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以色列科學家通過CRISPR基因編輯技術能有效破壞動物癌細胞DNA。圖片來源：網絡（teranews.in）

科學家希望從單個構件開始一步一步構建合成細胞。 圖片來源：德國馬克斯·普朗克生物化學研究所

美國科學家將CRISPR-Cas9基因療法直接用于人體臨床試驗，治療遺傳性眼病。 圖片來源：網絡（sciencefinest.com）

圖片來源：視覺中國

俄國家研究型大學生物與醫學傳播專業學生做實驗。圖片來源：俄羅斯yandex網

牙周病患者牙齦組織中產生腦內老年斑成分。圖中顯示為巨噬細胞（紅）、淀粉樣蛋白b（綠）、細胞核（藍）。圖片由九州大學齒學研究院武洲準教授提供

英國科學家研究了大腦中細胞如何協同工作，將不同經歷的記憶連接起來。 圖片來源：網絡（justask.org.uk）

圖片來源：視覺中國

小鼠不同發育階段的抑制性神經元回路圖譜。 圖片來源：德國馬克斯-普朗克大腦研究所

　　以色列

　　研究抗癌、抗衰老疑難雜癥 超高分辨率顯微鏡看到活細胞

　　本報駐以色列記者 毛黎

　　特拉維夫大學率先證明，通過CRISPR基因編輯技術能有效地破壞動物癌細胞DNA，同時保持周圍其他細胞組織完好無損；舍巴醫學中心在全球首次試驗性采用“逆向個性化藥物”（RPM）治療癌癥患者；特拉維夫大學研發出一種快速檢測儀，可實時檢測患者在接受惡性腫瘤切除后腹腔內是否還有癌細胞殘留，還設計出治療皮膚黑色素瘤的納米載體藥物系統，該系統有望擴展到其他疾病的治療。

　　以色列理工大學結合質譜和計算兩種方法，開發出快速且廉價地分析血液樣本的新方法，將首先應用于惡性腫瘤的早期檢測；他們還研發出新型自行微型機器能直接將藥物、DNA和化學物質通過電穿孔技術進入特定的單細胞內。

　　魏茨曼科學院開發出獨特方法，可在人工單元格中生產病毒小片段的獨特方法，從而解決了研究高致病性病毒的安全性問題；他們還發現，細菌在受到病毒攻擊時會產生保護自己的化合物，這種抗病毒機制有望成為人們應對新冠病毒和其他病毒的關鍵。生物物理學家和醫生組成的團隊開發出數學模型，可預測某些細菌抗生素治療能否成功，幫助準確選擇針對患者病情的抗生素。

　　巴伊蘭大學研究人員證實了15年前的關于人體衰老的理論：隨著時間流逝，人體實際下降的是細胞協調能力，而非細胞功能，有望為醫治衰老提供新思路；特拉維夫大學和沙米爾醫學中心證明，僅借助氧氣就能成功逆轉人體衰老過程；以色列和烏克蘭研究人員首次誘導實驗鼠代謝率和體溫出現長期下降，據信這能使其保持健康并具有更長壽命。

　　基于魏茨曼科學研究院的研究成果，ImmunoBrain Checkpoint公司研發出阿爾茨海默病新療法，并計劃開展臨床試驗。

　　以色列理工大學開發出新型顯微鏡（DeepSTORM3D），能獲得活細胞超高分辨率三維圖像。耶路撒冷工學院與美國康奈爾大學合作，獲得了成年斑馬魚大腦的精細結構圖像，為大腦成像領域的新突破。

　　Remilk公司生成無需母牛的乳蛋白，將乳蛋白粉與其他物質混合后，可生產出特性、口感和結構完全相同的牛奶、奶酪、酸奶和冰淇淋等。

　　韓 國

　　發現五個關鍵轉錄因子 助大腸癌細胞轉為正常

　　本報駐韓國記者 邰舉

　　韓國科學技術院與首爾三星醫院共同宣布，成功開發出一種幫助大腸癌細胞向正常大腸細胞轉化的原創技術。研究發現5個關鍵轉錄因子CDX2、ELF3、HNF4G、PPARG和VDR，可以將大腸癌細胞轉化為正常大腸細胞。新發現的名為SETDB1的因子能夠調節上述轉錄因子的活性。

　　美 國

　　基因編輯與細胞科研成果多 多種重大疾病研究有新進展

　　本報駐美國記者 劉海英

　　美國科學家不僅通過癌癥試驗研究證實CRISPR編輯免疫細胞的安全性，還首次開展了將CRISPR-Cas9基因療法直接用于人體臨床試驗，治療遺傳性眼病——萊伯氏先天性黑蒙癥（LCA10），并宣布借助CRISPR基因編輯技術治愈了3名遺傳病患者。

　　在基因編輯新工具研發方面，2020年諾貝爾化學獎得主詹妮弗·杜德納教授領導的研究發現了一種超緊湊型CRISPR-Cas系統——CRISPR-CasΦ，與CRISPR-Cas9和Cas12a相比，新系統能對更廣泛的基因序列設靶，有望成為CRISPR基因編輯工具箱中又一個強力工具。

　　在細胞研究領域，波士頓大學和卡內基梅隆大學的研究人員合作，開發出肺細胞培養新技術，能讓所產細胞純度更高、存活更久，有助于科學家更好構建肺病模型，推動對肺病的研究治療；加州大學研究團隊首次在實驗室將人類細胞可控、可逆地變成透明，可更加清晰地顯示活細胞和活組織內部的所有動態過程，這將極大推進人類對多種生物系統的透徹理解；哈佛大學研究人員利用人類多能干細胞培養出可以長毛發的皮膚“類器官”，將帶來一種用于研究人類皮膚發育的工具，加深人類對疾病建模和重建手術的認識；加州大學圣迭戈分校研究人員首次將星形膠質細胞轉為功能性神經元，為人類治療神經退行性疾病帶來巨大希望。

　　在以癌癥為代表的疾病治療研究領域，美國科學家也有很多成果。他們找到了腦瘧疾發展的關鍵分子EphA2蛋白；發現了可以殺死人類癌細胞的脂肪酸二高-γ-亞麻酸（DGLA）；開發出可提前發現50多種癌癥的驗血新方法；研制出可檢測阿爾茨海默病早期預警信號的成像新技術；揭示了未接受抗逆轉錄病毒治療而能夠控制病毒復制的患者體內抑制艾滋病病毒轉錄的機制。

　　法 國

　　開發新型慢性乙肝治療藥物 基因療法與免疫療法有進步

　　本報駐法國記者 李宏策

　　法國利用基因編輯技術在生物醫藥領域繼續取得成果。2020年歐洲肝臟學術研究年會（EASL 2020）上，法國研究人員提出利用CRISPR-cas9開發治療慢性乙肝的新型藥物，通過基因編輯實現靶向乙肝病毒，可能產生乙肝表面抗原。

　　此外，基因療法也在不斷取得進展。法國巴黎視覺研究所與英、美團隊合作，通過線粒體靶向技術將病毒載體注射到患者眼睛中，成功治療了37名遺傳性視神經病變（LHON）患者，78%接受治療的患者雙眼視力得到顯著改善。

　　人們對免疫療法抗擊淋巴瘤的分子機制知之甚少。在一項新研究中，來自法國國家科學研究中心、巴斯德研究所和波爾多大學的研究人員首次觀察到治療性抗體與其靶蛋白之間的相互作用，揭示治療性抗體結合人體CD20機制，從而為開發新的治療方法開辟了道路。

　　俄羅斯

　　研發首個抗癌鎳基化合物 腫瘤檢測與治療有新方案

　　本報駐俄羅斯記者 董映璧

　　2020年，俄羅斯在研發、治療各類癌癥方面取得了不少成績。

　　最為突出的是俄羅斯秋明國立大學參與的國際科研團體研發出全球首個有抗癌效果的以鎳為基礎的化合物。該藥更便宜，對患者的危害也較小，可代替該領域的鉑衍生物，能改進藥物研發，而不用擔心癌細胞抗藥性增加以及藥物副作用。

　　此外，俄羅斯國家核研究大學“莫斯科工程物理學院”和莫斯科國立謝切諾夫第一醫科大學科研人員，提出了宮頸癌前病變熒光診斷和光動力內科治療（PDT）診療新方法，并在所有參與研究的女性患者身上證實了治療的有效性。

　　俄羅斯奧廖爾國立大學還開發出基于光學技術診斷肝部腫瘤的方法。這種腫瘤檢測方法更精確，能提高肝癌患者的治療效率。

　　烏克蘭

　　研發出生物監測熒光裝置 可用于診斷多種器官疾病

　　本報駐烏克蘭記者 張浩

　　2020年，烏克蘭國家科學院物理與生物物理應用研究所研發出一種熒光裝置，可用于監測呼出氣體和生物蒸氣中的超低濃度丙酮和氨分子。

　　氨指標可用于診斷肝腎功能不全和肺癌，丙酮可用于糖尿病、腺炎、心力衰竭等疾病的診斷。利用熒光信號對某些試劑高敏感性的特點，基于有機染料與丙酮和氨分子間相互作用并改變其熒光響應的能力，烏克蘭研究人員研制出了這款用于檢測超低濃度丙酮和氨分子的熒光裝置。裝置傳感器的“心臟”是二氧化硅基質中的敏感膜，該基質引入了香豆素系列有機染料作為敏感成分，并引入了量子點作為熒光信號放大器。

　　日 本

　　發現Pg菌可引發阿爾茨海默病 給獼猴移植子宮首次成功產子

　　本報駐日本記者 陳超

　　日本九州大學、北京理工大學和吉林大學聯合研究首次發現，長期向小鼠全身注入牙周病的病原菌——牙齦卟啉單胞菌（Pg菌），正常中年小鼠腦外產生的大腦老年斑成分淀粉樣蛋白β（Aβ）會被輸送至腦內，引發阿爾茨海默病。

　　日本慶應義塾大學等聯合團隊，利用食蟹獼猴進行了子宮移植，實現全球首次非人靈長類動物子宮移植后成功產子。

　　日本理化學研究所宣布，利用人工誘導多能干細胞（iPS細胞）技術，開發出以高靈敏度評估人體的心臟組織功能的儀器，有望用于心臟病的再生醫療及新藥開發等。

　　大阪市立大學發現高血壓藥物“美通拉隆”能延長線蟲壽命，其延壽效果是通過線粒體應激反應途徑發揮出來的。

　　神戶大學、東京大學等眾多研究團隊合作，首次發現正常胰腺細胞表達（P）RR是癌變的根本原因之一。

　　英 國

　　關注生命進化理論與細胞機制 給蛋白質穿上二氧化硅“外衣”

　　本報駐英國記者 田學科

　　2020年是英國科學家在生物技術研究領域成果倍出的一年。

　　在胚胎學研究領域，研究人員采用人體細胞，培養出人類早期胚胎發育三維組織模型，標志著在模擬人體發育方面邁出重要一步。

　　牛津大學科學家研究了大腦中細胞如何協同工作，將不同經歷的記憶連接起來，使我們能夠在日常生活中做出有根據的推測。

　　倫敦大學學院研究人員利用下一代測序（NGS）技術，在血液中發現了代表前列腺組織的“指紋”（早期循環生物標記物），可通過該“指紋”的變化判斷癌細胞是否處于活躍和擴散狀態。

　　英國與比利時兩國科學家合作，繪制出首份人類胸腺組織圖集，揭示了重要免疫細胞——T細胞的起源。

　　為攻克疫苗保存需要低溫或超低溫的缺點，研究人員巧妙地給蛋白質穿上一層二氧化硅“外衣”，即使加熱到100℃或在室溫下保存長達3年，疫苗的結構仍完好無損。

　　研究人員發現了35億到25億年前，生命進化過程中最早的兩個代謝蛋白質，為地球早期生命形成提供了動力。這一發現還可充當化學信號，幫宇宙探索人員在其他星球上尋找生命。

　　劍橋大學發現，哺乳動物亞種在進化中發揮的作用比以前認為的更大，這項研究可幫助預測應重點保護的物種，以防止其瀕臨滅絕或消亡。

　　研究人員利用昆蟲將浪費的食物變成可供飼養牲畜的口糧，這一項目接近尾聲，將對解決人類糧食問題發揮積極作用。

　　巴 西

　　新基因測序計劃利用區塊鏈 記錄巴西人的獨特遺傳數據

　　本報駐巴西記者 鄧國慶

　　巴西政府鼓勵生物技術在人類健康、食品安全、工業產品和環境質量等領域的應用。

　　生物技術公司Portunus推出一項新的基因測序計劃，旨在利用區塊鏈技術。

　　項目研究人員介紹，這項研究不僅有可能為巴西制作準確的遺傳圖譜，而且還可能為巴西社會基于生理特征的自我組織帶來重大影響。

　　德 國

　　馬普多家研究所腦科學成果顯著 遺傳學合成生物學取得長足進展

　　本報駐德國記者 李山

　　2020年，德國在腦科學領域取得豐碩成果，在遺傳學和合成生物學領域也取得了長足進步。

　　馬克斯·普朗克腦研究所繪制了抑制性神經元回路的發育圖譜，并報告了獨特的回路形成原理，使科學家能夠監測神經元網絡結構隨時間的變化，從而捕捉到個體成長和適應環境的時刻。該研究所還發現，斑馬魚通過特定的機械刺激“感知”特定物種的存在，其大腦中神經肽Pth2的表達水平反映了該區域其它魚類的存在和密度。

　　馬克斯·普朗克人類認知和腦科學研究所成功破譯了人類大腦的兩個組織軸，這些軸主要是由遺傳和進化形成的。馬克斯·普朗克精神病研究所和魏茲曼科學研究所發現，神經細胞之間的穩定連接是記憶的基礎。德國慕尼黑工業大學與馬克斯·普朗克神經生物學研究所通過開發一種體內鈣成像的3D成像新方法，發現多巴胺能神經元可敏銳地調節感官知覺，從而使動物的行為決策適應其內部行為狀態。

　　馬克斯·普朗克實驗醫學研究所發現，髓磷脂可優化大腦中的信息處理，神經細胞只有與某些神經膠質細胞協同工作，才能處理聲音信號的時間序列。馬克斯·普朗克衰老生物學研究所和瑞典卡羅林斯卡研究所發現，神經元有潛力通過適應新陳代謝（Krebs循環補缺）來對抗退化和促進生存。

　　德國馬克斯·普朗克分子細胞生物學與遺傳學研究所首次在非人靈長類動物身上，發現所謂的“聰明基因”（ARHGAP11B）可以引起新皮質擴張，能促進靈長類新皮質體積增長以及腦回結構形成，這是人類在進化上比其它靈長類更聰明的關鍵部分。

　　德國馬克斯·普朗克衰老生物學研究所，使用衰老過程中的轉錄組分析發現，名為circSfl的特殊環狀RNA不僅依賴于胰島素發揮作用，還可以直接影響果蠅的壽命。

　　馬克斯·普朗克免疫生物學和表觀遺傳學研究所揭示了MSL復合物特異性識別雄性X染色體的機制。維爾茨堡大學系統免疫研究所破譯了免疫系統功能的新細節，確定了轉錄因子BATF3能特異性地調節T細胞的存活，并使其轉變為記憶應答。

　　在合成生物學方面，馬克斯·普朗克復雜技術系統動態研究所、膠體和界面研究所以及哈雷大學向合成細胞又邁進一步。他們利用細菌中發現的酶，組裝了許多細胞中能量代謝所必需的呼吸鏈中的一個關鍵部分，使其在人造聚合物膜中發揮作用。

　　馬克斯·普朗克生物化學研究所則模擬基因組的復制和蛋白質合成，優化了一種基于DNA的合成蛋白質的體外表達系統，該系統能夠再生其自身的DNA和蛋白質構件的一部分。

　　此外，馬克斯·普朗克生物化學研究所深入研究100個不同類別（真核域、細菌域、古菌域）的生物體，以標準化的方式鑒定了200萬個肽和34萬個蛋白質，為生命科學以及基于序列的機器學習提供了大規模的研究案例，為整個進化范圍內生物的功能組織研究提供了重要信息。

　　南 非

　　發現免疫力相關基因 幫助非洲人抵御疾病

　　本報駐南非記者 杜華斌

　　南非生物學家的一項新研究發現，非洲大陸早期人類遷移改變了DNA并保護了非洲人免受疾病和病毒的侵害。

　　該研究分析了來自13個非洲國家的426人的全基因組，他們的祖先代表了來自整個非洲大陸的50個民族語言群體。

　　研究人員在講班圖語的人群中發現了62個以前未報道過的與病毒免疫力、DNA修復和代謝相關的基因，還發現了可能幫助非洲人抵抗疾病的基因組，其中很大一部分與免疫相關基因有關。