国产亚洲天堂久久一区精品,亚洲xxxxx视频在线观看,日韩欧美在线成人免费一区,欧美性猛交xxx乱大蜜桃,手机在线午夜免费福利,人妻一区二区二区在线视频,日韩极品人妻中文字幕,91九色蝌蚪资源在线,免费观看又色又爽又黄的小说

隨著人們探索和操控基因組技術(shù)的進(jìn)步，生物醫(yī)學(xué)也迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。在過去，人們形容新事物發(fā)展速度喜好用“火箭”般，而如今測序技術(shù)的推進(jìn)，醫(yī)療技術(shù)也正以“基因”數(shù)據(jù)的遞增速度而快速進(jìn)步。

安永預(yù)測的2020年醫(yī)療服務(wù)模式

美國杰克遜實(shí)驗(yàn)室（TheJacksonLaboratory）建立于1929年，是一個非贏利性的獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)。80多年以來，杰克遜實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們一直從事基于小鼠的生物醫(yī)學(xué)研究，并在小鼠的繁育、小鼠遺傳學(xué)和在研究中如何選擇運(yùn)用實(shí)驗(yàn)小鼠方面積累了大量的寶貴知識和經(jīng)驗(yàn)。

作為世界最大的遺傳基因工程研究中心，杰克遜實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為：有三項(xiàng)技術(shù)正在勢不可擋地服務(wù)于制藥和醫(yī)療領(lǐng)域，依次是：高通量基因組測序，CRISPR基因編輯和單細(xì)胞基因組學(xué)。借助于上述技術(shù)，科學(xué)家們逐漸揭開了蘊(yùn)藏于人體的DNA的奧秘，并試圖溯源復(fù)雜疾病的本質(zhì)。本文主要從它們?nèi)绾纬霈F(xiàn)？如何工作？以及如何改變生物醫(yī)學(xué)進(jìn)程三個方面來闡述這3大技術(shù)。

高通量基因組測序

如何出現(xiàn)？

人體的基因有30億個堿基對，由堿基對排列差異造成了人與人之間的差異。為了發(fā)現(xiàn)這些差異，科學(xué)家發(fā)明了儀器來讀取A、G、C、T的意義。尤其是高通量測序技術(shù)是對傳統(tǒng)測序一次革命性的改變，一次對幾十萬到幾百萬條DNA分子進(jìn)行序列測定，使得對一個物種的轉(zhuǎn)錄組和基因組進(jìn)行細(xì)致全貌的分析成為可能，所以又被稱為深度測序。

2005年，454公司首先推出了二代測序儀；2006年，Solexa推出了GenomeAnalyzer；2007年年初Illumina收購了Solexa公司，在隨后的幾年陸續(xù)推出了Hiseq、MiSeq、NextSeq等多種系列測序儀；ABI推出了SOLiD測序平臺，隨后收購了454測序儀發(fā)明者創(chuàng)立的IonTorrent，轉(zhuǎn)而大力推廣PGM和IonProton平臺；也就是高通量測序技術(shù)發(fā)展的第十年，Illumina公司的HiseqX平臺已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1000美金一個人類基因組測序的目標(biāo)。華大子公司CG推出新款“超級測序儀”Revolocity，該系統(tǒng)結(jié)合了CompleteGenomics新一代測序技術(shù)和操作經(jīng)驗(yàn)，可以對人全血、唾液等各種樣本進(jìn)行自動化的DNA提取。

如何工作？

高通量基因組測序主要包括樣本準(zhǔn)備（samplefragmentation）、文庫構(gòu)建(librarypreparation)、測序反應(yīng)(sequencingreaction)、數(shù)據(jù)分析(dataanalysis)。由于具體操作已經(jīng)是人盡皆知，在此不贅述。

如何改變生物醫(yī)學(xué)進(jìn)程？

高通量測序（NGS）從興起到現(xiàn)在已有10余年的時間，但其成本下降依舊只是這幾年的事情。隨著成本的不斷下降，高通量DNA測序平臺已經(jīng)發(fā)展為基因組和各種基因文庫序列檢測的強(qiáng)大工具。大容量的抗體基因庫是目前獲得抗體新藥的基礎(chǔ)，高通量DNA測序技術(shù)為從海量的抗體基因庫中快速發(fā)現(xiàn)功能抗體分子提供了可能。

NIH統(tǒng)計(jì)的讀取DNA序列成本

1000美金價格的實(shí)現(xiàn)比十年前的30億美金降低了300萬倍。除此以外，還有一些公司開發(fā)了第三代測序儀，比如PacificBiosciences的PacBioRS測序儀，DNA模板無需二代測序常用的PCR擴(kuò)增的方法，就可以實(shí)現(xiàn)長讀長、實(shí)時的測序；OxfordNanoporeMinION測序儀只有USB存儲器那么大等等。

NIH統(tǒng)計(jì)的基因組測序價格

隨著高通量測序的普及，全基因組測序?qū)⒃絹碓狡毡椋ɑǜ�少的時間和金錢），基于NGS平臺展開的各類醫(yī)療服務(wù)，猶如基于ios系統(tǒng)的APP，在一個較小的平臺上，可以按需使用相關(guān)的檢測，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行測序。

CRISPR基因編輯

如何出現(xiàn)？

在細(xì)菌的基因末端，一段DNA序列會緊接著一段它自己的反向序列，然后再接一段大約30bp左右的、貌似是由堿基隨機(jī)排列而成的DNA序列，科學(xué)家們曾稱之為“空格DNA（spacerDNA）”，由于在大約40%的細(xì)菌和90%的古細(xì)菌（archaea）中都能夠觀察到這種現(xiàn)象，于是科學(xué)家們給這種序列取了一個名字??成簇的、規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列（ClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromicRepeats），簡而言之CRISPR。如今，CRISPR熱度已趕超上世紀(jì)末開始大放光彩的簡稱PCR的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PolymeraseChainReaction）。

如何工作？

CRISPR/Cas9技術(shù)的產(chǎn)生與DNA測序技術(shù)的進(jìn)步密不可分。CRISPR由兩部分組成：一部分是可以切割基因的“手術(shù)刀”蛋白Cas9；另一部分是拖著“手術(shù)刀”在基因組的“茫茫大�！敝芯�確定位的向?qū)�RNA（GuideRNA）。一些科學(xué)家用滅活版本的Cas9蛋白與向?qū)�RNA結(jié)合，改造出只有精確定位功能的CRISPR技術(shù)，可用來關(guān)閉或打開幾乎任何單個基因，或者精細(xì)地調(diào)控它們的活躍程度，這被視為令人激動的一個研究方向。

如何改變生物醫(yī)學(xué)進(jìn)程？

幾千年來，人類一直在改造大自然�，F(xiàn)在，有了被譽(yù)為“基因剪刀”的CRISPR基因組編輯技術(shù)，人類有望以前所未有的能力改造自身。CRISPR技術(shù)問世僅3年，就已被全世界生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室和制藥企業(yè)廣泛應(yīng)用。

首先，通過CRISPR方法構(gòu)建一種小鼠動物病理模型僅需數(shù)周，遠(yuǎn)低于過去的近1年時間，并能以更快的速度對基因進(jìn)行研究，同時可以一次對細(xì)胞內(nèi)的多個基因進(jìn)行遺傳學(xué)改造，研究這些基因之間的相互作用；其次，通過CRISPR技術(shù)成功打造“基因驅(qū)動”系統(tǒng)，并被用于根除瘧疾、登革熱等蟲媒疾病、消滅或控制入侵物種等；第三，哈佛大學(xué)研究人員利用CRISPR技術(shù)一次性敲除豬細(xì)胞中62個逆轉(zhuǎn)錄病毒基因，從而掃清豬器官用于人體移植的重大難關(guān)，給異種器官移植工作帶來了曙光，為全世界需要器官移植的上百萬病人帶來希望；第四，中山大學(xué)黃軍就利用CRISPR技術(shù)成功修改人類胚胎基因，或可用于治療地中海貧血等疾病。

科學(xué)家們夢想能操縱基因，CRISPR如今讓它成為現(xiàn)實(shí)，它的能力令人極其興奮�？蒲腥藛T相信，在CRISPR的推動下，一場生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的革命正在到來。無論好壞，我們正翱翔在CRISPR的世界里。

單細(xì)胞測序是一個新興的領(lǐng)域

如何出現(xiàn)？

細(xì)胞是生物學(xué)的基本單位，人體大約由200種不同類型近40兆（trillion）個細(xì)胞組成。在這種顯著的多樣性中，科學(xué)家們通常都是在大批量地探索細(xì)胞，曾發(fā)現(xiàn)了一種對成千上萬個細(xì)胞一次分析的辦法，不過這反映的是人體的整個細(xì)胞，而不是單個特定細(xì)胞狀況。出現(xiàn)這種狀況的原因是從單個細(xì)胞中提取的DNA（RNA/蛋白）不足以進(jìn)行基因組規(guī)模的研究。

捕獲單個細(xì)胞和泡沫分離的液體，并準(zhǔn)備進(jìn)行分析

單細(xì)胞測序指DNA研究中涉及測序單細(xì)胞微生物相對簡單的基因組，更大更復(fù)雜的人類細(xì)胞基因組，是在單細(xì)胞水平對全基因組進(jìn)行擴(kuò)增與測序的一項(xiàng)新技術(shù)。盡管早在1990年，NormanIscove的課題組就通過PCR技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對cDNA分子的指數(shù)級擴(kuò)增，證實(shí)對單細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析是可行的；但單細(xì)胞測序萌芽于2010年，左右才真正發(fā)展起來；單細(xì)胞測序的應(yīng)用被列為NatureMethods年度最重要的方法學(xué)進(jìn)展；基因組學(xué)前沿研討會將單細(xì)胞組學(xué)單獨(dú)列為一個單元。

如何工作？

單細(xì)胞測序分為單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序和單細(xì)胞基因組測序。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序分為：單細(xì)胞DGE、單細(xì)胞polyA測序、單細(xì)胞lncRNA測序；單細(xì)胞基因組測序分為：單細(xì)胞外顯子組測序和單細(xì)胞全基因組重測序。

如何改變生物醫(yī)學(xué)進(jìn)程？

單細(xì)胞測序技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要包括癌癥領(lǐng)域和生殖領(lǐng)域的應(yīng)用。譬如華大基因用解析單細(xì)胞基因組研究原發(fā)性血小板增多癥（一種血癌）和腎透明細(xì)胞癌（一種腎癌）的腫瘤內(nèi)部遺傳特征；MD安德森癌癥中心的遺傳學(xué)家通過單細(xì)胞分辨率乳腺癌遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)單個細(xì)胞通常包含數(shù)十個罕見突變，而這些突變采用大型腫瘤測序方法通常無法檢測到；Smart-Seq的基因組測序方法可以深入分析臨床相關(guān)的單細(xì)胞；謝曉亮團(tuán)隊(duì)通過MALBAC進(jìn)行單基因遺傳病和染色體異常同時篩查助力孕婦誕生了試管嬰兒。

總之，利用單細(xì)胞基因組學(xué)，研究人員可以逆向操控發(fā)育過程，揭示出了單個的前體細(xì)胞類型是如何生成這兩種不同的成熟肺泡細(xì)胞的。在個別細(xì)胞之間的遺傳差異表達(dá)方面擁有無與倫比的優(yōu)勢，為癌癥發(fā)生、發(fā)展機(jī)制及其診斷、治療提供了新的研究思路并開辟了新的研究方向。杰克遜實(shí)驗(yàn)室單細(xì)胞基因組學(xué)研究室主任PaulRobson在一份聲明中表示，目前單細(xì)胞基因組學(xué)技術(shù)正在快速發(fā)展，而增加專門從事研究領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室或?qū)�為更多的生物學(xué)家提供最好的可用工具來進(jìn)行基因組學(xué)研究；單細(xì)胞基因組學(xué)研究中心的成立或?qū)�為更多的�?lián)合研究提供更多機(jī)會。