《生物学》评出2013年十大突破

2013年，攻取乳腺癌路途上的一个转弯，造出了免疫疗法临床试验的乐观数据集，然而科学知识家仍然没能推论其大生态系统几何图形。其他科学知识领域接踵而来着同由此可知的上述情况：现有关键人物顺利完出的CRIPER遗传物质编辑电子技术有否在不久后就会被更是加敏捷的来进行取而代之？太阳风原则上粒子的确受到超UGC痕迹的加速，然而原则上粒子与电流究竟是如何互相作用的？一项项喜人的科学知识突破总是造出了更是多的局限性。伴随着欣喜、确实和期望，《科学知识》杂志盘点了2013年那些领跑科学知识的批在极为重要突破。乳腺癌免疫疗法2013年标志着乳腺癌攻取的一个转折点，致力于使消化道免疫细胞免受受到影响的曾一度努力工作正在奏效，尽管其大生态系统仍是一个问号。免疫疗法是一种治疗法乳腺癌的完全有所不同的方式为，其能够是免疫细胞，并非本身。年底份6年底，研究出果医务人员调查结果，融汇用到伊匹嘌呤病毒（即抗病毒CTLA-4）和抗病毒PD-1令1/3的当年列腺癌病征不止现“深层和并能的消亡”。现有尚不能表明受阻T亚基内层的PD-1通路的药物可以延长心灵，但迄今为止的患病率使医生已对保持一致乐观。20世纪80上世纪，荷兰研究出果医务人员定义了T亚基内层的一种新的亚基受体CTLA-4，乳腺癌免疫学家James Allison推断出CTLA-4相当于一个压缩机，可以正当T亚基年初启动免疫偷袭，他设想阻挡CTLA-4的作用有否可以使免疫细胞摧毁乳腺癌。20世纪90上世纪，长崎的一位免疫学家推断出了T亚基上的另一个压缩机PD-1。随着临床物理中所抗病毒CTLA-4与抗病毒PD-1造出了乳腺癌病征病情的相当大改善，该疗法日渐出为主流。最少5个主要的制药母公司背弃了早先的犹豫消极态度，正在研发该类抗病毒体。2011年，英美两国食品和药品管理局批准后了百时美施贵宝针对转移性黑素瘤的伊匹嘌呤病毒治疗法。2012年，杜克大学的Suzanne Topalian、耶鲁大学的Mario Sznol和室友调查结果了在近300名病征中所用到抗病毒PD-1疗法的结果，其中所31%当年列腺癌病征、29%肾癌病征和17%肺癌病征的萎缩了一半或更是多。2013年，据百时美施贵宝调查结果指为，在1800名用到伊匹嘌呤病毒治疗法的当年列腺癌病征中所，22%的人在3年后仍存活。总是用事实讲的学家表示，乳腺癌治疗法不久当年走到一个对面，而他们将便回两头。大众遗传物质全像切除20世纪20上世纪，切除室中所引入全像镜，其可靠性和跨平台造出了了下一场整形的革命。2013年，一种被指为为CRISPR的遗传物质编辑电子技术触发了大量研究出果的顺利完出，它使免疫学家可以更是加可靠和轻松地顺利完出对线粒体的操作。这无疑一种被指为为Cas9的细酵母亚基，它与用以特定DNA序列的RNA一起，出为了常规减缓、激活或者扭曲遗传物质的水分子切除的。这由此可知的遗传物质全像电子技术在十年当年还是一个梦中。随着锌指小水分子和TALENs（mRNA激活因子由此可知不稳定性物小水分子）来进行的不止现，遗传物质特性研究出果和潜在遗传物质治疗法应用显得愈加方便。2012年，研究出果医务人员首次在试管中所用到物理室制造的CRISPR复合物顺利完出遗传物质编辑，其他人立即认清CRISPR的实用价值。在用到TALEN与锌指小水分子时，每个能够新的遗传物质都必需一个定制的亚基质，而CRISPR则只必需特定的RNA，比定制亚基质要恰当得多。CRISPR在2013年相当受人震撼，10个年底环绕着50篇相关论文刊载，关于它的“how-to”网站每天带给约900位访客。自从1年底起，十多个的团队早已用到CRISPR操纵了老鼠、细酵母、酵母、遗传工程、原生动物、果蝇、植物和消化道亚基中所的特定遗传物质，为明了这些遗传物质的特性和透过它们改善身心健康原因过渡到了道路。CRISPR还具有同时修改多个遗传物质的实用价值，并标准化化了制作病患者血清模型的工作。在没来，CPISPR很可能会被更是加敏捷的遗传物质编辑来进行取而代之，然而过去，CPISPR的风潮仍在小规模。脑出像电子技术2013年，中枢神经系统系统的一个新的窗口被挡住，年末只不过扭曲物理室研究出果这种错综复杂的器官的方式为，它被指为为CLARITY。由于形出亚基膜的脂肪酸就会照射到，CLARITY通过消除脂肪酸可以使中枢神经系统系统许多组织粉红色如玻璃，它用到一种薄膜取而代之上皮细胞水分子，同时能保持一致中枢神经系统系统、其他脑亚基及亚基器完整，从而使错综复杂的中枢神经系统系统结构上呈现不止来。在以当年想要建立粉红色中枢神经系统系统的电子技术中所，各许多组织非常厚实，但在CLARITY中所，这些许多组织能够牢固，科学知识家可以多次将有所不同标记渗入其中所，进而将其冲不止，并使中枢神经系统系统重复出像。研究出果医务人员指为，这种进步能够使计算一个特定中枢神经系统系统周围的中枢神经系统系统数量等执行的反应速度提升100倍。相比之下，传统的死亡脑许多组织出像新的方法显得无关紧要。不过，现有该电子技术局限于少量的许多组织：澄清4毫米厚度的老鼠中枢神经系统系统仍必需左右9天。消化道**乔纳森2013年，研究出果医务人员宣布，他们早已乔纳森不止消化道**，并将其运用于**干（ES）亚基的可能会，这是一个梦中寐以求的能够。ES亚基能够的发展出任何许多组织，并提供与乔纳森亚基完美匹配的遗传物质，是研究出果和研发药物的强大来进行。然而，对于破坏**的关切以及乔纳森心灵体**的比较简单便捷可能会就会使其出为标准化惯例。这种乔纳森电子技术被指为作体亚基核移植（SCNT），科学知识家将亚基核从卵亚基中所移不止，然后将其与亚基材质和乔纳森个体的一个亚基顺利完出融汇。融汇亚基接获开始分裂的路径后，**开始发育。科学知识家早已用到SCNT乔纳森了老鼠、鸡和其他昆虫，但向来没攻取消化道亚基。2007年，英美两国俄勒冈各地区灵长类昆虫研究出果中所心的研究出果医务人员再一乔纳森不止老虎**，并从中所获得ES亚基。在该过程中所，他们推断出一些调整可以使SCNT在最主要心灵体在内的灵长类昆虫亚基中所更是加必要。再一的新的方法效果惊人，10次物理中所就有1次可以激发ES亚基。其中所一个关键的因素是，它或许可以尽力稳定心灵体生殖细胞亚基中所的关键水分子。从长远看，该电子技术有多极为重要是一个开放性的问题。自从首次想法人隆，研究出果医务人员推断出，他们可以通过将出年亚基“原先编程”为可借多能干亚基（iPS亚基），以制作针对病患的干亚基。科学知识家在2007年将该电子技术运用于消化道亚基，消除心灵体生殖细胞以及不限于**则有因素使SCNT具权威性并且不算。不过一些物理表明，最少在老鼠头上，来自乔纳森**的ES亚基的低质量要好于iPS亚基。乔纳森婴儿也引发了关切。但现有这或许不太可能会实现。俄勒冈的研究出果医务人员指为，尽管经过了数百次的想法，他们乔纳森的老虎**也不能使**个体出功根植心灵。迷你器官年底份，科学知识家出功使iPS亚基在物理室出长为微小的“类器官”——胰脏应运而生、迷你消化道，甚至后期的心灵体中枢神经系统系统。由加拿大研究出果医务人员培育出不止的这种中枢神经系统系统与真实中枢神经系统系统在一些极为重要各个方面有所有所不同。由于其显然血液供应，它们在长到苹果种子个数时便就会停止生长，中所心的亚基由于显然水份和其他营养物质就会相继死亡。但是类器官对心灵体中枢神经系统系统的虚拟程度正因如此，在全像镜下可以观察到眼许多组织，就像中期胎儿的中枢神经系统系统。迷你中枢神经系统系统早已被投入对两头小病症病症（中枢神经系统系统没能出长至短时间个数）的研究出果。当研究出果的团队开始用到来自于一位两头小病症病征的iPS亚基时，其得到的类器官要小于短时间器官，因为干亚基过其实停止了分裂。随着进一步的的发展，研究出果医务人员期望透过迷你中枢神经系统系统电子技术探索其他心灵体病患者。太阳风的可能会几十年以来，核物理学家视为，作为太阳风在宇宙飞船穿行的高能水分子和水分子来自于恒星爆炸事件后的碎片，或者说超UGC。过去，他们确定了这一结论。年底份，研究出果医务人员用到英美两国宇航局（NASA）玻尔电离辐射宇宙飞船毫米波，推断出了这些原则上粒子在星系群的橘红色超UGC痕迹中所加速的首个单独证据。将太阳风追根溯源至超UGC痕迹这不容易。因为这些水分子和核都是带电原则上粒子，在星际电流深渊中所运行。再一，太阳风这不单独对齐其在此以前起源地。玻尔毫米波的团队不得不找到其他新的方法结果显示超UGC痕迹对这些原则上粒子顺利完出了加速。如果水分子在超UGC痕迹中所被加速，那么一些水分子—水分子超高速仍应该就会再次发生。这种超高速就会进而激发被指为作pi-zero介子的短暂存在的原则上粒子，很快衰变出一对高能水分子。这种pi-zero衰变应该就会使来自超UGC痕迹的热量谱不止现高峰震荡。在搜集了5年数据集后，玻尔的研究出果医务人员在两个超UGC痕迹中所推断出了水分子加速的路径。其他研究出果曾因推断出过该路径，但是玻尔毫米波的物理是首次清晰的观测。恒星核物理学家仍不清楚原则上粒子与电流相互作用的很多细节，而且他们怀疑最高热量的太阳风来自星系群以外。不过，超UGC痕迹的确喷涌不止太阳风或许毫无确实的。太阳能UGC钙钛矿作为一颗冉冉升起的UGC，照亮了太阳能研究出果界。这种低廉易制的晶体被表明能够将15%阳光的热量转换为电能。4年当年的电子技术只能达到3.8%，而且它比研究出果医务人员研制几十年的一些太阳能电子技术还要好。钙钛矿太阳能仍然落后于全球性屋顶上的铝板太阳能，后者的经济性一般可达20%，在物理室中所最高能达25%。但是铝电池和其他低阶太阳能材质依赖于高温下用到昂贵的设备生产厂不止的半导体。钙钛矿则有所不同。现有运用于太阳能的钙钛矿仅仅通过在溶液中所混合低廉的当年体化合物，然后在物体内层烘干就可以了。正因如此的是，该过程生产厂不止的钙钛矿看作极低的升华低质量，两个研究出果的团队调查结果指为能够用到其激发激光。不过，关于钙钛矿太阳能比较好的最新的消息是，也许可以将其与传统的铝太阳能整合，将其覆盖在铝板顶部，可以使经济性达到30%。全球性的太阳能研究出果医务人员都在竞相将两者融汇好像。为什么睡觉我们为何睡觉？这是免疫学的最原则上问题。2013年，中枢神经系统科学知识家在这个答案的执着上有了一个大跨步。大多数研究出果医务人员都视为，失眠看作多种作用，例如进一步提高免疫细胞和巩固梦境等，但是他们曾一度以来向来在四处寻找各特有种都适用的失眠“两大”特性。通过失眠血清中枢神经系统系统中所的有色染料，科学知识家得不止结论，失眠的原则上目的是：去除中枢神经系统系统。他们推断出，在血清失眠时，中枢神经系统系统货物运输管路的网络膨胀了60%，降低了脑脊液的流动，从而修整了β牛奶亚基等代谢废物。在这一推断出之当年，研究出果医务人员向来视为中枢神经系统系统处理亚基垃圾的唯一新的方法是将其破坏并在亚基内投放。如果没来的研究出果推断出，许多其他的特有种也就会经历这一中枢神经系统系统修整的过程，那将表明去除的确是失眠的一个两大特性。新的推断出还说明了，失眠不足也许在中枢神经系统病患者的的发展中所发挥着作用。但是由于其因果关系尚不确定，人们担心这一问题还为时过早。微海洋生物与身心健康研究出果医务人员推断出，代谢物的细酵母在决定四肢如何遏制病患者和乳腺癌等有所不同挑战各个方面扮演着极为重要角色。100万亿个亚基支撑着300万种有所不同的遗传物质——这就是代谢物生活着的微海洋生物的原因。各种昆虫研究出果结果显示，这些看不见的海洋生物深刻受到影响着四肢对生态系统、病患者和卫生保健的质子化。年底份，研究出果医务人员开始可靠定位特定微海洋生物受到影响身心健康和病患者的方式为。2013年，研究出果医务人员胃微海洋生物与乳腺癌之间的一些保持一致联系。3个抗病毒癌疗法被表明必需胃细酵母才能奏效；细酵母可以尽力焦虑免疫细胞以遏制药物治疗法。一个血清研究出果结果显示，由于肥胖血清体内激发一种损害DNA的细酵母副产品，与肥胖相关的一种鼻咽癌再次死亡率就会攀升。新的推断出还证实了之当年的推测：一种被指为作梭酵母属的胃细酵母对焦虑结直肠有极为重要作用。研究出果医务人员还得到了更是多关于微海洋生物受到影响免疫细胞特性的预设。例如，自身免疫性病患者风湿性关节炎可能会与一种被指为为普氏酵母的细酵母有关。在血清中所，对由于接触室内外的猫狗所造出的过敏原和哮喘预防，更大程度上是由于胃乳酸酵母的降低。研究出果日益值得注意地表明，个性化卫生保健要想更是加必要，必需将每个代谢物的微海洋生物上述情况再考虑在内。HIV设计者几十年以来，研究出果医务人员向来期望结构上免疫学（在近水分子素质研究出果海洋生物水分子）可以尽力他们设计者更是好的HIV。年底份，他们再次推断出令人满意的证据，表明该新的方法可以造出了一流的回报。呼吸道合胞大肠杆酵母（RSV）每年使数百万婴儿感染肺炎和其他气管病患者，许多HIV都对其单各个方面。对于接踵而来严重RSV病患者高风险的学童，市场上的帕利珠嘌呤病毒可以使患病率减少一半，但是帕利珠嘌呤病毒单剂量的出本总共1000美元，对许多患病学童来说遥不可及。比帕利珠嘌呤病毒必要10到100倍的抗病毒体早已开始被隔离研究出果。年底份5年底，英美两国各地区过敏原症和传染病研究出果所（NIAID）的一个研究出果的团队调查结果指为，他们早已当有其中所一种。该抗病毒体就会与RSV内层一种被指为为F的亚基质融汇（大肠杆酵母在感染过程中所通过F与亚基融汇）。研究出果医务人员透过X射线晶体学电子技术研究出果了该抗病毒体的晶体结构上，从更是精细的角度归纳了F亚基质的厚实点。11年底，NIAID的研究出果的团队拿到了新的的进展：用到其结构上归纳得到的推断出，设计者一种RSV F亚基质作为免疫原。其手段被表明是恰当的：该亚基质可以焦虑激发高效抗病毒体，它一夜之间出为了RSVHIV的领先候选者。不过这种HIV仍没运用于消化道，NIAID的研究出果医务人员期望先对其顺利完出18个年底的等待试验中。年底份夏天刊载的另外3项研究出果透过近似于的手段为AIDS大肠杆酵母（HIV）设计者HIV。研究出果医务人员仍没表明其相提并论的免疫原可以焦虑能够遏制HIV无数表征的抗病毒体激发，但是他们期望跟随RSV室友的脚步，后者在昆虫物理中所试验中了许多版本的人工亚基之后才找到比较好的那一个。既然结构上免疫学早已表明了它在HIV设计者上的价值，许多研究出果医务人员期望这种开创性的工作也可以为丙型肝炎HIV、登革热等大肠杆酵母HIV的研制指明方向。

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