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“国安杯”2017年国内十大科技新闻解读之生物技术

   日期:2017-12-27     来源:科技日报    浏览:382    评论:0    
核心提示:一年有365个日出,中国科技好消息层出不穷。最新统计显示,中国科学论文的被引用数量总和,首次跃居世界第二位,表明中国科技成果的内涵已相当充实。从墨子发信到小太阳发热,从可燃冰开采到慧眼开启,2017年,中国
一年有365个日出,中国科技好消息层出不穷。最新统计显示,中国科学论文的被引用数量总和,首次跃居世界第二位,表明中国科技成果的内涵已相当充实。从“墨子”发信到“小太阳”发热,从可燃冰开采到“慧眼”开启,2017年,中国创新队伍由跟跑到领跑,脚步越发轻快。


CRISPR编辑人类胚胎有效性首次获证

CRISPR是近几年兴起的基因编辑明星技术,它利用生物体内的天然剪刀来裁剪DNA,既准确又简单。但用它来编辑人类胚胎的基因,有两大挑战:安全吗?有效吗?

修正致病基因,正常基因往往会“躺枪”,被误编辑,导致癌症。但是由于误编辑很少发生,且已有技术能在移入子宫前查出错误,科学家对此不太担心。

有效性更受关注:CRISPR技术擅长裁剪某些基因,它对付胚胎的错误基因,一开始不太行。但试管婴儿手术一次只能获得几个胚胎,碰运气碰不起。

今年,广州医科大学附属第三医院的刘见桥课题组论文声称,首次用CRISPR-Cas9基因编辑技术对6个可移植人类胚胎进行基因编辑,成功修复了其中3个胚胎内的遗传变异。

之前有两个实验组利用CRISPR技术修复人类胚胎都失败了。这次实验,刘见桥课题组获得试管婴儿手术患者捐献的未成熟卵细胞,诱导它们成熟后,结合患遗传疾病的男性精子。实验组获得6个单细胞胚胎,成功修复3个,证明了CRISPR技术修复活胚胎的潜力。新研究推翻CRISPR技术不能有效编辑人类胚胎的猜想。设计出无遗传疾病的婴儿,这个科幻味道很浓,或许引起伦理争议的命题,离实现又近了一步。


人工合成4条真核生物酵母染色体

3月10日出版的国际顶级学术期刊《科学》,以封面形式刊发中国科学家的4篇研究长文。由天津大学、清华大学和华大基因分别完成的这4篇论文,介绍了真核生物基因组设计与化学合成方面的系列重大突破:完成了4条真核生物酿酒酵母染色体的从头设计与化学合成——要知道,酿酒酵母总共有16条染色体,此前国际同行奋斗多年才发现了1条。

这意味着人类在设计并合成复杂人工生命的过程中取得重大进展。我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。

继“DNA双螺旋发现”和“人类基因组测序计划”之后,以基因组设计合成为标志的合成生物学引发第三次生物技术革命。如果说基因测序是“读”基因,那么合成生物学就是“写”基因。多国合作的“人工合成酵母基因组计划”是人类首次尝试改造并从头合成真核生物,旨在重新设计并合成酿酒酵母的全部16条染色体。我国科学家此次合成的染色体包括16条中最长的1条。

在合成染色体的过程中,他们还突破了生物合成方面的多项关键核心技术,比如:突破合成型基因组导致细胞失活的难题,设计构建染色体成环疾病模型,开发长染色体分级组装策略,证明人工设计合成的基因组具有可增加、可删减的灵活性,等等。这些技术将在全世界的生命科学研究和相关实际应用中大显身手,其价值不可估量。

国内外同行指出,这是继合成原核生物染色体之后的又一里程碑式突破,将开启人类“设计生命、再造生命和重塑生命”的新纪元。
 
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