2017年生物化学五大突破

苏州亚科科技

时间如白驹过隙，转瞬即逝，2017年：
双中子星并合，人类首次“看到”引力波，开启多信使天文学时代；
AI技术节节开花，人工智能给人类的生活带来了巨大的变化和挑战；
量子技术爆发，通信和计算领域得到高速发展；
……
那么在生物医学和化学领域，又有哪些重大突破呢？在2017年即将结束之际，让我们共同来回顾一下。

1、人工合成酵母基因组——进一步了解生命运作方式
3月，《Science》以专刊的形式介绍了世界上首例人造酵母合成项目的进展。来自中国的科学家完成了4条真核生物酿酒酵母染色体的从头设计与化学合成。

人造酵母项目是深化生命科学研究进展、应用生命科学研究成果的重要一步，通过对比人造酵母与天然酵母的区别，科学家们可以更加准确地了解生命的运作方式，操控生命活动。
从合成最简单的病毒、支原体开始，直到合成单细胞真核生物酵母菌，科学家们逐步攻克了基因大小与基因复杂程度上的障碍，为后续合成更加复杂的生命提供了可能。
2、人造子宫——早产儿救治新希望
4月，美国费城儿童医院的胎儿外科医生在Nature Communication上发表了他们的研究成果：通过体外模拟子宫的环境，成功使相当于23~24周人类胎儿大小的羔羊宝宝在母体外生存了670小时，并实现了胎儿在母体环境中一样的正常发育。

早产是新生儿死亡和致残的重要病因，人造子宫可保证早产儿继续发育，规避早产带来的健康风险。目前，该技术仅在早产羊羔身上进行了试验，虽然从羊过渡到人类胎儿仍有不小的距离，但这项研究已经在模拟成熟器官功能、预防早产和治疗早产儿方面迈出了一大步。
3、Pembrolizumab——将癌细胞“一网打尽”
5月，FDA批准了一种名为Pembrolizumab的药物，一种新型人源化单抗，通过作用于PD-1提升人体免疫力，用于治疗儿童和成人的任何包含错配修复缺陷的晚期实体肿瘤。此前，该药物已被批准用于治疗黑色素瘤和少数几种其它的肿瘤。

FDA的这项批准对于癌症治疗领域意义非凡。在这之前，人们对于癌症的治疗还局限在发病器官上，而现在，无论是在胰腺、结肠、甲状腺，或其它十几个组织中的任何一个的细胞癌变，药物pembrolizumab都能根据突变的DNA锁定包含错配修复缺陷的癌细胞，并进行治疗。
4、CRISPR-Cas9基因疗法——给人类带来新希望
7月，中国的科学家们发现，利用Y染色体敲除实验的方法，设计专门针对21号染色体的特定CRISPR靶向系统，可以在体外细胞实验中实现多余21号染色体的精确敲除；
11月，来自德国和意大利的研究人员在《Nature》上发表了一篇利用基因编辑技术治疗单基因遗传病的文章：通过逆转录病毒结合CRISPR-Cas9技术将完好的基因成功地导入患者皮肤细胞，插入细胞的基因组中修复突变基因，治愈患者。
在其他研究中，CRISPR-Cas9技术对遗传性心脏病、I型脊髓型肌肉萎缩症等疾病的治疗与治愈也起到了极大的推进作用。
5、冷冻电镜——让人类看到前所未见的生命过程
2017年10月4日，诺贝尔化学奖揭晓，JacquesDubochet、Joachim Frank和RichardHenderson因“研发出冷冻电子显微技术用于溶液中生物分子结构的高分辨测定”获得诺贝尔化学奖，使得2017年成为冷冻电镜技术的重要一年。

过去，电子显微技术被认为只适合观测部分物质，因为高强度的电子束会摧毁大量表面敏感的材料，导致其图像模糊。然而冷冻电镜的出现打破了桎梏，通过冷冻手段抑制生物大分子的运动，科学家们开始看到此前从未见过的生物过程。

冷冻电镜的发展给生物化学、材料化学等领域带来了全新的工具，科学家们得以深入过去无法涉足的领域，观测生物大分子、敏感电池材料等表面发生的具体过程，结构生物学等领域得以不断涌现出大量突破性成果。
每一年，不可思议的科研成果都在改变着我们的生活，让人类社会不断地进步。