全和肺癌，丙酮可用于糖尿病、腺炎、心力衰竭等疾病的诊断。利用荧光信号对某些试剂高敏感性的特点，基于有机染料与丙酮和氨分子间相互作用并扭转其荧光响应的能力，乌克兰钻研人员研造出了这款用于检测超低浓度丙酮和氨分子的荧光装置。装置传感器的“心脏”是二氧化硅基质中的敏感膜，该基质引入了香豆素系列有机染料作为敏感成分，并引入了量子点作为荧光信号放大器。

日本

发现Pg菌可引发阿尔茨海默病给猕猴移植子宫初次成功产子

本报驻日本记者陈超

日本九州大学、北京理工大学和吉林大学结合钻研初次发现，持久向幼鼠全身注入牙周病的病原菌——牙龈卟啉单胞菌（Pg菌），正常中年幼鼠脑表产生的大脑老年斑成分淀粉样蛋白β（Aβ）会被输送至脑内，引发阿尔茨海默病。

日本庆应义塾大学等结合团队，利用食蟹猕猴进行了子宫移植，实现全球初次非人灵长类动物子宫移植后成功产子。

日本理化学钻研所颁发，利用人为诱导多能干细胞（iPS细胞）技术，开发出以高活络度评估人体的心脏组织职能的仪器，有望用于心脏病的再生医疗及新药开发等。

大阪市立大学发现高血压药物“美通拉隆”能耽搁线虫寿命，其延寿成效是通过线粒体应激反映蹊径阐扬出来的。

神户大学、东京大学等多多钻研团队合作，初次发现正常胰腺细胞表白（P）RR是癌变的底子原因之一。

英国

关注性命进化理论与细胞机造给蛋白质穿上二氧化硅“表衣”

本报驻英国记者田学科

2020年是英国科学家在生物技术钻研领域成就倍出的一年。

在胚胎学钻研领域，钻研人员选取人体细胞，造就出人类早期胚胎发育三维组织模型，标志取在仿照人体发育方面迈出沉要一步。

牛津大学科学家钻研了大脑中细胞若何协同工作，将分歧经历的影象衔接起来，使我们可能在日常生涯中做出有凭据的揣摩。

伦敦大学学院钻研人员利用下一代测序（NGS）技术，在血液中发现了代表前列腺组织的“指纹”（早期循环生物象征物），可通过该“指纹”的变动判断癌细胞是否处于活跃和扩散状态。

英国与比利时两国科学家合作，绘造出首份人类胸腺组织图集，揭示了沉要免疫细胞——T细胞的发源。

为攻克疫苗保留必要低温或超低温的弊端，钻研人员奇妙地给蛋白质穿上一层二氧化硅“表衣”，即便加热到100℃或在室温下保留长达3年，疫苗的结构仍无缺无损。

钻研人员发现了35亿到25亿年前，性命进化过程中最早的两个代谢蛋白质，为地球早期性命形成提供了动力。这一发现还可充任化学信号，助宇宙索求人员在其他星球上寻找性命。

剑桥大学发现，哺乳动物亚种在进化中阐扬的作用比以前以为的更大，这项钻研可援手预测应沉点�；さ奈镏�，以预防其濒临灭绝或消亡。

钻研人员利用虫豸将浪费的食品造成可供豢养家畜的口粮，这一项目靠近尾声，将对解决人类粮食问题阐扬积极作用。

巴西

新基因测序打算利用区块链纪录巴西人的怪异遗传数据

本报驻巴西记者邓国庆

巴西当拘膜励生物技术在人类健全、食品安全、工业产品和环境质量等领域的利用。

生物技术公司Portunus推出一项新的基因测序打算，旨在利用区块链技术。

项目钻研人员介绍，这项钻研不仅有可能为巴西造作正确的遗传图谱，并且还可能为巴西社会基于生理特点的自我组织带来沉大影响。

德国

马普多家钻研所脑科学成就显著遗传学合成生物学获得长足进展

本报驻德国记者李山

2020年，德国在脑科学领域获得丰硕成就，在遗传学和合成生物学领域也获得了长足进取。

马克斯·普朗克脑钻研所绘造了抑造性神经元回路的发育图谱，并汇报了怪异的回路形成道理，使科学家可能监测神经元网络结构随功夫的变动，从而捉拿到个别成长和适应环境的时刻。该钻研所还发现，斑马鱼通过特定的机械刺激“感知”特定物种的存在，其大脑中神经肽Pth2的表白水平反映了该区域其它鱼类的存在和密度。

马克斯·普朗克人类认知和脑科学钻研所成功破译了人类大脑的两个组织轴，这些轴重要是由遗传和进化形成的。马克斯·普朗克心灵病钻研所和魏兹曼科学钻研所发现，神经细胞之间的不变衔接是影象的基础。德国慕尼黑工业大学与马克斯·普朗克神经生物学钻研所通过开发一种体内钙成像的3D成像新步骤，发现多巴胺能神经元可敏感地调节感官知觉，从而使动物的行为决策适应其内部行为状态。

马克斯·普朗克尝试医学钻研所发现，髓磷脂可优化大脑中的信息处置，神经细胞只有与某些神经胶质细胞协同工作，能力处置声音信号的功夫序列。马克斯·普朗克衰须生物学钻研所和瑞典卡罗林斯卡钻研所发现，神经元有潜力通过适应新陈代谢（Krebs循环补缺）来匹敌退化和推进生计。

德国马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学钻研所初次在非人灵长类动物身上，发现所谓的“聪明基因”（ARHGAP11B）能够引起新皮质扩张，能推进灵长类新皮质体积增长以及脑回结构形成，这是人类在进化上比其它灵长类更聪明的关键部门。

德国马克斯·普朗克衰须生物学钻研所，使用衰老过程中的转录组分析发现，名为circSfl的特殊环状RNA不仅依赖于胰岛素阐扬作用，还能够直接影响果蝇的寿命。

马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学钻研所揭示了MSL复合物特异性鉴别雄性X染色体的机造。维尔茨堡大学系统免疫钻研所破译了免疫系统职能的新细节，确定了转录因子BATF3能特异性地调节T细胞的存活，并使其转变为影象应答。

在合成生物学方面，马克斯·普朗规复杂技术系统动态钻研所、胶体和界面钻研所以及哈雷大学向合成细胞又迈进一步。他们利用细菌中发现的酶，组装了很多细胞中能量代谢所必须的呼吸链中的一个关键部门，使其在人造聚合物膜中阐扬作用。

马克斯·普朗克生物化学钻研所则仿照基因组的复造和蛋白质合成，优化了一种基于DNA的合成蛋白质的体表表白系统，该系统可能再生其自身的DNA和蛋白质构件的一部门。

此表，马克斯·普朗克生物化学钻研所深刻钻研100个分歧类别（真核域、细菌域、古菌域）的生物体，以尺度化的方式鉴定了200万个肽和34万个蛋白质，为性命科学以及基于序列的机械进建提供了大规模的钻研案例，为整个进化领域内生物的职能组织钻研提供了沉要信息。

南非

发现免疫力有关基因援手非洲人招架疾病

本报驻南非记者杜华斌

南非生物学家的一项新钻研发现，非洲大陆早期人类迁徙扭转了DNA并�；ち朔侵奕嗣馐芗膊『筒《镜那趾�。

该钻研分析了来自13个非洲国度的426人的全基因组，他们的祖先代表了来自整个非洲大陆的50个民族说话群体。

钻研人员在讲班图语的人群中发现了62个以前未报路过的与病毒免疫力、DNA建复和代谢有关的基因，还发现了可能援手非洲人抵抗疾病的基因组，其中很大一部门与免疫有关基因有关。

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