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生物医学的五大科学发现


2020年


2020是不同寻常的一年,一种过去未知的病毒席卷全世界,造成了严重破坏,但正如顶尖学术期刊《自然》评论所说,这一年仍然产生了许多有新闻价值的科研进展。近日,《自然》公布了2020年度的十大科学发现。其中,有5项重要发现来自生物医学领域。


01
缺少干扰素导致新冠重症


干扰素与新冠
抗病毒信号分子

干扰素是人体内一类重要的抗病毒信号分子。9月,在线发表于《科学》的两篇研究论文表明,不同因素导致的干扰素缺乏,是感染新冠病毒后发展为重症的一个关键因素。

在其中一项研究中,科学家们分析了近千名重症新冠患者的血液样本,发现10%的患者体内有一种“内鬼”抗体,会针对人体天然产生的1型干扰素发起攻击。引人注意的是,此类抗体多出现在老年男性中。


另一项研究中,科学家们发现有3.5%的重症患者,在与1型干扰素有关的8个基因上,带有某些突变,导致基因产物无法合成或应答干扰素。这些发现为临床治疗COVID-19提供了评估预后、完善疗法的重要意义。


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02
“激杀”潜伏的HIV病毒


激活并杀死
潜伏病毒

导致艾滋病的病毒HIV能长期“潜伏”在宿主细胞的基因组中,几乎不转录,以此逃脱免疫系统的识别。这些潜伏病毒成为了目前根治艾滋病的主要障碍。

《自然》1月同期发表的两项研究,展示了用shock-and-kill策略破解HIV潜伏的重要进展。这种策略先通过增强病毒基因表达激活HIV,使被感染的细胞被免疫系统识别,然后一举杀死它们。

其中一项研究中,北卡罗莱纳大学的科学家利用了药物AZD5582,通过激活非经典NF-κB通路促进HIV基因表达。另一项研究中,埃默里大学的科学家结合了两种免疫干预措施,先通过抗体疗法耗竭CD8+淋巴细胞,再使用药物N-803强烈激活信号分子白介素-15。

《自然》评论,在小鼠和恒河猴等动物模型上,这两种干预手段对潜伏病毒的破坏可能是迄今为止最强烈的,并且可重复。这些研究展示了用药物逆转病毒潜伏的概念和技术挑战,以此为基础,科学家们将继续探索这种策略应用于治疗的潜力。


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▲激活并杀死潜伏HIV的两种方法


03
冷冻电镜突破原子分辨率


技术与算法进步
单颗粒冷冻显微镜

单颗粒冷冻电子显微镜(cryo-EM)是解析生物大分子三维结构的一种有力方法。得益于技术和算法方面的进步,自2013年以来,cryo-EM引起了一场分辨率革命。结构生物学家得以更直接地观察大分子的细节,从而理解三维结构如何赋予大分子生物功能。

今年10月,《自然》同期发表的两项研究中,来自欧洲的两支研究团队依赖硬件改良,进一步突破了cryo-EM在分辨率上的限制,获得了迄今最清晰的图像:首次确定蛋白质中单个原子的位置。



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▲使用cryo-EM绘制单个原子图,其中单个原子显示为球形,蓝色网格代表冷冻电镜密度数据


04
CRISPR技术破解挑食之谜


探索生命现象
基因组编辑工具

基因组编辑工具CRISPR-Cas9的问世,让科学家有了全新的手段来探索长久以来观察到的生命现象。例如,动物学家注意到,相近的物种对食物也可能有完全不同的喜好。常见的黑腹果蝇和我们一样喜爱香蕉等香甜的水果,但来自印度洋塞舌尔群岛的一种果蝇,唯独钟情于一种叫诺丽果的臭果子——因为气味难闻,也被称为“呕吐果”

借助CRISPR-Cas9,研究人员探查了果蝇挑食背后的神经基础和遗传变化。他们发现,有一类表达气味受体22a的感觉神经元在印度洋果蝇中格外丰富,比他们分析的其他果蝇都多,并且证明了这类神经元正是它们品味与众不同的关键原因。

过去我们观察到了动物行为的无数变化,而在新的时代,我们可以利用遗传工具精确靶向各种生物的神经系统进行改变,结合两种资源,我们可以了解大脑如何进化,塑造出复杂的行为。


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05
压力山大,头发变白


催生白发的原因
压力与白发

在《自然》公布的年度10大科学发现中,有一项是其“新闻与观点”栏目中在2020年最受读者欢迎的研究报道。在这项研究中,哈佛大学的科学家为我们揭示了为什么压力会催生白发。毫无疑问,2020年,是很多人倍感压力山大的一年……


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新冠过后对世界有什么影响


大家都会思考一个问题,新冠后世界什么时候可以恢复正常?其实世界已经不可能完全回到新冠疫情爆发之前的状态了,即使现在有了新冠疫苗,但在接下来至少两三年内,我们也都要跟新冠病毒共处。


因为疫苗接种过程复杂且漫长,即便是你今天打疫苗,也要六周后才会获得比较好的保护效果,所以,勤洗手、在人群密集时戴口罩,会成为疫情后的新常态。


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此次疫情给人类带来了巨大的灾难,也给人们敲响了警钟,对于自然环境、动物发展进程、大气改变等方面,人类都应该做出相应的改变,特别是对于环境保护应更加重视。


相信随着科学的发展,人类对生物科学的不断探索,对病毒的控制力不断提高,使人类远离病魔,世界经济得以复苏,人们重拾美好生活。


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- END -




新乡市维克科教仪器有限公司



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公司生产销售多种教学仪器



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