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《科学家》评选出2020年十大创新科技产品

作者:网络 来源:网络 日期:2020-12-23
导读

         2020年对全球所有国家和所有人几乎都一样“待遇”——深陷新冠疫情漩涡中,无一幸免。

关键字:  十大 

        2020年对全球所有国家和所有人几乎都一样“待遇”——深陷新冠疫情漩涡中。然而正因为疫情爆发,也诞生了极具时代特色的十大创新技术和成果,包括快速检测筛查新冠病毒的分子技术;可以通过血液监测患者疾病的表观抗体辅助诊断工具,等等。

        《科学家》评选的2020年十大创新科技也映证了科学家和创业者在充满挑战的一年里并没有因为疫情而停歇推动科学进步和社会发展。

        我们知道这句老话:“创新应需求而生”(necessity is the mother of invention)。好吧,2020年向我们展示了全球大流行是一位严肃的母亲。通常,我们的十大创新竞赛集中于实验室技术,这些工具旨在探究基础生物学的奥秘。但是,随着生物学家将目光投向理解SARS-CoV-2的同时,创新领域也随之发生了变化,开发了新工具,并致力于解决这一流行病。因此,在今年的《科学家》杂志上,我们的年度竞赛采用了旨在理解并最终解决COVID-19问题的发明。

        在我们的独立评审中,2020年十大创新之选包括核心实验室技术(例如单细胞蛋白质组分析仪和台式基因合成仪)以及针对大流行的产品,包括快速COVID-19测试(可捕获抗体的工具)来自恢复中的冠状病毒患者血浆的分布图,以及表征散布在SARS-CoV-2表面的刺突蛋白中聚糖特征的平台。得奖者之间的竞争是如此激烈,以至于今年的前十名实际上包含了12种产品,这要归功于两个纽带。

        与我们所有人一样,2020年充满挑战,这一动荡的一年催生了有前途的产品和方法来阐明复杂的生物学世界。不仅如此,2020年还表明,科学界面临一个共同的问题时,可以迎接挑战,共同致力于重新聚焦,研究和创新。在这里,科学家介绍了构成今年十大创新的工具和技术。

        《科学家》评选出的十大创新科技成果:

        以下技术和产品在国内相关领域均未见相似水平的同类技术和产品,这是制约国内精准医学/治疗领域发展的障碍和短板。

        AbCelleraCelium™

        AbCellera对遏制疫情大流行,在生物学与AI技术交叉领域研发出Celium可视化平台,以惊人的速度和超级能力发现新抗体,为创新药物研发奠定了基础。

        雅培ID NOWCOVID-19测试

        在15分钟内从喉咙或鼻拭子检测新冠病毒感染结果,为医院,学校或任何其他场所提供了快速筛查以确定需要进一步诊断新冠病毒疾病的方法和告知是否需要居家隔离。该检测设备重量轻且便于携带,因此可以在野外和任何移动场所应用。

        在美国有2.3万台ID NOW设备使用,主要用于急诊中心和药房,该团队正在开发兼容其他传染性疾病(如HIIV病毒感染)检测方法。

        TotalSeq ™ -C人类通用鸡尾酒V1.0

        该方法可以进行单细胞转录组学的同时评估单细胞内蛋白质。CITE-seq通过将抗体与寡核苷酸连接来工作,该寡核苷酸可以进行测序以揭示靶蛋白是否存在并与相应的抗体结合。

        这是下一代测序技术的融合应用,可作为序列条形码和单细胞条形码技术数字方法,实现单个细胞定量蛋白质组学检测。

        七桥 GRAF ™

        七桥生物信息公司开发了一个名为GRAF的基因组分析平台,该平台包括任何给定基因座上所有可能的遗传序列迭代。所得GRAF / Pan基因组参考是基因组中特定点处已知变体,而不是线性参考序列。

        当基因组与GRAF参考序列比对时,可以展示出任何缺失,插入,单核苷酸多态性。该技术应用为精准医学临床指导铺平了道路。

        OX-TEXXA

        基因治疗的最大障碍是成本!为了给患者提供基因治疗就必须先解决制造腺相关病毒(AAV)的成本问题。OXGENE设计了一种基因开关,可以在细胞生命周期中途关闭腺病毒活性,从而使细胞编程以产生AAV颗粒而不制造腺病毒。

        公司已于9月开始销售研究级的病毒载体,称为TESSA;计划明年开始提供临床级病毒载体。如果一旦进入临床级应用,基因疗法将成为最有可能的精准生物技术治疗疾病。

        Codex DNA BioXp ™ 3250系统

        BioXp™3250系统作为BioXp™3200的升级产品,是根据需要进行DNA组装和扩增的自动化平台,这项技术和设备可以帮助研究人员比更快地合成基因和基因组。

        技术人员只需按一下按钮,即可在几天内组装长度达7000个碱基对的DNA序列。在分子生物实验室实现基因合成自由,以更短时间和更高通量降低合成成本。

        IsoPlexis 单细胞细胞内蛋白质组

        了解细胞通路的整个网络可以使研究人员更好地了解异常细胞下游效应。

        在癌症疾病中,这种方法有助于评估靶向疗法(例如抗体疗法或小分子药物)的功效。单细胞细胞内蛋白质组解决方案使用创新微流控技术已经建立的ELISA化学方法缩小到单个细胞水平。

        GigaGen 浪涌

        通过结合单细胞乳剂液滴微流控技术,基因组学和蛋白质文库工程,这种抗体药物疗法如果成功将彻底改变COVID-19的治疗方法以及许多其他疾病的治疗方法。

        10X基因组学铬单细胞多基因组ATAC+基因表达

        该平台用DNA条形码标记来自每个细胞核的mRNA和开放的染色质片段,然后对核酸进行扩增和分析。科学家可以开始真正联系基因组中哪些调节元件打开或关闭基因。

        这种方法首次允许从同一单个细胞同时分析表观基因组和转录组,从而更好地了解细胞功能。

        基因组学Visium空间基因表达方案

        这是生物学另一个前沿领域,不仅是单细胞或少细胞基因表达,现在正在以几个细胞水平的空间分辨率收集基因表达数据。

        借助这些细胞的空间信息,可以弄清它们直接相互作用的分子机制,看到细胞是否在物理上相互作用和影响,特别是肿瘤细胞之间的相互作用。

        Onyx ™数字基因组工程平台

        Onyx™数字基因组工程平台提供了一个解决方案—全自动基因组工程文库,对微生物基因组进行了数十万次单次编辑。

        该款设备去年10月推出,允许用户在大肠杆菌和酿酒酵母酵母DNA中种植所需的变体,其余部分由该仪器负责自动完成。

        CRISPR是编辑基因组和进行功能评估的强大工具,可以阐明因果关系并增进对基因组生物学的了解。但是,仍然需要克服许多技术和可扩展性挑战。这就是Onyx数字基因组工程平台是功用所在。

        MOBILion SLIM

        MOBILion SLIM或无损离子操纵结构是一种仪表式色谱分析方法,有13米走线槽,作为安装在3米长的盒子中两个电路板中的折返装置。

        该设备可在几分钟内提供有关样品中化合物成分多少和形状的详细数据。权威专家评述该离子选择性色谱法是生物化学的核心。微电子技术与生物技术的完美结合。

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