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『实验技术』哺乳动物合成生物学新方法
生物通报道：合成生物学（synthetic biology），是指人们将“基因”连接成网络，让细胞来完成设计人员设想的各种任务。例如把网络同简单的细胞相结合，可提高生物传感性，帮助检查人员确定地雷或生物武器的位置。简单来说，就是给细胞编程。地球上的每种生物体（人、植物、动物、微生物）都能追根溯源到36亿年前地球尘土中出现的一个极微小的活细胞，它出现后不断地自我复制、变异、组合，最后生成了现在地球上千变万化的生物体。但是，近些年来科学家们已经不再局限于对现在生物体的改良，而想通过“合成生物学”的方法，扮演一次创造新生命的“上帝”：在实验室内创造出完全不同于自然生物体的全新人造生物体。虽然听起来很
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科学家揭秘“三父母”婴儿技术细节
新华社华盛顿４月３日电（记者林小春）世界首个细胞核移植“三父母”婴儿有关技术细节３日正式公布。科学家说，目前这名婴儿健康状况良好，为受线粒体遗传病困扰的家庭诞生健康后代带来了新希望。美国新希望生殖医学中心张进等人当天在《生殖生物医学在线》杂志上发表总长８页的论文，介绍首个细胞核移植“三父母”婴儿的一些细节。每个人都从父母那里继承三份遗传物质，分别是父亲精子的细胞核ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）、母亲卵子的细胞核ＤＮＡ以及母亲卵子中独立于细胞核的线粒体ＤＮＡ。线粒体ＤＮＡ有缺陷就会导致线粒体遗传病。论文介绍，这名“三父母”婴儿２０１６年４月６日在美国纽约诞生，其约旦籍母亲四分之一的线粒体携带亚急性坏死性
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最新技术：快速、无干扰、高灵敏度地定量检测结核分支杆菌
生物通报道：活跃的结核分枝杆菌（MTB）感染威胁着全球健康。MTB的诊断和管理非常困难。原因是缺少可定量属性，并且在实际操作过程中，目前所采用的方法的线性化程度并不好。传统的检测结核病病原体（结核分枝杆菌）的方式主要是“查痰”。痰涂片或痰培养，用以鉴定结核杆菌是否为某类抗生素的耐药菌株，选择性用药，以及鉴定痰液样本中的结核杆菌的总数目。不仅操作繁琐，而且标本质量和处理时间对检测结果的影响较大。不仅如此，对于某些特定的MTB，传统的检测结果会降低/隐藏临床表型。索取Gilson MICROMAN移液器如何精准移取麻烦液体的详细资料这篇文章发明了一种快速定量血液检测方法，对处于感染期的MTB具有高
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MIT的新技术可应用于癌症的早诊断、早预防
生物通报道：在世界的许多地区，如南非、东南亚，并非如美国、欧洲等地区有严格的食物供应监管，因此这些地区有高达80%的肝癌是由黄曲酶毒素导致。黄曲霉这种真菌经常长在玉米、花生和其他农作物中，这些地区的主要食物较容易滋生黄曲霉。MIT的研究人员开发的一种方法，可以通过肝细胞DNA测序来确定这些细胞是否暴露于黄曲霉毒素中，以此来预测罹患肝癌的风险。这是一种灵敏的检测方式，也许能够将肝癌诊断提前若干年。MIT 生物工程和化学学院教授John Essigmann说，这是一个预防手段，通过减少致癌物质的接触，减少癌症发生的可能性。这种方法也适用于其他致癌物质。该文章（3月27日PNAS）的第一作者是MIT
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MIT神经科学家的又一突破性进展
生物通报道：背景刺激清醒动物的杏仁核，动物出现“停顿反应”，显得“高度注意”，表现迷惑、焦虑、恐惧、退缩反应或发怒、攻击反应。刺激杏仁首端引起逃避和恐惧，刺激杏仁尾端引起防御和攻击反应。具有情绪意义的刺激会引起杏仁核电活动的强烈反应，并形成长期的痕迹储存于脑中。爱荷华大学的一项研究发现杏仁核并非产生恐惧和惊慌情绪所必需的结构，三个因大脑杏仁核受损而无所畏惧的女性志愿者能够体验到内在的恐惧。这表明杏仁核并不是导致人害怕与惊慌的唯一大脑区域 [Nature Neuroscience 2013]。于是科学家们一直认为，恐惧与不愉快的事件与位于大脑深处的中央杏仁核联系在一起。新进展但是，最近发表在[N
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[实验新技术]让细胞们坐在金字塔上吧
生物通报道：由于细胞膜的阻碍，很多药品或DNA药物无法直达细胞内部，因此载体对科学研究和疾病的治疗都至关重要。因此前赴后继的研究人员开发了各种各样的方式，来欺骗或是迫使细胞膜向药物开放。这项研究的核心就在于——有效且无副作用的药物载体。PNAS：用血红细胞当“货船“，治疗自身免疫疾病[实验新技术]新一代智能高效电穿孔技术如今，来自哈佛工程与应用学院的研究人员发明了一种新的方法，利用金子（gold microstructures）将各种分子输入细胞。实现了短时间高效地向数百万细胞运送功能性分子药物，将彻底改变基因治疗、药物开发、病毒疾病治疗的高通量筛选研究现状。Nabiha Saklayen是M
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一种低成本，可在家完成的检测精子活力新方法
生物通报道：全球有超过4500万对夫妇不孕不育，其中男性不育比例大约为40％，但目前用于诊断男性不育症的标准方法价格并不便宜，而且需要在临床环境中进行检测。近期来自布莱根妇女医院（Brigham and Women's Hospital，BWH），麻省总医院的研究人员研发出了一种家庭诊断检测，可以通过基于智能手机的设备检测精液质量。这种检测方法检测的是精子浓度和运动力，准确度高达98％。这一研究成果公布在3月22日的Science Translational Medicine杂志上。BWH医学工程部首席科学家Hadi Shafiee博士说：“我们希望能提出一种使男性不育症检测成为简单实惠的家庭
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Nature新技术：精确检测单细胞中单核苷酸突变
生物通报道：SingulOmics公司是一家最近成立的基因组研究和服务公司，其研究人员3月20日在Nature Methods上发表最新论文，指出该公司的新系统：用于单细胞测序的AccuSomatic Amplification，能精确检测单个体细胞中的单核苷酸变异（single nucleotide variations，SNV），实现了此前无法完成的研究。根据千人基因组计划，一般人类基因组与参考人类基因组之间存在400-500万个变化位点。这些差异包括单碱基改变、短的插入和缺失，以及较大的结构变化，如重复。绝大多数变化是良性的，而大约10,000个可能带来蛋白序列的改变或截短。科学家们通过
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陶纬国教授发表突破性成果：血液检测有望检测癌症
生物通报道：来自普度大学的一项最新成果表明，临床医师们也许很快就能通过简单的血液检查来检测和监测患者的癌症了，这将能减少或取代临床侵入性癌症检测。这一研究成果公布在3月20日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。文章的通讯作者是普度大学癌症研究中心成员，生物化学教授陶纬国（W. Andy Tao），他与其同事发现当血浆中的一系列蛋白水平升高时，就能指示患者患上了癌症。他们的研究工作是采用乳腺癌患者的样品完成的，但该方法也适用于其它任何类型的癌症和其它疾病。蛋白磷酸化过程是指向蛋白添加磷酸基团，这会导致癌细胞形成。因此称为phosphoproteins的磷蛋白已经被视为癌症生物标志物的主要
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叶新山教授Nature子刊获多糖人工合成重大突破
多糖是一类在生命体中发挥着重要作用的生物大分子，但多糖的结构却非常复杂，使多糖的合成难题长期以来一直困扰着合成化学家，令化学家望而却步，严重地制约着人们对多糖的生物学功能的认识以及实现它在改善人民生活质量方面的用途。北京大学药学院叶新山教授研究团队经过多年的研究积累，近期在多糖人工合成的难题上取得了突破性进展。这一研究成果公布在Nature Communications杂志上，文章的第一作者是北京大学药学院2013级直博生吴勇。在这篇文章中，研究人员选取阿拉伯半乳聚糖这个多糖为目标分子。该分子由一条半乳聚糖链（A链）和两条紧密靠近的阿拉伯聚糖链（B链）组成，具有高度分支的结构。研究人员从简单的
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精准治疗──治疗新靶标：突破新药研发瓶颈
2015 年初，奥巴马提出精准医学计划，意在大规模测定癌症病人的全基因组，获得大数据，挖掘癌症驱动基因，实现个性化精准用药，解决癌症对人类的威胁。2016 年初，拜登的癌症登月计划（Cancer Moonshot 2020）使精准医学计划正式落地。精准医学很快红遍全球，在世界各地、在国内也迅速催生出大量的聚焦精准医疗的创业公司。基因检测是目前癌症精准分型与精准用药的主要方法。但是，基因与生命活动的最终执行者——蛋白质之间仍然存在较大差异，难以直接反映生命变化。中心法则告诉我们，基因水平信息反映的是疾病发生的概率（即可能性），而蛋白质作为生命活动的最终执行者，其状态的改变更为直接地反映了疾病的发
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英批准首例“三父母”技术应用申请 涉伦理争议
新华社伦敦3月16日电(记者张家伟)英国人工授精与胚胎学管理局16日宣布，该机构已经批准了本国首例使用细胞核移植“三父母”婴儿技术的申请，让这项争议性技术在生育治疗中的应用迈出了实质一步。人工授精与胚胎学管理局介绍说，英国纽卡斯尔一家生育治疗机构获得了“三父母”婴儿技术认证，但这仅是认证这家机构具备实施相关治疗方案的能力；当该机构为特定患者开展治疗时，还需要申请进行第二阶段的认证。“三父母”技术主要是利用捐赠者卵子的健康线粒体替换母亲卵子有缺陷的线粒体。根据使用的不同手术方法，这一过程可以在卵子受精前或受精后进行，英国目前在卵子受精后进行移植的技术比较成熟。最终出生的婴儿除拥有父母的基因外，还
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Nature发布艾滋病研究新突破：抗体带来的持久保护
生物通报道：美国国立卫生研究院和洛克菲勒大学的科学家发现在HIV样病毒感染后，立即给猴子使用两种强大的抗HIV抗体，能帮助部分猴的免疫系统即使抗体消失后也能长期控制住病毒。这一研究成果公布在3月13日的Nature杂志上。蛋白质结构模型显示了中和抗体10-1074（蓝色）和3BNC117（红色）各自绑定到不同位点艾滋病在世界范围内广泛传播，严重威胁着人类健康和社会发展，一直受到人们的高度重视。近十年来HIV的治疗和预防已经取得了巨大的进步，HIV携带者的寿命大大延长，新HIV感染者增长速度也有所降低。但人们仍未找到治愈这种疾病的有效途径，也没有开发出相应的疫苗。去年Nature Medicin
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合成生物技术：2050年领跑世界
如今，在生物制造技术方面，合成生物技术已经成为绿色生物制造产业高速发展的引擎。利用合成生物技术改变传统的工业生产方式，将减少对自然资源的依赖，以更小的环境代价获得高经济产出，破解资源、能源、健康、环境、安全等重大难题。在我国的“十三五”科技创新战略规划中，合成生物技术已被列为重点发展方向，到2020年，我国将在该领域初步建立起合成生物技术的创新体系，在一些核心关键技术上进行突破，培育形成相关的合成生物技术产业，实现由部分“并跑”向整体“并跑”、部分“领跑”突破。“非生命的化学物质通过设计合成再造出新的生命体，已经在实验室里实现了。”最近，天津大学化工学院教授元英进有点儿兴奋，历经5年“默默无闻
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Nature Methods新方法能矫正RNA-seq测序的技术偏差
生物通报道：基因表达分析正越来越多地用于癌症的诊断和检测，是生物学研究的主要工具，一种新型的计算方法可以提高基因表达分析的准确性。来自卡耐基梅隆大学和纽约州立大学石溪分校的研究人员称，他们的方法（被称作Salmon）能够矫正转录组测序技术（RNA-seq）中的技术偏差。而且这种技术预估基因表达水平的速度也与其它快速方法相当。他们的方法已发表于3月6日的Nature Methods杂志，并且Salmon的资源代码已经被成千上万的用户免费下载。来自卡耐基梅隆大学计算生物学系的助理教授Carl Kingsford说，Salmon为RNA-seq实验及其可能存在的偏差提供了更丰富的计算模型。为这种技术
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新技术精确追踪大脑中分泌的多巴胺含量
生物通报道：人脑有百亿个脑细胞，相互联系，形成网络。脑细胞与脑细胞之间并不是紧密接触，而是有空隙的。它们之间的沟通要靠神经递质，跨越神经突触，传输信息。主要的神经递质有：多巴胺、去甲肾上腺素、5羟色胺、乙酰胆碱、以及组鞍等。大脑最外层是由脑细胞组成的大脑皮层“灰质”，内部是一大片神经纤维“白质”。在白质中间镶嵌的一团团灰质，称为“神经核”，除了大脑皮层的脑细胞之外，很多脑细胞按照各自神经递质类型聚在一起，就形成了神经核。为数最多的是多巴胺神经核。目前研究发现，与多巴胺相关的神经通路功能包括：1. 调控情绪和感情表达，认知、思想、感觉、理解和推理能力。精神分裂症的问题可能就处在这条通路
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[实验新技术]新一代智能高效电穿孔技术
生物通报道：电穿孔技术（electroporation），也就是我们熟悉的“电转”，是指在外部增加短时强电脉冲时，细胞膜双脂层上会形成瞬时微孔，使细胞膜的通透性增强，离子、亲水分子、病毒粒子、DNA、蛋白质、染料等正常情况下不能通过细胞膜的颗粒，可以通过电穿孔技术进出细胞。如立体模式图显示，当细胞通过“电转区”时，施加脉冲，电场线通常不将绝缘的细胞穿透，而是通过导电孔穿过细胞。目前，电穿孔技术已广泛应用于生物技术、基因工程、临床医学等多个领域。比如，利用电穿孔实现基因转染、细胞融合、将外源蛋白质分子插入细胞膜、激活细胞膜的传输因子、提高酶的活性、提高药物进入细胞的能力、以及增强癌症的化疗效果等
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NCI-MATCH新一代测序技术推进癌症个性化治疗
生物通报道：来自美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心生物库和病理研究中心的P. Mickey Williams教授及其同事发表了一篇最新的文章，文章结果表明使用NCI-MATCH新一代测序法检测肿瘤基因突变结果灵敏，特异性和重复性良好。精准医学的个体化治疗是最有希望攻克癌症研究领域之一。美国国家癌症研究中心的分子分析治疗选择项目（NCL-MATCH）是一个正在进行中的、有关肿瘤基因特征的大型肿瘤治疗方法临床试验项目。这项测试研究内容不仅包括了提高多组织间的治疗效力，而且针对两种方法，大范围筛选板（screening panels）和疾病特异性检测（disease-specific assays）
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Nature子刊新技术：第一时间监控手术血液变化
生物通报道：中佛罗里达大学（UCF）的研究人员发明了一种方法，能够连续监视外科手术中的病人血液。该技术首次为较量生死的外科手术提供了实时监控。该技术由UCF光学与光子学学院的Aristide Dogariu教授所开发。主要原理是利用了相干门控光散射（coherence-gated light scattering）。通过光纤产生光束，照射入患者血液，然后再解析光散射信号。研究人员认为，在一些情况下，这种技术可以取代现用的抽血检测技术。在手术过程中，医生们最怕患者的血液过早凝固，哪怕是出现血块。因凝血引起的血管栓塞分分钟会导致危及生命的危险情况，例如中风或肺栓塞。只要一个血块就会造成负责体外循环
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中科大最新PNAS：单神经元质谱技术
中国科学技术大学化学与材料科学学院教授黄光明与生命科学学院教授熊伟开展紧密合作，基于自行开发的单细胞电生理与质谱联合检测平台，对小鼠大脑中单个神经元开展了多种化学成分的快速质谱检测，并且可以做到同步采集电生理信号，在单细胞层次上成功完成了对神经元功能、代谢物组成及其代谢通路的研究。相关研究成果以Single-Neuron Identification Of Chemical Constituents,Physiological Changes, And Metabolism Using Mass Spectrometry 为题，于2月21日在线发表在国际学术期刊《美国科学院院刊》(PNAS)上
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