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    在生命科學領域，2013年科學家們取得了驚人的進展。這一年，火透半邊天的新技術，迅速蔓延到世界各地的實驗室，應用于各種各樣的研究。

    無所不能的 CRISPR

    今年的明星技術無疑是 CRISPR （成簇的規(guī)律間隔短回文重復序列，Clustered regularly interspaced short palindromic repeats）。CRISPR 的應用文章頻繁占據(jù)著各大雜志的版面。與 Cas9 酶結合起來的 CRISPR 技術，允許科學家們隨心所欲的編輯遺傳學代碼。就在幾年前，人們還只知道 CRISPR 在細菌和古生菌的免疫中起作用?，F(xiàn)在，它已經作為簡便的基因組編輯工具，幫助世界各地的研究者們解決實際問題。Whitehead 研究所的創(chuàng)始人之一 Rudolf Jaenisch 表示：“這一新方法改變了游戲規(guī)則。” 通過 CRISPR 技術，他和同事在一個月之內就構建了攜帶五個突變的基因工程小鼠。“傳統(tǒng)方法可能需要三到四年。”

    類器官細胞團

    2013 年人們成功培養(yǎng)出了多種類器官細胞團。今年 7 月，科學家們對人類iPS 細胞進行重編程，生成了三維肝芽。研究顯示，這種肝芽能夠正常代謝，當其移植到老鼠體內時，還能與小鼠的循環(huán)系統(tǒng)連接起來。8 月，科學家們利用多功能干細胞，培養(yǎng)出了類似人類胚胎大腦的三維組織團，其中形成了大腦的一些復雜結構。 “這說明人類細胞具有超強的自我組織能力，”文章作者 Jürgen Knoblich 在接受采訪時說。11 月，美國和西班牙的研究人員利用人類干細胞，得到了功能性的腎臟前體細胞。也許在不久的將來，人們就可以實現(xiàn)個性化的器官培養(yǎng)。Wisconsin 醫(yī)學院再生醫(yī)學中心的 Stephen Duncan 教授表示：“如果能夠利用 iPS 細胞生成真正有功能的器官，就可以隨時為個體提供遺傳學相符的替換零件。”

    充滿潛力的干細胞

    人們只要簡單的操縱基因表達，就能將皮膚細胞重編程為多能干細胞。今年，研究者們進一步改進了這一技術，使其更快更好的為研究服務。就在幾個月前，以色列科學家克服了細胞重編程所面臨的最大問題之一，低效率。Weizmann 科學研究所的 Jacob Hanna,通過失活一個抑制多能性的基因，獲得了幾乎完美的細胞重編程效率。而一般來說，細胞重編程的效率還不到 1%.此外，研究者們還實現(xiàn)了非哺乳動物的細胞重編程，包括鳥、魚和昆蟲等。

    3D打印的廣泛使用
 

    從試管架、離心機到今晚的晚餐，3D 打印機能夠打印出任何東西。科學家們甚至利用這一技術，造出了微生物的“小世界”.今年 10 月，科學家們通過 3D 打印技術，得到了特制的明膠模具，將微生物分隔不同的小區(qū)域里。“這可以說是懸浮著細菌的一種果凍，”Texas 大學的 Jason Shear 說。研究顯示，雖然細菌固定在隔間里，但細胞發(fā)出的信號能夠在凝膠中傳遞。維也納科技大學的 Aleksandr Ovsianikov 評論道，3D 打印可以幫助人們構建特殊模具，用于多種研究。

    光導水凝膠

    科學家們在細胞支架的基礎上，開發(fā)了嵌入光纖的水凝膠移植物。將這種水凝膠移植到小鼠體內，允許人們用光指導細胞活性。研究人員利用受到光**的細胞，成功抑制了糖尿病小鼠的高血糖水平。這種水凝膠不僅能傳遞光，還能用來檢測細胞表達的熒光蛋白。哈佛大學的 Seok Hyun Yun 解釋道，他的團隊實際上并沒有發(fā)明什么新東西，“我們將一些巧妙的技術融合在一個系統(tǒng)中，并且找到了讓這一系統(tǒng)在體內起作用的方法。”這種技術無疑為細胞療法提供了新的可能性。不過，該技術顯然還需要進一步的調整。這項研究中使用的HeLa細胞有致瘤作用，此外，人們也不確定移植所造成的影響。

    透明膠帶的妙用

    新澤西理工大學的生物醫(yī)學工程師 Raquel Perez-Castillejos,巧妙利用透明膠帶實現(xiàn)了微觀的精密加工。以往，人們一般以用光蝕刻技術，打造可培養(yǎng)細胞的微流體設備。而 Perez-Castillejos 和同事發(fā)現(xiàn)，用透明膠帶和解剖刀也可以。研究團隊將透明膠帶粘在載玻片上，在膠帶上切割出不同形狀，之后撕掉不需要的膠帶，玻片只留下指定形狀的膠帶。隨后，他們將以硅為基礎的聚合物澆注在載玻片上。等聚合物凝固后將其取下并翻轉，就可以培養(yǎng)細胞進行微流體實驗了。“我們總希望達到很高的精度，實際上有時候可能并不需要這么復雜，”Perez-Castillejos 說。

    二代測序助力 IVF

    牛津大學的科學家們在二代測序的基礎上，開發(fā)出可用于 IVF 的檢測方案，幫助人們篩查染色體異常、基因突變和線粒體基因組突變。“二代測序提高了我們發(fā)現(xiàn)上述異常的能力，有助于識別和甄選最佳胚胎，”分子遺傳學家 Dagan Wells 說。“這一技術有望大大提高 IVF 的成功率，降低流產風險。”費城的醫(yī)生已經成功應用了這一技術，接受篩查的試管嬰兒已于今年 5 月出生。

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