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Cell:改变未来的5大世界级突破

导读
12月30日,Cell对2015年科学家和工程师们的工作进行了总结,并评选出其中五个改变世界级的重大突破,其中生物医药领域包括能递送疫苗的补丁和免疫矩阵。

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12月30日,Cell对2015年科学家和工程师们的工作进行了总结,并评选出其中五个改变世界级的重大突破。

NO.1 自动驾驶汽车

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奔驰、宝马、奥迪、沃尔沃、特斯拉已经开发了有自动驾驶特点的汽车,而科技公司谷歌、德尔福(Delphi)和百度正在研究完全自动驾驶的汽车,驱动期间无需人输入任何指令。近年来 Google 在自动驾驶车(Self-driving Car)不断努力改进,市场上还有传出他们将自行设计汽车的消息,自驾驶汽车仍然昂贵,但这种状况不会持续太久。cell预计到2020年,将有1000万辆自驾驶汽车在道路上奔驰。

2015年,德尔福设计的奥迪成功完成旧金山到纽约市的越野之旅,“99%的驱动处于完全自动化模式”,意思在3000英里的旅程中,人们只需要握紧方向盘约30英里。试想一下,未来充满了低排放的自动车。更少的事故,对环境更少的影响,没有更多的醉酒司机,残疾人获得更多独立性……这是令人难以置信的。

NO.2 实时语音翻译

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2015年10月,微软公司旗下的Skype Translator(Skype翻译)在近一年的用户测试之后正式向全球发布,作为一个翻译APP,Skype翻译可以让语言不通的人们进行实时沟通(包括视频和即时消息)。由于大数据的涌现,Skype Translator凝聚了微软在语音识别,自动翻译和机器学习等多领域的成果。据了解,目前可转换的语音/视频通话语言包括英语、法语、德语、意大利语、中文、葡萄牙语和西班牙语七种语言;可翻译的即时消息包括阿拉伯语、中国简体和中国繁体、希伯来语、俄语、乌尔都语、甚至是克林贡语等50种。

NO.3 可以喝的书

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有学识、高颜值的化学女博士Theresa Dankovich发明的产品“The Drinkable Book”(可以喝的书)近日刷爆了朋友圈,其目标是非洲落后地区的饮用水净化工作。该书既便宜又可靠,本书的页面使用银纳米粒子作为水过滤器,可以杀死99.9%的有害细菌(根据孟加拉国,加纳和南非的标准),从而使水达到饮用水标准。

NO.4 能递送疫苗的补丁

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ImmunoMatrix:能递送疫苗的补丁

疫苗能挽救生命,但大部分疫苗都需要通过针剂注射。对于很多无法获得冷冻液、清洁注射筒以及安全处理医疗废物的方法的人来说,注射疫苗就成为一个问题。对于大多数人来说,注射针头是一个可怕的存在,而ImmunoMatrix是一种可以在接种时不破坏皮肤的疫苗。

生物医药工程师Kasia Sawicka发明了一种无痛替代方法,用一种名为“免疫矩阵(ImmunoMatrix)”的小补丁,不需要打针就能为病人接种。这一技术将影响疫苗的递送方法,尤其是在流行病爆发期间。

由于皮肤不能很好地吸收大分子,Kasia Sawicka另辟蹊径让疫苗穿过皮肤进入人体。在美国纽约州立大学石溪分校攻读本科学位期间,她发现,一种非常吸水的材料—聚乙烯吡咯烷酮能将水从皮肤中吸取出来。当皮肤再次接触水分时,皮肤的外层会膨胀,使更大的分子能够进入。于是从此获得灵感,希望能借用这一材料来递送疫苗。她让这种聚合物同疫苗溶液结合,形成表面积很大的纳米纤维,并将这些纤维织成稠密的垫子,这就是她研制出的产品—ImmunoMatrix。

ImmunoMatrix在老鼠和人造皮肤身上进行的测试表明,这个补丁能递送比皮肤能够吸收的分子大250倍的疫苗分子,人类或将不再需要通过打针来注射疫苗了。

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ImmunoMatrix的工作方式

ImmunoMatrix的工作方式很巧妙:一个叫聚乙烯吡咯烷酮聚合物从皮肤中“拉出”水分,当水分被重新吸收时,皮肤外层膨胀,使更大的分子得以进入皮肤,如疫苗溶液。不仅如此,ImmunoMatrix的包装允许其在10周内无需冷藏。使用ImmunoMatrix的方法很简单,无需额外培训。

NO.5 无病毒的蚊子

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埃及伊蚊是登革病毒主要的传播媒介,目前对登革热的防治思路包括“隔离重症登革热患者”和“灭蚊以切断传播途径”,而所有化学和生物灭蚊剂可能面临的一个窘境是——蚊子会产生抗药性,因此需要一段时间后更换新品灭蚊剂。

为了减少蚊子的数量,科学家想到了让蚊子不孕不育,或者让蚊子幼虫无法“成年”。科学家通过基因工程改造的无菌雄蚊被释放到世界,这些蚊子不咬人,也不传播疾病。当这些雄蚊与携带登革热病毒的雌蚊交配,他们的后代就无法生存。在开曼群岛、马来西亚、巴西和巴拿马的测试表明,释放基因改造的蚊子以后,埃及伊蚊种群减少了约90%。

此外,值得一提的是,2015年11月份,科学家基于CRISPR/Cas9基础的基因驱动技术实现抗虫基因在蚊子群体的繁衍,从根源上有效阻止疟疾的传播。

文:生物探索

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