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　　【化工儀器網 行業百態】近日，《自然》《科學》兩大雜志先后公布2021年十大科學技術突破， 《自然》中，新冠疫情及其疫苗成為最大關注點。《科學》中，人工智能AlphaFold和RoseTTAFold成功預測蛋白質結構被評為最大突破。此外，細數這“十大”不難發現，生物醫學領域研究成為熱門領域。
                                  
                                                                                           

序號	《科學》十大科學突破	《自然》十大科學新聞
1	人工智能預測蛋日質結構	新冠變種威脅疫苗保護性
2	泥土中可直接提取古人類細胞核內的D	阿爾茲海默癥（AD）治療藥物審批
3	實現歷史性核聚變突破	CRISPR首次用于人體臨床實驗
4	抗新冠強效藥可降低住院率	DeepMind的AI工具預測蛋白質結構
5	"搖頭丸” 可治療創傷后應激障礙	新冠加強針的必要性
6	單克隆抗體用于治療傳染性疾病	踏入火星
7	“洞察” 號首次揭示火星內部結構	μ介子或帶來物理學重大變化
8	μ介子或帶來物理學重大變化	極端天氣或將持續
9	CRISPR可改善遺傳性失明患者視力	阿富汗研究人員奮力應對新政權統治

 

　　《科學》：人工智能預測蛋日質結構

　　《科學》雜志中，將“人工智能(AI)預測蛋白質結構”作為“金牌”科學突破。
 

　　蛋白質是三大生命分子之一，它們遵循相同的基本形式：一條由多達20種不同的氨基酸組成的線性鏈，按照我們的DNA編碼序列串在一起。上世紀50年代，研究人員開始通過X射線衍射來繪制蛋白質的三維結構。但繪制一張結構圖，需要數年。上世紀70年代起，科學家開始通過計算機建模，來預測一個特定的蛋白質將如何折疊，加快繪制進程。如今，人們利用AI智能軟件程序——阿爾法折疊預測了人類表達的幾乎所有蛋白質的結構，以及其他20種生物的幾乎完整的蛋白質組。2021年8月，中國研究人員使用阿爾法折疊2繪制了近200種與DNA結合的蛋白質結構圖。11月，德國和美國的研究人員利用阿爾法折疊2和冷凍電鏡繪制了核孔復合物的結構圖。現在，科學家正使用阿爾法折疊2來模擬奧密克戎變體刺突蛋白突變的影響，通過在蛋白質中插入更大的氨基酸，突變改變了它的形狀，這也許足以阻止抗體與其結合并中和病毒。
 

　　AI預測蛋白質結構將帶來廣泛應用，提供對基礎生物學的見解并揭示潛在的藥物靶點。這項AI領域的革命性突破，解決了持續50年的重大生物學難題，為探索人體與生命的本質鋪平了道路。此外， AI不僅能夠預測蛋白質結構，還能預測它們如何形成復合物、怎樣相互作用。
 

　　《自然》：對新冠疫情的分析
 

　　《自然》雜志盤點2021年度十大科學新聞，其中對新冠疫情的分析排在首位，“新冠變種威脅疫苗保護性”“新冠加強針是否必要”成為重點探討內容。
 

　　當前，世界疫情態勢仍然沉重，疫苗作為控制傳染病最有效的手段，寄托著人們抵抗、消滅疫情的美好愿景。研發疫苗被看作全球戰略性工作，緊急開展。以創紀錄的速度開發，多種技術路線并行，多單位同步研發、測試了新冠疫苗。自新冠病毒被發現到疫苗獲準上市或緊急使用僅歷經不到一年。
 

　　然而，在新冠疫苗研發迅速取得階段性重大成功之后，全球疫情防控仍面臨挑戰。2021年3月，Delta新冠變種以驚人速度席卷印度，并迅速擴散至全球。數據顯示，疫苗對Delta的預防作用不如先前的其他新冠變種，但仍能助患者避免重癥。11月下旬，Omicron出現，再次嚴重削弱了疫苗免疫作用，冠狀病毒變種正威脅著疫苗的保護性。
 

　　早期數據表明，它嚴重破壞了疫苗免疫力，但加強注射疫苗可以改善這種情況。有證據表明新冠疫苗免疫力在高傳染性德爾塔變異種面前正在下降，尤其是在低收入國家只有7%的人接受單劑量疫苗時，變異株將繼續在感染者中進化。但是疫苗注射通常仍然可以保護人們免于感染新冠病毒后發生重癥和死亡。世衛組織(WHO)呼吁富裕國家推遲執行“更廣泛的”加強針接種計劃，為低收入國家提供更多接種機會。
 

　　生物、醫藥領域成為當前重點
 

　　在醫學和生物學領域，《科學》雜志還公布了以下重大研究突破：抗新冠強效藥陸續出現，美國默克制藥公司的抗病毒藥物莫奈拉韋 (molnupiravir)可將未接種疫苗的高危人群的住院或死亡風險降低30%；“搖頭丸”主要成分MADA能夠減輕創傷后應激障礙(PTSD)患者的癥狀；單克隆抗體(mAb)在對抗新冠病毒等病原體方面顯現效果；利用CRISPR直接在患者體內進行基因編輯，可減少一種有毒的肝臟蛋白質的數量，適度改善遺傳性失明患者的視力；以色列生物學家使小鼠胚胎在人造子宮中的發育時間從3至4天延長到11天，該研究可用以觀察哺乳動物器官和后肢的形成過程。
 

　　《自然》公布的十大科學事件中，涉及在醫學和生物學領域占半數，除了兩項疫情相關實踐，包括美國食品藥品監督管理局(FDA)批準了18年來首個治療阿爾茨海默氏癥的新藥，藥物審批掀起了軒然大波；基因編輯CRISPR首次直接用于人體臨床實驗；DeepMind用AI精準預測蛋白質結構。
 

　　不難看出，醫學、生物學是當前技術重點關注點和攻堅克難的領域。基因技術、免疫治療等新一輪科技革命正在催生全球生命科學的巨大變革。從曾經的“人生七十古來稀”，到現在八九十歲“不稀奇”，生物學、醫學的快速發展在保障和改善人類健康方面發揮了巨大作用。
 

　　不僅如此，現代科學技術的進步，對生物學、醫學的發展提供了技術保障和難得的機遇。抗生素、激素的問世，X線、B超、CT、核磁、內鏡等各種實驗室檢測儀器的應用，機器人手術、3D打印技術等設備問世，都為學科研究提供了強有力的技術支撐，讓學科研究如虎添翼。在此背景下，制藥與生物技術行業市場正保持高速發展，大數據和產業集群的發展也為生物醫藥行業注入新動能。

        （資料來源：科技日報、財新網、人民網等）