原标题：两院院士投票！2021世界十大科技进展：干细胞3项入选！

 

1月18日，由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2021年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻在京揭晓。其中有三项和干细胞密切相关。分别是：

 

能自我复制的活体机器人

 

人多能干细胞培养的心脏模型

 

人多能干细胞分化诱导出人类早期胚胎样结构

 

全球首个“自我复制”的活体机器人诞生

 

 

一个活体机器人将单个细胞组装成一个新的细胞团。

 

图片来源：Douglas Blackiston

 

美国佛蒙特大学、塔夫茨大学和哈佛大学威斯生物启发工程研究所的科学家发现了一种全新的生物繁殖方式，并利用其创造了有史以来第一个可进行自我复制多代的活体机器人——Xenobots3.0。

 

它仅有毫米大小，既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种，而是一种从未在地球上出现过的、活的、可编程的全新有机体。据悉，该活体机器人或许可以有助于医学的全新突破——除了有望用于精准的药物递送之外，它的自我复制能力也使得再生医学有了新的帮手，或可为出生缺陷、对抗创伤、癌症与衰老提供开创性的解决思路。11月29日，相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。

 

“芝麻粒”大小心脏模型问世

 

 

心脏模型发育的再现性。图片来源：Sasha Mendjan等

 

奥地利科学院生物学家Sasha Mendjan和团队使用人类多能干细胞培养出芝麻大小的心脏模型，又称心脏线。它可以自发地进行组织，在不需要实验支架的情况下发展出一个中空的心房。Mendjan团队以特定的顺序激活所有参与胚胎心脏发育的6个已知信号通路，诱导干细胞自我组织。

 

随着细胞分化，它们开始形成不同的层——类似心脏壁的结构。经过一周的发育，这些类器官自组织成一个有封闭腔的3D结构，几乎重现了人类心脏的自发生长轨迹。此外，研究小组还发现心脏壁状组织能有节奏地收缩，挤压腔内的液体。

 

该团队还测试了心脏类器官对组织损伤的反应。他们用一根冷钢棒冷冻部分心脏类器官，并杀死该部位的许多细胞，研究发现，心脏成纤维细胞（一种负责伤口愈合的细胞）开始向损伤部位迁移，并产生修复损伤的蛋白质。相关研究5月20日发表于《细胞》，这项进展使得科学家能创造出一些迄今为止最真实的心脏类器官，为制药公司将更多药物引入临床试验提供了可能。

 

科学家在实验室构建人类早期胚胎样结构

 

 

人造囊胚 图片来源：UT Southwestern

 

美国得克萨斯大学达拉斯西南医学中心研究人员领衔的团队成功用人多能干细胞分化诱导出人类早期胚胎样结构。该结构与人囊胚期胚胎具有类似的结构，能正确表达相应的基因与蛋白，并且可在体外发育2至4天，形成类羊膜囊等结构。相关研究成果3月17日刊登于《自然》。

 

据介绍，借助人类早期胚胎样结构，研究人员能深入研究胚胎的早期发育，更加了解人类早期重大疾病造成的流产、畸形儿、女性受孕障碍等现象，并为其寻找可行的解决方案。此外，研究人员还可以通过这项技术建立药物筛选模型，为进入临床应用的孕妇药品提供安全性模拟检测。

 

附：2021年世界十大科技进展新闻

 

1.全球首个“自我复制”的活体机器人诞生

 

2.核聚变向“点火”迈进一大步

 

3.科学家借助AI技术破解蛋白质结构预测难题

 

4.“基因剪刀”首次治疗遗传病

 

5.史上最冷反物质问世

 

6.“芝麻粒”大小心脏模型问世

 

7.科学家利用人工智能实现两项数学突破

 

8.科学家成功在实验室中构建人类早期胚胎样结构

 

9.激光传输稳定自如创世界纪录

 

10.科学家“绘制”最清晰原子“特写”

 

附：2021年中国十大科技进展新闻

 

 

环绕器与火星合影 图片来源：新华报业网

 

1.我国首次火星探测任务取得圆满成功

 

2.中国空间站开启有人长期驻留时代

 

3.我国实现二氧化碳到淀粉的从头合成

 

4.我国团队凭打破“量子霸权”的超算应用摘得2021年度“戈登贝尔奖”

 

5.1400万亿电子伏特 我国科学家观测到迄今最高能量光子

 

6.嫦娥五号样品重要研究成果先后出炉

 

7.异源四倍体野生稻快速从头驯化获得新突破

 

8.我国研发成功-271℃超流氦大型低温制冷装备

 

9.植物到动物的功能基因转移首获证实

 

10.稀土离子实现多模式量子中继及1小时光存储

 

 

稀土离子实现多模式量子中继作为Nature封面故事论文发表，

 

封面故事标题为“量子连接”（Quantum Connections）

 

图片来源：新华报业网

 

焕生汇：推动科技发展，助力强国战略

 

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这些年来，焕生汇与中国医学科学院输血研究所、北京大学药学院等国家高水平科研机构联手，加快科技创新及成果转化研究。在细胞存储、制备、检测，细胞外泌体护肤、抗老化等技术领域，处于研发先头梯队，推动行业标准化、规范发展。

 

 

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