2019年,这9大科研突破正在影响世界
●●●
每一年,生命科学领域都涌现出一大批具有突出意义的进展,它们极大地推动了人类探索生物的结构、功能、发生和发展规律,继而创造出新的技术来改善人类与生态环境健康发展的进程。
2019年的生命科科学同样获得了丰硕的成果。dna显微镜的出现,crispr基因编辑的持续发力,从头设计的开关蛋白,全球最大人体肠道细菌基因组集研究成果的发布……
国际基因组学大会顾问委员会首次对年度组学事件进行了盘点,并甄选出2019组学9大事件。
1、科学家新扩充了生命的遗传密码:zpsb
北京时间2月22日,国际顶级学术期刊science杂志在线发表了一项最新成果。科学家通过将四种合成核苷酸与核酸中天然存在的四种核苷酸结合,突破性地创造出具有八个字母的dna分子,命名为“hachimoji(日语‘八’和‘字母’)dna”。这项研究首次系统性地证明,互补的非自然碱基能够相互识别并结合,它们形成的双螺旋结构能保持稳定,这也为科学家探索生命遗传密码带来的新的方向。
另一项是nature及其子刊nature medicine以多篇报道公布了人类微生物组整合计划(ihmp),分别探寻了三种情况下——炎症性肠病,糖尿病前期,怀孕和早产——人体微生物组出现哪些变化。这些新发现将有助于我们理解疾病特征,并有望促进疾病治疗。
今年6月,cell杂志发表了一种非传统的成像方法,他们将其称为“dna显微镜(dna microscopy),每个细胞都有独特的dna字母或基因型组成。dna显微镜直接从被研究的分子中捕获信息,可以构建细胞图像,积累大量的基因组信息,开辟了一种将基因型与表型联系起来的新方法。
4、新型crispr编辑技术——rescue 世界首例基于基因编辑干细胞治疗艾滋病和白血病
另一项是关于crispr技术应用的重要进展。研究团队使用crispr-cas9技术编辑造血干细胞和祖细胞,成功移植到一名27岁、同时患有艾滋病(感染hiv-1)和急性淋巴细胞白血病(all)的男性身上。这项研究的意义不仅限于艾滋病领域,对于crispr领域是“向前迈出了一大步”,为基因编辑技术在临床应用的前景带来了新的应用场景。
今年,nature杂志两连发《从头设计开关蛋白》的成果文章,为细胞治疗带来新思路。研究人员开发的从头设计的开关蛋白,可以在细胞中通过明确的细胞信号打开和关闭,而不是模糊的匹配信号。这种开关可以用于对活细胞进行编程,为合成生物学和细胞重编程开辟了新的道路。
另外一项研究首次仅凭借蛋白质鉴定出古人类,这是古蛋白质组学(palaeoproteomics)这个新兴领域迄今为止最引人注目的发现之一。
今年,nature杂志一口气发表了三篇关于癌症的研究,并揭露了一个令人惊讶的事实:很多癌细胞竟然会伪装成神经细胞,并与真正的神经细胞形成一种特殊的突触结构。
nature杂志对这三项研究给予了很高的评价,评论作者指出这些研究结果表明“脑肿瘤会和神经细胞形成突触连接”。利用与正常突触类似的运作机理,钙离子浓度的上升会“促进肿瘤的增殖,让癌症变得具有致命性”。这些引人入胜的研究结果,有望让相关的受体成为潜在的药物靶点,缓解脑肿瘤的进展。
在本期特刊的四篇综述文章中,十余位全球顶尖研究人员展示包括单细胞基因组学分析、gwas在内的多种方法。这些方法将共同增进了我们对基因型和表现型之间复杂关系的理解,这将对人类对健康的探索提供了重要参考方向。
10月15日,nature biotechnology杂志发表了基于微滴平台的snare-seq技术。利用精巧的分子生物学策略,实现了在每个单细胞中同时进行rna-seq和atac-seq。该技术的原理是将atac-seq插入基因组的接头序列(adapter)转换成了可以被mrna测序引物识别的多聚a尾 (poly a tail),从而可以利用已有的单细胞测序手段同时检测基因表达和染色质可接近性。该技术由于不依赖于手工单独分离单细胞中的各个组学的成分,可以实现大规模的单细胞多组学高通量测序。
注:本文转载自公众号深圳国家基因库。