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《自然》杂志公布2014值得期待的科技突破

来源:科技日报     发布日期:2015-01-25     查看:2186

2014年01月16日 08:39:54来源: 科技日报

 

  2014年已经到来,在新年最新一期(1月2日出版)上,《自然》杂志公布了这一年值得期待的研究成果,其中包括转基因猴、干细胞临床实验等。

  制造出转基因猴

  包括日本庆应义塾大学的遗传学家佐佐木恵里和干细胞生物学家冈野秀行领导的研究小组在内的几个国际研究小组,均希望在2014年,创造出具有免疫系统缺陷或脑部疾病的转基因灵长类动物。

  这或许会引发伦理争议,但也能助推科学家更快研制出人类相关疾病的疗法(在研究人类此类疾病方面,小鼠模型的表现可谓差强人意)。这项研究可能需要用到2013年风靡全球的成簇间隔短回文重复(CRISPR)技术。

  CRISPR技术入选了《科学》杂志2013年十大科学突破,这种技术首先在细菌中被发现,但研究人员现在将其作为一种外科手术刀指向了个体基因,其独特的魅力引无数科学家竞折腰,目前有超过12个研究团队正用它来操控植物、动物及人类细胞的基因组。

  深空探索如火如荼

  欧洲航空局(简称欧空局)的“罗塞塔(Rosetta)”号探测器有望成为首个拜访彗星的探测器。按照计划,欧空局将在2014年1月20日把目前处于休眠状态的“罗塞塔”号探测器唤醒,让其朝着名为67P的彗星进发,并于11月11日释放一个着陆器,登上这颗彗星冰封的表面进行取样分析,这是迄今为止最野心勃勃的深空着陆计划。科学家希望借此能更好地了解彗星的组成以及其在太阳系的形成过程中扮演的角色。

  除此之外,火星也将变得门庭若市:美国航空航天局(NASA)的“火星大气与挥发演化(MAVEN)”探测器和印度的探测器都将于9月份到达火星。NASA的“好奇号”火星车应该也能于年中到达其在火星上的主要任务地点——高约5公里的夏普山,寻找水存在的证据。NASA也希望发射一颗探测器来监测大气中的二氧化碳。

  神经科学或许成就斐然

  美国杜克大学的神经生物学家米格尔·

  尼可莱里斯研发出了一种大脑调控的外骨骼装置,他希望此装置能令一位脊髓损伤患者在2014年巴西世界杯足球赛上踢出第一个球。与此同时,该研究组也正在瘫痪病患身上进行实验,希望他们的大脑能再次同瘫痪区域取得连接,而不是仅同机器手臂或外骨骼相连。

  在基础研究方面,神经科学家对欧洲和美国于2013年公布的脑科学研究计划兴奋不已,2014年,这两大领域将涌入大笔资金,有望大力推进神经科学研究的发展。

  神奇的抗癌新药将显成效

  Lambrolizumab则主要用于治疗黑色素瘤。据媒体2013年11月报道,最新临床试验数据显示,Lambrolizumab治疗的晚期黑色素瘤患者中,超过80%的患者在一年之后仍存活。

  在制药领域,所有人都在翘首以盼两种利用病人的免疫系统来对抗癌症的抗体的实验结果。这两种抗体分别为美国百时美施贵宝公司研制的Nivolumab(BMS-936559)和美国默沙东公司研制的Lambrolizumab(MK-3475)。

  Nivolumab是抑制程序性死亡受体1(PD-1)的单克隆抗体,主要用于治疗实体瘤。去年10月25日,百时美施贵宝指出,研究结果表明,在既往经多次治疗的非小细胞肺癌(NSCLC)患者中,Nivolumab表现出了持续的疗效,一年存活率达42%;两年存活率达24%。

  钙钛矿或掀起可再生能源革命

  名为钙钛矿(perovskites)的半导体能将光能转化为电能。它们的制造成本极低;科学家也已经证明,其光电转化效率超过15%(2009年,钙钛矿刚引起关注时,其光电转化效率仅为4%)。2014年,科学家有望更上一层楼,将转化效率提高到20%,达到目前商用硅基太阳能电池的最低转化效率。英国剑桥大学的一个科研团队也希望制造出不含铅的钙钛矿。

  艾滋病治疗将展开新篇章

  去年1月份,科学家们将从艾滋病病患体内分离出来且具有强大抗广谱艾滋病病毒(HIV)效果的“广谱中和”抗体注入恒河猴体内,结果发现,恒河猴体内的猿猴和人免疫缺陷病毒(SHIV)的浓度急剧下降。今年,科学家们将在人体身上测试这一疗法,研究结果有望于夏季公布。

  去年3月份,美国科学家表示,他们通过抗逆转录病毒疗法,首次实现了“功能性治愈”艾滋病病毒婴儿感染者。研究人员也发现,在HIV感染早期阶段进行抗逆转录病毒药物治疗能延缓对人免疫系统的损伤。这些令人欢欣鼓舞的进步都会让科学家在今年进行更为广泛的试验:对携带HIV的新生婴儿使用高剂量抗逆转录病毒药物进行治疗。

  微型测序仪

  试。与其他技术相比,这一技术可以阅读更长的DNA片段(因此,有望用于对细菌DNA的混合样本进行测序),并能实时显示结果。

  经过数十年长足的发展,能快速对DNA测序的纳米孔测序技术将于今年在市场上占据一席之地。这种测序技术采用电泳技术,借助电池驱动单个分子逐一通过纳米孔来实现测序。由于纳米孔的直径非常小,仅仅允许单个核酸聚合物通过,因此,可以在此基础上使用多种方法进行高通量测序。而且,纳米级别的孔径保证了检测具有良好的持续性,因此测序的准确度非常高。

  2012年,英国牛津纳米孔技术公司宣布,推出第一款商用纳米孔测序仪,引起了业界极大的关注。

  该公司表示,他们的U盘大小的便携式微型测序仪产生的首批数据将于今年发布,该公司也将测序仪送给了一些科学家进行测

  更好的气候

  联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)将在今年11月前完成第五次评估报告。第二和第三工作小组的研究报告将继续关注气候变化带来的影响以及社会应如何适应或纾解这些影响(第一工作组的报告已经于去年10月完成)。联合国秘书长潘基文希望各国能在今年9月于美国纽约举行的非正式峰会上对碳排放问题作出“大胆承诺”。

  在研究方面,加拿大的大型碳捕获和储存项目——位于萨斯喀彻温省的边界大坝煤炭发电厂将在4月开始商业化运营,该发电厂共投资11.7亿美元。

  追寻引力波

  欧空局的普朗克太空望远镜研究团队有望于今年发布与来自宇宙微波背景辐射的光子在天空中的偏振变化有关的数据。科学家们认为,这一情况由“宇宙的暴胀——宇宙大爆炸之后不久,宇宙的快速膨胀”产生。如果科学家们能探测到这种偏振变化,其细节将有助于我们更好地理解引力波。引力波是引力在时空中激起的涟漪,是我们观察那些用光波无法观测的事件的唯一手段,例如两个黑洞的碰撞,或是大爆炸之后十亿分之一秒内宇宙嘈杂的量子涨落等等。

  干细胞再生临床试验启动

  今年,一个日本研究团队将利用诱导多能干细胞(iPS细胞)进行首次临床试验,他们将尝试利用iPS细胞转化而成的视网膜色素上皮细胞,抑制与年龄相关的黄斑病变(AMD)的病情发展,但不要期盼结果会很快公布。

  另外,位于美国加州的先进细胞技术公司也表示,他们将公布两项利用人体胚胎干细胞进行实验得到的数据,这也是目前仅有的两个获得美国药品监管机构批准的研究。这种测试疗法首先会将人类胚胎干细胞变成新鲜的视网膜色素上皮细胞,随后再将得到的细胞移植到患有无法治愈的退行性失明病症患者的眼睛内,以观察最终结果并测试试验的安全性。

 

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