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世界科技热潮 生物技术面临划时代突破

2008.5.05

        皮肤干细胞研究掀起热潮

  干细胞是指具有强大的多方向分化能力和自我更新能力的超级细胞,它能分化成人体中所有类型的细胞,因此也被称为全能细胞。干细胞研究的主要用途首先用于细胞制药,其次是用于疾病机理的研究,其商业前景不可限量。各国都投入大量资金,支持本国的干细胞技术研究与开发。

  2007年11月20日,《科学》和《细胞》同时刊出美国和日本两个研究报告,证实皮肤细胞经“基因直接重组”(利用病毒将四个基因送入皮肤细胞)后,可以具有胚胎干细胞特性,称为诱导式多能性干细胞(iPS),俗称“皮肤干细胞”。

  科学界称这是生物科学的“里程碑”,可以避开胚胎干细胞研究的道德争议,大大推动与干细胞有关的疾病疗法研究,如心脏病、帕金森氏综合征、糖尿病、皮肤烧伤、老年性痴呆等。它被《自然》、《科学》杂志分别评为2007年第一大和第二大科学进展。

  对诱导多功能干细胞技术的研究将成为干细胞研究的主流。日本文部科学省决定,2008年将投入22亿日元,未来5年共投入100亿日元,全力支持日本皮肤干细胞研究。德国也表示把干细胞研究经费从500万欧元增加到1000万欧元。英国克隆羊之父宣布放弃他创造的多莉羊胚胎干细胞研究技术。美国政府决定加大投入力度,支持研究人员获得更多与人类胚胎干细胞相媲美的全新多能细胞系。美国波士顿的高歌代理实验室已从病人身上提取不同细胞,开始建立私人干细胞库。干细胞治疗已经离人类越来越近。

  干细胞研究将主要集中在以下几个方面:自我更新的机理,定向分化的机理,人类胚胎干细胞的间隙,细胞移植和细胞工程,胚胎干细胞定向发育成三维器官,胚胎干细胞移植的安全问题等。干细胞疗法也许可以在十年之内用于临床血液病治疗。

  人造DNA将创造生物

  50年前,科学家首次在试管里成功合成了DNA(脱氧核糖核酸),制造出最独特的生命分子。现在美国科学家已合成出世界上首个完全人造的染色体———一长串在实验室中合成的DNA,其中包括微生物生存和繁殖所需的所有指令,科学家希望把这个染色体移植到一个细胞中,预计该染色体将在细胞里“自行启动”,然后“诱骗”这个等待的细胞执行命令。尽管首个人造染色体与天然染色体完全相同,但科学家正在合成一些其他的染色体,这些染色体能够创造出前所未有的生物,从而可能完全用人造DNA创造生物。

  用人造DNA创造生物将是一个具有分水岭意义的大事件,它模糊了天然生物和人造产品之间的区别,使人们必须重新考虑什么是“生命”。

  问题还在于,科学家、恐怖分子和其他有创造力的人会创造出什么样的生物?如何遏制这些能够自我复制的个体?创造人造生命的基本工具的ZL权归谁所有?安全担忧也日益加剧。已有几位科学家成功地合成了人造病毒,人类即将拥有人造细菌的能力。与病毒不同,细菌可以在活体之外的环境中生存和繁殖。这引起了人们对污染、传染和潜在危害的新忧虑。

  绘制个人基因组图谱将开始代替遗传检测

  2007年9月,人类第一个个体基因组排序完成,研究人员利用基因组排序技术,成功绘制了著名科学家克雷格?温特尔的完整DNA蓝图。绘制个人基因组图谱前后只用了不到2年时间,花费只有100万美元。

  5年内,更为快速和低廉的排序技术可以打造1万人的完整基因组,将为“一个个性化、具体化的基因组学时代”奠定基础,我们将知道哪些基因是由遗传因素造成的,哪些又是由环境造成的。

  绘制个人基因组图谱的成本不久会是1000美元,普通人出钱绘制个人基因组图谱将成为趋势。当前,在美国接受一套遗传检测需要花费300美元至数千美元不等。

  除去价钱因素,绘制个人基因组图谱与传统的遗传检测相比还有其他优势。遗传检测只能确认被检测基因是否是人类已知的基因变异种类之一。如果绘制个人基因组图谱,则能够与人类基因组图谱基准相比较,可以发现任何异常。

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