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敬畏生命 2018科學領域重大突破大盤點

2018-12-22 08:43:22來源：中國化工儀器網(wǎng)關鍵詞：生命科學閱讀量：2159

　　【中國儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】《科學》雜志是美國科學促進會出版的一份學術期刊，如今，已成為全世界的學術期刊之一。該雜志于1880年由愛迪生投資1萬美元創(chuàng)辦，于1894年成為美國大的科學團體"美國科學促進會"(American Association for the Advancement of Science ，AAAS)的刊物。

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

　　單細胞尺度細胞譜系追蹤技術

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

　　目前，生物學家在單細胞尺度上揭曉了每個基因何時啟動并誘導細胞分化。他們指出，推動這些技術進步的是將數(shù)千個完整細胞從生物體中分離出來的技術，有效地對每個細胞中表達的遺傳物質(zhì)進行測序，并使用計算機對細胞進行標記，從而重建它們在時間尺度上的關系。

　　古人類“混血兒”

　　2012年，考古學家在西伯利亞一個洞穴里發(fā)現(xiàn)了一塊來自5萬多年前的女性骨骼碎片，科學家們用這個骨骼提取出的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代的歐洲和亞洲地區(qū)曾發(fā)生過雜交。

　　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，通過對西伯利亞洞穴發(fā)現(xiàn)的骨骼化石的DNA進行研究得以證明，這三個古人類分支曾生活在不同時期，并且他們的確存在過親密接觸。DNA是人類歷史上偉大的發(fā)現(xiàn)之一，通過對DNA的研究不僅讓我們更加了解了有機生命的個體，揭示了有機生命體生生不息的奧秘，DNA的存在還是能夠為我們揭露歷史，挖掘人類繁衍的秘密。

　　法醫(yī)系譜學日趨成熟

　　2018年4月，美國警方宣稱逮捕了一名重大嫌疑犯，他是上世紀70-80年代在加州轟動一時的系列強奸和謀殺案主兇——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)場采取的DNA，通過公共家譜DNA數(shù)據(jù)庫鎖定了這名“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破獲了大約20多起重大案件，開創(chuàng)了新的技術領域——法醫(yī)系譜學。

　　除此以外，隨著人們對DNA的探索，它的應用也越來越廣。針對近幾年拐賣兒童案件逐年上升的趨勢，公安部又組織開發(fā)建立了全國公安機關“打拐”DNA數(shù)據(jù)庫，使許多被拐賣的孩子和家里親人得以團聚。

　　基因沉默藥物獲批

　　2018年，一種基于基因沉默機制的“RNA干擾”藥物獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)的批準。該藥物應用諾貝爾獎級別的技術，可以治療導致神經(jīng)損傷的罕見遺傳性疾病。這一舉措可能預示著一種針對致病基因的新型藥物的誕生。

　　伍斯特馬薩諸塞大學醫(yī)學院的克雷格·梅洛表示，這項批準只是個開始，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。他預測，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，將會很快上市。

　　原始世界的分子窗口

　　今年，科學家在5億多年前的遠古生物化石上發(fā)現(xiàn)了分子的痕跡，對這些分子進行檢測研究，從而使他們對神秘的遠古世界認知更加清晰。同時，科學家們在一些已知的奇怪化石中也發(fā)現(xiàn)了脂肪分子特征，這些遠古生物被稱為“埃迪卡拉紀生物”，這些生物距今5.42億至6.35億年，它們被認為是海洋無脊椎動物門的寒武紀演化爆炸的早期動物祖先。

　　發(fā)現(xiàn)“埃迪卡拉紀生物”可能比已知古老生物化石進化早1億年時間,這個遠古生物化石上的分子痕跡對于人類來說，打開了原始世界的大門，使得科學家們對于遠古的研究更加清晰。

　　細胞如何對內(nèi)含物質(zhì)進行整理

　　細胞內(nèi)部的各個組成部分是如何協(xié)調(diào)的，如何在正確的時間和位置發(fā)揮功能？這個問題困擾了人類許久，科學家新研究發(fā)現(xiàn)，這個問題的關鍵是液滴(liquid droplets)。

　　2018年，科學家發(fā)表研究報告稱，細胞中碰撞的數(shù)百萬個RNA分子以特定的形狀相互識別和濃縮，液相分離發(fā)揮著更大的作用，驅(qū)動DNA轉(zhuǎn)錄為RNA蛋白質(zhì)，濃縮成為附著在DNA上的液滴，它們揭示了一項基本的生命活動奧秘——基因選擇性表達作用。

　　人類在對于我們過去和將來的探索中付出了諸多心血，隨著時代的進步，科學家們在衰老研究、生物進化、遺傳疾病基因分析、干細胞、腦和神經(jīng)細胞研究領域取得了眾多突破，有助于我們了解人體生長、發(fā)育、衰老、患病和死亡的秘密。隨著我們對于生命科學的探索越來越深入，相信終有一日能揭開它神秘的面紗。

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