克隆猴、能治肿瘤的智能型DNA纳米机器人、最高精度的引力常数G值……近日,科技部基础研究管理中心发布了2018年度“中国科学十大进展”,这些科学成果涉及生命和医学科学、数理和天文科学、化学和材料科学、地球和环境科学等领域,其中,生命医学领域占了五席。

　　自1997年克隆羊“多莉”报道以来,多家实验室尝试体细胞克隆猴研究却未能成功。中国科学院神经科学研究所研究团队经过五年攻关,最终成功得到了两只健康存活的体细胞克隆猴,实现该领域从无到有的突破。该技术将为非人灵长类基因编辑操作提供更为便利和精准的技术手段,使得非人灵长类可能成为可以广泛应用的动物模型,进而推动灵长类生殖发育、生物医学以及脑认知科学和脑疾病机理等研究的快速发展。

　　中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所、武汉菲沙基因信息有限公司等团队合作,以天然含有16条染色体的真核生物酿酒酵母为研究材料,采用合成生物学“工程化”方法和高效使能技术,在国际上首次人工创建了自然界不存在的简约化的生命——仅含单条染色体的真核细胞。该研究表明天然复杂生命体系可以通过人工干预变简约,甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。

　　抑郁症严重损害了患者的身心健康,近年来在临床上意外发现麻醉剂氯胺酮在低剂量下具有快速(1小时内)、高效(在70%难治型病人中起效)的抗抑郁作用,被认为是精神疾病领域近半个世纪最重要的发现。2018年,浙江大学胡海岚研究组在这一领域的研究取得了突破性的进展:通过光遗传的技术手段,他们直接证明缰核区的簇状放电是诱发动物产生绝望和快感缺失等行为表现的充分条件。

　　利用纳米医学机器人实现对人类重大疾病的精准诊断和治疗,是科学家们追逐的一个伟大的梦想。国家纳米科学中心研究组与美国亚利桑那州立大学颜灏研究组等合作,基于DNA纳米技术构建了自动化DNA机器人,在机器人内装载了凝血蛋白酶——凝血酶,在活体内可定点输运药物的纳米机器人研究方面取得了突破,实现了纳米机器人在活体(小鼠和猪)血管内稳定工作并高效完成定点药物输运功能。

　　真核细胞内,细胞器和细胞骨架进行着高度动态而又有组织的相互作用以协调复杂的细胞功能。观测这些相互作用,需要对细胞内环境进行非侵入式、长时程、高时空分辨、低背景噪声的成像。中国科学院生物物理研究所李栋研究组与美国霍华德休斯医学研究所等合作,发展了掠入射结构光照明显微镜(GI-SIM)技术,该技术能够以97纳米分辨率、每秒266帧对细胞基底膜附近的动态事件连续成像数千幅。

　　2018年度中国科学十大进展

　　一、基于体细胞核移植技术成功克隆出猕猴;

　　二、创建出首例人造单染色体真核细胞;

　　三、揭示抑郁发生及氯胺酮快速抗抑郁机制;

　　四、研制出用于肿瘤治疗的智能型DNA纳米机器人;

　　五、测得迄今最高精度的引力常数G值;

　　六、首次直接探测到电子宇宙射线能谱在1TeV附近的拐折;

　　七、揭示水合离子的原子结构和幻数效应;

　　八、创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术;

　　九、调控植物生长—代谢平衡实现可持续农业发展;

　　十、将人类生活在黄土高原的历史推前至距今212万年。综合