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Nature Methods发布单个活细胞RNA分析新技术
生物通报道 来自宾夕法尼亚大学的一个多学科研究小组开发了一种史无前例的方法,可以不损伤周围细胞从自然组织微环境下的活细胞中分离出RNA。这使得研究人员能够分析细胞间的化学联系是如何影响个别细胞功能以及总体蛋白质生成的。研究人员将这一方法详细描述于《自然方法》(Nature Methods)杂志上。组织是由各种细胞类型构成的复杂结构。每种组织类型(例如心脏、皮肤、大脑)中单个细胞的特性和功能,与哪些基因转录为RNA并最终生成蛋白质密切相关。就像生态学家在研究个别物种与它的栖息地之间的相互作用时一样,要想在自然组织环境中研究单细胞的基因表达,研究人员必须要能够检测单个细胞的内部运作。
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《柳叶刀》:帕金森病基因治疗新方法
生物通报道 根据发表在《柳叶刀》(The Lancet)杂志上一项1/2期临床试验的结果,通过一种叫做ProSavin的新型三重基因疗法重编程脑细胞生成多巴胺,有可能安全地改善帕金森病患者的运动功能。研究的领导者Stéphane Palfi教授说:“多巴胺缺乏会导致震颤、肢体僵硬,以及帕金森病特征性的平衡丧失。”“ProSavin利用了一种无活力的病毒,将三个多巴胺生成基因直接传递到控制运动的大脑纹状体区域,以期将非多巴胺生成纹状体神经元转变为多巴胺生成工厂,替代帕金森病中丧失的多巴胺源。”帕金森病是仅次于阿尔茨海默氏症,居第二位的最常见神经退行性疾病,全球有大约500万人受累于这
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iPS细胞培养有了简单新方法
日本京都大学日前发表一份公报称,其研究小组开发出一种新方法,可以简单地培养诱导多功能干细胞(iPS细胞),同时减少移植过程中引发感染症的风险。迄今为止,在培养iPS细胞时,需要使用含有实验鼠饲养细胞和牛血清的培养液补充营养。但是,在利用这种iPS细胞培养出的组织和细胞时,来自动物的感染症有可能感染人体,且测试其安全性也耗时很长。 京都大学iPS细胞研究所的山中伸弥和中川诚人等研究人员注意到,一种叫做“Laminin-511”的蛋白质能把细胞粘结在一起,于是利用这种蛋白质的片段“Laminin-511E8”(LN511E8)制作出培养基,发现iPS细胞能够在培养皿上牢固“扎根”。为取代动物成分,
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技术新突破可实现对多种不同类型肿瘤同时监测
近日的《自然—材料学》报道了一种新的纳米粒子成像系统可以扫描到更多类型的肿瘤。癌症有很多种基因型和表现型,因而找到一种能够应用范围广的成像方法颇具挑战性。但是,肿瘤微环境中还是存在一些共同的因素可以被用于检测,比如高酸度以及快速血管生长。Jinming Gao等人在报告中描述了一类pH超灵敏的荧光纳米粒子,这类粒子能够针对很多患有不同癌症的小鼠体内的肿瘤微环境中的酸度和血管发育进行检测。该纳米粒子在血液循环中不可见,但当其接触到肿瘤的酸环境或者新生血管时,便会发光。通过混合不同颜色的燃料,可实现对多种不同类型肿瘤的同时监测。研究人员还介绍,他们开发的成像方法可以在静脉注射后1小时内便能检测到体
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Neuron:穿过血脑屏障传输抗体的新技术
生物通报道:2014年1月8日的Neuron杂志上报道了罗氏设计的Brain Shuttle技术,该技术能够使血液中的研究抗体,穿过血脑屏障,有效地传输到临床前模型的大脑中。罗氏制药公司早期研究和开发中心的科学家们发现,这种穿过血脑屏障的增强的抗体传输,能显著改善老年痴呆症小鼠模型大脑中淀粉样蛋白减少。(延伸阅读:J Exp Med:大脑细胞活动可调节老年痴呆症蛋白)罗氏pRED的神经科学、眼科学和罕见疾病带头人Luca Santarelli说:“由于我们这个复杂的蛋白质工程,我们能够设计一种系统,这种系统利用天然的运输机制,来显著提高临床前模型中研究抗体到大脑中的运输。使
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《自然—方法学》年度方法:单细胞测序
近几年来,基于单细胞测序技术的科学研究取得了突飞猛进的发展,其成果有望为一些重要的医学问题提供新的解决方案。文章总结了2013年单细胞测序技术对于人类早期发育、癌症以及神经科学研究等几个重点领域的最新应用成果。文章特别指出,来自中国北京大学的一些研究团队在这方面完成了许多优秀的工作,做出了突出的贡献。 单细胞基因组扩增新技术(MALBAC)最早由哈佛大学谢晓亮教授发明,相关论文2012年发表于《科学》 (Science)杂志。该方法通过形成闭合环来抑制DNA片段被重复地复制,以保持DNA扩增的均匀性,解决了传统方法对单细胞基因组扩增的强烈偏好性的问题。这项突破在单个细胞水平实现了全基
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赖良学课题组JBC发表细胞转分化研究新突破
生物通报道 来自中科院广州生物医药与健康研究院的研究人员,成功地将人类成纤维细胞直接转分化成为了神经元限制性前体细胞(Neuronal Restricted Progenitor,NRP),这一研究成果在线发表在2014年1月2日的《生物化学杂志》(JBC)上。领导这一研究的是广州生物医药与健康研究院的赖良学(Liangxue Lai)研究员。其主要研究方向为人和动物胚胎干细胞的分离培养、转基因动物的建立、动物克隆及人类治疗性克隆。重编程研究是近年来干细胞与再生医学领域中里程碑式的研究突破,打破了人胚胎干细胞研究带来的伦理桎梏,为再生医学临床应用带来了一片新天地,但诱导性多能干细胞
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专家称人工除霾技术目前仍处于试验研究阶段
冷空气是雾霾的“克星”,但它何时到来,能在多大程度上缓解雾霾天气却不受人工控制。是否有一些人工除霾方式呢?记者从中国气象局了解到,人工除霾技术目前仍处于试验研究阶段,其效果和影响都还有待验证。 据中国气象局京津冀环境气象中心高级工程师廖晓农介绍,从气象角度来说,有两个方法可以清除空气污染物,一个是刮风,另一个是下雨或下雪。 此前,中国气象局也印发了《贯彻落实(大气污染防治行动计划)实施方案》,要求到2015年,全国各地气象部门形成人工影响天气改善空气质量作业能力,在重污染天气条件下能够采取可行的气象干预措施,如人工催雨等方式以消减雾霾。 中国气象局人工影响天气中心
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访国际食物政策研究所所长樊胜根:理性看待转基因技术
最近,中国国内关于转基因食品安全性问题的争议不断升级。国际专家如何看待转基因技术,转基因食品对人体健康及环境到底有何影响?带着这些问题,本报记者日前采访了国际食物政策研究所所长樊胜根博士。总部设立在华盛顿的国际食物政策研究所(IFPRI)成立于1975年,是一个独立的、非营利性的知名国际农业及食物政策研究机构,在美国、非洲、亚洲拥有约500名员工,其中包括超过250名研究人员。樊胜根博士对国际农业及粮食政策等领域有着30多年的专业研究,同时自2012年以来还兼任世界经济论坛(WEF)食物与营养安全全球议题委员会主席。 记者:最近,中国公共论坛对转基因食品的安全性争论呈现愈演愈烈的趋势
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寿命受母系遗传影响更大 有助探索延缓衰老方法
英国新一期《自然》杂志刊登一项最新研究称,寿命受母系遗传影响更大,因为线粒体中的一些基因变异会影响后代寿命,而线粒体基因组只属于母系遗传。这项研究由德国马克斯·普朗克研究所和瑞典卡罗琳医学院研究人员共同完成。他们通过动物实验发现,如果在雌性实验鼠的线粒体DNA中诱发一些特定的基因变异,它们的后代平均寿命仅为45周左右,比正常雌鼠后代少活约10周。此外,这些有遗传缺陷的实验鼠还出现了脑损伤、运动功能障碍等衰老加速的症状。研究人员解释说,线粒体是细胞中的“动力工厂”,为细胞的生命活动提供动力和场所,一般认为线粒体损伤与衰老之间有密切关系。而线粒体拥有独立于细胞核的遗传物质,只通过母系遗传。参与研究
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Stem cell:变革干细胞研究的突破性实验方案
生物通报道 来自威斯康星大学麦迪逊分校的一个工程师小组,创造出了一个有可能彻底改变干细胞研究的程序。这一程序将改进现有的技术来构建出用于中枢神经系统研究的人造神经干细胞。相关论文发表在2013年12月19日的《Stem Cells》杂志上。一直以来,人们利用人类多能干细胞来再生神经系统细胞,用于研究和治疗脊椎损伤和诸如帕金森病、亨廷顿氏病等疾病。目前,研究所采用的大多数干细胞都是在小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)上进行培养,这需要预先具备高水平的专业知识。由于实验室间所利用的细胞之间会存在微小的差异,所具备的专业知识可使得一个问题变得可大可小,且在MEFs上培育维持的细胞也不符合临床
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Nature methods公布2013年度技术
生物通报道 时近岁末,各大杂志接连进行了年终盘点,12月30日的《Nature Methods》也盘点了年度技术,选出了13年最受关注,影响广泛的技术成果:单细胞测序(single-cell sequencing)。在题为“Method of the Year 2013”的重要评论文章中,作者指出每个细胞都是独一无二的,它占据着特定的空间位置,在它的复制基因组中携带着独特的错误,易受到编程及诱导的基因表达改变的影响。然而,大多数的DNA和RNA测序针对的都是组织样本或细胞群,这使得细胞之间的生物差异有可能被平均值所掩盖或是被误认做为技术噪音。单细胞技术为仔细分析这种异质性提供了一条
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研究发现疫苗接种新方法或可预防多种流感病毒
《自然—免疫学》介绍了一种可预防多种流感病毒的疫苗接种方法。流感病毒具有快速变异的特点,这使得病毒新变种能够不被已有疫苗产生的抗体识别出来。因而,当流感季节来临时,针对流感病毒的疫苗接种必不可少——虽然疫苗可能对新的病毒株没有作用而导致免疫预防出现潜在缺口。Maureen McGargill等人发现,在一种以宿主酶mTOR为目标的药物Rapamycin存在的情况下,对H3N2已产生免疫的小鼠能够在面对H1N1、H5N1和最新的N7N9流感病毒时也产生保护性免疫。Rapamycin能够抑制针对H3N2病毒的高亲和性抗体的产生,并引发免疫记忆和针对保守型病毒序列的抗体反应。因此,利用Rapamyc
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王慧小组食品安全快速检测技术获进展
近日,美国《科学公共图书馆·综合》在线报道了乙酰胆碱酯酶酵母表面展示系统的构建及其在有机磷和氨基甲酸酯类农药残留快速检测中的应用。该成果由中科院上海生科院营养所王慧研究组完成,系统核心技术已获中国发明专利授权,研发的检测试剂盒即将在上海开展示范应用。 有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂是我国使用的主要农药品种之一,也是造成农产品污染最严重的农药品种之一。酶抑制法是有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂最常用的快检方法。目前主要使用的检测酶类为乙酰胆碱酯酶,但其稳定性不足且价格昂贵。 王慧研究组构建了乙酰胆碱酯酶的酵母表面展示系统。表达在酵母表面的重组乙酰胆碱酯酶表现出高活性,在酶抑制法检测分析
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Cell子刊突破:基因治疗皮肤病获得长期临床效益
生物通报道 以干细胞为基础的基因疗法为治疗一些破坏性的遗传性皮肤病带来了希望,但一直以来对于这种方法的长期临床效益并不是很清楚。在发表于12月26日《细胞》(Cell)杂志出版社旗下子刊《Stem Cell Reports》上的一项研究中,研究人员对近7年前在一项临床试验中接受基因治疗的、一位患有大疱性表皮松解症(epidermolysis bullosa ,EB)的患者进行了评估。研究发现,将少量的皮肤干细胞移植到患者的大腿足以恢复正常的皮肤功能,且没有引起任何的不良副作用。 论文的资深作者、意大利摩德纳-雷焦艾米里亚大学的Michele De Luca说:“这些研究结果为未来安全地利用表皮
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Science十大科学突破之人体胚胎克隆
生物通报道:每年年底,Science杂志都会按惯例评选出十大科学进展。今年的Science十大科学突破之首是癌症免疫疗法,其余几项研究(与生物相关)包括:CRISPR技术,结构生物学指导疫苗设计,CLARITY技术,迷你器官,胚胎克隆,睡眠以及微生物健康。与往年相同,今年十大科学突破中依旧是生命科学方面的占据主要地位。胚胎克隆治疗性的克隆或者说体细胞核移植发端于1996年多利羊的诞生。供体细胞来源于身体某个组织,然后与去核的未受精的卵细胞融合,去核的卵细胞重编程供体细胞中的DNA使融合的细胞恢复到胚胎状态,并且能到囊胚期。收集这些细胞并构建成稳定的细胞系,这种细胞系在遗传上与供体细胞是匹配的并
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2013,那些可圈可点的技术
文·记者 滕继濮 当地时间2013年12月12日,荷兰阿姆斯特丹史基浦机场,荷兰梵高博物馆利用高科技制作3D打印版梵高画作。这些复制画几可乱真,只有专家能辨别其中差异。梵高博物馆希望通过出售这批复制画,筹集资金用于博物馆装修和研究。互联网金融、微信、打车软件……一个个热词串联起来就是2013的科技印象,但记者在即将逝去的年末想要和您分享的,远不止于这些。下面的这些技术并不会随着挂历的下岗而消失,相反,它们对您生活的影响将愈来愈甚。 48帧技术2月22日,大片《霍比特人:意外之旅》国内上映。与魔戒不同的是,《霍比特人》从拍摄、剪辑、后期处理到放映,三部曲全面采用
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DNA条形码技术可识别濒危土沉香
日前,中国林科院木材工业研究所的科研人员,在应用DNA条形码技术识别白木香方面取得重要进展。相关成果发表于《木材研究》杂志。 白木香,又名土沉香,是我国生产沉香的重要植物资源。不过,传统的木材解剖识别技术,难以将白木香木材与沉香属其他树种及拟沉香属等相似树种区分开来。 据介绍,由于非法及过度采伐,白木香已濒临灭绝。1999年,白木香被列为国家二级重点保护野生植物;2004年,被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》。因此,开展白木香木材识别研究,对于其资源保护具有重要意义。 此次木工所的科研人员针对高温干燥及长期存储的白木香木材,重点研究了高温和存储时间对木材DNA
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PNAS突破:单个细胞核转录组测序
生物通报道 研究人员成功地从单个脑细胞细胞核中分离出全部的信使RNA并对其进行了测序。这项发表在《美国科学院院刊》(PNAS)上的新研究,将帮助研究人员更好地了解一些器官在健康和疾病状态下的功能机制,为开发出个体化治疗提供了又一块跳板。动物和植物中的大多数细胞都包含有一个细胞核,里面储存着细胞的DNA。由于DNA从不离开细胞核,必须首先将储存在这一遗传物质中的信息拷贝出来,它才能发挥蛋白质合成蓝图作用,即将DNA密码序列转录为所谓的“信使”RNA链。人们将任何特定时间内全部的信使RNA称作为转录组(transcriptome);细胞核中的全部DNA成为基因组。转录组可以告诉研究人员
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比尔·盖茨:技术不能拯救世界 根除疾病望造福穷人
新华网消息 据英国《金融时报》网报道,比尔·盖茨(Bill Gates)说,电脑拯救不了世界——不管马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)以及硅谷其他人怎么看。互联网的威力根本帮不了全球最贫穷的人群,倒是根除某些疾病有望造福于穷人。盖茨自称是技术统治论者(technocrat)。但他不相信技术能够拯救世界。或者更准确地说,他不相信技术能解决发展中国家根深蒂固且相互关联的问题:疾病、贫困,机会匮乏和由此带来的绝望。“我当然喜欢IT的玩意儿,”他说,“但当我们要改善人们的生活时,你得处理一些更为基本的事情,如儿童的生存和营养。”如今,对于技术如何能让世界变得更美好,似乎美国西海岸的每一位