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全球九大新兴科技展望：科学家正在做什么
合成生物学
合成生物学是指人们将“基因”连接成网络，让细胞来完成设计人员设想的各种任务。例如把网络同简单的细胞相结合，可提高生物传感性，帮助检查人员确定地雷或生物武器的位置。再如向网络加入人体细胞，可以制成用于器官移植的完整器官。
让·维斯是麻省理工学院计算机工程师，早在他读研究生时就迷上了生物学，并开始为细胞“编程”，现在已成为合成生物学的领军人物。维斯的导师、计算机工程师和生物学家汤姆·奈特表示，他们希望研制出一组生物组件，可以十分容易地组装成不同的“产品”。
目前，研究人员正在试图控制细胞的行为，研制不同的基因线路———即特别设计的、相互影响的基因。波士顿大学生物医学工程师科林斯已研制出一种“套环开关”，所选择的细胞功能可随意开关。加州大学生物学和物理学教授埃罗维茨等人研究出另外一种线路：当某种特殊蛋白质含量发生变化时，细胞能在发光状态和非发光状态之间转换，起到有机振荡器的作用，打开了利用生物分子进行计算的大门。维斯和加州理工学院化学工程师阿诺尔一起，采用“定向进化”的方法，精细调整研制线路，将基因网络插入细胞内，有选择性地促进细胞生长。
维斯目前正在研究另外一群称为“规则系统”的基因，他希望细菌能估计刺激物的距离，并根据距离的改变做出反应。该项研究可用来探测地雷位置：当它们靠近地雷时细菌发绿光；远离地雷时则发红光。
维斯另一项大胆的计划是为成年干细胞编程，以促进某些干细胞分裂成骨细胞、肌肉细胞或软骨细胞等，让细胞去修补受损的心脏或生产出合成膝关节。尽管该工作尚处初级阶段，但却是生物学调控领域中重要的进展。
核糖核酸干扰分子疗法
心脏病、肝炎、癌症和艾滋病等大都是人类基因变异或病毒细菌入侵造成的。如果能发现一种简单的技术，随意关闭某些特殊基因，从理论上讲就可治愈这些疾病。曾在马·普研究院工作的生物化学家汤玛斯·塔斯奇尔，在人体内可能找到了这种开关：核糖核酸干扰分子（RNAi）。塔斯奇尔发现，当将这种小双螺旋分子导入人细胞内并瞄准某种基因时，就可阻止基因发挥作用。当时很多人怀疑这一发现，因为以前也有人提出用RNAi技术来治愈疾病，但都属于骗术。一年后，这一方法就迅速为公众所接受，许多大公司和大学纷纷投巨资进行研究，甚至有人提名塔斯奇尔为诺贝尔奖候选人。
现在，很多药物公司及生物技术公司正寻求利用RNAi来治疗疾病。在马萨诸塞州，塔斯奇尔与他人一起建立了Alnylam药物公司，希望能生产出治疗癌、艾滋病和其他疾病的RNAi药物。将RNAi干扰分子从实验室研究成果转变成真正药物所遇到的最大困难，是如何将这种核糖核酸分子运送到患者的大量细胞内。在试验中，仅是将RNAi分子运送到单个细胞内，而向大量细胞运交RNAi要困难得多。据预测，RNAi疗法可能要3至4年才能进入市场应用阶段。
个人基因组学
每个人的基因组中约有30亿个碱基对，即30亿个DNA“字符”。但医生若想检验每个患者的30亿个碱基对，几乎是不可能的。因此，很多科学家正采用一种捷径：即重点研究个体基因组之间的差异。
设在加州的皮里根科学公司首席科学官考克斯正研发一种工具，使医生和药物研究人员能快速测定患者是否因遗传构成而导致更易患某种特殊疾病，或者他更适宜服用哪种特殊药物。
遗传测试已能知道哪些人携带罕见疾病的基因，几种特殊药物将对哪些人产生毒副作用，但这些测试仅能检验1个或2个基因，很多常见病和药物反应涉及到广为分散的基因，研究人员希望找到一种方法来分析个人的完整基因组。考克斯认为，识别出相应于某种诊断或药物反应的这些变异体的基因组图形，是使患者基因信息得到有效运用的最佳方法。
皮里根公司已研发出一种特殊的DNA芯片，把几十亿个DNA附在一个小玻璃片上，可快速描绘出患者基因组中30亿个单字符变异体。该公司正在将几百名糖尿病患者的基因图同正常人进行比较，并与辉瑞药厂合作，检验基因对心脏病的影响。
在几年时间内，预测患者药物反应的基因筛选可能会变得极为普通。
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作者:admin@医学,生命科学 2011-08-07 05:14
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