Technology Review十大突破技術(shù)：細(xì)胞圖譜

日期：2017-03-01 08:58:29

MIT Technology Review雜志近日評(píng)出了2017年度十大突破技術(shù)（10 Breakthrough Technologies 2017）。無(wú)人駕駛的貨車、刷臉支付、基因治療等熱門技術(shù)紛紛上榜，有望在未來(lái)對(duì)人類的經(jīng)濟(jì)生活產(chǎn)生重大影響。

對(duì)于細(xì)胞這個(gè)生物體結(jié)構(gòu)的基本單位，我們已經(jīng)相當(dāng)熟悉。不過(guò)，科學(xué)家們并不滿足。他們希望利用基因組學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)中最強(qiáng)大的工具去捕獲和觀察人體內(nèi)的37.2萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞，這就是龐大的“細(xì)胞圖譜（Cell Atlas）”計(jì)劃。

這個(gè)計(jì)劃的目標(biāo)是構(gòu)建第一個(gè)全面的細(xì)胞圖譜。這是一個(gè)技術(shù)奇跡，將全面揭示人體是由什么組成的，并為科學(xué)家提供了一個(gè)全新且精細(xì)的生物學(xué)模型，從而加速藥物的開(kāi)發(fā)。

美國(guó)Broad研究所、英國(guó)Sanger研究所以及新成立的Chan Zuckerberg Biohub將是這個(gè)項(xiàng)目的主要參與者。在他們的帶領(lǐng)下，來(lái)自美國(guó)、英國(guó)、瑞典、以色列、荷蘭和日本的科學(xué)家聯(lián)盟將為我們體內(nèi)的每個(gè)三維空間分配一個(gè)分子標(biāo)記，并賦予一個(gè)郵政編碼。

Sanger研究所細(xì)胞圖譜團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人Mike Stubbington表示：“我們將看到一些預(yù)期的東西，我們已經(jīng)知道的東西，但我相信會(huì)有一些全新的東西。它將帶來(lái)驚喜。”

教科書上的傳統(tǒng)觀點(diǎn)是說(shuō)，人體中有300多種類型的細(xì)胞，包括在血液中攜帶氧氣的紅細(xì)胞、在大腦中長(zhǎng)期存在的神經(jīng)元和在眼睛中像數(shù)碼相機(jī)般工作的光感受器細(xì)胞。真實(shí)的數(shù)字無(wú)疑更大。最近的研究發(fā)現(xiàn)，兩種新型的視網(wǎng)膜細(xì)胞躲過(guò)了幾十年的眼睛檢查；一種新發(fā)現(xiàn)的免疫細(xì)胞能產(chǎn)生類固醇，似乎抑制了免疫應(yīng)答。

在這項(xiàng)計(jì)劃中，三種技術(shù)正充當(dāng)主力軍。第一種是“細(xì)胞微流體”。單個(gè)細(xì)胞被分離，以微小的磁珠標(biāo)記，并以液滴的形式運(yùn)動(dòng)，就像汽車一樣，沿著微流體芯片中窄窄的毛細(xì)管移動(dòng)。之后，它們被捕獲和裂解，并逐一研究。

第二種就是高通量測(cè)序技術(shù)。科學(xué)家可以利用超快速的測(cè)序儀器來(lái)解碼單個(gè)細(xì)胞，并了解其中的基因活性，而每個(gè)細(xì)胞的成本只有幾美分。如今，一個(gè)科學(xué)家每天可處理10,000個(gè)細(xì)胞。

第三種則是新穎的標(biāo)記和染色技術(shù)。它能夠根據(jù)細(xì)胞的基因活性，將每種類型的細(xì)胞定位在人體器官或組織中的特定區(qū)域。