2014年世界五大國的生命科學與生物技術發(fā)展如何呢？讓我們一起來回顧下：

一、美 國

 

　　遺傳研究更深入掌控基因；細胞學攻克檢測與治療多項難題；腦科學研究記憶刺激技術幫助恢復記憶，發(fā)現(xiàn)大腦存在“意識開關”和“信息交換臺”。

 

　　田學科(本報駐美國記者)遺傳學方面，杜克大學繪制出綜合酵母菌基因脆弱位點圖，而脆弱位點所在區(qū)域正是DNA復制機變慢或停頓的地方，揭示了許多固體腫瘤中基因異常的源頭；冷泉港實驗室發(fā)現(xiàn)了除X、Y染色體以外的另一種決定性別的亞基因單位，失去它果蠅會變成雌雄雙性體；斯克里普斯研究所利用RNA分子首次在試管中造出具有“交叉手性”的酶，即以原始RNA鏈為模板復制出原版本的鏡像，也可以利用鏡像復制出原始RNA鏈。

 

　　在細胞學領域，加州大學圣克魯茲分校開發(fā)出一種機器人式的“納米生物間諜”，能從單個活細胞內(nèi)提取出樣本進行RNA或DNA測序，而不會殺死細胞；該校舊金山分校不經(jīng)過誘導多能干細胞轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)將人類皮膚細胞轉(zhuǎn)化為成熟的全功能肝細胞，移植到肝功能衰竭小鼠模型體內(nèi)能自行蓬勃生長；索爾克研究所通過“間接譜系轉(zhuǎn)化”法將人類皮膚細胞直接變成可移植白細胞。

　　在腦科學研究領域，國防部[Cutting-edge研究項目局(DARPA)計劃開展一項為期4年的記憶刺激技術研究，開發(fā)記憶植入體放入腦中幫受傷士兵或老年癡呆癥患者恢復記憶；DARPA還與威斯康辛大學麥迪遜分校合作，研發(fā)出探究人腦神經(jīng)結構與功能之間聯(lián)系的腦研究技術；華盛頓大學發(fā)現(xiàn)大腦存在“意識開關”，并用電擊關閉了人的意識；此外多家單位研究人員還發(fā)現(xiàn)，腦中一個特殊部位具有信息“交換臺”功能，能引導來自外部和內(nèi)部記憶中的信號；塔夫茨大學成功創(chuàng)建出三維腦狀組織模型，功能和結構特征類似于大鼠腦組織，可用于研究腦功能，開發(fā)治療腦功能障礙新療法。

 

　　2014年諾貝爾化學獎得主埃里克·貝齊格的團隊研發(fā)出一種新型光學顯微鏡，能以近實時速度拍攝活細胞活動的三維高清圖，跟蹤觀察個體蛋白質(zhì)運動、受精卵發(fā)育、細胞分裂時細胞骨架的生長和收縮。

 

　　在艾滋病、癌癥和埃博拉等重大疾病研究領域，科學家完全弄清楚了艾滋病病毒表面突起的結構及其與人體細胞融合前后的動態(tài)變化，這些突起是它感染人體細胞的關鍵；坦普爾大學用CRISPR/Cas9基因剪輯技術首次成功地從人類細胞中徹底清除了潛在HIV-1病毒，朝長時間治愈艾滋病方向邁出了重要一步；加州大學舊金山分校借助基因編輯技術，用誘導多能干細胞(iPS細胞)培育出能對抗艾滋病病毒感染的白細胞，還可以培育成其他血細胞，有望成為功能性治愈艾滋病的新方法。

 

　　哈佛大學韋斯仿生工程研究所開發(fā)出治療乳腺癌的新方法，無需手術、化療或放療，能在一定程度上逆轉(zhuǎn)小鼠乳腺腫瘤癌變；耶魯大學發(fā)現(xiàn)了一種由海洋細菌產(chǎn)生的物質(zhì)lomaiviticin A能通過破壞DNA的方式殺滅癌細胞；其他研究人員還發(fā)現(xiàn)一種生活在土壤中的致病細菌能使實驗狗體內(nèi)腫瘤縮小，且不會侵襲周圍健康的富氧組織。

 

　　在埃博拉病毒治療藥物和疫苗研發(fā)方面，多家生物制藥公司已研制出多種治療藥物，但進入市場還有待進一步臨床試驗；埃博拉病毒疫苗人體臨床一期試驗獲得成功，進入二期臨床試驗準備。

 

二、英 國

 

英國對生物醫(yī)學領域的投資依然保持高位。基因研究、干細胞研究等領域成果不斷，疾病研究新成果有望造福人類。

 

　　劉海英(本報駐英國記者)在基因研究方面，科學家首次確認一個與智力有關的特定基因，該基因變異會影響到大腦皮質(zhì)厚度，進而對智力造成影響，這一發(fā)現(xiàn)有助于科學家更好地理解某些智力障礙背后的生物機制;推出揭示人類遺傳史細節(jié)的交互式地圖，系統(tǒng)展示了過去4000年亞非歐及南美洲95個人類族群間的基因融合史，使人們看到重要歷史事件對人類遺傳歷史的影響;通過觀察健康細胞基因組的變異過程，重建單個細胞生命史。

 

　　在合成生物學方面，英科學家和國際同行一道歷時7年，用計算機模擬出酵母菌16個染色體中低至的一個染色體，標志著合成生物學向前邁出了重要一步。

 

　　在干細胞研究方面，英美科學家首次利用多功能干細胞在實驗室中培養(yǎng)出具有功能性滲透屏障的表皮組織，可作為測試藥物和化妝品的廉價替代模型，開發(fā)皮膚疾病新療法，并有望大量生產(chǎn)功能性人造表皮;劍橋大學科學家發(fā)現(xiàn)胚胎干細胞的細胞核具有擠壓收縮、拉伸膨脹的特性，有望為制造人工拉脹性材料提供替代性方法。

 

　　在疾病研究領域，諾丁漢大學科學家揭示了干擾素在免疫反應中的作用，明確了不同類型的干擾素在對抗感染時的獨特生物機制，為肝炎和癌癥等疾病的治療提供了新思路;研究人員操控單個蛋白實現(xiàn)了老年鼠的胸腺再造，首次實現(xiàn)哺乳動物活體器官再生，有望為免疫系統(tǒng)受損和胸腺發(fā)育相關的遺傳病患者提供新療法;英美聯(lián)合開發(fā)的cAd3-ZEBOV埃博拉疫苗初步通過人體測試，安全性數(shù)據(jù)令人滿意。

 

　　在人工授精技術方面國際力爭上游的英國2月公布一項草案，就“一父兩母”人工授精技術的具體操作規(guī)范展開公眾咨詢，使得“一父兩母”技術逐漸接近實用，7月開始修改法律允許“線粒體DNA置換”，也許到2016年初，首位由“三合一”胚胎人工授精技術誕生的嬰兒將出世。

 

三、德 國

 

　　德國在衰老研究、生物進化、遺傳疾病基因分析、干細胞、腦和神經(jīng)細胞的研究等方面取得諸多成就。

 

　　李山(本報駐德國記者)衰老生物學研究所發(fā)現(xiàn)通過藥物可防止甚至“逆轉(zhuǎn)”因衰老導致的睡眠質(zhì)量下降;生物化學研究所發(fā)現(xiàn)了一種蛋白酶能砍下DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)的蛋白元件;發(fā)育生物學研究所深入了解了眼睛的進化，還揭示了斑馬魚藍黃色相間條紋圖案如何形成;植物分子生理學研究所發(fā)現(xiàn)，植物可以通過無性繁殖的方式把所有遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到其他植物中;精神病學研究所發(fā)現(xiàn)108個與精神分裂癥相關的遺傳位點。

 

　　感染生物學研究所發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)識別病原體的一種全新方法，發(fā)現(xiàn)重復突變基因通過制造有毒蛋白引起神經(jīng)退行性疾病;神經(jīng)生物學研究所等發(fā)現(xiàn)，祖細胞表面上FLRT蛋白質(zhì)可誘發(fā)驅(qū)避信號和引誘信號，“指導”錐體細胞的前體細胞到達它們的目的地;分子遺傳學研究所等開發(fā)了一種名為“PhenIX”的方法，能安全快速地對遺傳性疾病的基因分析和癥狀分析進行鑒定，另外還發(fā)現(xiàn)基因突變不會隨機地發(fā)生在兩套親本染色體中。

 

　　波恩大學等發(fā)現(xiàn)曬傷不僅直接改變色素細胞的基因組，還間接通過周圍組織中的炎癥過程促成黑色素瘤形成;發(fā)現(xiàn)免疫細胞可轉(zhuǎn)變?yōu)楦嗖煌男问?/font>;發(fā)現(xiàn)大腦額葉中負責信號傳輸?shù)?/font>DRD2基因與健忘、注意力不集中有緊密聯(lián)系;發(fā)現(xiàn)在細胞死亡以后其免疫成分依然保持活性，并且可以進入其他細胞繼續(xù)為炎癥反應提供支持;發(fā)現(xiàn)人的免疫傳感系統(tǒng)在分子水平上對病毒發(fā)動了攻擊;發(fā)現(xiàn)兩種蛋白影響神經(jīng)細胞的連接和傳遞到海馬區(qū)的神經(jīng)信號;確定了一些在先天免疫應答中發(fā)揮作用的遺傳變異體。

 

　　其他研究機構的成果包括解開了阿爾茨海默氏病中Tau蛋白發(fā)揮作用的分子識別機制;為“蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫”中的18097個基因獲得了蛋白證據(jù);構建了一個具有生物力學功能的類細胞模型;揭示了導致抗生素紅霉素耐藥性的細菌核糖體變化;識別出骨髓增生異常綜合癥(MDS)的血癌干細胞;發(fā)現(xiàn)幼兒癲癇新致病基因;人工合成可抑制哮喘的單糖分子;分析了身體軸在脊椎動物早期胚胎中的形成;發(fā)現(xiàn)了肝臟的多項再生和抑制腫瘤生長機制;研發(fā)用病毒來殺死癌細胞的溶解療法;發(fā)現(xiàn)干細胞治療的潛在風險;揭示了負責細胞分裂的復合端粒酶的作用機理等。

 

　　此外，德國還參與完成了一馬當先白蟻、甘藍型油菜、長臂猿和古人類等的基因組測序和分析。

 

四、法 國

 

　　世界第二例長時間性全人工心臟移植手術取得成功，舉辦歐洲髙至生物實驗室展會，開發(fā)埃博拉病毒小型快速檢測儀。

 

　　原子能及可再生能源委員會開發(fā)出一種可快速檢測埃博拉病毒的小型儀器，其外形和操作方法與快速驗孕棒相似，15分鐘內(nèi)就能出結果;與意大利合作研發(fā)出快速檢測埃博拉病毒的便攜設備，靈敏度極高并能在早期甄別病毒，可在75分鐘內(nèi)測出血液樣本中的埃博拉病毒。

 

　　第59屆法國國際實驗室、生物技術展在巴黎舉辦。法國生物制藥公司ERYTECH由于開創(chuàng)“腫瘤饑餓法”療法獲歐洲生物工業(yè)協(xié)會頒發(fā)的2014年歐洲生物技術中小企業(yè)[much]具不斷研制性獎。

 

　　五、俄羅斯

 

　　研究人類衰老機制取得進展，用干細胞生成牙組織，“迷你”人工智能研發(fā)邁出重要一步，埃博拉病毒疫苗進入動物試驗，造出新型生物反應器。

 

　　亓科偉(本報駐俄羅斯記者)在基因技術領域，由俄美科學家組成的科研團隊發(fā)現(xiàn)了DNA正確折疊的必要條件，有助于研究人類衰老機制，研制出轉(zhuǎn)基因成分快速微型檢測儀，可在較短時間內(nèi)檢測出食品中是否含有轉(zhuǎn)基因成分；干細胞研究方面，研究人員用狗大網(wǎng)膜和皮下脂肪處的干細胞在實驗狗的缺失牙齒部位形成了牙組織。

 

　　在“迷你”人工智能生物研發(fā)方面邁出了重要一步，制造出世界上一馬當先虛擬生物—線蟲，其神經(jīng)細胞構成完全仿照現(xiàn)實生物體，能自主移動，并營造出適合線蟲生存的水和土壤環(huán)境。

 

　　在埃博拉病毒研究方面也取得不錯成績，正在對埃博拉出血熱病毒試驗疫苗進行動物試驗，很快就會進行人體測試;流感疫苗研制也取得突破，研制出治療流感的新型裂解疫苗，利用病毒表面及核心蛋白生產(chǎn)而無需使用輔藥，因而不會產(chǎn)生過敏性反應;五種多用途流感疫苗已進入臨床前研究階段，預計4年內(nèi)有望進入市場。

 

　　借助嗜熱菌研制高效生物反應器，可直接產(chǎn)生熱能而不是產(chǎn)生沼氣之類的燃料，反應器內(nèi)的溫度可達60攝氏度。