关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

8月王牌聚焦:开创性新技术打开新的大门

2017.8.29

  有一些科学技术也许在当下看来许多人都无法理解,或者说感觉并没有实用性,但是经过时间的沉淀和证明,这些技术也许将成为我们生活的一部分,又或者对科学发展产生了极大的推动力。

  8月,德国弗赖堡大学的一组研究人员开发出了一种活体动物仪器,可以更详细地了解在社会环境中动物的大脑如何发挥功能,以及各种因素对动物行为的影响。作者表示,“社会行为的实验有一个最根本的挑战:难以控制真实动物之间的相互影响。通过在未受限制动物中进行VR实验,可以实现单个或者多个‘动物’虚拟相互影响。”

  此前也有科学家利用VR来研究果蝇的神经行为,但是无法实现活体自由状态下的研究,最新研究提出了一个名为“FreemoVR”的系统,FreemoVR系统能通过计算机将自由动物放置在一种三维环境中,克服之前的问题。FreemoVR能使实验者控制动物的视觉体验,同时保持对其触觉的自然反馈。

  为了验证FreemoVR对于自然对象反应的检测能力,研究人员还在自由游动的斑马鱼,自由行动的小鼠,以及自由飞行的果蝇中进行了实验,结果显示动物们在虚拟环境下,也出现了与真实情况中相同的对于高度的恐惧。

  同期“科学狂人”J. Craig Venter实验室建立了世界首台数字生物转换器(Digital Biological Converter, DBC),这实在是令人激动。

  这个设备可接收远程发送的DNA序列,制备合适的寡核苷酸,将其植入“通用型细胞”中,从而创造生命体,也就是说可以将DNA转化为疫苗,或者转化为任何RNA分子或蛋白质。目前这一研究组已经利用DBC制备荧光蛋白,抗体多肽,RNA病毒(H1N1流感)和流感疫苗,此外他们还构建了一个完整的噬菌体(合成DNA并自动将其转入到大肠杆菌中),这也就是可以完成噬菌体的生成,用于感染病毒。这个过程完全自动化,不需要任何人工干预,因此可以说这一成果首次实现了“传真”生命形态,未来也许会引起全新的技术革命。

  西方大学化学与生物工程师Michael Jewett对表示:“这些作者勾画出了未来,那时人们可以完全数字化和自动化的方式完成从DNA序列到功能的输出。虽然目前这个设备还有些笨重。。。但是将所有的这些部分连接在一起而无需人为干预的这个想法真是绝妙。”

  此外,CRISPR技术也迎来了新突破——一个由中美韩三国科学家组成的国际研究团队利用CRISPR-Cas9基因编辑技术在多个活体人胚胎中纠正了引发一种疾病的基因突变,这是第一次成功的利用CRISPR-Cas9技术在人类早期胚胎发育过程中,修复导致肥厚型心肌病的基因突变,而且这项研究也在技术效率和准确性方法得到了提升。

  在最新这项研究中,研究人员针对的是一种称为MYBPC3的基因突变,这种突变导致心脏肌肉增厚,从而引发肥厚型心肌病(HCM)。据报道每500人中就有1人患有HCM,只要遗传一份MYBPC3基因中的变异版本,就能致病,可能造成心原性猝死和心力衰竭。当前对HCM的治疗方案只可缓解症状,但没有解决遗传问题。

  研究人员将来自健康捐赠者的卵母细胞和来自一名杂合携带MYBPC3基因变异的男性的精子(这名男性携带该基因的一个变异版本和一个正常版本)结合,培育出受精卵,然后利用CRISPR-Cas9在变异基因序列上剪出一个缺口,并观察人类胚胎如何修复这些DNA缺口。

  实验结果表明,在实验组中的58个受试胚胎中,有42个胚胎没有携带肥厚型心肌病致病基因突变,占比74.2%。如前所述,如果不进行基因编辑处理,在50%精子正常的情况下,受精卵正常的概率是50%。也就说,这项研究通过基因编辑将产生完全正常的胚胎的比例从50%提高到了74.2%。而另外27.6%也就是16个胚胎引入了一些非预期的插入或缺失突变。

推荐
关闭