5月王牌聚焦:三大生物技术带来新的思路

麦克卢汉的“技术决定论”认为,技术是推动社会发展的重要力量,这在自然科学研究历史中显得格外突出,有无数的前人事迹告诉我们,技术的发展往往能带来研究的突破。本月一些技术的发展值得我们大家关注:

单细胞测序技术

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理解任何多细胞生命系统的前提是理解“细胞”,今天单细胞研究已经不再只是纸上谈兵了,全球已经有许多实验室展开了单细胞研究,近期Science,Cell就接连公布了这方面的成果。

他们使用BD的FACSAria II流式细胞仪来分选单个细胞,并利用混合文库和Illumina的新一代测序技术来分析。他们通过DNA测序分析了900个单细胞,通过RNA测序分析了6,862个细胞,发现化疗中出现的拷贝数畸变是预先存在且适应性选择的,而表达谱是通过转录重编程获得的。

神经元食谱(neuronal cookbook)

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Scripps研究所的科学家们发现了一种被称为“神经元食谱(neuronal cookbook)的新方法”,它将使皮肤细胞转化成不同类型的神经元。今天,《Nature》报道了这项研究,为自闭症、精神分裂症、成瘾和阿尔兹海默症等常见脑部疾病打开一扇全新的大门。

文章一作Rachel Tsunemoto博士曾在之前的研究中发现,使用两种转录因子一次只能获取非常特定的神经元。于是,她和实验室其他成员设计并测试了一大批双转录因子代码集合,同时鉴定皮肤细胞转化为神经元的核心特征,如形状和电兴奋性,以创建简化和扩展神经细胞再生的编码工具箱。

CRISPR技术突破

遗传学家一直在利用包括从家鼠到单细胞酿酒酵母在内的多个模式动物,研究调控人类发育与生理的基本生物过程,以及这些生物过程在各种疾病中出现的变化。

因为调控人体这些生物过程的基因在其它物种中具有类似的功能,而且模式生物体中的基因可以随意在实验室中突变和删除,所以这一概念是成立的。但是迄今为止,即使在易于操作的酵母中,基因也必须是一次删除一个,而且这会在基因组中留下一些不需要的序列修饰。

来自哈佛大学Wyss研究所的George Church领导的一个研究组提出了一个新的基于CRISPR-Cas9的技术方法,可以解决这两个问题。

具体来说,研究人员利用酵母开发了一种高通量方法,能够在单个酵母细胞中同时精确改变数百种不同基因或者某个基因的多个特征,效率达到80%至100%,这能帮助研究人员从群体中筛选出显示特定行为的细胞,并确定启动或抑制它们的基因改变。


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