生命科学近年来有哪些新技术

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生命科学近年来有哪些新技术

NO.1SARAH TEICHMANN: Expand single-cell biology（扩展单细胞生物学）Head of cellular genetics, Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, UK.在过去的十年里，我们看到研究人员可以分析的单细胞数量大幅增加，随着细胞捕获技术的发展，结合条形码标记细胞和智能化技术等方法，在未来数量还将继续增加，对此，大家可能不以为然，但这可以让我们以更高的分辨率来研究更为复杂的样品，我们可以做各种各样的实验。比如说，研究人员不再只关注一个人的样本，而是能够同时观察20到100个人的样本，这意味我们能够更好的掌握人的多样性，我们可以分析出更多的发展时间点，组织和个体，从而提高分析的统计学意义。我们的实验室最近参与了一项研究，对6个物种的250000个细胞进行了分析，结果表明，控制先天免疫反应的基因进化速度快，并且在不同物种间具有较高的细胞间变异性，这两个特征都有助于免疫系统产生有效的微调反应。

我们还将看到在单个细胞中同时观察不同基因组模式的能力发展。例如，我们不局限于RNA，而是能够看到染色质的蛋白质-DNA复合物是开放还是封闭。这对理解细胞分化时的表观遗传状态以及免疫系统和神经系统中的表观遗传记忆具有重要意义。将单细胞基因组学与表型关联的方法将会发生演变，例如，将蛋白质表达或形态学与既定细胞的转录组相关联。我认为我们将在2019年看到更多这种类型的东西，无论是通过纯测序还是通过成像和测序相结合的方法。事实上，我们已经见证了这两种技术的一种融合发展：测序在分辨率上越来越高，成像也越来越多元化。NO.2JIN-SOO KIM: Improve gene editors（改进基因编辑）Director of the Center for Genome Engineering, Institute for Basic Science, and professor of chemistry, Seoul National University.（首尔国立大学基因学研究所基因组工程中心主任、化学教授。

）现如今，蛋白质工程推动基因组工程的发展。第一代CRISPR基因编辑系统使用核酸酶Cas9，这是一种在特定位点剪切DNA的酶。到目前为止，这种方法仍然被广泛使用，但是许多工程化的CRISPR系统正在用新变体取代天然核酸酶，例如xCas9和SpCas9-NG，这拓宽了靶向空间——基因组中可以被编辑的区域。有一些酶比第一代酶更具特异性，可以将脱靶效应最小化或避免脱靶效应。去年，研究人员报告了阻碍CRISPR基因组编辑引入临床的新障碍。其中包括激活p53基因（此基因与癌症风险相关）；不可预料的“靶向”效应；以及对CRISPR系统的免疫原性。想要将基因组编辑用于临床应用，就必须解决这些限制。其中一些问题是由DNA双链断裂引起的，但并非所有基因组编辑酶都会产生双链断裂——“碱基编辑”会将单个DNA碱基直接转换成另一个碱基。

因此，碱基编辑比传统的基因组编辑更干净利索。去年，瑞士的研究人员使用碱基编辑的方式来纠正小鼠中导致苯丙酮尿症的突变基因，苯丙酮尿症是一种先天性代谢异常疾病，患者体内会不断累积毒素。值得注意的是，碱基编辑在它们可以编辑的序列中受到了限制，这些序列被称为原间隔相邻基序。然而蛋白质工程可以用来重新设计和改进现有的碱基编辑，甚至可以创建新的编辑，例如融合到失活Cas9的重组酶。就像碱基编辑一样，重组酶不会诱导双链断裂，但可以在用户定义的位置插入所期望的序列。此外，RNA引导的重组酶将会在新的维度上扩展基因组编辑。基因编辑技术在临床上的常规应用可能还需要几年的时间。但是我们将在未来一两年看到新一代的工具，将会有很多的研究人员对这项技术感兴趣，到时候他们每天都会使用这些技术。

届时必然会出现新的问题，但创新的解决方案也会随之出现。NO.3XIAOWEI ZHUANG（庄小威）： Boost microscopy resolution （提高显微镜分辨率）Professor of chemistry and chemical biology, Harvard University, Cambridge, Massachusetts; and 2019 Breakthrough Prize winner.超分辨率显微镜的原理验证仅仅发生在十几年前，但今天这项技术相对来说再平常不过，生物学家可以接触到并丰富知识。一个特别令人兴奋的研究领域是确定基因组的三维结构和组织。值得一提的是，基因组的三维结构在调节基因表达中起到的作用越来越大。在过去的一年里，我们报道了一项工作，在这项工作中，我们对染色质进行了纳米级的精准成像，将它与数千个不同类型细胞的序列信息联系起来。这种空间分辨率比我们以前的工作好一到两个数量级，使我们能够观察到各个细胞将染色质组织成不同细胞之间差异很大的结构域。

我们还提供了这些结构域是如何形成的证据，这使我们更好地理解染色质调节的机制。除了染色质，我们预见到在超分辨率成像领域空间分辨率有了实质性的提高。大多数实验的分辨率只有几十纳米，虽然很小，但与被成像的分子相比却没有什么差别，特别是当我们想解决分子间的相互作用时。我们看到荧光分子和成像方法的改进，大大提高了分辨率，我们预计1纳米分辨率的成像将成为常规。同时，瞬时分辨率变得越来越好。目前，研究人员必须在空间分辨率和成像速度之间做出妥协。但是通过更好的照...

谁能把文艺复兴时期的美术派别跟风格说一下

现代美术派别有印象派，印象后派，象征派，野兽派，纳比派，立体派，抽象派，达达派、超现实主义、未来派、表现派、波普艺术等。又有说，美术史上根本不存在抽象派这一派别。所谓的抽象派只不过是老百姓的一个笼统的叫法，所谓的抽象派可分为立体主义画派（毕加索）、热抽象（康定斯基）、冷抽象（蒙德里安）等等派别和画家（画家并不是都属以什么画派，有些画派只不过是后世的美术史学家为了便于归纳而定的，比如巴比松画派是因为有一些画家住在巴黎郊区风丹白露森林中的巴比松村而得名）。印象派是因为莫奈在绘画沙龙中展出的《日出印象》，因为大众的不理解故而给同时展出的一些风格相近的画家送的带有讽刺意味的名字，其他人还有马奈、毕沙罗、德加、雷诺阿（修拉属于新印象派，同莫奈等人的牙印象派是不同的）。

野兽派也是由于百姓的不理解而得到的带有讽刺意味的名字，1905年，马蒂斯与伏拉明柯、德兰、鲁奥等参加巴黎秋季沙龙油画展览，由于批评家路易·赫克塞尔发现意大利雕塑家多纳泰勒的雕塑置于马蒂斯所创作的粗野色彩的油画之中，惊呼“多纳泰勒陷于野兽之中”，野兽派因而得名...