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生物技术面临划时代突破

来源:科技日报
摘要:皮肤干细胞研究掀起热潮干细胞是指具有强大的多方向分化能力和自我更新能力的超级细胞,它能分化成人体中所有类型的细胞,因此也被称为全能细胞。干细胞研究的主要用途首先用于细胞制药,其次是用于疾病机理的研究,其商业前景不可限量。各国都投入大量资金,支持本国的干细胞技术研究与开发。2007年11月20日,《科学》和......

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  皮肤干细胞研究掀起热潮  



  干细胞是指具有强大的多方向分化能力和自我更新能力的超级细胞,它能分化成人体中所有类型的细胞,因此也被称为全能细胞。干细胞研究的主要用途首先用于细胞制药,其次是用于疾病机理的研究,其商业前景不可限量。各国都投入大量资金,支持本国的干细胞技术研究与开发。  



  2007年11月20日,《科学》和《细胞》同时刊出美国和日本两个研究报告,证实皮肤细胞经“基因直接重组”(利用病毒将四个基因送入皮肤细胞)后,可以具有胚胎干细胞特性,称为诱导式多能性干细胞(iPS),俗称“皮肤干细胞”。  



  科学界称这是生物科学的“里程碑”,可以避开胚胎干细胞研究的道德争议,大大推动与干细胞有关的疾病疗法研究,如心脏病、帕金森氏综合征、糖尿病、皮肤烧伤、老年性痴呆等。它被《自然》、《科学》杂志分别评为2007年第一大和第二大科学进展。  



  对诱导多功能干细胞技术的研究将成为干细胞研究的主流。日本文部科学省决定,2008年将投入22亿日元,未来5年共投入100亿日元,全力支持日本皮肤干细胞研究。德国也表示把干细胞研究经费从500万欧元增加到1000万欧元。英国克隆羊之父宣布放弃他创造的多莉羊胚胎干细胞研究技术。美国政府决定加大投入力度,支持研究人员获得更多与人类胚胎干细胞相媲美的全新多能细胞系。美国波士顿的高歌代理实验室已从病人身上提取不同细胞,开始建立私人干细胞库。干细胞治疗已经离人类越来越近。  



  干细胞研究将主要集中在以下几个方面:自我更新的机理,定向分化的机理,人类胚胎干细胞的间隙,细胞移植和细胞工程,胚胎干细胞定向发育成三维器官,胚胎干细胞移植的安全问题等。干细胞疗法也许可以在十年之内用于临床血液病治疗。  



  人造DNA将创造生物  



  50年前,科学家首次在试管里成功合成了DNA(脱氧核糖核酸),制造出最独特的生命分子。现在美国科学家已合成出世界上首个完全人造的染色体———一长串在实验室中合成的DNA,其中包括微生物生存和繁殖所需的所有指令,科学家希望把这个染色体移植到一个细胞中,预计该染色体将在细胞里“自行启动”,然后“诱骗”这个等待的细胞执行命令。尽管首个人造染色体与天然染色体完全相同,但科学家正在合成一些其他的染色体,这些染色体能够创造出前所未有的生物,从而可能完全用人造DNA创造生物。  



  用人造DNA创造生物将是一个具有分水岭意义的大事件,它模糊了天然生物和人造产品之间的区别,使人们必须重新考虑什么是“生命”。  



  问题还在于,科学家、恐怖分子和其他有创造力的人会创造出什么样的生物?如何遏制这些能够自我复制的个体?创造人造生命的基本工具的专利权归谁所有?安全担忧也日益加剧。已有几位科学家成功地合成了人造病毒,人类即将拥有人造细菌的能力。与病毒不同,细菌可以在活体之外的环境中生存和繁殖。这引起了人们对污染、传染和潜在危害的新忧虑。  



  绘制个人基因组图谱将开始代替遗传检测  



  2007年9月,人类第一个个体基因组排序完成,研究人员利用基因组排序技术,成功绘制了著名科学家克雷格•温特尔的完整DNA蓝图。绘制个人基因组图谱前后只用了不到2年时间,花费只有100万美元。  



  5年内,更为快速和低廉的排序技术可以打造1万人的完整基因组,将为“一个个性化、具体化的基因组学时代”奠定基础,我们将知道哪些基因是由遗传因素造成的,哪些又是由环境造成的。  



  绘制个人基因组图谱的成本不久会是1000美元,普通人出钱绘制个人基因组图谱将成为趋势。当前,在美国接受一套遗传检测需要花费300美元至数千美元不等。  



  除去价钱因素,绘制个人基因组图谱与传统的遗传检测相比还有其他优势。遗传检测只能确认被检测基因是否是人类已知的基因变异种类之一。如果绘制个人基因组图谱,则能够与人类基因组图谱基准相比较,可以发现任何异常。
作者: 2008-5-4
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