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兩大雜志相繼公布2021“十大” 涉及生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域超半數(shù)
2021年12月29日 10:34:18
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：5450
《科學(xué)》《自然》兩大雜志先后公布2021年十大科學(xué)突破和十大科學(xué)新聞，生物學(xué)、醫(yī)學(xué)研究成為熱門領(lǐng)域。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】近日，《自然》《科學(xué)》兩大雜志先后公布2021年十大科學(xué)技術(shù)突破， 《自然》中，新冠疫情及其疫苗成為最大關(guān)注點?！犊茖W(xué)》中，人工智能AlphaFold和RoseTTAFold成功預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被評為最大突破。此外，細(xì)數(shù)這“十大”不難發(fā)現(xiàn)，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究成為熱門領(lǐng)域。
| 序號 | 《科學(xué)》十大科學(xué)突破 | 《自然》十大科學(xué)新聞 |
| 1 | 人工智能預(yù)測蛋日質(zhì)結(jié)構(gòu) | 新冠變種威脅疫苗保護性 |
| 2 | 泥土中可直接提取古人類細(xì)胞核內(nèi)的D | 阿爾茲海默癥（AD）治療藥物審批 |
| 3 | 實現(xiàn)歷史性核聚變突破 | CRISPR首次用于人體臨床實驗 |
| 4 | 抗新冠強效藥可降低住院率 | DeepMind的AI工具預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) |
| 5 | "搖頭丸” 可治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 | 新冠加強針的必要性 |
| 6 | 單克隆抗體用于治療傳染性疾病 | 踏入火星 |
| 7 | “洞察” 號首次揭示火星內(nèi)部結(jié)構(gòu) | μ介子或帶來物理學(xué)重大變化 |
| 8 | μ介子或帶來物理學(xué)重大變化 | 極端天氣或?qū)⒊掷m(xù) |
| 9 | CRISPR可改善遺傳性失明患者視力 | 阿富汗研究人員奮力應(yīng)對新政權(quán)統(tǒng)治 |
《科學(xué)》：人工智能預(yù)測蛋日質(zhì)結(jié)構(gòu)
《科學(xué)》雜志中，將“人工智能(AI)預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)”作為“金牌”科學(xué)突破。
蛋白質(zhì)是三大生命分子之一，它們遵循相同的基本形式：一條由多達20種不同的氨基酸組成的線性鏈，按照我們的DNA編碼序列串在一起。上世紀(jì)50年代，研究人員開始通過X射線衍射來繪制蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。但繪制一張結(jié)構(gòu)圖，需要數(shù)年。上世紀(jì)70年代起，科學(xué)家開始通過計算機建模，來預(yù)測一個特定的蛋白質(zhì)將如何折疊，加快繪制進程。如今，人們利用AI智能軟件程序——阿爾法折疊預(yù)測了人類表達的幾乎所有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，以及其他20種生物的幾乎完整的蛋白質(zhì)組。2021年8月，中國研究人員使用阿爾法折疊2繪制了近200種與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)圖。11月，德國和美國的研究人員利用阿爾法折疊2和冷凍電鏡繪制了核孔復(fù)合物的結(jié)構(gòu)圖?，F(xiàn)在，科學(xué)家正使用阿爾法折疊2來模擬奧密克戎變體刺突蛋白突變的影響，通過在蛋白質(zhì)中插入更大的氨基酸，突變改變了它的形狀，這也許足以阻止抗體與其結(jié)合并中和病毒。
AI預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)將帶來廣泛應(yīng)用，提供對基礎(chǔ)生物學(xué)的見解并揭示潛在的藥物靶點。這項AI領(lǐng)域的革命性突破，解決了持續(xù)50年的重大生物學(xué)難題，為探索人體與生命的本質(zhì)鋪平了道路。此外， AI不僅能夠預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，還能預(yù)測它們?nèi)绾涡纬蓮?fù)合物、怎樣相互作用。
《自然》：對新冠疫情的分析
《自然》雜志盤點2021年度十大科學(xué)新聞，其中對新冠疫情的分析排在首位，“新冠變種威脅疫苗保護性”“新冠加強針是否必要”成為重點探討內(nèi)容。
當(dāng)前，世界疫情態(tài)勢仍然沉重，疫苗作為控制傳染病最有效的手段，寄托著人們抵抗、消滅疫情的美好愿景。研發(fā)疫苗被看作全球戰(zhàn)略性工作，緊急開展。以創(chuàng)紀(jì)錄的速度開發(fā)，多種技術(shù)路線并行，多單位同步研發(fā)、測試了新冠疫苗。自新冠病毒被發(fā)現(xiàn)到疫苗獲準(zhǔn)上市或緊急使用僅歷經(jīng)不到一年。
然而，在新冠疫苗研發(fā)迅速取得階段性重大成功之后，全球疫情防控仍面臨挑戰(zhàn)。2021年3月，Delta新冠變種以驚人速度席卷印度，并迅速擴散至全球。數(shù)據(jù)顯示，疫苗對Delta的預(yù)防作用不如先前的其他新冠變種，但仍能助患者避免重癥。11月下旬，Omicron出現(xiàn)，再次嚴(yán)重削弱了疫苗免疫作用，冠狀病毒變種正威脅著疫苗的保護性。
早期數(shù)據(jù)表明，它嚴(yán)重破壞了疫苗免疫力，但加強注射疫苗可以改善這種情況。有證據(jù)表明新冠疫苗免疫力在高傳染性德爾塔變異種面前正在下降，尤其是在低收入國家只有7%的人接受單劑量疫苗時，變異株將繼續(xù)在感染者中進化。但是疫苗注射通常仍然可以保護人們免于感染新冠病毒后發(fā)生重癥和死亡。世衛(wèi)組織(WHO)呼吁富裕國家推遲執(zhí)行“更廣泛的”加強針接種計劃，為低收入國家提供更多接種機會。
生物、醫(yī)藥領(lǐng)域成為當(dāng)前重點
在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域，《科學(xué)》雜志還公布了以下重大研究突破：抗新冠強效藥陸續(xù)出現(xiàn)，美國默克制藥公司的抗病毒藥物莫奈拉韋 (molnupiravir)可將未接種疫苗的高危人群的住院或死亡風(fēng)險降低30%；“搖頭丸”主要成分MADA能夠減輕創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)患者的癥狀；單克隆抗體(mAb)在對抗新冠病毒等病原體方面顯現(xiàn)效果；利用CRISPR直接在患者體內(nèi)進行基因編輯，可減少一種有毒的肝臟蛋白質(zhì)的數(shù)量，適度改善遺傳性失明患者的視力；以色列生物學(xué)家使小鼠胚胎在人造子宮中的發(fā)育時間從3至4天延長到11天，該研究可用以觀察哺乳動物器官和后肢的形成過程。
《自然》公布的十大科學(xué)事件中，涉及在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域占半數(shù)，除了兩項疫情相關(guān)實踐，包括美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)了18年來首個治療阿爾茨海默氏癥的新藥，藥物審批掀起了軒然大波；基因編輯CRISPR首次直接用于人體臨床實驗；DeepMind用AI精準(zhǔn)預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
不難看出，醫(yī)學(xué)、生物學(xué)是當(dāng)前技術(shù)重點關(guān)注點和攻堅克難的領(lǐng)域。基因技術(shù)、免疫治療等新一輪科技革命正在催生全球生命科學(xué)的巨大變革。從曾經(jīng)的“人生七十古來稀”，到現(xiàn)在八九十歲“不稀奇”，生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展在保障和改善人類健康方面發(fā)揮了巨大作用。
不僅如此，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，對生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了技術(shù)保障和難得的機遇。抗生素、激素的問世，X線、B超、CT、核磁、內(nèi)鏡等各種實驗室檢測儀器的應(yīng)用，機器人手術(shù)、3D打印技術(shù)等設(shè)備問世，都為學(xué)科研究提供了強有力的技術(shù)支撐，讓學(xué)科研究如虎添翼。在此背景下，制藥與生物技術(shù)行業(yè)市場正保持高速發(fā)展，大數(shù)據(jù)和產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展也為生物醫(yī)藥行業(yè)注入新動能。
（資料來源：科技日報、財新網(wǎng)、人民網(wǎng)等）
（資料來源：科技日報、財新網(wǎng)、人民網(wǎng)等）
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