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Technology Review十大突破技術:細胞圖譜

日期:2017-03-01 08:58:29

 MIT Technology Review雜志近日評出了2017年度十大突破技術(10 Breakthrough Technologies 2017)。無人駕駛的貨車、刷臉支付、基因治療等熱門技術紛紛上榜,有望在未來對人類的經(jīng)濟生活產(chǎn)生重大影響。

 

對于細胞這個生物體結構的基本單位,我們已經(jīng)相當熟悉。不過,科學家們并不滿足。他們希望利用基因組學和細胞生物學中最強大的工具去捕獲和觀察人體內的37.2萬億個細胞,這就是龐大的“細胞圖譜(Cell Atlas)”計劃。

 

這個計劃的目標是構建第一個全面的細胞圖譜。這是一個技術奇跡,將全面揭示人體是由什么組成的,并為科學家提供了一個全新且精細的生物學模型,從而加速藥物的開發(fā)。

 

美國Broad研究所、英國Sanger研究所以及新成立的Chan Zuckerberg Biohub將是這個項目的主要參與者。在他們的帶領下,來自美國、英國、瑞典、以色列、荷蘭和日本的科學家聯(lián)盟將為我們體內的每個三維空間分配一個分子標記,并賦予一個郵政編碼。

 

Sanger研究所細胞圖譜團隊的負責人Mike Stubbington表示:“我們將看到一些預期的東西,我們已經(jīng)知道的東西,但我相信會有一些全新的東西。它將帶來驚喜。”

 

教科書上的傳統(tǒng)觀點是說,人體中有300多種類型的細胞,包括在血液中攜帶氧氣的紅細胞、在大腦中長期存在的神經(jīng)元和在眼睛中像數(shù)碼相機般工作的光感受器細胞。真實的數(shù)字無疑更大。最近的研究發(fā)現(xiàn),兩種新型的視網(wǎng)膜細胞躲過了幾十年的眼睛檢查;一種新發(fā)現(xiàn)的免疫細胞能產(chǎn)生類固醇,似乎抑制了免疫應答。

 

在這項計劃中,三種技術正充當主力軍。第一種是“細胞微流體”。單個細胞被分離,以微小的磁珠標記,并以液滴的形式運動,就像汽車一樣,沿著微流體芯片中窄窄的毛細管移動。之后,它們被捕獲和裂解,并逐一研究。

 

第二種就是高通量測序技術。科學家可以利用超快速的測序儀器來解碼單個細胞,并了解其中的基因活性,而每個細胞的成本只有幾美分。如今,一個科學家每天可處理10,000個細胞。

 

第三種則是新穎的標記和染色技術。它能夠根據(jù)細胞的基因活性,將每種類型的細胞定位在人體器官或組織中的特定區(qū)域。

 


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