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【概要描述】The Scientist评比出2016年度十年夜立异产物

2016年的十年夜立异产物包孕了斗胆的新平台，无望为根蒂根基生物学、药物研发以及临床试验范畴带来更多新发明。

作者： 年夜康健派编纂来历： 本站原创2016-12-13 17:45:13

2016年的十年夜立异产物包孕了斗胆的新平台，无望为根蒂根基生物学、药物研发以及临床试验范畴带来更多新发明。遗传学家们可能会沉醉在一台单份子长读长的测序新平台，而合成生物学家正巴望着CRISPR-Cas9技能的成长；这就犹如生物学它自己，生物科学技能每每跨越其各部门之以及。

值患上一提的是，本年的十年夜立异产物名单中，呈现了愈来愈多的临床相干技能，如合成人肾构造给造就皿里的构造付与了器官特征。这些发现提示着咱们，立异以及成长呈现的时辰，患上益的不只是出产商、开发商以及学者，患上益的另有人类。

从单细胞Western blotting呆板，到简化质谱的微流控装备，本年的十年夜立异产物榜单是革命性的生物科学前进的颁奖礼。

Milo由加州年夜学的Amy Herr试验室研发，是一部单细胞Western blotting台式呆板，研究者可以一次性于约1，000个单细胞找到特定的卵白，他只需用移液枪加一滴细胞液到1x3英寸的博片上，博片上笼罩有30 um厚、点有6，400个微孔的凝胶层。细胞加到凝胶后，约有1，000个孔可以或许网络到零丁的细胞，用在阐发。然后试验职员加试剂，化学裂解细胞，让卵白变性；用电荷把卵白拉入孔间，再用UV灯激活凝胶里的化学药物，固定卵白条带。

ProteinSimple的市场总监说： 传统Western不克不及表现异质性，而Milo可以鉴定亚单元。 Zephyrus Biosciences公司没有给出Milo的详细价格，只注解它与一部台式流式细胞仪的价格差未几。

评价员不雅点：

Unger（下称U）评价：价格降下来的话，Milo可以用在卵白的高效检测，并获得单个细胞的应对信息，这是当今很主要的一个探究范畴。

Fishman（下称F）评价：这是让已经有的技能价格更低，所占空间更小的一个例子，同时还节省了研究者检测细胞样本中卵白表达异质性的时间。

药物开发的一个要害是检测药物是否会侵害肾脏，但现有的细胞造就以及植物模子只能类似在人类的肾脏。来自Organovo 公司的ExVive Human Kidney Tissue是一种使用3D生物打印的肾脏近端小管复成品，为药物开发职员提供了一种靠得住的肾毒性测试要领。

今朝，很少有临床前测试可以确定一个药物对于人体是否有毒，投资临床测试对于研发商来讲是一项危害，假如于初期发明肾毒性，就能让危害降低，更主要的是知道你于做的事对于将要举行临床试验的患者真的没有风险。 生物打印的事情道理近似在3D塑料打印，但放进打印机不是聚合物珠子，而是小的细胞聚体。这个肾构造复成品还可运用在毒理学不测的范畴，作为一个肾构造试验平台。

它好像以及自然的肾构造同样完备。 Caroline Lee说。她是Ardea Biosciences的代谢以及药物动力学研究员，检测人工构造中的转运卵白表达。她发明定向运输卵白可以沿着膜正确定向。 你可以看到药物往准确的标的目的走，这很是了不得。

评价员不雅点：

U评价：用一个这么立异且斗胆的要领，复制形态以及功效都有的肾构造，这项产物远优在传统的细胞造就法，具有了构造程度的猜测威力。

F评价：这项技能可替换临床前植物实验，减低咱们对于试验植物检测新化合物的依靠性，无望更好地模仿人类肾脏生物学、检测新药物的肾毒性，给药物研发带来一场厘革。

Pacific Biosciences最新推出的单份子及时（SMRT）测序仪Sequel System比它家原始的长读长测序仪尺寸以及重量至少小了1/3，价格削减了一半。

Sequel于去年秋日推出，与称为PacBio RS II的老SMRT测序仪有着不异的长读长以及单份子分辩率，但它是SMRT的高通量版本，产出更快，能应答更年夜的基因组以及更高的份子深度需求，如宏基因组样本。

PacBio的员工Sebra于已往的6年将SMRT技能运用在多个试验，包孕人类基因组重新测序，他说： 它能矫捷运用在研发以及出产测序，基本上没有体系偏差，做到了高品质测序数据与长读长交融，帮忙发明新的基因组特性。

Jonas Korlach，SMRT测序的发现人之一，说Sequel出格合用在宏基因组以及感染病研究，近来用在韩国个别参考基因组的研究中（Nature， 538：243-47， 2016）。10月份，Genome 10K （G10K） 以及Bird 10，000 Genomes （B10K）的带领人公布选择SMRT测序作为主体技能。

PacBio测序仪于价格表上为US美金350，000，将惠及更多的试验室。

评价员不雅点：

Str？mvik（下称S）评价：虽然小的试验室很难承担，可是高通量、长读长测序仪是任何团队研究年夜型以及繁杂的基因组、宏基因组以及宏转录组所必须的。

Axion BioSystems于2015年12月初次发布的Lumos light-delivery system使体外光遗传学比以往更切确、反复性更好。这项装备上有48个孔，每一个都有4个零丁可控的LED，能闪耀差别波长的光：蓝、绿、橙、红，切确至微秒。把它放微阵列造就皿（microarray culture plate）上，recorder鄙人方固定，研究者就能刺激、把持以及丈量各类细胞。

遗传学家David Goldstein已经预备哄骗Lumos于他哥伦比亚年夜学的试验室里研究癫痫突变神经元收集的举动，他说： 咱们已经经花了很永劫间找一个精准的癫痫药物情况，用在体外配造就基模子中，同时有充足高的通量可以筛选化合物。

造就神经元收集趋在与它们的突触发射（firing）同步，如许试验者从它们的举动中得到的信息数目就会变少。为了得到更多的繁杂举动，展现突变带来的影响，研究者想要于检测应对的时辰优化收集里的勾当，而����ϷappLumos无望帮忙研究者到达这个效果。

U评价：这个于多孔造就皿中的高通量光学刺激体系，是新兴的生物光子学范畴呈现的首台年夜规模的实用的仪器。

CRISPR-Cas9技能因其易用性，被誉为让基因编纂普通化的技能。Thermo Fisher Scientific 玄月推出的LentiArray CRISPR库，让筛选试验变患上更简朴。Thermo研发的试剂合用在多种人类细胞，从HeLa到引诱多能干细胞，都能使用CRISPR将基因逐个敲除了。

来自美国西北年夜学的Simone Sredni正研究横纹肌样瘤（rhabdoid tumor）。她介入了这文库的优化测试，筛选患者肿瘤细胞中突变的160种激酶的作用，找出此中影响细胞增殖以及生长的激酶。她于3个月后获得了原始数据，有几种酶的毁伤确凿使生长变慢。她说，这真的很快。她破费了一年多一点的时间，做到了体内植物模子这一步，检测按捺这几种酶以后的效果。她以为没有这个筛选试验的话，她没法找到这几种酶。

这个文库有差别的款。客户可以选择19个差别的基因集，定制化芯片，或者者举行约18，000个基因的筛选。Thermo的合成生物学研发总监说：这不只是市道上最高效的筛选技能，还为咱们各类试验提供了更多选择。

Sredni以为，一个文库US美金10，000起步有点贵，可是对于试验室举行高通量筛选来讲照旧值患上的。

评价员不雅点：

S评价：任何将CPISPR应用到高通量程度的技能，至少值患上一看！

于2008年，当NanoString初次推出它的nCounter阐发体系：一台能计较与靶份子联合的彩色条码的主动显微镜，目的是让量化mRNA以及DNA序列、卵白计数的技能更成熟。本年，NanoString到达了这个目的，发布了nCounter Vantage 3D Panels.

Vantag实验扩大到能数字计数mRNA、DNA、卵白，以至同时检测卵白的磷酸化环境。4月份，NanoString发布了首个Vantag实验，用在数字计数肺癌白血病样本的RNA、实体瘤生物学以及免疫细胞旌旗灯号通路相干卵白，和DNA的单个核酸突变。

Gordon Mills是安德森癌症中央的体系生物学系主任，介入研发Vantage panels，并运用在安德森个性化癌症医治研究所。他说： 有许多平台可以用在人类样本检测，可是它们中没有谁具备nCounter Vantage system的鲁棒性、易用性以及同时处置惩罚DNA、RNA以及卵白的威力。

nCounter analysis system价格规模为US美金149，000~美金280，000，而nCounter Vantage 3D Panels每一个样本的运转价格为US美金275或者以上。于不久的未来，NanoString 以及Mills的试验室规划开展新的Vantage panels，增添单细胞规模的份子构成空间定向检测维度。

评价员不雅点：

Wiley评价：这项产物多是同时检测一个小样本中的DNA、RNA以及卵白品貌的最年夜的技能冲破。

zipchip是一个微流控装配，完全地加速质谱的速率，只需要最小的样本量，扩展了质谱仪能把握的样本规模。这个小盒子，不到1英尺长，间接搭载到质谱仪，能于一个显微镜博片巨细的微流控芯片上处置惩罚样本。

正常来讲，预备质谱样本十分耗时，且轻易堕落。ZipChip削减了这类环境的发生。ZipChip的创举者Petty说： 有了这个前端，咱们可以险些不消怎么处置惩罚样本就举行阐发，纵然含有盐、去垢剂或者其他基质。ZipChip哄骗毛细管电泳能于2~3分钟内分散样本组分，而液相色谱柱最少需要1个小时。这个装备能更好地分散样本，例如卵白、抗体、抗体以及药物的交联物，这些都是其他技能很难分散的。不只云云，它只需要几纳升的样本量。 这个装备售价US美金30，000，主动进样器别的需要US美金20，000.

Michael Pacold于纽约年夜学研究代谢组学，他说试验室里有一台ZipChip能让他的课题规模更广漠，由于他能从更多的资源中更快地得到数据。 许多临床试验你只能从库里拿到几纳升的血浆，没有像ZipChip如许的装备，没法完成这些试验。

评价员不雅点：

Platt评价：毛细管电泳，分散样品，只需一点样本就能间接倏地完成质谱，用度可能更低，削减样本预备时间还能提高试验的正确性。

Horizon的HAP1细胞已经经持续第3年博得了The Scientist的十年夜立异产物称呼了。于2014年，CRISPR基因敲除了细胞系（由Haplogen发售）博得了此称呼；去年，Horizon的定制敲除了细胞呈现于十年夜榜单上；去年的10月，Horizon推出Turbo GFP Tagged HAP1细胞，不需要基因过表达就能让方针卵白带上荧光标签，让Horizon又登上本年的榜单。

Horizon的细胞株产物司理说，使用这些细胞而不消抗体标志的此中一个重要缘故原由就是简洁。你不需要像使用抗体那样举行筛选以及优化，你可以看到这些细胞在世的动态。

瑞典皇家理工学院的E妹妹a Lundberg近来收到一批用在她的人类卵白质图集规划（Human Protein Atlas project）事情的细胞。她卖力使用共聚焦显微镜举行卵白亚细胞定位，她说过表达有时会致使人工卵白或者卵白的过错定位。而这些细胞产物的利益就是知道标签于哪里，且内源表达的时辰它会于哪里。

评价员不雅点：

F评价：Turbo GFP使用CRISPR-Cas9 self-releasing tag，内源标签卵白比外源模子更好，成果更可托，价格更低。

研究者哄骗现代显微镜的高机能相机捕捉样本的图片。Photometrics的产物司理Mohindra说： 每年这些相机都变患上愈来愈好，靠近完善。 他认可，做到完善是很难的，可是他以为他以及同事的研发的4.2 megapixel Prime sCMOS camera做到了。于2016年头发布的这台相机有内置的算法，能削减快门乐音，而无需增长光强度致使样本毁伤。Mohindra说： 你可以维持低的光度，让细胞存活患上更久，得到更好的数据。 Prime camera将信噪比提高了3至5倍，等在让光下调至10分之1.

Prime sCMOS camera的内置算法还削减了研究者网络的数据总量，加速运转以及阐发的次数。脱机加工时每一一帧费时30秒，假如你的相机每一秒得到100帧，那就需要50分钟来处置惩罚1秒的有用数据。假如使用Prime camera，研究者就能立刻完成数据处置惩罚。

Photometrics Prime sSMOS camera的及时过滤以及高帧速度可以捕捉更多的超像素显微镜数据，更好地辨别出染色体布局的变迁。它的售价为US美金15，950.

评价员不雅点：

STR？MVIK评价：对于高品质科学成像的需求同时增长了需要处置惩罚的信息。增添field-progra妹妹able gate array-technology到相机上，好像可行。

除了了LentiArray CRISPR Libraries，Thermo的另外一个凸起的CRISPR试剂同时得到了本年的十年夜立异产物 GeneArt Platinum Cas9 Nuclease.从E. coli提取的重组Streptococcus pyogenes Cas9 卵白研发的GeneArt Platinum Cas9含有审定位旌旗灯号，有助在靶细胞的核呈递。

Thermo的基因编纂研发司理Potter说： 咱们知道这项产物最主要的是不变的品质、活性以及纯度，以是咱们经由过程年夜量的实验确保提取的历程是高效的。 Potter的团队去年揭晓的文章注解GeneArt Cas9对于多种细胞株的切割效率到达了85% （J Biotech， 208：44-53， 2015）。

Matthew Porteus是斯坦福年夜学的干细胞生物学家，他将GeneArt Platinum Cas9用在他的血液疾病活体外（ex vivo）基因编纂研究，今朝使用的是小鼠细胞，已经与Thermo互助举行临床实验。使用CRISPR/Cas9体系完成基因组编纂是高效并且具特同性的。他说： 咱们的问题于在商用的Cas9卵白前期预备，这对于它们有毒性。GeneArt Platinum Cas9确凿成了金尺度卵白，咱们得到了用其他试剂达不到的效果。

一管25？g的GeneArt Platinum Cas9 Nuclease售价US美金150，客户可以征询Thermo的专家，举行试验设计以及整个试验步调的征询。

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