亚洲欧美日本视频在线观看-国产精品粉嫩一区二区-欧美高清在线不卡视频-日韩乱码在线高清观看

快捷下單入口關(guān)于合作招聘新人手冊會員中心

熱線：400-152-6858

測試狗科研服務(wù)

預(yù)存免費(fèi)試測登錄

Document

當(dāng)前位置：文庫百科 ? 文章詳情

Nature：2022 年 7 大「顛覆性」技術(shù)

來源：科學(xué)10分鐘時間：2022-05-15 21:24:02 瀏覽：2394次

近日，《自然》對“可能在未來一年對科學(xué)產(chǎn)生影響”的7項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了綜述。

這7項(xiàng)技術(shù)分別是完整版基因組、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析、量子模擬、精準(zhǔn)基因組調(diào)控、靶向基因療法、空間多組學(xué)、基于CRISPR的診斷。

完整版基因組

在2021年5月發(fā)表的一篇預(yù)印本論文中，端粒到端粒（T2T）合作組報告了第一個人類基因組的端粒到端粒序列，為廣泛使用的人類參考基因組序列GRCh38增加了近2億個堿基對，并完成了人類基因組計劃的最后一章。

GRCh38于2013年首次發(fā)布，是一個很有價值的研究工具，也是繪制測序序列的支架。

但它們不夠長，不足以清晰地繪制高度重復(fù)的基因組序列。

長讀長測序技術(shù)被證明是既有規(guī)則的“改變者”。

這一技術(shù)由美國太平洋生物科學(xué)公司和英國牛津納米孔技術(shù)公司開發(fā)，可在一次讀取中對數(shù)萬甚至數(shù)十萬個堿基進(jìn)行排序。

2020年，當(dāng)T2T合作組首次重組單獨(dú)的X染色體和8號染色體時，太平洋生物科學(xué)公司的測序工作進(jìn)展已經(jīng)可以讓T2T合作組科學(xué)家檢測到長片段重復(fù)序列的微小變化。

這些微妙的“指紋”使長而重復(fù)的染色體片段變得容易處理，基因組的其余部分很快歸位。

牛津納米孔技術(shù)公司平臺還捕獲了許多調(diào)節(jié)基因表達(dá)的DNA修飾，T2T合作組能在全基因組范圍內(nèi)繪制這些“表觀遺傳標(biāo)記”。

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析

過去兩年，實(shí)驗(yàn)和計算方面的進(jìn)展讓研究人員以前所未有的速度和分辨率確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

英國DeepMind公司開發(fā)的AlphaFold2結(jié)構(gòu)預(yù)測算法依靠深度學(xué)習(xí)策略，從折疊蛋白質(zhì)的氨基酸序列推斷其形狀。

自2021年7月公開發(fā)布以來，AlphaFold2已應(yīng)用于蛋白質(zhì)組學(xué)研究，以確定在人類和20個模式生物中表達(dá)的所有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，以及鑒定Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫中近44萬種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

同時，冷凍電鏡的改進(jìn)也使研究人員能用實(shí)驗(yàn)方法處理最具挑戰(zhàn)性的蛋白質(zhì)及其復(fù)合物。

2020年，兩個團(tuán)隊(duì)獲得了1.5埃以下的結(jié)構(gòu)分辨率，確定了單個原子的位置。

一種名為冷凍電子斷層掃描的相關(guān)技術(shù)也相當(dāng)令人興奮，這種方法可以在冰凍細(xì)胞的薄片上捕捉到自然發(fā)生的蛋白質(zhì)行為。

量子模擬

量子計算機(jī)以量子比特的形式處理數(shù)據(jù)。

多個研究團(tuán)隊(duì)已成功將單個離子用作量子比特，但它們的電荷使其難以進(jìn)行高密度組裝。

法國國家科學(xué)研究中心的Antoine Browaeys和美國哈佛大學(xué)的Mikhail Lukin等物理學(xué)家正在探索另一種方法。

研究小組使用光學(xué)鑷子在緊密排列的2D和3D陣列中精確固定不帶電的原子，然后用激光將這些粒子激發(fā)成大直徑的里德堡原子，使其與附近原子糾纏。

短短幾年時間里，技術(shù)進(jìn)步提高了里德堡原子陣列的穩(wěn)定性和性能，量子比特數(shù)量也從幾十個迅速擴(kuò)展到幾百個。

Browaeys估計，這種量子模擬器在一兩年內(nèi)就可能商用。這項(xiàng)工作也為量子計算機(jī)更廣泛的應(yīng)用鋪平了道路。

精準(zhǔn)基因組調(diào)控

盡管CRISPR-Cas9技術(shù)擁有強(qiáng)大的基因組編輯能力，但它更適合于讓基因失活而非修復(fù)。

美國哈佛大學(xué)化學(xué)生物學(xué)家劉如謙指出，大多數(shù)基因疾病需要的是基因修正而非基因破壞。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，劉如謙團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)了兩種很有前景的方法。

第一種方法被稱為堿基編輯，它將催化受損的Cas9與一種酶結(jié)合，這種酶有助于一種核苷酸向另一種核苷酸的化學(xué)轉(zhuǎn)化。

不過，目前只有特定的堿基—堿基轉(zhuǎn)換可以利用這種方法實(shí)現(xiàn)。

第二種方法被稱為引導(dǎo)編輯，它將Cas9與逆轉(zhuǎn)錄酶相聯(lián)系，并使用一種經(jīng)過修改的向?qū)NA，以將所需的編輯內(nèi)容整合到基因組序列中。

通過多階段生化過程，這些成分將向?qū)NA復(fù)制到最終取代目標(biāo)基因組序列的DNA中。

重要的是，這兩種方法都只切割一條DNA鏈。對細(xì)胞而言，這是一個安全性更高、破壞性更小的過程。

靶向基因療法

基于核酸的藥物可以在臨床上產(chǎn)生影響，但其可應(yīng)用的組織仍有諸多限制。

大多數(shù)治療需要局部給藥或自患者體內(nèi)提取細(xì)胞進(jìn)行體外處理，再移植回患者體內(nèi)。

腺相關(guān)病毒是許多基因療法的首選載體。

動物研究表明，仔細(xì)挑選合適的病毒，結(jié)合組織特異性基因啟動子，可以實(shí)現(xiàn)局限于特定器官的高效藥物遞送。

然而，病毒有時很難大規(guī)模生產(chǎn)，還會引起免疫反應(yīng)，破壞療效或產(chǎn)生不良反應(yīng)。

脂質(zhì)納米粒是一種非病毒載體，過去幾年發(fā)表的多項(xiàng)研究顯示了對其特異性進(jìn)行調(diào)控的潛力。

例如，美國得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心生物化學(xué)家Daniel Siegwart和同事開發(fā)的選擇性器官靶向技術(shù)有助于快速生成和篩選脂質(zhì)納米粒，找出能有效靶向組織（如肺或脾臟）細(xì)胞的納米粒。

空間多組學(xué)

單細(xì)胞組學(xué)的發(fā)展使研究人員很容易從單個細(xì)胞中獲得遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、表觀遺傳學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)方面的見解。

但單細(xì)胞技術(shù)將細(xì)胞從其原始環(huán)境中剝離出來，這一過程可能遺漏關(guān)鍵信息。

2016年，瑞典皇家理工學(xué)院的Joakim Lundeberg團(tuán)隊(duì)提出了一種解決策略。

該團(tuán)隊(duì)用條形碼寡核苷酸（RNA或DNA的短鏈）制備了載玻片，這些條形碼寡核苷酸可以從完整的組織切片中捕獲信使RNA，這樣每個轉(zhuǎn)錄樣本都可以根據(jù)其條形碼對應(yīng)到樣本中的特定位置。

此后，空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)領(lǐng)域迎來了爆發(fā)性發(fā)展，目前已有多種商業(yè)系統(tǒng)可用。研究團(tuán)隊(duì)也在繼續(xù)研發(fā)新方法，以更好的深度和空間分辨率繪制基因表達(dá)圖譜。

基于CRISPR的診斷

CRISPR-Cas系統(tǒng)精確切割特定核酸序列的能力，源于其作為細(xì)菌“免疫系統(tǒng)”抵御病毒感染的作用。

這一聯(lián)系啟發(fā)了該技術(shù)的早期使用者思考其對病毒診斷的適用性。

Cas9是基于CRISPR的基因組操作的首選酶，但基于CRISPR診斷的大部分工作都使用了一個名為Cas13的靶向RNA分子家族。

這是由于Cas13不僅能切割向?qū)NA所靶向的RNA，還能對附近的其他RNA分子進(jìn)行“旁系切割”。

許多基于Cas13的診斷都使用報告RNA，將熒光標(biāo)記“拴”在抑制熒光的淬滅分子上。

當(dāng)Cas13識別病毒RNA并被激活時，它會切斷報告基因并從猝滅分子中釋放熒光標(biāo)記，產(chǎn)生可被檢測的信號。

有些病毒會釋放很強(qiáng)的信號，可以在不擴(kuò)增的情況下檢測到，從而大大簡化了即時診斷流程。

上一篇：荒謬？一作承認(rèn)抄襲、導(dǎo)師要求撤稿，期刊說“不”

下一篇：學(xué)校快過生日了怎么辦？送篇Nature！

相關(guān)文章

Scientific Reports：年發(fā)文破2W，不是預(yù)警期刊啦，快來看看！

2022-07-04

催化二區(qū)好刊推薦丨發(fā)文量大、速度快、對國人友好！

2021-07-01

ACS Applied Materials & Interfaces：雖貴為1區(qū)期刊，但發(fā)文量大，對國人友好，值得試試！

2021-07-01

突發(fā)！復(fù)旦大學(xué)院長被教師持刀捅死，真的是“內(nèi)卷”“非升即走”的錯？

2021-06-19

2021國產(chǎn)期刊影響因子飆漲！占據(jù)榜首的竟是新刊！(附Excel下載)

2021-07-01

計算狗「模擬計算干貨」匯總大放送

2019-10-24

舉報有獎

TEL: 191-3608-6524

如：在網(wǎng)絡(luò)上惡意使用“測試狗”等相關(guān)關(guān)鍵詞誤導(dǎo)用戶點(diǎn)擊、惡意盜用測試狗商標(biāo)、冒稱官方工作人員等情形，請您向我們舉報，經(jīng)查實(shí)后，我們將給予您獎勵。

舉報內(nèi)容：

200

上傳附件：

文件格式不正確，請重新上傳文件格式不正確，請重新上傳文件格式不正確，請重新上傳

文件格式：jpg、jpeg、png、gif、tif、doc、docx、ppt、pptx、xls、xlsx、pdf、zip、rar

聯(lián)系方式

姓名

電話

提交意見

意見反饋

Suggestions

您可以在此留下您寶貴的意見，您的意見或問題反饋將會成為我們不斷改進(jìn)的動力。

意見類型

測試服務(wù)

網(wǎng)站功能

財務(wù)報賬

其他類型

意見內(nèi)容

200

聯(lián)系方式

姓名

電話

提交意見

收起

01

專屬信用額度，先測后付0元下單

02

下單享高額積分，萬千好禮免費(fèi)兌

￥200

200元無門檻優(yōu)惠券

立即激活立即下單

已使用

已作廢

了解更多會員權(quán)益

全流程在線可視化，便捷高效觸手可及

如下單過程中有任何疑問或需要幫助，請隨時咨詢專屬顧問~

9折

9折無門檻優(yōu)惠券

支付一筆訂單后可領(lǐng)取

立即領(lǐng)取立即下單

已使用

已作廢

免費(fèi)測+驚喜盲盒+高額福利，多重福利大放送

新人免費(fèi)測

雙雙開盲盒（100%中獎）

邀請人專享

受邀人專享

立即邀請

創(chuàng)建/加入團(tuán)隊(duì)，解鎖定制化權(quán)益

01

1500元團(tuán)隊(duì)專屬優(yōu)惠券

02

萬元大額信用額度，享先測后付

03

團(tuán)隊(duì)成員統(tǒng)一開票報銷；

04

專業(yè)工程師課題專屬服務(wù)

領(lǐng)取成功，請下單

請您支付一筆訂單后才可以領(lǐng)取優(yōu)惠券

Document

亚洲欧美日本视频在线观看-国产精品粉嫩一区二区-欧美高清在线不卡视频-日韩乱码在线高清观看

測試狗科研服務(wù)

項(xiàng)目推薦

舉報有獎

意見反饋