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敬畏生命 2018科學(xué)領(lǐng)域重大突破大盤點(diǎn)

2018-12-22 08:43:22來(lái)源：中國(guó)化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：生命科學(xué)閱讀量：2129

　　【中國(guó)儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】《科學(xué)》雜志是美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)出版的一份學(xué)術(shù)期刊，如今，已成為全世界的學(xué)術(shù)期刊之一。該雜志于1880年由愛(ài)迪生投資1萬(wàn)美元?jiǎng)?chuàng)辦，于1894年成為美國(guó)大的科學(xué)團(tuán)體"美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)"(American Association for the Advancement of Science ，AAAS)的刊物。

　　每年年底，《科學(xué)》雜志都會(huì)公布年度“科學(xué)突破”，這些突破往往預(yù)示未來(lái)幾年的發(fā)展方向，在剛剛評(píng)選的2018年全世界科技突破中，一半的成果都來(lái)自生命科學(xué)領(lǐng)域。在20世紀(jì)80年代初，就曾經(jīng)有人預(yù)言：“21世紀(jì)將是生物科學(xué)的世紀(jì)”，如今這一預(yù)言如今已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。下面就為大家介紹一下《科學(xué)》雜志評(píng)選的有關(guān)生命科學(xué)領(lǐng)域的重大突破。

　　單細(xì)胞尺度細(xì)胞譜系追蹤技術(shù)

　　今年，奪得年度突破桂冠的是“單細(xì)胞水平細(xì)胞譜系追蹤技術(shù)”。從古希臘醫(yī)學(xué)之父希波克拉底時(shí)代開(kāi)始，生物學(xué)家就被一個(gè)細(xì)胞如何發(fā)育成擁有多個(gè)器官和數(shù)十億人細(xì)胞的成年動(dòng)物所迷惑，這位偉大的醫(yī)學(xué)家曾假設(shè)，母親的呼吸有助于嬰兒成長(zhǎng)，但現(xiàn)在我們知道，終還是DNA促進(jìn)細(xì)胞增生和分生。

　　目前，生物學(xué)家在單細(xì)胞尺度上揭曉了每個(gè)基因何時(shí)啟動(dòng)并誘導(dǎo)細(xì)胞分化。他們指出，推動(dòng)這些技術(shù)進(jìn)步的是將數(shù)千個(gè)完整細(xì)胞從生物體中分離出來(lái)的技術(shù)，有效地對(duì)每個(gè)細(xì)胞中表達(dá)的遺傳物質(zhì)進(jìn)行測(cè)序，并使用計(jì)算機(jī)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記，從而重建它們?cè)跁r(shí)間尺度上的關(guān)系。

　　古人類“混血兒”

　　2012年，考古學(xué)家在西伯利亞一個(gè)洞穴里發(fā)現(xiàn)了一塊來(lái)自5萬(wàn)多年前的女性骨骼碎片，科學(xué)家們用這個(gè)骨骼提取出的DNA表明，該女性的母親是尼安德特人，父親是丹尼索瓦人。因此，研究人員得出結(jié)論：丹尼索瓦人、尼安德特人和現(xiàn)代人類至少在冰河時(shí)代的歐洲和亞洲地區(qū)曾發(fā)生過(guò)雜交。

　　如今這兩種古人類分支的基因也存在于現(xiàn)今的亞洲人和歐洲人，通過(guò)對(duì)西伯利亞洞穴發(fā)現(xiàn)的骨骼化石的DNA進(jìn)行研究得以證明，這三個(gè)古人類分支曾生活在不同時(shí)期，并且他們的確存在過(guò)親密接觸。DNA是人類歷史上偉大的發(fā)現(xiàn)之一，通過(guò)對(duì)DNA的研究不僅讓我們更加了解了有機(jī)生命的個(gè)體，揭示了有機(jī)生命體生生不息的奧秘，DNA的存在還是能夠?yàn)槲覀兘衣稓v史，挖掘人類繁衍的秘密。

　　法醫(yī)系譜學(xué)日趨成熟

　　2018年4月，美國(guó)警方宣稱逮捕了一名重大嫌疑犯，他是上世紀(jì)70-80年代在加州轟動(dòng)一時(shí)的系列強(qiáng)奸和謀殺案主兇——約瑟夫·詹姆斯·迪安杰洛，他被稱為“金州殺手”。據(jù)悉，警方利用犯罪現(xiàn)場(chǎng)采取的DNA，通過(guò)公共家譜DNA數(shù)據(jù)庫(kù)鎖定了這名“金州殺手”的親屬，終將他逮捕歸案。之后警方又利用這種技術(shù)破獲了大約20多起重大案件，開(kāi)創(chuàng)了新的技術(shù)領(lǐng)域——法醫(yī)系譜學(xué)。

　　除此以外，隨著人們對(duì)DNA的探索，它的應(yīng)用也越來(lái)越廣。針對(duì)近幾年拐賣兒童案件逐年上升的趨勢(shì)，公安部又組織開(kāi)發(fā)建立了全國(guó)公安機(jī)關(guān)“打拐”DNA數(shù)據(jù)庫(kù)，使許多被拐賣的孩子和家里親人得以團(tuán)聚。

　　基因沉默藥物獲批

　　2018年，一種基于基因沉默機(jī)制的“RNA干擾”藥物獲得了美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)的批準(zhǔn)。該藥物應(yīng)用諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的技術(shù)，可以治療導(dǎo)致神經(jīng)損傷的罕見(jiàn)遺傳性疾病。這一舉措可能預(yù)示著一種針對(duì)致病基因的新型藥物的誕生。

　　伍斯特馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的克雷格·梅洛表示，這項(xiàng)批準(zhǔn)只是個(gè)開(kāi)始，一旦有了一種安全有效地將一小片RNA送到特定器官的方法，就很容易將RNA分子轉(zhuǎn)換為同一器官中的不同基因。他預(yù)測(cè)，一波類似的基于RNAi的藥物，特別是肝內(nèi)靶向基因的帕西蘭藥物，將會(huì)很快上市。

　　原始世界的分子窗口

　　今年，科學(xué)家在5億多年前的遠(yuǎn)古生物化石上發(fā)現(xiàn)了分子的痕跡，對(duì)這些分子進(jìn)行檢測(cè)研究，從而使他們對(duì)神秘的遠(yuǎn)古世界認(rèn)知更加清晰。同時(shí)，科學(xué)家們?cè)谝恍┮阎钠婀只幸舶l(fā)現(xiàn)了脂肪分子特征，這些遠(yuǎn)古生物被稱為“埃迪卡拉紀(jì)生物”，這些生物距今5.42億至6.35億年，它們被認(rèn)為是海洋無(wú)脊椎動(dòng)物門的寒武紀(jì)演化爆炸的早期動(dòng)物祖先。

　　發(fā)現(xiàn)“埃迪卡拉紀(jì)生物”可能比已知古老生物化石進(jìn)化早1億年時(shí)間,這個(gè)遠(yuǎn)古生物化石上的分子痕跡對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，打開(kāi)了原始世界的大門，使得科學(xué)家們對(duì)于遠(yuǎn)古的研究更加清晰。

　　細(xì)胞如何對(duì)內(nèi)含物質(zhì)進(jìn)行整理

　　細(xì)胞內(nèi)部的各個(gè)組成部分是如何協(xié)調(diào)的，如何在正確的時(shí)間和位置發(fā)揮功能？這個(gè)問(wèn)題困擾了人類許久，科學(xué)家新研究發(fā)現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是液滴(liquid droplets)。

　　2018年，科學(xué)家發(fā)表研究報(bào)告稱，細(xì)胞中碰撞的數(shù)百萬(wàn)個(gè)RNA分子以特定的形狀相互識(shí)別和濃縮，液相分離發(fā)揮著更大的作用，驅(qū)動(dòng)DNA轉(zhuǎn)錄為RNA蛋白質(zhì)，濃縮成為附著在DNA上的液滴，它們揭示了一項(xiàng)基本的生命活動(dòng)奧秘——基因選擇性表達(dá)作用。

　　人類在對(duì)于我們過(guò)去和將來(lái)的探索中付出了諸多心血，隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)家們?cè)谒ダ涎芯?、生物進(jìn)化、遺傳疾病基因分析、干細(xì)胞、腦和神經(jīng)細(xì)胞研究領(lǐng)域取得了眾多突破，有助于我們了解人體生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老、患病和死亡的秘密。隨著我們對(duì)于生命科學(xué)的探索越來(lái)越深入，相信終有一日能揭開(kāi)它神秘的面紗。

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