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2008年十大科学进展（生物方面六大进展）
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2008年十大科学进展——细胞重编程 在最新一期Science杂志评出的2008年十大科学进展(Breakthrough of the year)中细胞重编程被评为第一位。这项研究几乎在一夜之间开启了一个生物学的新的领域，它有希望成就挽救生命的医学上的进步。 细胞重编程(Reprogramming Cells)指的是分化的细胞在特定的条件下被逆转后恢复到全能性状态，或者形成胚胎干细胞系，或者进一步发育成一个新的个体的过程。 通过插入回拨细胞发育时钟的基因，研究人员正在深入了解疾病和研究细胞如何决定其命运的生物学。 今年，科学家们实现了一个长期寻求的细胞炼金术壮举。他们从不同疾病的患者身上提取皮肤细胞，将其再编程为干细胞。改造后的干细胞在实验室里生长并分裂，为研究人员研究构成疾病基础的细胞过程提供了新工具。这项成就也可能是用患者自身细胞治疗疾病的漫长征途中的重要一步。 这项成就依据的一项基因技术是两年前发表的、最初被用于小鼠试验，科学家们用该技术彻底消除细胞的发育“记忆”，使其回到原始胚胎状态、然后重新生长成不同的细胞。2008年，研究人员在细胞再编程方面取得了又一个里程碑式的进展。在用活鼠做的一项漂亮的研究中，他们让细胞直接从一种成熟细胞变成另一种，打破了细胞单向发育的规则。调整细胞使其具有新身份的上述进展和其它一些进展，把细胞再编程这个现在蓬勃发展的领域推到了《科学》2008年十大科学进展之首。 本年度的科学进展在很大程度上起到了消除人们对三年前爆发的一个重大丑闻记忆的作用。三年前，韩国科学家虚假地宣称，他们用体细胞核转移技术、从各种疾病（如I型糖尿病、脊髓损伤和先天性免疫缺陷症）患者身上造出了新的干细胞。体细胞核转移技术曾被用来克隆多利羊。这个造假事件使该领域遭到了严重挫折；那时候看来，为患者量身定做干细胞似乎遥不可及。 今年在该领域取得的新进展建立在以前两项突破的基础之上。1998年11月，威斯康辛州的科学家们宣布他们培育出了人体胚胎干（hES）细胞，这种细胞有潜力在体内发育成任何细胞类型。胚胎干细胞的这种多能性（pluripotency）为发育生物学和医学研究提供了很多可能的应用，但也带来一些问题。因为提取干细胞通常会毁坏胚胎，因此这项研究引发了生物伦理的激烈讨论。包括美国在内的很多国家都颁布了政治决策限制科学家对人体胚胎干细胞的研究。 2006年，日本研究人员报告说他们发现了一个能避开人体胚胎干细胞实际与伦理问题的可能方法。他们将4个基因导入在培养皿中生长的小鼠尾部细胞，得到了外表和作用与胚胎干细胞极其相似的新细胞。他们把这些新细胞称作诱导多能干（iPS）细胞。去年，这个日本研究小组和两个美国研究小组将把细胞再编程技术应用到了人体细胞上，被选为《科学》2007年十大科学进展第二名。这一成果为新研究打开了大门。 |
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Science：2008年十大科学进展——胚胎发育录像 受精卵变成生物体的过程中细胞如何“跳舞”是发育生物学研究的中心。但是大多数显微镜只能看到这个过程的一部分。今年，科学家前所未有地观测到了细胞 “跳芭蕾”的细节，他们录下了斑马鱼发育第一天、构成其胚胎的约16000个细胞的运动，并进行了分析。 德国研究人员用他们设计的一种新型显微镜录制了这些电影。这种新型显微镜利用激光束对活标本进行扫描，抓拍了实时图像，并避免了光漂白和光损伤，这两者通常把这种录像限制在几小时内。然后，研究人员利用大规模的计算能力来分析录下来的细胞运动，并将其制成电影。他们还将录像倒过来放，以追踪形成特定组织如视网膜的细胞的起源。一个有关鱼的知名突变株的录像首次精确揭示了在胚胎发育过程中是究竟哪里出了问题。 这些斑马鱼的录像可以在互联网上免费看到。开发者说他们希望这个网站能发展成一个成熟的虚拟胚胎、一个有点像YouTube的发育生物学的视频共享网站，世界各地的实验室都可以上传自己的录像。 2008年十大科学进展——测序大丰收 比用来解密第一个人类基因组的方法更快更便宜的新基因组测序技术，正使测序得以快速发展。 今年，研究人员用名为454测序法的“合成测序”（sequencing by synthesis）系统，制造出了已经灭绝的穴熊和尼安德特人的线粒体基因组及猛犸象的80%的基因组。该系统在微观珠子上“生长”用荧光标记的DNA。尼安德特人全部基因组的初步草案正在完成中。另一种由Solexa（现在是Illumina公司的一部分）开发的新技术在科学文献中首次亮相，该技术被用来测序一个亚洲人、一个非洲人和一个癌症患者的首个基因组，为科学家进一步了解早期人类迁徙和可能与导致恶性肿瘤有关的候选基因提供了线索。Illumina公司技术用玻璃板上的大规模并行反应测序DNA。美国太平洋生物科学公司（Pacific Biosciences）是一家测序单个DNA分子的公司，该公司发表了一篇概念证明的论文，让人们看到了一种更快的基因组测序法。现在的目标就是使这个方法更精确。成本在继续下降；至少有一个公司号称花5000美金测一个基因组正在成为可能。 2008年十大科学进展——另一种颜色的脂肪 今年，研究人员终于揭开了所谓的棕色脂肪的神秘根源。棕色脂肪与脂肪有很大差别，它是一种消耗能量的组织，距离肌肉仅一步之遥。 400多年前解剖学家就首次发现了人体内两种脂肪的区别。厚厚的白色脂肪储存能量，医生和减肥的人都为之烦恼。如果说白色脂肪是被子，那么棕色脂肪就是电热毯。棕色脂肪靠大量的线粒体燃烧脂肪分子，产生热量，从而保持人体温暖。 很长时间以来，科学家一直设想这两种脂肪是从同一种祖细胞发展而来的。然而，美国科学家领导的一个研究小组发现，他们可以把棕色脂肪转化成肌肉，也可以把肌肉转化成棕色脂肪。研究人员知道，基因PRDM16刺激着棕色脂肪的分化。所以当他们调低棕色脂肪前体细胞里的PRDM16含量时，他们预期会产生白色脂肪细胞。 与他们的预期相反，细胞伸展成管状的肌肉细胞，甚至能抽动。这些细胞关闭了大量棕色脂肪特有的基因，打开了肌肉特有的基因，说明它们的身份已改变。强制已经开始分化成肌肉的细胞制造PRDM16，引发了相反的转换，产生了棕色脂肪。研究人员采用了一种名为世系追踪（lineage tracing）的技术，识别出了小鼠体内的肌肉细胞家族的后代。它们含有肌肉细胞和棕色脂肪细胞，但是不含有白色脂肪细胞。 这些发现也许标志着向肥胖治疗法迈进了一步，这种治疗就是通过激发体内存在的能燃烧脂肪的棕色细胞、或是把新细胞移植到燃烧脂肪的细胞中，从而将有害的白色脂肪溶解掉。 |
3楼2009-02-28 15:50:24
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Science：2008年十大科学进展——癌症基因 今年研究人员把注意力放到了导致肿瘤细胞失控的错误DNA上。这些研究正在揭示某些人类癌症的整个基因图谱，为癌症诊断和治疗提供新的途径。 肿瘤细胞一般到处都是基因错误，打乱主要的细胞通路，从而导致细胞肆意分裂。多亏人类基因组的完成和更廉价的测序技术，研究人员现在可以系统地调查癌细胞里的很多基因，找出以前的方法漏掉的基因变化。这些名为癌症基因组的项目两年前出了第一批结果，2008年研究这方面的成果大增。 排在成果首位的是胰腺癌和胶质母细胞瘤、两种最致命的癌症。研究人员通过对数百甚至数千基因测序，找出了几十种突变，有已知的，也有未知的。例如，一种叫IDH1的新的癌症基因被发现在12%的脑胶质瘤样本中出现，这个比例相当大。另一项胶质瘤研究发现了一些线索，有助于找出某些病人的肿瘤发展出抗药性的原因。其它研究把肺腺癌肿瘤和急性骨髓性白血病中的异常DNA挑了出来。 不断增加的癌基因名录展现了一个既令人激动又令人清醒的复杂情况，表明针对生物路径的治疗方法与只针对某个基因的“灵丹妙药”相比是更好的选择。至少10个其它癌症的基因组项目正在进行中。 Science：2008年十大科学进展——观察蛋白质工作 在研究蛋白质100多年后，生物化学家扩展了研究手段得以观察运作中的分子，而且每每有出乎意料的收获。 科学家一直在争论蛋白质如何与靶标结合。大多数科学家认为靶标分子的形状迫使蛋白质扭动形成与靶标结合的互补。但是溶液中的蛋白质也可能不断扭动成几种稍有不同的构像，直至一种构像找到靶标。德国和美国的计算生物学家为这个新想法提供了大胆的新支持，他们处理了大量的实验数据，证实了一个长期研究的蛋白质是如何在几十个不同构像之间跳舞的。在另一项令人惊奇的实验中，一个美国研究小组跟踪个体蛋白质，发现一个单个随机分子事件可以将某个细菌细胞从一种代谢状态转变成另一种。 在一个更大范围的研究中，德国的蛋白质组学研究人员同时观测酵母细胞中多达6000个蛋白质的丰富程度，并量化了个体蛋白质的表达在两个不同细胞类型中如何不同。他们的技术可以带来对细胞发育和疾病的新了解。最后，瑞典的蛋白质组学研究人员揭示了人体的不同组织各有特征，很可能不是通过控制表达哪些蛋白质、而是通过控制各种蛋白质制造多少来实现的 |
2楼2009-02-28 15:49:58
5楼2009-03-02 08:40:23
 谢谢分享 |
10楼2009-04-04 17:16:48
