高通量技术如何改善人类健康 助力科学研究？

在这项研究中，这些研究人员证实鬼影细胞测定仪能够分选至少两种不同类型的具有相似大小和结构的细胞，而且很少发生分选错误。鬼影细胞测定仪能够以每秒1万多个细胞的速度识别细胞，并且以每秒数千个细胞的速度对细胞进行分类。现存的细胞分选机器不能够区分具有相类似形状的细胞类型。人类专家借助显微镜通常以每秒少于10个细胞的速度识别和分选细胞，而且有时还具有较差的准确度。

图片来源：Frontiers

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doi：10.1021/acs.analchem.8b01155

CRISPR/Cas9基因编辑技术可能有朝一日治疗目前被认为是无法治愈的疾病。负责切除致病性的DNA片段的Cas9蛋白长期留在体内是不安全的。这就是为什么科学家们正在寻找方法来缩短这种蛋白在消除它的靶标后停留在体内的时间。为了这个目的，在一项新的研究中，来自美国桑迪亚国家实验室的研究人员开发出首个同类型的测试方法，它能够廉价地快速准确地筛选数千种分子是否能够有效地关闭这种DNA切割蛋白，相关研究结果近期发表在Analytical Chemistry期刊上。

CRISPR/Cas9基因编辑技术是建立在细菌的免疫系统之上的。通过使用一种俗称为CRISPR的系统，能够保存来自入侵病毒的DNA片段。当病毒再次发起攻击时，Cas9蛋白经向导RNA（gRNA）招募后结合、切割和破坏病毒DNA。科学家们如今能够像分子剪刀那样利用Cas9和gRNA移除发生突变的DNA序列，并能够校正遗传疾病。这为治疗从癌症到疾病（如肌肉萎缩症和囊性纤维化）到病毒感染（如埃博拉病毒）等各种疾病打开了大门。

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doi：10.1038/nbt.4112

人类机体中有37万亿个细胞，然而将一种细胞与另外一种细胞进行区分的能力或许并不像我们想象中那么简单，近日，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自美国俄勒冈健康与科学大学（OHSU）的研究人员通过研究首次开发出了一种新方法，能够快速且有效地识别体内细胞的亚型，相关研究或能帮助研究人员在分子水平上理解多种人类疾病的发生机制。

研究者表示，这种新技术或能帮助研究人员开发出治疗多种疾病的精准疗法，比如癌症、破坏大脑神经元的障碍，以及影响心脏和血管的疾病。同时这种技术还提供了一种新方法来扩大此前研究人员分析细胞类型的方法，这种方法是通过对DNA进行化学标记来对细胞进行有效区分的。

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doi：10.1126/science.aan0693

DNA合成技术取得的进展与利用计算方法设计新的蛋白获得的改进相结合为进入数据驱动的蛋白分子工程的新时代做好准备。在一项新的研究中，来自美国华盛顿大学和加拿大多伦多大学的研究人员报道了一种新的高通量方法使得对计算设计蛋白的折叠稳定性进行最大规模的测试成为可能。相关研究结果发表在2017年7月14日的Science期刊上。

科学家们想要构建出新的在自然中不能发现的蛋白分子，这些分子能够在阻止或治疗疾病、在工业应用、在能量产生和在环境清理中发挥功能。研究者表示，然而，当在实验室中进行测试时，计算设计蛋白经常不能够形成在设计它们时想要它们具有的折叠结构。

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doi：10.1038/ng.3822

日前，一项刊登在国际杂志Nature Genetics上的研究报告中，来自Adaptive Biotechnologies公司的研究人员通过研究证明可提供一种潜在的新颖方法诊断慢性病毒感染。文章中，研究者描述了Adaptive的计算生物学家如何使用该公司的 immunoSEQ 平台和数据集，通过免疫测序手段来确定分析 T 细胞受体谱系，最终用于人类巨细胞病毒（CMV）感染的暴露状态。

研究共同作者选择了CMV进行原理验证实验，这是因为该疾病约占成年人慢性病毒感染的30%-90%，并被广泛研究后建立成为公众人群 T 细胞应答的模型系统。使用公共数据，Adaptive 的研究团队分析了 666 名受试者核心队列的 T 细胞受体全谱系，以及另外 120 名受试者的独立验证队列。研究小组制定了一个统计计算框架，通过 CMV 感染状态对受试者进行分类，然后高精度确认了免疫测序方法可被用于 CMV 的感染状态。此外，该团队使用这种方法证明它在预测受试者的人类白细胞抗原（HLA）等位基因方面也表现良好，表明该方法可用于识别暴露于其他病原体的生物标志，甚至疫苗接种状态。

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doi：10.1016/j.cell.2018.02.001