2009年生命科学研究进展回眸
2009年生命科学研究进展回眸

2009年即将过去,生命科学研究取得很大成就,让我们一起来回顾这些重大进展。

 

美国

 

生物技术重大成果迭出,用联邦经费资助人类胚胎干细胞研究解禁,有效试验艾滋病“联合疫苗”,绘制首张人类表观基因组图谱,在实验室培育出原始的精子和卵子。

 

1月:绘制出TIGAR酶三维结构图,有助于开发出癌症早期诊断方法及预防性治疗手段。

完成了大多数骨髓干细胞在小鼠胚胎中形成的位置和发育时间表,对诱导胚胎干细胞产生成熟血液细胞具有指导意义。

发现去乙酰化酶家族成员——SIRT6可能对延缓衰老起关键作用,并首次证明乙酰化酶能调控基因活动。

 

2月:发现一种功能极似端粒酶的蛋白质——TCAB1蛋白,可能成为癌症治疗的一个有价值的靶标。

发现对胰腺癌生长至关重要的蛋白CCN2,是抗癌疗法研究的一项新进展。

首次将人工多能干细胞诱导分化成电活跃运动神经细胞,为利用病人特定细胞治疗其神经系统疾病开启了大门。

基于基因植入的艾滋病治疗临床测试取得重大进展,有望使艾滋病患者无需再依赖长期的药物治疗。

首次在无需任何蛋白质和其他细胞成分的情况下,合成出可自我复制的RNA,在回答生命如何开始的问题上迈出了重要一步。

通过对所有已知人类鼻病毒菌株的遗传编码片段进行整理,完成了此类病毒的基因组测序,破解了其遗传密码。

观察和拍摄到人体受损DNA修复的一个重要阶段,为了解Rad51蛋白在DNA修复过程中所发挥的作用提供了新信息。

发现人类DNA和取自母兔或母牛的卵细胞混合后并不能正常工作,创造人兽混合胚胎以用于治疗疾病的争议性尝试也许注定要面临失败的命运。

 

3月:在艾滋病“长寿”患者身上发现能抵御艾滋病病毒的天然抗体,为研制相关疫苗开辟了新途径。

通过对噬菌体进行改造,使其能够抑制细菌对抗生素的耐受性。

研发出“永久性”的抗生素,不会引发细菌抗药性,可安全用于人体。

实现从无到有、用逐个分子成功地组成一个功能性核糖体,向人造生命又迈进了一步。

研制出脊髓电子设备,有望用更少侵入人体的方式治疗帕金森病。

利用RNA测序新技术,能很容易看到基因组转录和非转录区域间的清晰边界,这标志着任何细菌转录自此可被全面定义。

揭示了阿尔茨海默氏症(早老性痴呆症)的发病机制:淀粉样斑在一定程度上让朊蛋白变形,使大脑星形胶质细胞过度活化,从而造成阿尔茨海默氏症。

发现可抑制肿瘤抑制基因p53活性的一小段RNA(即小RNA),并描述了平衡p53基因表达的另一个层面的调控机制,将对癌症诊断和治疗产生重要影响。

4月:将基因工程的人体乳腺组织植入实验鼠体内,培养出具有侵入性的人体肿瘤,在发展用于准确预测病人对药物反应的异种移植物模型方面取得重大进展。

 

利用血液细胞培养诱导多能干细胞,提供了一种快速得到干细胞源的新途径以及获取胚胎干细胞的替代方法。

拍摄到了HIV在人体内的扩散,并发现HIV病毒以一种先前未知的方式从感染细胞转移到健康细胞,有助于研制可对抗HIV的疫苗。

首次确定了对培养新生心脏细胞极为关键的遗传因子,发现一个由3种基因相互结合而成的结合体可起到这种作用。

构建出一种人工蛋白,与人体内的某些蛋白具有相同功能:可携带和输送氧气,从而向人造血液迈出重要一步。

发现了冠状病毒的一项主要特征,有助于解释SARS病毒如何侵入宿主并实现跨物种传播。

 

5月:发现引起墨西哥多人死亡的流感病毒是变异的甲型流感病毒,其基因包括人类流感病毒、猪流感病毒和禽流感病毒的基因片段。

研制出一种可植入癌症患者体内、用以实时监测肿瘤状况的微型装置。

试验一种新型艾滋病疫苗,成功使猕猴对一种与艾滋病病毒极为相似的猿猴免疫缺陷病毒(SIV)产生了免疫。

开发出将小干扰RNA(siRNA)送入原始细

胞的有效方法,未来可借助这一技术将药物有针对性的送入病人患病部位和恶性肿瘤内。

发明了一种将CT扫描和正电子发射断层扫描(PET)相结合的混合扫描法,可准确找出已经消失或正在消失的癌细胞。

6月:发现脑部恶性胶质瘤与大脑神经干细胞中的肿瘤抑制基因p53缺陷有关,有助于对恶性胶质瘤进行有效的早期筛查。

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将聚己内酯和壳聚糖制成纳米纤维后织成与人体细胞周围的结缔组织质地相似的纳米级复合纤维——壳聚糖聚酯,可制成神经修复用的神经导管。

研发世界上首个可达高度个性化治疗的新型抗癌药物——Olaparib。

 

7月:发现一种打开人体成纤维细胞中的干细胞基因的新方法,避免了插入额外基因或利用病毒所带来的健康风险,开辟了细胞重组的新途径。

 

开发出一种称为多重自动基因工程技术(MAGE)的细胞编程新方法,可快速进行细胞定制。

证明雷帕霉素对哺乳动物具有延寿的功效,但尚不清楚雷帕霉素是否也对人类具有相同的效果。

首次捕捉到了硒氨酸在一个超大尺寸tRNA分子上创建的图像,描述了硒在人体内控制代谢的分子机制。

 

8月:发现利用家族性植物神经功能不全症(FD)患者身上产生的干细胞,可以解析该疾病的发病原理,有可能成为未来使用干细胞来研究及治疗神经系统疾病的一个蓝本。

将普通的皮肤细胞重新编程,培育诱导多功能干细胞(iPS),成功分化出了不同类型的视网膜细胞。

首次破译出完整的艾滋病病毒(HIV)基因组结构,可有效推进抗艾滋病药物和抗流感病毒药物的研发步伐。

 

发现将神经调节蛋白1(neuregulin1)注射入小鼠的心脏可使其心肌细胞增殖并改善心脏功能。

将一个细菌基因组移植到酵母中,经改造后再将其移入一个中空的细菌壳,从而产生了一个新的微生物。

首次发现了专属原核细胞的内共生现象,提出了关于原核生物与生命进化的最新重大见解。

发现对肠道有益的微生物经基因工程改造后可制造出一种特殊蛋白,有助于调节患有糖尿病小鼠的血糖。未来糖尿病患者有望喝含这种微生物的特制酸奶缓解病情。

成功培育出4只婴猴,它们的细胞核DNA来自一个母亲,而线粒体DNA来自另一个母亲,但“一个孩子两个妈”的技术引发争议。

 

9月:开发出只需简单地将癌细胞暴露在非损伤性激光下即可将药物释放到癌细胞中的方法。

筛查出了PG9和PG16两种新的可中和HIV的广谱性抗体,是近10年来科学家首次发现强效HIV广谱性抗体,有助于研发新的艾滋病疫苗。

由美泰联合进行、逾16000名志愿者参与的世界最大艾滋病疫苗试验显示,因注射新型艾滋疫苗而免遭感染的人数比例比未经疫苗注射的高出31%。该成就可能会成为艾滋病防治历史上的一道“分水岭”。但其确切疗效尚存争议。

使用“mrFAST”的新型DNA测序算法,可对基因的重复片段进行精确统计并对其作用作出初步判断,精确地统计出一个人到底有多少份重复基因片段。

通过对几百代秀丽隐杆线虫基因变异史的研究证实,氧化应激不仅会导致衰老、癌症和其他疾病,更是基因突变的一个主要潜在致因。

研制出一种新型狂犬病疫苗,新疫苗只需进行一次接种,即可免除患病风险。

 

10月:开发出一种新方法,将成体组织转化成干细胞的效率显著提高200倍,转化周期缩短50%,使得干细胞医学研究实践迈出了一大步。

发现纳米钻石作为一种新型基因传输技术,可在一个药物传输包装系统内将传输效率和生物相容性有机地结合起来。

首次在细菌中发现了RNA修复系统,对于保护细胞免遭核糖毒素的侵袭具有重要的意义。

绘制了人类胚胎干细胞和肺部纤维原细胞的表观基因组图谱,这是首张人类表观基因组图谱。

 

11月:找到蛋白质和维生素的混合秘方,可将人类的胚胎干细胞变成生殖细胞,从而在实验室培育出原始的精子和卵子,此举同时引发了道德和伦理争议。

研发出ARM-H和ARM-P合成分子,可增强人体对艾滋病病毒、感染艾滋病病毒的细胞和前列腺癌细胞的免疫反应。

发现了两种强力抗体——2F5和4E10阻断艾滋病病毒(HIV)感染的机制,为研制新的、更有效的艾滋病疫苗指出了一个新方向。

研制出一种新型纳米粒子药物递送系统,其直径仅为人类头发丝的千分之一,可有效避

开身体的免疫系统进行药物递送以杀死肿瘤细胞。

利用纳米阵列技术对个人基因组进行测序令测序成本大幅下降,费用不足5000美元。

绘制出人体细菌群落分布图,为研究人体在疾病状态下菌群分布提供基准。

 

发现人类和黑猩猩身上都拥有的FOXP2基因之间存在差异,这造就了人类区别于黑猩猩的独特语言能力。

 

12月:使用RNA干扰技术,降低了棉籽中有毒的棉花酚的含量,让棉籽可以为人所食用。

设计出了一种新的肿瘤靶向疗法,通过附着在活体肿瘤RNA上的适配分子,直接将药物传送至肿瘤所在的位置,以达到治疗的效果。

首批13个人体胚胎干细胞系获准用于联邦资助的研究活动。

 

英国

 

诞生了世界首个“无癌”宝宝,绘出肺癌和皮肤癌完整的基因图谱。

伦敦大学学院附属医院在胚胎阶段就对基因进行筛检,以确保胚胎不具乳癌基因,世界第一个“无癌”宝宝于1月9日诞生。

英、美、法等多国科学家联合绘出了首个猪的基因组草图。

伦敦帝国学院发现E4bp4基因是促使造血干细胞转变为自然杀伤细胞(NK细胞)的主宰基因。

桑格研究所发明了快速高效分析细菌基因组中成千上万个基因的TraDIS技术,在基

因层面上进行“剪切和粘贴”,可在一次实验中识别出“有用”的基因。

伦敦大学成功“阅读”出人的空间记忆。通过对迷宫实验参与者的大脑进行扫描,观察其大脑神经活动,可以“读出”参与者下一步的去向。

牛津大学将众多人工“原始细胞”组合在一起共享电子信号,进而组合成交流电/直流电转换器,证明合成细胞可组合成电子器件。

英国、美国和瑞典科学家联合完成了第二个哺乳动物——老鼠的全基因组测序图。

英国、美国、中国等多国科学家组成的联合研究小组首次成功绘制出肺癌和皮肤癌完整的基因图谱。这是近十年癌症研究和治疗方面“变革性”的进步。

 

德国

 

利用转基因烟草生产低成本抗艾药物,揭示宫颈癌病毒破坏人体免疫力的机理。

德国和丹麦研究人员发现,人体蛋白质化学组分中的醋酸根对人体细胞的变化有很大的影响,在细胞分裂、 DNA遗传及细胞老化过程中起着分子开关的作用。

弗劳恩霍夫分子生物和生态应用研究所开发出一种新的生产工艺,利用转基因烟草生产抗艾滋病病毒药物,可以大大降低生产抗艾滋病病毒药物的成本。

波恩大学发现由蛋白激酶G(PKG)调控的一个信号通路可调节脂肪组织干细胞分化为褐色脂肪细胞。通过激活这种蛋白激酶信号通路,有助于找到减肥新法。

德国癌症研究中心发现了宫颈癌病毒破坏人体免疫力的机理——这种病毒能抑制人体免疫系统中一种信号分子的基因表达,这有助于研究人员寻找医治宫颈癌的新方法。

德国沙里泰医学院发现免疫系统的巨噬细胞在一天中有自己的“作息”规律。

马普学会生物控制学研究所发现了脑电图检查时脑电波与大脑神经细胞活动之间的联系。

 

法国

 

发现新型艾滋病病毒,开发甲型H1N1流感病毒快速检测法。

法国研究人员1月发现,名为T-CD4的免疫细胞在侵入人的大脑后,会转变成“神经元杀手”,利用FasL分子等诱使神经元细胞“自杀”,从而增加了人患帕金森氏症的危险。这一研究结果将为研制治疗帕金森氏症的特效药提供新思路。

法国科学家领导的国际研究小组发现了一种将基因疗法与血液干细胞疗法相结合的策略,可把艾滋病病毒改造成为有用的载体,用于治疗疾病。

巴斯德研究所开发出新的甲型H1N1流感病毒快速检测法。通过DNA片段的复制放大,可快速准确判断患者是否感染了甲型H1N1流感病毒。

法国国家人类免疫缺陷病毒参照中心和鲁昂医学中心共同辨认出1型艾滋病病毒(HIV-1)的一个新变种。

法国国家科研中心研制出了一种由糖和肽合成新分子CD4-HS,可有效阻止艾滋病病毒侵入人体细胞,副作用不大。

法国国家健康与医学研究所发明了一种用于肌肉注射的、含有EPO基因的蛋白质,为治疗贫血找到新方法。

法国国家卫生院参加的一个国际研究小组利用锌指核酸酶技术成功创建了首个基因靶标剔除大鼠,为开发出带有人类疾病的新型基因工程动物模型铺平了道路。

 

以色列

 

利用皮肤细胞制造心肌细胞,研发出DNA检测结果确认技术,开发出可用于疾病检测的电子鼻。

以色列技术学院研究人员将皮肤细胞重新编码后制成诱导多功能干细胞,再用这种细胞培育出可以跳动的心肌细胞,发现了用皮肤细胞制造心肌细胞的方法。

特拉维夫大学开发了一种用特殊的溶解性纤维制成的生物活性支架,可帮助断肢者实现骨骼和人体组织再生。骨骼发育完成后,支架纤维可通过人为控制使其降解。

“纽克莱克斯”生物技术公司研发出一种DNA检测结果确认技术,可区别出被检测的DNA是天然的,还是在实验室制造出来后洒到犯罪现场的。

莱夫邦德公司开发出一种新型医用粘合剂,其粘合能力要强于血凝蛋白,对战地救援和外科伤口愈合有现实意义。

特拉维夫大学发现内耳毛细胞中的微型RNA具有调节听觉功能的作用,一旦出现异常会导致耳聋。

以色列技术学院开发出一种以金纳米粒子作为基本探测单元的电子鼻,利用它检测患者呼出的气体,可发现癌症和肾衰竭等疾病。

 

加拿大

 

率先完成甲型H1N1流感病毒的基因排序,发现能够调节细胞凋亡机制的蛋白质。

加拿大科学家在世界上首次完成了甲型H1N1流感病毒的基因排序工作。

麦克马斯特大学首次发现了区分人体正常干细胞和癌症干细胞的方法,有助于找到只对癌细胞实施攻击而不伤害正常健康细胞的治疗方法和药物。

麦吉尔大学发现广泛用于治疗糖尿病的处方药物甲福明二甲双胍,可以提高人体免疫系统T细胞的效率,进而使抗癌和抗病毒的疫苗更为有效。

渥太华医院研究所和渥太华大学发现蛋白质Wnt7a可以提高肌肉组织中干细胞的数量,加速骨骼肌的生长和修复。这是一种全新的刺激肌肉再生的有效方法。

麦吉尔大学发现了一种治疗艾滋病的新方法:将定向化疗方法与目前较为普遍使用的高效抗逆转录病毒疗法结合使用,为治疗艾滋病提供了一个新的可能。

麦克马斯特大学和迈克尔·德格鲁特传染病研究所发现,一种新的化合物MAC13243以与现有抗生素完全不同的方式对抗耐药细菌。

西安大略大学发现金色葡萄球菌具有自我控制毒素机制,有助于开发出新的抗生素。

西安大略大学发现了一种能够调节细胞凋亡机制的蛋白质RanBPM,对癌症的诊断和治疗都将产生积极影响。

 

日本

 

成功培育出首批转基因猴,推动iPS细胞进入产业应用研究阶段。

日本庆应大学科学家培育出首批能够遗传植入基因的转基因猴,将转基因技术的实际应用又向前推近了一步。

千叶大学和东京大学用一种由最原始的真核细胞组成的藻类作为研究对象,结果证明线粒体和叶绿体可通过复制基因组的方式最终复制细胞核,完全颠覆了人们以往的看法。

理化学研究所发现能维持免疫记忆的磷脂质分解酶“PLCγ2”,可使生物体内的防御系统对曾经侵入身体的抗原体保持记忆,从而做出快速应对。

东京大学利用人类皮肤细胞制成的iPS细胞培育出血小板,从技术上说用iPS细胞培育人类红细胞和白细胞都是可能的。

日本新能源产业技术综合开发机构主导的三个iPS细胞相关项目吸引了十几家大学、企业和研究机构参加,显示了iPS细胞向应用领域发展迈出新的一步。

理化学研究所与丰田汽车公司联合开发出精确脑电波控制技术。在电动轮椅上应用这种技术,实现了只靠想象就能控制轮椅活动,而且控制精度达到95%。

日本大阪大学和美国加州大学联合研究发现蛋白质TAK1有助于防止肝损伤,为肝病及肝癌的治疗提供了新的思路。

 

韩国

取得多项成果,显示科研资金和人力投入开始获得回报。

韩国将2009年干细胞研发经费提高至2008年的三倍,并将抢占全球干细胞市场及提高国际技术竞争力升级为一项国家战略。

韩国首尔大学揭示了免疫调节基因P53调节细胞免疫力活性的机理。

忠南大学成功克隆了一只携带有人体免疫基因中“FasL(Fas Ligand)”基因的转基因迷你猪。

韩国生物技术公司RNL在全球首次利用脂肪干细胞成功培育出两条克隆狗。

庆熙大学发现了由11个氨基酸组成的肽链“物质-P”刺激骨髓间充质干细胞促进伤口愈合的机理,查明了动物肠细胞中的“DUOX”酶启动并生成活性氧杀灭外来有害微生物,以避免感染及出现炎症的机理。

 

南非

 

抗结核病新药研制获巨大成功,抗艾药物研究有进展,发明廉价安全的狂犬病治疗药物。

2009年南非斯坦伦布什大学科学家新发明了一种抗结核病新药,在南非四个医院的临床实验中成功治疗了耐多种药物的结核病。

南非科学与工业研究会研发“基于纳米技术的抗结核病药物释放系统”。将四种目前治疗结核病的主流药物按比例混合后,制成了抗结核药物“Rifanano”。

南非医学研究会艾滋病病毒(HIV)预防研究部针对3000多名妇女进行的为期3年半的临床研究表明,一种名为PRO2000的女性用杀菌胶可以部分有效地让妇女避免感染HIV。然而,随后进行的大规模试验结果并不理想。

南非科技与工业研究会利用经过基因改良的药草叶,成功制备出了狂犬病毒抗体“Rabivir”,发明了一种廉价安全的狂犬病治疗药物。

 

乌克兰

 

开发去除血液中致病病毒技术,研制出体细胞分析仪。

乌克兰国家科学院生物化学研究所采用的从人体血浆中提取无害命毒蛋白质制剂的技术,能够除去集结在人体血液中(吸附在蛋白质上)的致病病毒。这些病毒可以在注射时随蛋白质而转移,只有使用色谱方法提取和清洁蛋白质,才能使用某些去污剂和盐类来钝化病毒和进一步的消毒。

乌克兰国家科学院拉什卡列夫半导体物理研究所成功研制出体细胞分析仪,可用于评价牛奶中体细胞的数量。