3.科学家借助AI技术破解蛋白质结构预测难题
科学家们一直希望通过基因序列简单地预测蛋白质形状——如果能够成功 ， 这将开启一个洞察生命运作机理的新世界 。 美国华盛顿大学和英国DeepMind公司分别公布了多年工作的成果：先进的建模程序 ， 可以预测蛋白质和一些分子复合物的精确三维原子结构 ， 并将这些结构放入公开的数据库免费供全球科研人员使用 。 据DeepMind公司报告显示 ， 其人工智能程序AlphaFold预测出98.5%的人类蛋白质结构 ， 有助于深入理解一些关键生物学信息 ， 从而更好开展药物研发 。 而美国华盛顿大学创建的高精确的蛋白质结构预测程序名叫RoseTTAFold ， 基于深度学习 ， 它不仅能预测蛋白质的结构 ， 还能预测蛋白质之间的结合形式 。 仅需十分钟 ， RoseTTAFold就能用一台游戏电脑准确计算出蛋白质结构 。 相关论文于7月15日分别刊登于《自然》和《科学》 。
4.“基因剪刀”首次治疗遗传病
一直以来 ， 人们若要使用被称为“基因剪刀”的CRISPR基因编辑技术治疗遗传疾病 ， 需要清除一个巨大的障碍：将分子剪刀工具直接注射到受影响的细胞中 ， 从而实现DNA切割 。 英国伦敦大学研究人员发现CRISPR技术能使一种突变基因失活 。 研究首次将CRISPR药物注射到一种罕见遗传病（转甲状腺素蛋白淀粉样变性病）患者的血液中 ， 并发现其中3人的肝脏几乎停止产生有毒的蛋白质 。 虽然目前还不能确定CRISPR治疗是否能缓解该疾病的症状 ， 但初步数据让人们对这种一次性治疗的效果感到兴奋 。 相关研究结果5月28日发表于《新英格兰医学杂志》 。 据悉 ， 这项新工作在能够灭活、修复或替换身体任何部位的致病基因方面 ， 迈出了关键的第一步 。
5.史上最冷反物质问世
加拿大国家粒子加速器中心的Makoto Fujiwara团队与合作者在瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究组织粒子物理实验室进行了一项名为ALPHA-2的反氢捕获实验 ， 演示了反氢原子的激光冷却 ， 将样品冷却到了接近绝对零度 。 激光冷却经常被用来测量常规原子的能量跃迁——电子运动到不同能级 。 该团队开发了一种激光 ， 它能以适当的波长发射被称为光子的光粒子 ， 从而降低正在直接朝向激光移动的反原子的速度 。 研究人员将反原子的速度降低到1/10以下 。 对于冷却的反氢原子 ， 该团队获得的测量精度几乎是未冷却的反原子的3倍 。 该研究产生了比以往任何时候都更冷的反物质 ， 并使一种全新的实验成为可能 ， 有助于科学家在未来更多地了解反物质 。 相关研究成果3月31日刊登于《自然》 。
6.“芝麻粒”大小心脏模型问世
奥地利科学院生物学家Sasha Mendjan和团队使用人类多能干细胞培养出芝麻大小的心脏模型 ， 又称心脏线 。 它可以自发地进行组织 ， 在不需要实验支架的情况下发展出一个中空的心房 。 Mendjan团队以特定的顺序激活所有参与胚胎心脏发育的6个已知信号通路 ， 诱导干细胞自我组织 。 随着细胞分化 ， 它们开始形成不同的层——类似心脏壁的结构 。 经过一周的发育 ， 这些类器官自组织成一个有封闭腔的3D结构 ， 几乎重现了人类心脏的自发生长轨迹 。 此外 ， 研究小组还发现心脏壁状组织能有节奏地收缩 ， 挤压腔内的液体 。 该团队还测试了心脏类器官对组织损伤的反应 。 他们用一根冷钢棒冷冻部分心脏类器官 ， 并杀死该部位的许多细胞 ， 研究发现 ， 心脏成纤维细胞（一种负责伤口愈合的细胞）开始向损伤部位迁移 ， 并产生修复损伤的蛋白质 。 相关研究5月20日发表于《细胞》 ， 这项进展使得科学家能创造出一些迄今为止最真实的心脏类器官 ， 为制药公司将更多药物引入临床试验提供了可能 。