以色列

研究抗癌、抗衰老疑難雜癥 超高分辨率顯微鏡看到活細胞

本報駐以色列記者 毛黎

特拉維夫大學(xué)率先證明，通過(guò)CRISPR基因編輯技術(shù)能有效地破壞動(dòng)物癌細胞DNA，同時(shí)保持周?chē)渌毎M織完好無(wú)損；舍巴醫學(xué)中心在全球首次試驗性采用“逆向個(gè)性化藥物”（RPM）治療癌癥患者；特拉維夫大學(xué)研發(fā)出一種快速檢測儀，可實(shí)時(shí)檢測患者在接受惡性腫瘤切除后腹腔內是否還有癌細胞殘留，還設計出治療皮膚黑色素瘤的納米載體藥物系統，該系統有望擴展到其他疾病的治療。

以色列理工大學(xué)結合質(zhì)譜和計算兩種方法，開(kāi)發(fā)出快速且廉價(jià)地分析血液樣本的新方法，將首先應用于惡性腫瘤的早期檢測；他們還研發(fā)出新型自行微型機器能直接將藥物、DNA和化學(xué)物質(zhì)通過(guò)電穿孔技術(shù)進(jìn)入特定的單細胞內。

魏茨曼科學(xué)院開(kāi)發(fā)出獨特方法，可在人工單元格中生產(chǎn)病毒小片段的獨特方法，從而解決了研究高致病性病毒的安全性問(wèn)題；他們還發(fā)現，細菌在受到病毒攻擊時(shí)會(huì )產(chǎn)生保護自己的化合物，這種抗病毒機制有望成為人們應對新冠病毒和其他病毒的關(guān)鍵。生物物理學(xué)家和醫生組成的團隊開(kāi)發(fā)出數學(xué)模型，可預測某些細菌抗生素治療能否成功，幫助準確選擇針對患者病情的抗生素。

巴伊蘭大學(xué)研究人員證實(shí)了15年前的關(guān)于人體衰老的理論：隨著(zhù)時(shí)間流逝，人體實(shí)際下降的是細胞協(xié)調能力，而非細胞功能，有望為醫治衰老提供新思路；特拉維夫大學(xué)和沙米爾醫學(xué)中心證明，僅借助氧氣就能成功逆轉人體衰老過(guò)程；以色列和烏克蘭研究人員首次誘導實(shí)驗鼠代謝率和體溫出現長(cháng)期下降，據信這能使其保持健康并具有更長(cháng)壽命。

基于魏茨曼科學(xué)研究院的研究成果，ImmunoBrain Checkpoint公司研發(fā)出阿爾茨海默病新療法，并計劃開(kāi)展臨床試驗。

以色列理工大學(xué)開(kāi)發(fā)出新型顯微鏡（DeepSTORM3D），能獲得活細胞超高分辨率三維圖像。耶路撒冷工學(xué)院與美國康奈爾大學(xué)合作，獲得了成年斑馬魚(yú)大腦的精細結構圖像，為大腦成像領(lǐng)域的新突破。

Remilk公司生成無(wú)需母牛的乳蛋白，將乳蛋白粉與其他物質(zhì)混合后，可生產(chǎn)出特性、口感和結構完全相同的牛奶、奶酪、酸奶和冰淇淋等。

韓 國

發(fā)現五個(gè)關(guān)鍵轉錄因子 助大腸癌細胞轉為正常

本報駐韓國記者 邰舉

韓國科學(xué)技術(shù)院與首爾三星醫院共同宣布，成功開(kāi)發(fā)出一種幫助大腸癌細胞向正常大腸細胞轉化的原創(chuàng )技術(shù)。研究發(fā)現5個(gè)關(guān)鍵轉錄因子CDX2、ELF3、HNF4G、PPARG和VDR，可以將大腸癌細胞轉化為正常大腸細胞。新發(fā)現的名為SETDB1的因子能夠調節上述轉錄因子的活性。

美 國

基因編輯與細胞科研成果多 多種重大疾病研究有新進(jìn)展

本報駐美國記者 劉海英

美國科學(xué)家不僅通過(guò)癌癥試驗研究證實(shí)CRISPR編輯免疫細胞的安全性，還首次開(kāi)展了將CRISPR-Cas9基因療法直接用于人體臨床試驗，治療遺傳性眼病——萊伯氏先天性黑蒙癥（LCA10），并宣布借助CRISPR基因編輯技術(shù)治愈了3名遺傳病患者。

在基因編輯新工具研發(fā)方面，2020年諾貝爾化學(xué)獎得主詹妮弗·杜德納教授領(lǐng)導的研究發(fā)現了一種超緊湊型CRISPR-Cas系統——CRISPR-CasΦ，與CRISPR-Cas9和Cas12a相比，新系統能對更廣泛的基因序列設靶，有望成為CRISPR基因編輯工具箱中又一個(gè)強力工具。

在細胞研究領(lǐng)域，波士頓大學(xué)和卡內基梅隆大學(xué)的研究人員合作，開(kāi)發(fā)出肺細胞培養新技術(shù)，能讓所產(chǎn)細胞純度更高、存活更久，有助于科學(xué)家更好構建肺病模型，推動(dòng)對肺病的研究治療；加州大學(xué)研究團隊首次在實(shí)驗室將人類(lèi)細胞可控、可逆地變成透明，可更加清晰地顯示活細胞和活組織內部的所有動(dòng)態(tài)過(guò)程，這將極大推進(jìn)人類(lèi)對多種生物系統的透徹理解；哈佛大學(xué)研究人員利用人類(lèi)多能干細胞培養出可以長(cháng)毛發(fā)的皮膚“類(lèi)器官”，將帶來(lái)一種用于研究人類(lèi)皮膚發(fā)育的工具，加深人類(lèi)對疾病建模和重建手術(shù)的認識；加州大學(xué)圣迭戈分校研究人員首次將星形膠質(zhì)細胞轉為功能性神經(jīng)元，為人類(lèi)治療神經(jīng)退行性疾病帶來(lái)巨大希望。

在以癌癥為代表的疾病治療研究領(lǐng)域，美國科學(xué)家也有很多成果。他們找到了腦瘧疾發(fā)展的關(guān)鍵分子EphA2蛋白；發(fā)現了可以殺死人類(lèi)癌細胞的脂肪酸二高-γ-亞麻酸（DGLA）；開(kāi)發(fā)出可提前發(fā)現50多種癌癥的驗血新方法；研制出可檢測阿爾茨海默病早期預警信號的成像新技術(shù)；揭示了未接受抗逆轉錄病毒治療而能夠控制病毒復制的患者體內抑制艾滋病病毒轉錄的機制。

法 國

開(kāi)發(fā)新型慢性乙肝治療藥物 基因療法與免疫療法有進(jìn)步

本報駐法國記者 李宏策

法國利用基因編輯技術(shù)在生物醫藥領(lǐng)域繼續取得成果。2020年歐洲肝臟學(xué)術(shù)研究年會(huì )（EASL 2020）上，法國研究人員提出利用CRISPR-cas9開(kāi)發(fā)治療慢性乙肝的新型藥物，通過(guò)基因編輯實(shí)現靶向乙肝病毒，可能產(chǎn)生乙肝表面抗原。

此外，基因療法也在不斷取得進(jìn)展。法國巴黎視覺(jué)研究所與英、美團隊合作，通過(guò)線(xiàn)粒體靶向技術(shù)將病毒載體注射到患者眼睛中，成功治療了37名遺傳性視神經(jīng)病變（LHON）患者，78%接受治療的患者雙眼視力得到顯著(zhù)改善。

人們對免疫療法抗擊淋巴瘤的分子機制知之甚少。在一項新研究中，來(lái)自法國國家科學(xué)研究中心、巴斯德研究所和波爾多大學(xué)的研究人員首次觀(guān)察到治療性抗體與其靶蛋白之間的相互作用，揭示治療性抗體結合人體CD20機制，從而為開(kāi)發(fā)新的治療方法開(kāi)辟了道路。

俄羅斯

研發(fā)首個(gè)抗癌鎳基化合物 腫瘤檢測與治療有新方案

本報駐俄羅斯記者 董映璧

2020年，俄羅斯在研發(fā)、治療各類(lèi)癌癥方面取得了不少成績(jì)。

最為突出的是俄羅斯秋明國立大學(xué)參與的國際科研團體研發(fā)出全球首個(gè)有抗癌效果的以鎳為基礎的化合物。該藥更便宜，對患者的危害也較小，可代替該領(lǐng)域的鉑衍生物，能改進(jìn)藥物研發(fā)，而不用擔心癌細胞抗藥性增加以及藥物副作用。

此外，俄羅斯國家核研究大學(xué)“莫斯科工程物理學(xué)院”和莫斯科國立謝切諾夫第一醫科大學(xué)科研人員，提出了宮頸癌前病變熒光診斷和光動(dòng)力內科治療（PDT）診療新方法，并在所有參與研究的女性患者身上證實(shí)了治療的有效性。

俄羅斯奧廖爾國立大學(xué)還開(kāi)發(fā)出基于光學(xué)技術(shù)診斷肝部腫瘤的方法。這種腫瘤檢測方法更精確，能提高肝癌患者的治療效率。

烏克蘭

研發(fā)出生物監測熒光裝置 可用于診斷多種器官疾病

本報駐烏克蘭記者 張浩

2020年，烏克蘭國家科學(xué)院物理與生物物理應用研究所研發(fā)出一種熒光裝置，可用于監測呼出氣體和生物蒸氣中的超低濃度丙酮和氨分子。

氨指標可用于診斷肝腎功能不全和肺癌，丙酮可用于糖尿病、腺炎、心力衰竭等疾病的診斷。利用熒光信號對某些試劑高敏感性的特點(diǎn)，基于有機染料與丙酮和氨分子間相互作用并改變其熒光響應的能力，烏克蘭研究人員研制出了這款用于檢測超低濃度丙酮和氨分子的熒光裝置。裝置傳感器的“心臟”是二氧化硅基質(zhì)中的敏感膜，該基質(zhì)引入了香豆素系列有機染料作為敏感成分，并引入了量子點(diǎn)作為熒光信號放大器。

日 本

發(fā)現Pg菌可引發(fā)阿爾茨海默病 給獼猴移植子宮首次成功產(chǎn)子

本報駐日本記者 陳超

日本九州大學(xué)、北京理工大學(xué)和吉林大學(xué)聯(lián)合研究首次發(fā)現，長(cháng)期向小鼠全身注入牙周病的病原菌——牙齦卟啉單胞菌（Pg菌），正常中年小鼠腦外產(chǎn)生的大腦老年斑成分淀粉樣蛋白β（Aβ）會(huì )被輸送至腦內，引發(fā)阿爾茨海默病。

日本慶應義塾大學(xué)等聯(lián)合團隊，利用食蟹獼猴進(jìn)行了子宮移植，實(shí)現全球首次非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物子宮移植后成功產(chǎn)子。

日本理化學(xué)研究所宣布，利用人工誘導多能干細胞（iPS細胞）技術(shù)，開(kāi)發(fā)出以高靈敏度評估人體的心臟組織功能的儀器，有望用于心臟病的再生醫療及新藥開(kāi)發(fā)等。

大阪市立大學(xué)發(fā)現高血壓藥物“美通拉隆”能延長(cháng)線(xiàn)蟲(chóng)壽命，其延壽效果是通過(guò)線(xiàn)粒體應激反應途徑發(fā)揮出來(lái)的。

神戶(hù)大學(xué)、東京大學(xué)等眾多研究團隊合作，首次發(fā)現正常胰腺細胞表達（P）RR是癌變的根本原因之一。

英 國

關(guān)注生命進(jìn)化理論與細胞機制 給蛋白質(zhì)穿上二氧化硅“外衣”

本報駐英國記者 田學(xué)科

2020年是英國科學(xué)家在生物技術(shù)研究領(lǐng)域成果倍出的一年。

在胚胎學(xué)研究領(lǐng)域，研究人員采用人體細胞，培養出人類(lèi)早期胚胎發(fā)育三維組織模型，標志著(zhù)在模擬人體發(fā)育方面邁出重要一步。

牛津大學(xué)科學(xué)家研究了大腦中細胞如何協(xié)同工作，將不同經(jīng)歷的記憶連接起來(lái)，使我們能夠在日常生活中做出有根據的推測。

倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員利用下一代測序（NGS）技術(shù)，在血液中發(fā)現了代表前列腺組織的“指紋”（早期循環(huán)生物標記物），可通過(guò)該“指紋”的變化判斷癌細胞是否處于活躍和擴散狀態(tài)。

英國與比利時(shí)兩國科學(xué)家合作，繪制出首份人類(lèi)胸腺組織圖集，揭示了重要免疫細胞——T細胞的起源。

為攻克疫苗保存需要低溫或超低溫的缺點(diǎn)，研究人員巧妙地給蛋白質(zhì)穿上一層二氧化硅“外衣”，即使加熱到100℃或在室溫下保存長(cháng)達3年，疫苗的結構仍完好無(wú)損。

研究人員發(fā)現了35億到25億年前，生命進(jìn)化過(guò)程中最早的兩個(gè)代謝蛋白質(zhì)，為地球早期生命形成提供了動(dòng)力。這一發(fā)現還可充當化學(xué)信號，幫宇宙探索人員在其他星球上尋找生命。

劍橋大學(xué)發(fā)現，哺乳動(dòng)物亞種在進(jìn)化中發(fā)揮的作用比以前認為的更大，這項研究可幫助預測應重點(diǎn)保護的物種，以防止其瀕臨滅絕或消亡。

研究人員利用昆蟲(chóng)將浪費的食物變成可供飼養牲畜的口糧，這一項目接近尾聲，將對解決人類(lèi)糧食問(wèn)題發(fā)揮積極作用。

巴 西

新基因測序計劃利用區塊鏈 記錄巴西人的獨特遺傳數據

本報駐巴西記者 鄧國慶

巴西政府鼓勵生物技術(shù)在人類(lèi)健康、食品安全、工業(yè)產(chǎn)品和環(huán)境質(zhì)量等領(lǐng)域的應用。

生物技術(shù)公司Portunus推出一項新的基因測序計劃，旨在利用區塊鏈技術(shù)。

項目研究人員介紹，這項研究不僅有可能為巴西制作準確的遺傳圖譜，而且還可能為巴西社會(huì )基于生理特征的自我組織帶來(lái)重大影響。

德 國

馬普多家研究所腦科學(xué)成果顯著(zhù) 遺傳學(xué)合成生物學(xué)取得長(cháng)足進(jìn)展

本報駐德國記者 李山

2020年，德國在腦科學(xué)領(lǐng)域取得豐碩成果，在遺傳學(xué)和合成生物學(xué)領(lǐng)域也取得了長(cháng)足進(jìn)步。

馬克斯·普朗克腦研究所繪制了抑制性神經(jīng)元回路的發(fā)育圖譜，并報告了獨特的回路形成原理，使科學(xué)家能夠監測神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )結構隨時(shí)間的變化，從而捕捉到個(gè)體成長(cháng)和適應環(huán)境的時(shí)刻。該研究所還發(fā)現，斑馬魚(yú)通過(guò)特定的機械刺激“感知”特定物種的存在，其大腦中神經(jīng)肽Pth2的表達水平反映了該區域其它魚(yú)類(lèi)的存在和密度。

馬克斯·普朗克人類(lèi)認知和腦科學(xué)研究所成功破譯了人類(lèi)大腦的兩個(gè)組織軸，這些軸主要是由遺傳和進(jìn)化形成的。馬克斯·普朗克精神病研究所和魏茲曼科學(xué)研究所發(fā)現，神經(jīng)細胞之間的穩定連接是記憶的基礎。德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)與馬克斯·普朗克神經(jīng)生物學(xué)研究所通過(guò)開(kāi)發(fā)一種體內鈣成像的3D成像新方法，發(fā)現多巴胺能神經(jīng)元可敏銳地調節感官知覺(jué)，從而使動(dòng)物的行為決策適應其內部行為狀態(tài)。

馬克斯·普朗克實(shí)驗醫學(xué)研究所發(fā)現，髓磷脂可優(yōu)化大腦中的信息處理，神經(jīng)細胞只有與某些神經(jīng)膠質(zhì)細胞協(xié)同工作，才能處理聲音信號的時(shí)間序列。馬克斯·普朗克衰老生物學(xué)研究所和瑞典卡羅林斯卡研究所發(fā)現，神經(jīng)元有潛力通過(guò)適應新陳代謝（Krebs循環(huán)補缺）來(lái)對抗退化和促進(jìn)生存。

德國馬克斯·普朗克分子細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)研究所首次在非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物身上，發(fā)現所謂的“聰明基因”（ARHGAP11B）可以引起新皮質(zhì)擴張，能促進(jìn)靈長(cháng)類(lèi)新皮質(zhì)體積增長(cháng)以及腦回結構形成，這是人類(lèi)在進(jìn)化上比其它靈長(cháng)類(lèi)更聰明的關(guān)鍵部分。

德國馬克斯·普朗克衰老生物學(xué)研究所，使用衰老過(guò)程中的轉錄組分析發(fā)現，名為circSfl的特殊環(huán)狀RNA不僅依賴(lài)于胰島素發(fā)揮作用，還可以直接影響果蠅的壽命。

馬克斯·普朗克免疫生物學(xué)和表觀(guān)遺傳學(xué)研究所揭示了MSL復合物特異性識別雄性X染色體的機制。維爾茨堡大學(xué)系統免疫研究所破譯了免疫系統功能的新細節，確定了轉錄因子BATF3能特異性地調節T細胞的存活，并使其轉變?yōu)橛洃洃稹?/p>

在合成生物學(xué)方面，馬克斯·普朗克復雜技術(shù)系統動(dòng)態(tài)研究所、膠體和界面研究所以及哈雷大學(xué)向合成細胞又邁進(jìn)一步。他們利用細菌中發(fā)現的酶，組裝了許多細胞中能量代謝所必需的呼吸鏈中的一個(gè)關(guān)鍵部分，使其在人造聚合物膜中發(fā)揮作用。

馬克斯·普朗克生物化學(xué)研究所則模擬基因組的復制和蛋白質(zhì)合成，優(yōu)化了一種基于DNA的合成蛋白質(zhì)的體外表達系統，該系統能夠再生其自身的DNA和蛋白質(zhì)構件的一部分。

此外，馬克斯·普朗克生物化學(xué)研究所深入研究100個(gè)不同類(lèi)別（真核域、細菌域、古菌域）的生物體，以標準化的方式鑒定了200萬(wàn)個(gè)肽和34萬(wàn)個(gè)蛋白質(zhì)，為生命科學(xué)以及基于序列的機器學(xué)習提供了大規模的研究案例，為整個(gè)進(jìn)化范圍內生物的功能組織研究提供了重要信息。

南 非

發(fā)現免疫力相關(guān)基因 幫助非洲人抵御疾病

本報駐南非記者 杜華斌

南非生物學(xué)家的一項新研究發(fā)現，非洲大陸早期人類(lèi)遷移改變了DNA并保護了非洲人免受疾病和病毒的侵害。

該研究分析了來(lái)自13個(gè)非洲國家的426人的全基因組，他們的祖先代表了來(lái)自整個(gè)非洲大陸的50個(gè)民族語(yǔ)言群體。

研究人員在講班圖語(yǔ)的人群中發(fā)現了62個(gè)以前未報道過(guò)的與病毒免疫力、DNA修復和代謝相關(guān)的基因，還發(fā)現了可能幫助非洲人抵抗疾病的基因組，其中很大一部分與免疫相關(guān)基因有關(guān)。