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生物醫(yī)學(xué)

美 國

基因編輯技術(shù)火熱 干細(xì)胞研究獲突破

  盡管安全性一度遭到質(zhì)疑，但基因編輯技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭不可阻擋。美科學(xué)家開展了該國首個(gè)對(duì)人類胚胎的基因編輯研究，并進(jìn)行了全球首例人體內(nèi)基因編輯試驗(yàn)。他們不僅驗(yàn)證了基因編輯人類早期胚胎DNA安全有效，還表明基因編輯技術(shù)能編輯農(nóng)作物基因，增加作物產(chǎn)量。博德研究所和加州大學(xué)伯克利分校間的專利之爭也終于塵埃落定，但技術(shù)競(jìng)爭仍在持續(xù)：前者開發(fā)出一種全新的CRISPR診斷系統(tǒng)和新型堿基編輯器，后者則發(fā)現(xiàn)了可減少CRISPR技術(shù)脫靶效應(yīng)的機(jī)制。

基因測(cè)試新技術(shù)

  干細(xì)胞研究取得重大進(jìn)展，美科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了胚胎干細(xì)胞類似受精卵的發(fā)育潛能，制造出具有造血干細(xì)胞功能的細(xì)胞，還成功地用抗體將成體細(xì)胞編程為多能干細(xì)胞。而以“艾倫干細(xì)胞瀏覽器”為名的同一母細(xì)胞的不同干細(xì)胞3D圖片集在線發(fā)布，有力推動(dòng)了與癌癥等疾病相關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化研究。

  對(duì)多種人類疾病的研究廣泛深入開展，尤其是艾滋病、埃博拉、寨卡等病毒的研究都取得了多項(xiàng)重大成果，引人注目，為人類最終攻克這些疾病奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

英 國

“三父母”嬰兒技術(shù)獲批 持續(xù)資助生物科學(xué)研究

  英國人工授精與胚胎學(xué)管理局3月宣布，已批準(zhǔn)首例使用細(xì)胞核移植“三父母”嬰兒技術(shù)的申請(qǐng)，使這項(xiàng)爭議性技術(shù)在生育治療中的應(yīng)用邁出了實(shí)質(zhì)一步。

  3月，英國生物銀行還宣布，將對(duì)該銀行擁有的50萬名志愿參與者樣本進(jìn)行基因測(cè)序，預(yù)計(jì)將耗資1.5億英鎊，歷時(shí)3至5年。

  在科研方面，英國生物技術(shù)和生物科學(xué)研究理事會(huì)宣布，政府將持續(xù)性投入3.19億英鎊支持生物科學(xué)研究，以確保國際競(jìng)爭力，應(yīng)對(duì)人口增長、化石能源替代和老齡化等全球挑戰(zhàn)。

  9月，英國弗朗西斯·克里克研究所宣布，通過基因編輯技術(shù)展示了人類胚胎早期發(fā)育階段一種關(guān)鍵基因的作用機(jī)制，這有助科學(xué)家破解胚胎發(fā)育的一些未解之謎，從而改進(jìn)體外受精等生殖輔助技術(shù)。

德 國

基因測(cè)試判斷癌變 DNA甲基化過程揭秘

  德國馬克斯-戴爾布呂克分子醫(yī)學(xué)中心和柏林夏里特醫(yī)院合作，利用早期診斷直腸癌的腫瘤生物標(biāo)記物開發(fā)了基因測(cè)試新技術(shù)，通過簡單的血樣基因檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷癌變階段，決定是否需采用化療。

  萊布尼茨人體老化研究所研究人員首次證實(shí)，當(dāng)基因的啟動(dòng)子出現(xiàn)甲基基團(tuán)損失，基因就會(huì)出錯(cuò)。其結(jié)果是產(chǎn)生非正常蛋白質(zhì)，干擾正常細(xì)胞的構(gòu)成，使細(xì)胞的功能和身份識(shí)別大規(guī)模破壞，細(xì)胞變異并可能導(dǎo)致癌癥，這就是DNA甲基化的一個(gè)神秘過程。

  中國科學(xué)院昆明植物研究所吳建強(qiáng)課題組與馬普化學(xué)生態(tài)學(xué)研究所合作，發(fā)現(xiàn)名為菟絲子的寄生草本植物具有在寄主植物間傳遞抗蟲信號(hào)能力，對(duì)農(nóng)業(yè)上治理寄生植物危害提供了新的啟示。

俄羅斯

特定疾病研究有成果 人造血液通過I期臨床

  2017年，俄科學(xué)院系統(tǒng)科研機(jī)構(gòu)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得了一批新成果：計(jì)劃使用干細(xì)胞治療靜脈曲張；試制出可控制皮膚癌的納米凝膠粒子；研制出用于藥物檢測(cè)的生物熒光蛋白，該技術(shù)已被德國拜耳集團(tuán)采用；發(fā)現(xiàn)了在褪黑素幫助下通過恢復(fù)線粒體正常工作來延緩組織老化的方法。

  在防治艾滋病方面，圣彼得堡大學(xué)基因組生物信息中心科學(xué)家擬通過研究部分歐洲人種對(duì)艾滋病病毒具有先天免疫性的現(xiàn)象，找到治療艾滋病的有效途徑；俄中兩國科學(xué)家宣布將聯(lián)手研制艾滋病組合疫苗，該疫苗包括俄羅斯的DNA組分（DNA疫苗）和中國的加速蛋白（增強(qiáng)蛋白）組分。

  人造血技術(shù)成為俄生物技術(shù)新方向。俄卡盧加州基于聚血紅蛋白的血液替代品項(xiàng)目已通過第一階段人體臨床試驗(yàn)，該血液替代品有望成為戰(zhàn)爭、恐怖襲擊、自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)解決血液短缺的有效途徑。俄國防部科研活動(dòng)管理總局宣布，俄國防部正在測(cè)試一種載氧量超過同類產(chǎn)品的國產(chǎn)新型軍用人造血。

韓 國

生物技術(shù)成果頻出 學(xué)術(shù)信譽(yù)正在重塑

  生物技術(shù)是韓國歷屆政府科技發(fā)展政策的核心內(nèi)容，從資金和政策等各方面加以傾斜。韓國在生物技術(shù)領(lǐng)域取得了大量成果，正在重塑學(xué)術(shù)信譽(yù)。

  首爾大學(xué)開發(fā)出一種不使用誘導(dǎo)分化技術(shù)、提高干細(xì)胞治療安全性的新方法，能夠?qū)⒅信呷~性脂肪干細(xì)胞分化為不同系統(tǒng)的神經(jīng)干細(xì)胞。

  韓國與美國研究組利用基因編輯技術(shù)，成功修復(fù)了胚胎內(nèi)一種能夠誘發(fā)肥厚型心肌病的基因變異。利用這一技術(shù)剪除變異基因，細(xì)胞內(nèi)即自行修復(fù)出正�；�。

  韓國成功開發(fā)新概念造影劑“納米MRI燈”，可以大幅提高患病組織同周邊組織的差異度，能夠替代病理檢查確診癌癥，以及用于其他分析和檢查。

新概念造影劑“納米MRI燈”

  首爾大學(xué)和江原大學(xué)成功地制作了用于人體移植的人工肝臟。

日 本

抗干旱水稻育成功 遺傳病研究獲進(jìn)展

  日本理化學(xué)研究所4月公布，他們把植物擬南芥的半乳糖苷合成酶遺傳基因（AtGolS2）植入目前普及品種的水稻中，成功開發(fā)出抗干旱的轉(zhuǎn)基因水稻。

  有關(guān)遺傳病的研究取得很大進(jìn)展。日本科學(xué)家從基因敲除小鼠中發(fā)現(xiàn)眾多疾病模型，有助于尋找遺傳疾病原因及開發(fā)新治療方法。7月，日本理化學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)了360個(gè)基因敲除小鼠品系可作為已知遺傳性罕見疾病的模型小鼠，以及135個(gè)品系可作為新的孟德爾遺傳病模型候選。該研究成果為科學(xué)家對(duì)推進(jìn)不明原因疾病的研究寄予了厚望。

巴 西

基因組計(jì)劃成果顯著 生物制藥市場(chǎng)份額高

  巴西政府一直重視生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，生物產(chǎn)業(yè)在巴西國家創(chuàng)新戰(zhàn)略領(lǐng)域中占有重要地位，是優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域之一。巴西生物技術(shù)主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和能源領(lǐng)域，其中干細(xì)胞、基因、植物生物和疫苗等方面的研究處于世界領(lǐng)先地位。目前，巴西已成為全球生物技術(shù)工業(yè)較發(fā)達(dá)的國家之一。

  巴西高度重視生物技術(shù)，大力實(shí)施基因組計(jì)劃。在破譯和繪制人類癌細(xì)胞基因組圖譜方面的世界排名僅次于美國。巴西生物技術(shù)行業(yè)協(xié)會(huì)公布的資料顯示，巴西生物技術(shù)目前的主要成果包括：為國際人類基因資料庫提供的數(shù)據(jù)居世界前列；造成柑橘和甘蔗病害的基因研究處于領(lǐng)先地位；轉(zhuǎn)基因技術(shù)領(lǐng)域中如棉花的抗蟲性、蕓豆的抗病毒性、大豆免施除草劑的研究效果明顯；對(duì)抵抗熱帶疾病疫苗的開發(fā)與世界水平同步。

  一個(gè)新的轉(zhuǎn)基因大豆品種獲批，其含有兩種抗蟲基因，并對(duì)草甘膦、草銨膦和二氯苯氧基乙酸三種除草劑具有耐受性。

巴西轉(zhuǎn)基因大豆

  巴西擁有拉美地區(qū)最大生物制藥市場(chǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，2017年巴西醫(yī)藥市場(chǎng)份額超過400億美元，或成全球第四大制藥市場(chǎng)。

烏克蘭

醫(yī)用材料層出不窮 生物相容性成亮點(diǎn)

  烏克蘭國家科學(xué)院材料科學(xué)研究所開發(fā)出一種全新鈦基（Ti-Si-Nb）生物相容性合金，特點(diǎn)是彈性模量低，且對(duì)人體無毒，性能超出目前廣泛用于醫(yī)藥領(lǐng)域的金屬材料5%—20%，可優(yōu)化與骨材料的相容性。

  烏克蘭國家科學(xué)院物理研究所制成一種用于治療燒傷和傷口愈合的輻射交聯(lián)水凝膠醫(yī)用敷料。該水凝膠柔性薄膜厚度為3—4毫米，是無菌透明膠狀材料，水分含量占80%—90%，具有生物相容性，有助于密封、冷卻和愈合傷口。

以色列

用云軟件分析農(nóng)作物 人工海水革新水產(chǎn)養(yǎng)殖

  Geneformics公司的技術(shù)能為龐大的個(gè)體基因組數(shù)據(jù)提供無損數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，節(jié)約基因組數(shù)據(jù)庫內(nèi)空間，為未來潛在的基因組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求提供支持。

  初創(chuàng)企業(yè)NRGene繪制出面包小麥、意大利面小麥及野生型二粒小麥的基因組，并與中國基因組學(xué)技術(shù)企業(yè)基諾合作，探索陸地棉的基因組成分。此外，公司計(jì)劃將其基因組排序軟件和運(yùn)算法則授權(quán)分析人類DNA，幫助確診早期基因性疾病，力爭為患者提供個(gè)性化藥物治療。

  NRGene公司與孟山都公司以及基因組研究技術(shù)開發(fā)公司Illumina達(dá)成協(xié)議，共同建立基因組分析的云軟件，加強(qiáng)孟山都公司從海量基因、基因組和性狀信息中預(yù)測(cè)、比較、選擇最佳的基因組成。公司推出基于云端的軟件，可幫助客戶快速高效地研究作物的基因組，對(duì)農(nóng)作物特質(zhì)做出更好評(píng)估，從而提升農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。

  Latimeria公司所研發(fā)的技術(shù)可以生產(chǎn)人工海水并進(jìn)行海產(chǎn)（如鱸魚）養(yǎng)殖，在減少對(duì)海水依賴、節(jié)約水資源的同時(shí)提高了養(yǎng)殖用水的清潔度。

新材料

美國

二維材料熱度不減 柔性材料成果頻頻

  2017年，石墨烯仍是二維材料研究重點(diǎn)�？茖W(xué)家不僅開發(fā)出密度小但十分堅(jiān)固的多孔3D石墨烯結(jié)構(gòu)，還開發(fā)出滲透速度比目前系統(tǒng)快10倍以上的石墨烯滲透膜，這些成果為石墨烯應(yīng)用帶來更廣闊的前景。而導(dǎo)電性能優(yōu)于石墨烯的層狀2D結(jié)構(gòu)電子晶體、利用三碘化鉻制成的2D磁體，以及利用二硫化鉬制成的可拉動(dòng)超過自身百倍重量的微裝置等研究成果，都充分顯示了二維材料改變世界的潛力。

石墨烯

  柔性材料、輕質(zhì)材料也是新材料領(lǐng)域研發(fā)重點(diǎn)：具有隱身性能的柔性吸光材料，可將太陽能電池效率提高3倍以上；超輕晶體鋁，密度只有0.61克/立方厘米；在室溫下呈液態(tài)的金屬合金，則可用于制造柔性晶體管。

  美國和奧地利科學(xué)家共同研制出全新的材料——外爾—近藤半金屬，這種可用于量子計(jì)算機(jī)的材料，擁有一些無法由經(jīng)典物理學(xué)而只能用量子力學(xué)來解釋的屬性。

  另值得一提的是，哈佛大學(xué)1月份宣布制造出地球上首塊金屬氫，引起轟動(dòng)，但一個(gè)月后稱這塊金屬氫樣本因?qū)嶒?yàn)操作失誤消失了。這成為2017年新材料研究領(lǐng)域的一大憾事。

日 本

極強(qiáng)韌材料制橡膠 太陽能電池可水洗

  北海道大學(xué)將水凝膠與玻璃纖維紡織品復(fù)合，成功開發(fā)出高強(qiáng)度“纖維強(qiáng)化凝膠”。其易彎曲，強(qiáng)韌性超金屬，與橡膠復(fù)合可制成強(qiáng)韌的纖維強(qiáng)化橡膠。

  可水洗粘貼式電源有望實(shí)現(xiàn)。日本理化學(xué)研究所和東京大學(xué)研制出的有機(jī)太陽能電池不但超薄，能量轉(zhuǎn)化率達(dá)到7.9%，且具有極高耐水性。

耐水性超薄太陽能電池

  東京大學(xué)、理化學(xué)研究所首次在磁性體（Mn3Sn）內(nèi)發(fā)現(xiàn)了“威爾粒子”，至此，人類發(fā)現(xiàn)了與鐵磁性體和反鐵磁體不同的新型磁性體“威爾磁體”。威爾磁體即使在沒有磁場(chǎng)情況下也可產(chǎn)生巨大的霍爾電壓，具有全新量子功能的特異物質(zhì)特性，為實(shí)現(xiàn)威爾粒子驅(qū)動(dòng)量子計(jì)算機(jī)開拓了新路。

  新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)在世界上首次成功合成了高純度FeNi超晶格磁體材料。新合成方法工藝簡單，適用于工業(yè)生產(chǎn)，將極大地推進(jìn)不使用稀土元素而獲得高性能磁體的應(yīng)用進(jìn)程。

德 國

反鐵磁體成新研究 太陽鏡鏡片能充電

  德國尤利希研究中心與中國科技大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室合作，首次制備出基于全氧化物外延體系的人工反鐵磁體。該成果刊登在2017年《科學(xué)》雜志上，被評(píng)價(jià)為非常高水準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)工作，在樣品質(zhì)量和表征上堪稱絕技，開辟了研究其他氧化物多層膜材料的一個(gè)新方向。

  卡爾斯魯厄理工學(xué)院研究人員發(fā)明了可利用太陽能給手機(jī)充電的半透明有色太陽鏡片，鏡片的有機(jī)太陽能電池有一個(gè)微處理器和兩個(gè)電量顯示器，顯示太陽光照強(qiáng)度以及周圍環(huán)境溫度。該技術(shù)或?yàn)樘柲艿倪M(jìn)一步應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，例如將有機(jī)太陽能電池嵌入窗戶或玻璃天窗。

韓 國

半導(dǎo)體產(chǎn)量全球領(lǐng)先 電子墨水打印出電路

  韓國在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域保持了領(lǐng)先地位，半導(dǎo)體產(chǎn)量仍然是全球領(lǐng)先行列，特別是內(nèi)存等大宗產(chǎn)品，其中50%銷售到了中國市場(chǎng)。

  韓國國防科學(xué)研究所開發(fā)出了利用“柔性電極”的等離子織物制作技術(shù)，可以像編織一樣制作不同面積與形態(tài)的可穿戴式等離子織物，用于防化、防毒、殺菌、醫(yī)療裝備等多種領(lǐng)域。

  韓國崇實(shí)大學(xué)的研究小組利用高分子材料開發(fā)出具備多種感知能力的電子皮膚，其觸覺感知能力與動(dòng)物皮膚類似，還可以感知到空氣的波動(dòng)，在醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域有廣闊的潛在用途。

  韓國電氣技術(shù)研究院發(fā)布了一種添加了碳納米管和納米粒子的電子墨水。通過控制墨水的表面張力，能夠使用3D打印機(jī)打印出數(shù)百納米尺度的電氣線路，大幅提升3D打印技術(shù)的可用性。

巴 西

重視納米技術(shù)發(fā)展 開發(fā)新產(chǎn)品和工藝

  目前世界各國每年在納米科技開發(fā)領(lǐng)域投入的資金接近20億美元，預(yù)計(jì)未來十年間，納米科技產(chǎn)品市場(chǎng)的銷售額將達(dá)到1萬億美元。

  為了搶占這個(gè)潛力巨大的市場(chǎng)，巴西政府非常重視納米技術(shù)的發(fā)展。巴西科技部制定了系統(tǒng)的納米技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，成立了納米技術(shù)聯(lián)合委員會(huì)，總體負(fù)責(zé)國家納米技術(shù)發(fā)展規(guī)劃與管理，確立了納米材料、納米生物技術(shù)等發(fā)展方向。

  巴西科技部和國家科技發(fā)展理事會(huì)撥出專項(xiàng)資金，重點(diǎn)開發(fā)新的納米產(chǎn)品和工藝流程，重點(diǎn)研究：納米生物技術(shù)、新型納米材料、用于光電子學(xué)的納米技術(shù)、生物傳感器、組織生物工程、給藥用生物降解納米粒子和磁性納米晶體。

烏克蘭

硒化銦帶來電子學(xué)革命 鐵基合金成核心材料

  2017年初，烏克蘭和英國科學(xué)家在《自然·納米技術(shù)》雜志上發(fā)表文章，認(rèn)為硒化銦的實(shí)際應(yīng)用有可能導(dǎo)致納米電子學(xué)的革命。納米級(jí)超薄硒化銦是一種具有獨(dú)特性能的類石墨烯新半導(dǎo)體材料，其厚度從一層到幾十層不等。該種半導(dǎo)體材料的納米膜是從與石墨烯結(jié)構(gòu)相類似的硒化銦層狀晶體大量錠中得到。通過烏克蘭和英國科學(xué)家的聯(lián)合研究，硒化銦層狀晶體成功剝離至單層狀態(tài)。

  2017年10月，烏克蘭國家科學(xué)院金屬物理研究所宣布開發(fā)出一種既是金屬也是金屬玻璃的鐵基合金，用其制造的加熱元件屬于低溫制品，可彎曲、不易受損，可用于生產(chǎn)變壓器、節(jié)流器、加熱設(shè)備和磁導(dǎo)體的核心部件。

俄羅斯

先進(jìn)材料研發(fā)提速 科研生產(chǎn)潛力增強(qiáng)

  2017年3月，俄總統(tǒng)普京簽署編號(hào)為101的《關(guān)于建立先進(jìn)材料發(fā)展中心》總統(tǒng)令，旨在發(fā)展俄聯(lián)邦國防工業(yè)聯(lián)合體的科研生產(chǎn)潛力。

  在具體成果方面，莫斯科大學(xué)研究人員研制出一種新型高分子復(fù)合材料，可耐受450℃高溫，強(qiáng)度遠(yuǎn)超航空鋁鈦合金，將為建造超輕型飛機(jī)和衛(wèi)星提供可能。

  俄前景研究基金會(huì)宣布，俄科學(xué)家研制出一種能夠防范包括病毒在內(nèi)最微小危險(xiǎn)粒子的膜，這種膜具有隱身效果，可用于醫(yī)療、軍事等目的，也可用于制作超輕型、高性能的士兵作戰(zhàn)服，具有良好的隱蔽性。

具隱身效果的膜材料（模擬效果圖）

  俄遠(yuǎn)東聯(lián)邦大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種能將普通窗戶變成太陽能電池板的高分子發(fā)光材料，這款集光器能夠利用環(huán)境中常見的散射光線，并將集聚的光能轉(zhuǎn)變成電能。

  俄托木斯克理工大學(xué)基于生物吸收聚合物研制的生物降解植入體目前已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，這種聚合物能夠在有機(jī)體內(nèi)完全溶解，在植入部位形成新的骨骼組織。