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2008年世界科技发展回顾之生物技术

2009/1/19/10:20 来源:科技日报

    美国获得多项突破性进展,重大成果迭出。利用活细胞成功使死心脏恢复跳动,创造世界最大人工合成DNA,首次直接将一种体细胞转变成另一种体细胞,提出细胞统一分子观,造出“假”病毒管住真病毒,培植出红血球细胞等。

    2008年1月伊始,美国生物学家就获得两项重大突破:通过给“脱细胞化”处理后的动物尸体心脏注入活细胞,成功使死心脏恢复跳动;通过合成生殖支原体细菌JCVI-1.0中的58.297万个碱基对,成功制造出该细菌的完整基因组,创造了世界最大人工合成DNA组织。

    1月取得的其他重要生物研究成就包括:

    培育出变异炭疽热毒素,能更有效杀灭黑色素瘤,也能抗击结肠癌和肺癌等其他癌症

    发现感染禽类和感染人类的病毒之间的关键性差异———受体形状,流感病毒必须与伞形受体结合才能感染人类。这有助于监视禽流感毒株的进化,开发流感疫苗。

    利用RNA干扰技术识别出与艾滋病感染密切相关的273个基因,制定出相关的蛋白质列表,可据此预测艾滋病病毒繁殖所需的特殊蛋白质,开发与这种蛋白质进行相互作用的新药物。

    在人类细胞表面确定蛋白质分子teth鄄erin,可将艾滋病病毒颗粒附着在母细胞的外膜上,阻止病毒突变株扩散。该发现有望为病毒学研究开启全新领域,为未来的药物研究铺平道路。

    成功地在不伤害人类胚胎情况下获取胚胎干细胞,可回避相关的伦理争议,有望加速胚胎干细胞的临床医疗研究。

    采用体细胞核移植技术,用捐献卵子及男性皮肤细胞成功克隆出5个人体胚胎,这一突破将使制造患者匹配型干细胞成为可能。

    将控制破伤风毒素合成的基因植入实验鼠神经细胞,通过调节毒素活动,开发出可自由开关实验鼠脑神经回路的技术。这将成为探究大脑记忆和学习能力的重要研究手段。

    3月,发现在细胞内转移核糖核酸(tRNA)分子的结构中保存有进化史上某些早期和最重要的信息,支持了病毒起源于细胞域的理论。

    发现能决定乳腺癌是否会扩散及演变成致命性癌症的蛋白———SATB1,它能改变乳腺癌细胞中1000多种基因的表达水平。

    4月,美国斯坦福大学揭示了不同物种的胎盘进化渊源,再现了形成和调控胚胎的基因进化史,表明胎盘基因不断进化调整自身,形成物种特异性基因,以适应老鼠、大象、人类等各个物种的不同繁殖需要。这是全球首次关注胚胎中的基因表达,填补了一个被忽略领域的空白。

    中美科学家联手发布番木瓜的首张基因组草图,这将为研究开花植物的进化提供新信息。

    美国得克萨斯大学与澳大利亚同行将从70多年前就被正式宣布灭绝的动物袋狼(亦称塔斯马尼亚虎)标本中分离提取出的基因植入老鼠胚胎并显现功能,这是已灭绝种类的基因首次在另一个活的有机体上发挥功能,证明灭绝动物的DNA有可能被激活。

    5月,美国洛克菲勒大学采用新型特殊显微镜,首次实时和直观地目睹了来自单一活细胞的无数分子在细胞表面组合形成艾滋病病毒颗粒的过程,有望帮助科学家开发艾滋病治疗方法,重新审视有关艾滋病病毒的研究。

    美国研究人员研究证实,携带靶标核酸分子的微球能对树突状细胞再编程,关闭免疫系统对制造胰岛素的β细胞的攻击,该研究有望用于Ⅰ型糖尿病患者的临床试验。

    6月,美国怀特黑德生物医学所发现,有些癌细胞可以释放“骨桥蛋白”,这种蛋白质会“唤醒”体内休眠的癌细胞。这一发现有助于了解并预防癌细胞在体内的扩散。

    美国研究人员成功获得一种能刺激神经干细胞发育成神经细胞的小分子Isx-9,为神经再生医学和脑癌症化学疗法提供了重要基础。

    美国约翰霍普金斯大学发现,个体DNA序列的遗传外标记会随时间推移而发生改变,这种后天性的变化可能会解释迟发性疾病如癌症出现的原因。

    美国宾夕法尼亚大学开发出的新型“DNA疫苗”成功地使实验动物同时对多种禽流感病毒毒株产生大范围免疫反应,抵御多种禽流感病毒的入侵。7月,美国纽约州立大学石溪分校通过重

    新排列脊髓灰质炎病毒的遗传密码,制造出自然界没有的“假”脊髓灰质炎病毒。动物实验表明,该“假”病毒可发挥灭活疫苗作用,使实验鼠提高对真病毒的免疫力。这一成果有望用于开发新疫苗。

    美国科学家首次成功绘制出第一张完整的高分辨率人类大脑皮层神经系统图,可形象显示人类大脑皮层的各种活动和神经元构成,将为解开人类大脑活动之谜提供最直接的工具和手段。

    美国能源部阿贡国家实验室与中国和新加坡同行合作,成功获得H5N1禽流感病毒中最重要的一种蛋白———RNA聚合酶的晶体和特征结构,并发现如能阻断该蛋白中的PB1和PA这两种亚单元的结合,就能防止H5N1病毒进行复制,从而有望找到对付禽流感病毒的新药或疫苗。

    美国得克萨斯大学医学院研制出带有酶活性的抗体,可辨识几乎所有不同形式的HIV,解决了HIV的多变性问题。8月,美国先进细胞技术公司利用胚胎干细胞培植出红血球细胞,人类将有可能从此结束献血。

    美国科学家利用X射线晶体成像技术,成功获得流感病毒蛋白关键部位———甲型流感病毒NS1蛋白上与人体蛋白目标相结合部分的三维结构图,该成果有望帮助开发应对包括致命性禽流感在内的多种流感的药物。

    美国哈佛大学与日本鹿儿岛大学成功地使一只移植了猪肾脏的狒狒生存了83天,刷新了异种动物间器官移植成活的最高纪录,使得利用猪内脏为人类进行器官移植的梦想又向前推进一步。

    通过使用“直接重组”技术,美国科学家将小鼠体内构成胰腺约95%%的、原本分泌酶类的外分泌细胞成功转变成为可生产胰岛素的胰岛β细胞,这是首次无需借助胚胎干细胞,直接将一种体细胞转变成另外一种体细胞。

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