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文化

《科学》揭晓“年度科学突破”,“细胞进阶地图”获得一致青睐

夏志坚2018-12-27 07:14:54

另外还有三项“年度科学故障”

还记得我们之前提过的《科学》“2018 年度科学突破大众评选活动”吗?

北京时间 12 月 21 日,《科学》揭晓了活动结果,四项科学研究中,得票最高的是“细胞进阶地图”(单细胞水平细胞谱系追踪技术),在总计超过 12000 份投票中,这项研究得票占到了总数的 35%。大众评选结果与《科学》编辑和新闻记者组成的专业评审团所评出的“年度科学突破”一致。

今年的年度突破与一个从古希腊希波克拉底时代就困扰人类的古老问题有关:我们是怎样被创造出来的?受精卵是如何发育成为拥有不同器官、细胞数以亿计的成熟动物个体的?

单细胞水平细胞谱系追踪技术在今年的广泛应用,正在帮助我们寻找到这个问题的答案。

这不是一项单一的技术,而是包括了细胞分离技术、细胞或者基因标记技术、单细胞 RNA 测序技术以及数据建模在内的多项技术的集大成者。

胚胎细胞分化为不同的组织和器官,背后的原因是基因表达的差异,为了找到细胞在基因表达上的差别,这就需要利用规模化的单细胞 RNA 测序技术同时对不同类型的细胞 RNA 进行测序;而进行 RNA 测序,就需要将细胞从活体组织中分离出来,于是需要活体细胞分离技术;而为了弄清楚器官和组织细胞由哪些母细胞分化而来,细胞之间如何相互影响、相互作用,则需要细胞或者基因标记技术。

将这些技术结合之后,研究人员既能监测单个细胞的行为,也能弄清楚它们为生命体添砖加瓦的过程,从而绘制出复杂而又清晰的“细胞进阶地图”。

今年是单细胞水平谱系追踪技术大爆发的一年,学术期刊上发表了多篇基于这一技术的关于不同动物早期发育的研究论文。比如一项研究揭示了斑马鱼的受精卵是如何分化成了25种不同的细胞类型;另一项关于青蛙发育的研究则发现了一些细胞的分化比此前所想的更早。

柏林马克斯·德尔布鲁克分子医学中心(Max Delbrück Center for Molecular Medicine)的系统生物学家 Nikolaus Rajewsky 说这项技术“将会改变接下来十年的研究”。

而这也是《科学》的编辑和记者们将其选为今年年度科学突破的理由。 “《科学》意识到不同技术的结合及其促进基础研究和医学进步的潜力”,《科学》的高级记者 Elizabeth Pennishi 这样写道。

除了评选出今年的年度科学突破,《科学》还评选出了三项“年度科学故障”(Breakdowns),分别是气候灾难频发之下应对气候变化的政治行动却出现停滞、贺建奎的基因编辑婴儿研究以及巴西国家博物馆被火烧毁。


题图来自:Science

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