2007聚焦最新研究技术

【字体: 时间:2007年12月18日 来源:生物通

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  生命科学的发展自然离不开研究技术的更新,好的技术对于研究人员来说有时就像是及时雨,能解燃眉之急,破沉疴难起,获得更重要的发现,那么2007年生命科学领域值得关注的新技术有哪些呢?

  

生物通报道:10月《新闻周刊》亚洲版撰写封面文章指出,如果说物理学研究主宰了整个20世纪,那么生命科学研究将主宰整个21世纪,现2007年即将结束,那么今年生命科学研究的关键词是什么呢?关注度最高的新闻人物又有哪些呢?2007生命科学十大新闻评选即将在生物通拉开帏幕,通过网友投票及专家参考意见,我们将选出2007年最受瞩目的生命科学事件,以及科技风云人物,敬请关注。

生命科学的发展自然离不开研究技术的更新,好的技术对于研究人员来说有时就像是及时雨,能解燃眉之急,破沉疴难起,获得更重要的发现,那么2007年生命科学领域值得关注的新技术有哪些呢?

首先吸引我们眼球的就是2007年的诺贝尔医学/生理学奖颁给了一种基因操作技术:基因打靶,虽然这一实验技术算不上什么新型的研究技术,但是由于这一技术确实在生物技术发展道路上起着不可替代的作用,这里当然要提一下,这一技术起源于一种称为同源重组(homologous recombination)的自然现象——这一现象在生物体中用于损伤的DNA修复。包装了DNA的染色体都是成对出现——各来自一个亲代——在同源重组的过程中,DNA片段可以在两条链之间进行交换。两位诺奖获得者Capecchi和Smithies发现在小鼠DNA中可以利用同源重组插入已知序列的人工DNA,从而靶向特异小鼠基因。而另外一位分享这一奖项的Evans提出可遗传性的关键因素——这最终导致了敲除小鼠的发展,他提出利用小鼠胚胎干细胞能将遗传物质引入一个不同品系小鼠。当他将干细胞注射入胚胎中,这些小鼠的染色体,如预期一样,进行了重组。这种“嵌合”的胚胎可以植入“代理孕母”中,当后代进行了配对,这种基因就可以遗传了。之后Evans开始在将干细胞注射入小鼠卵中之前利用逆转录病毒将新基因整合到了基因组中修改了干细胞,这些新基因传递给了胚胎,从而遗传给了后代,这种技术与人工基因重组相结合就获得了第一代的基因敲除小鼠。

敲除技术的重要改进——尤其是条件突变体(conditional mutants)的发展——让这一技术成为了生物学家们手中更有价值的工具。一个由Klaus Rajewsky发展而来,称为Cre-lox的系统,在小鼠出生后的挑选期可以关闭靶基因,这一改进很重要,因为15%的基因在胚胎发育过程中都是必需的,敲除可能会导致死亡,而且一些基因只是与后期一些特殊的疾病相关。

这项能让生物学家轻易识别基因功能的“鬼斧神工”技术能帮助研究人员获得“敲除”小鼠,即特异基因失效的变异品种,这能用于确定在健康细胞,发育细胞和疾病细胞中特异基因的作用,以及获得带有人类疾病的动物模型。

另一项引起整个生命科学界轰动的技术就是干细胞研究技术的突破,这一技术成就被《时代》选为十大科学发现之一,不过与下半年利用皮肤干细胞仿制胚胎干细胞、克隆猕猴胚胎并提取胚胎干细胞系这样的轰动性消息相比,年初的一项干细胞研究成果似乎没怎么受到重视:科学家发现从羊水中也能成功提取干细胞。虽然不像胚胎干细胞那么“万能”,但“羊水干细胞”也可以分化成肌肉、血管、神经等多种细胞。“羊水干细胞”的价值在于,它提供了一个获取干细胞的极其便捷的新来源:孕妇常规羊水诊断后的羊水样本,以及在胎儿出生后往往被母亲丢弃在医院的胎衣。仅在美国,每年就有400多万新生儿降生。从这个意义上说,“羊水干细胞”必将吸引医学界更多的关注。

其次值得一提的还有单细胞分析技术,单细胞分析是分析化学、生物学和医学之间渗透发展形成的跨学科前沿领域。在过去几十年中,已有一些方法帮助科学家了解单个细胞的行为差异,但它们仍有很大的局限性。利用这些方法,科研人员只能研究目前已知的细胞,但难以研究大多数目前未知的细胞。今年美国华盛顿州立大学的诺尔曼道奇科研小组的单细胞分析成果,则成为探索单细胞活动的有力帮手,他们以超灵敏的技术分离了单细胞,并能揭示其中未知的分子活动情况。  

另外,10月份斯克利普斯研究院的研究人员报道了一种能用于识别生物样品中不同分子(单细胞水平以下)的新技术:nanostructure-initiator mass spectrometry(纳米结构启动质谱,NIMS),研究人员希望能将这一分析技术用于临床,检测生物代谢终产物:血液,尿样的疾病诊断。
(生物通:万纹)

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