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細胞克隆猴、探測引力波:這些科學成果或改變生活
2018-7-3 16:15:19  出處:srqnw.com
 

科技創新驅動改革發展,創新成果改變你我生活。2018年上半年,我國在科學領域取得不少新突破和新發現,這些新成果不斷刷新公眾的科技感知力,也正在改變你我的生活。

  世界首個體細胞克隆猴在我國誕生 重大腦疾病治療有了新前景

圖為體細胞克隆猴“中中”和“華華” 中科院供圖

  中國科學院在今年1月24日舉行的新聞發布會上宣布,我國在國際上首次實現了非人靈長類動物的體細胞克隆。生物學國際學術期刊《細胞》以封面文章發表此項成果,并于2018年1月25日在線發表。該成果標志中國率先開啟了以體細胞克隆猴作為實驗動物模型的新時代,實現了我國在非人靈長類研究領域由國際“并跑”到“領跑”的轉變。

  除了在基礎研究上有重大意義外,此項成果也為解決我國人口健康領域的重大挑戰做出貢獻。據介紹,利用體細胞克隆技術制作腦疾病模型猴,為人類面臨的重大腦疾病的機理研究、干預、診治帶來前所未有的光明前景。

  我國科學家率先發現人類胚胎激活機制 為優生優育打下基礎

  今年3月,中國科學院北京基因組所與國內多家科研機構合作,在國際上首次揭示了人類胚胎進行有序基因表達、發育進化的奧秘。研究成果發表于國際學術期刊《細胞》上。

  研究表明,人類體內的各種細胞幾乎都有大量基因的表達。然而,人受精之后大約有兩天的時間非常特殊,這段時間的胚胎幾乎沒有基因表達。科學家們找到了啟動人類基因組表達的關鍵分子(Oct4),發現在進化歷史中,最先出現的基因(老基因)會先表達、而最后出現的基因往往會后表達。該研究還揭示了人類進化的一個重要新機制。科學研究表明,DNA的突變會引起人類的進化,DNA序列中有一類被稱為轉座子的DNA片段,它們常常會從一個區域跳到另一個區域,這種跳動會產生DNA突變。此次研究成果打開了認識人類胚胎發育基因表達調控的大門,將會為人類的優生優育提供理論基礎。

  世界首例神經疾病模型豬誕生 推動阿爾茲海默癥等疾病治療

  中國科學院消息,經過四年努力,廣東科學家領銜的國際研究團隊首次利用基因編輯技術(CRISPR/Cas9)和體細胞核移植技術,成功培育出世界首例亨廷頓舞蹈病基因敲入豬。它能精準模擬出人類神經退行性疾病,為治療亨廷頓舞蹈病、老年癡呆等疾病提供穩定、可靠的動物模型,推動藥物篩選和治療方案制定。該項成果于今年北京時間3月30日凌晨在線發表于《細胞》雜志上。

  作為世界首例亨廷頓病基因敲入豬模型,科研人員介紹,將推動我國發展出大動物疾病模型的醫藥研發產業鏈,促進針對阿爾茲海默癥、帕金森癥等神經退行性疾病,以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發進程。同時,該動物模型可用于干細胞治療等手段的臨床前評價,最終造福于人類。

  科學家新發現超過100個影響人類發色的基因位點 為更精準的法醫DNA表型刻畫提供可能

圖為用于全基因組關聯分析的頭發顏色分類 中科院供圖

  中國科學院北京基因組研究所和其他幾國科研機構的科學家們新發現了超過100個影響人類頭發顏色的基因,打破了之前認為的人類發色主要有幾個已知基因決定的認識,有助于實現通過DNA來精準預測未知犯罪者的頭發顏色。研究成果發表在國際期刊《自然遺傳學》雜志上。

  此前的研究者認為,人類頭發顏色主要由幾個已知的基因決定。此次研究表明,除已知的基因外,頭發顏色同時受新發現的100多個遺傳位點影響。基于新發現位點的人類頭發顏色預測有更高的準確性,有利于指導后續的人類復雜表型遺傳學研究,為實現更精準的法醫DNA表型刻畫提供可能。

  中國科學家首揭水合離子原子級分辨圖像及幻數效應 可縮短電池充電時間、增大電池功率

  北京大學物理學院量子材料科學中心教授江穎的科研團隊繼2014年獲得世界首張亞分子級分辨的水分子圖像后,在國際上首次得到水合鈉離子的原子級分辨圖像,并發現了一種水合離子輸運的幻數效應。該成果于5月14日在國際學術期刊《自然》上發表。

  研究結果表明,可以通過改變表面晶格的對稱性和周期性來控制受限環境或納米流體中離子的輸運,從而達到選擇性增強或減弱某種離子輸運能力的目的,這對很多相關的應用領域都具有重要的潛在意義,比如:離子電池、防腐蝕、電化學反應、海水淡化、生物離子通道等等。”此外,該研究展的實驗技術也首次將水合相互作用的研究精度推向了原子層次,未來有望應用到更多更廣泛的水合物體系,開辟全新的研究領域。

  我國成功研制國際首臺全自動干細胞誘導培養設備 為再生醫學及精準醫療奠定裝備基礎

圖為全自動干細胞誘導培養設備操作臺 中科院供圖

  由中國科學院廣州生物院承擔的國家重大科研裝備研制項目“全自動干細胞誘導培養設備”完成研制,標志著全球首臺自動化無人堅守、應用深度神經網絡的智能化干細胞誘導培養設備誕生。

  這臺設備擁有完全自主知識產權,建立了從細胞培養、顯微在線觀測、移液換液、算法識別、克隆挑取及設備控制的裝備技術,實現了iPSC自動化誘導培養、擴增、成像、移液換液、挑克隆,下游分化等功能。首臺全自動干細胞誘導培養設備的成功研制標志著我國在干細胞裝備領域的自主研發取得新突破,推動了我國干細胞基礎研究和臨床應用的發展,為再生醫學及精準醫療的研究奠定了裝備基礎,具有廣闊的市場前景。

  我國完成小麥A基因組測序和精細圖譜繪制 有望加速小麥遺傳改良

  中國科學院遺傳與發育生物學研究所的科研團隊完成了小麥A基因組的測序和染色體精細圖譜的繪制,全面揭示了小麥A基因組的結構和表達特征,對深入和系統研究麥類植物的結構與功能基因組學以及進一步推動栽培小麥的遺傳改良具有重要理論意義和實用價值。研究成果于北京時間5月10日在國際學術刊物《自然》在線發表。

  科研人員指出,小麥A基因組測序和精細圖譜繪制的完成,為國內外科研工作者解析小麥基因組進化和馴化提供了高質量的基因組信息和一個全新的視角。注釋出的基因信息將助力小麥重要農藝性狀基因的精細定位、克隆和功能解析,加速栽培小麥的遺傳改良和分子設計育種,對提升小麥產業競爭力、保障糧食安全和農業提質增效與可持續發展將產生重要作用。

  “天眼”FAST首次發現毫秒脈沖星 引力波探測又添新可能

圖為“天眼”FAST(500米口徑球面射電望遠鏡)

  中國科學院國家天文臺消息,“天眼”FAST(500米口徑球面射電望遠鏡)首次發現毫秒脈沖星并于近日得到國際認證,這是FAST繼發現脈沖星之后的另一重要成果。新發現的脈沖星J0318+0253自轉周期5.19毫秒,根據色散估算距離地球約4000光年,由FAST使用超寬帶接收機進行一小時跟蹤觀測發現,是至今發現的射電流量最弱的高能毫秒脈沖星之一。

  此次發現有何重大意義?科研人員解釋,毫秒脈沖星是每秒自轉上百次的特殊中子星,對其研究不僅有望對理解中子星演化、奇異物質狀態起到重要作用,而且穩定的毫秒脈沖星是低頻引力波探針。脈沖星搜索是進行引力波探測研究的基礎,脈沖星計時陣是觀測超大質量雙黑洞發出的引力波最有效的方法。脈沖星計時陣依賴數十顆計時性質良好的毫秒脈沖星,其樣本的擴大、性能的提高起始于脈沖星搜索。此次FAST首次發現毫秒脈沖星,展示了FAST對國際低頻引力波探測做出實質貢獻的潛力。FAST項目組已經策劃的FAST多科學目標同時巡天規劃將發現大量毫秒脈沖星,大幅度提高脈沖星陣探測引力波的靈敏度。

  中國科學院研發新型陶瓷材料 未來可用于“太空3D打印”

  中國科學院空間應用工程與技術中心科研人員在瑞士利用歐洲失重飛機成功完成了國際首次微重力環境下陶瓷材料立體光刻成形技術試驗和我國首次金屬材料微重力環境下鑄造技術試驗,試驗驗證了多項微重力環境下高精度制造前沿技術和新型材料,獲得多件完好的陶瓷和金屬制造樣品及豐富的實驗數據。

  本次試驗于6月12日開始,截止到6月13日下午,共進行了28次微重力、2次月球重力和2次火星重力飛行,搭載的兩套裝置分別對陶瓷材料和金屬材料進行了預先計劃的制造任務,共獲得10件陶瓷樣品和8件金屬樣品。

  科學家發現多個大鯢隱存種 對今后大鯢保護提供全新科學支撐

研究揭示中國大鯢至少由5個物種(有可能為8個)組成

  由中國科學院昆明動物研究所領銜的國際科研團隊在中國大鯢遺傳多樣性與保護研究上取得重要進展:研究基于基因組水平數據揭示中國大鯢至少由5個物種(有可能為8個)組成,這一成果打破了此前學界一直以來認為的“中國大鯢是一個物種”的結論,對今后我國大鯢的保護策略提供了新的科學指導和依據。研究成果于北京時間5月22日零時在國際期刊《當代生物學》上發表。

  發現大鯢的多個隱存種對今后大鯢保護提供了全新的科學支撐。科研人員介紹說,基于過去的分類知識和常規做法,在保護區劃分、人工養殖、增殖放流等保護過程中,中國大鯢長期以來被當作一個物種對待,且沒有區分不同地理種群。“若不及時調整,不僅有的物種不能得到保護,還很容易使小種群物種受到其它物種的基因侵蝕,甚至被取代,造成巨大遺傳資源損失甚至物種滅絕。”

 
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