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2013生命科學七大進展(上)
【字體: 大 中 小 】 時間:2013年12月25日 來源:生物通
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年關將近,The scientist雜志對生命科學領域一年以來的發展進行了回顧。這一年,火透半邊天的新技術,迅速蔓延到世界各地的實驗室,應用于各種各樣的研究。
生物通報道:年關將近,The scientist雜志對生命科學領域一年以來的發展進行了回顧。這一年,火透半邊天的新技術,迅速蔓延到世界各地的實驗室,應用于各種各樣的研究。
無所不能的 CRISPR
今年的明星技術無疑是CRISPR(成簇的規律間隔短回文重復序列,Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)。與Cas9酶結合起來的CRISPR技術,允許科學家們隨心所欲的編輯遺傳學代碼。就在幾年前,人們還只知道CRISPR在細菌和古生菌的免疫中起作用。現在,它已經作為簡便的基因組編輯工具,幫助世界各地的研究者們解決實際問題。
“這一新方法改變了游戲規則,”Whitehead研究所的創始人之一Rudolf Jaenisch說。通過CRISPR技術,他和同事在一個月之內就構建了攜帶五個突變的基因工程小鼠。“傳統方法可能需要三到四年。”
2013年,CRISPR的應用文章頻繁占據著各大雜志的版面,僅12月份就涌現出多項CRISPR新成果。例如,Cell Stem Cell雜志連發兩篇文章,中科院上海生命科學研究院和荷蘭Hubrecht研究所的兩個獨立研究小組證實,CRISPR/Cas9能夠在哺乳動物和人類干細胞中,修正疾病引起的遺傳缺陷。(上海生科院Cell子刊CRISPR突破性成果)上周,Science上的兩篇文章又向人們展示,利用CRISPR可以進行基因組篩選,這對于CRISPR-Cas9技術的發展具有重要意義。(青年華人科學家Science建立CRISPR人細胞敲除體系)
類器官細胞團2013年人們成功培養出了多種類器官細胞團(organoid)。今年七月,科學家們對人類iPSC進行重編程,生成了三維肝芽。研究顯示,這種肝芽能夠正常代謝,當其移植到老鼠體內時,還能與小鼠的循環系統連接起來。(Nature頭條:制造出人類微型肝臟)
八月,科學家們利用多功能干細胞,培養出了類似人類胚胎大腦的三維組織團,其中形成了大腦的一些復雜結構。 “這說明人類細胞具有超強的自我組織能力,”文章作者Jürgen Knoblich在接受采訪時說。
十一月,美國和西班牙的研究人員利用人類干細胞,得到了功能性的腎臟前體細胞。(Nature子刊重大突破:首次制造出人類微型腎臟)
也許在不久的將來,人們就可以實現個性化的器官培養。“如果能夠利用iPSC生成真正有功能的器官,就可以隨時為個體提供遺傳學相符的替換零件,” Wisconsin醫學院再生醫學中心的Stephen Duncan說。
充滿潛力的干細胞
人們只要簡單的操縱基因表達,就能將皮膚細胞重編程為多能干細胞。今年,研究者們進一步改進了這一技術,使其更快更好的為研究服務。
就在幾個月前,以色列科學家克服了細胞重編程所面臨的最大問題之一,低效率。Weizmann科學研究所的Jacob Hanna,通過失活一個抑制多能性的基因,獲得了幾乎完美的細胞重編程效率。而一般來說,細胞重編程的效率還不到1%。(Nature:諾獎之后,重大突破細胞重編程技術)
此外,研究者們還實現了非哺乳動物的細胞重編程,包括鳥、魚和昆蟲等。(細胞重編程研究新突破:非哺乳類動物重編程)
今年七月,北京大學鄧宏魁教授避開了傳統重編程步驟,沒有將基因插入細胞,而是用化學小分子將細胞誘導到多功能狀態。(北京大學鄧宏魁教授Science突破性重編程技術)