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研究前沿

人类在生命科学领域当下正在推进的最前沿——尚未解决的问题、谁在攻关、近年的突破，以及仍然未知的边界。这里收录的是“正在发生的知识”，而非已盖棺定论的结论。

9 个前沿议题

保护生物学1 篇

2020s

去灭绝——复活恐狼、猛犸与袋狼的工程与幻象

De-Extinction — Engineering the Dire Wolf, Mammoth, and Thylacine

2025 年 4 月 7 日，达拉斯的生物技术公司 Colossal Biosciences 宣布了一个登上《时代》周刊封面的消息：三只白色幼狼——Romulus、Remus 与 Khaleesi——是"一万多年来首次行走在地球上的恐狼"。

George Church（哈佛大学医学院） · Ben Lamm（Colossal Biosciences 联合创始人） · Beth Shapiro（Colossal 首席科学家）

合成生物学1 篇

2020s

合成基因组与镜像生命——最小细胞与最大风险

Synthetic Genomes and Mirror Life — Minimal Cells and Maximum Risk

2016 年，J. Craig Venter 研究所（JCVI）宣布造出了 JCVI-syn3.0：一个只有 473 个基因的细胞，是当时已知基因数量最少的、能自我复制的生命形式[^syn3]。

J. Craig Venter（JCVI） · Clyde Hutchison III（JCVI） · 多位镜像生命安全报告联署作者（38人，2024）

基因编辑1 篇

2020s

CRISPR 走向临床——从剪刀到药物

CRISPR Goes Clinical — From Scissors to Medicine

2023 年 11 月 16 日，英国药品和保健产品监管局（MHRA）批准了一种名为 Casgevy（exagamglogene autotemcel，缩写 exa-cel）的药物，用于治疗镰刀型贫血和输血依赖性β-地中海贫血。

Jennifer Doudna（加州大学伯克利分校） · Feng Zhang（Broad Institute / MIT） · David Liu（Broad Institute / 哈佛大学）

结构生物学1 篇

2020s

蛋白质结构预测与从头设计革命

The Protein Design Revolution — AlphaFold to De Novo Design

2024 年 10 月，斯德哥尔摩宣布诺贝尔化学奖授予三位研究者：David Baker 因"计算蛋白质设计"获得一半奖金，Demis Hassabis 与 John Jumper 因"蛋白质结构预测"共享另一半。

David Baker（华盛顿大学蛋白质设计研究所） · Demis Hassabis（Google DeepMind） · John Jumper（Google DeepMind）

神经生物学2 篇

2020s

类器官与"脑类器官智能"——在培养皿里培育大脑

Organoids and Brain Organoid Intelligence — Growing Brains in a Dish

2013 年，Madeline Lancaster（时在奥地利科学院，现在英国 MRC）在《自然》发表了一篇改变神经科学研究范式的论文：她用人类多能干细胞（hPSC）在体外培养出了能自发组织为多层皮层样结构的三维细胞团，并将其命名为"脑类器官（brain organoid）"[^lancaster]。

Madeline Lancaster（英国医学研究理事会分子生物学实验室） · Lena Smirnova（约翰斯·霍普金斯大学） · Thomas Hartung（约翰斯·霍普金斯大学）

2020s

脑机接口临床元年——从瘫痪患者的光标到被解码的内心语言

Brain-Computer Interfaces Go Clinical — From Cursors to Inner Speech

2024 年 1 月 28 日，亚利桑那州 Barrow 神经学研究所，29 岁的四肢瘫痪患者 Noland Arbaugh 接受了 Neuralink 的 N1 植入体——一枚硬币大小的设备，通过手术机器人把 64 根比头发还细的电极线送入他的运动皮层，共 1024 个电极。

Frank Willett（斯坦福大学 / BrainGate 联盟） · Edward Chang（加州大学旧金山分校） · Leigh Hochberg（BrainGate 联盟）

衰老生物学1 篇

2020s

衰老的可塑性——重编程、衰老细胞清除与长寿生物学

The Plasticity of Aging — Reprogramming, Senolytics, and Longevity Biology

2006 年，山中伸弥发现向成体细胞引入四个转录因子（Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc，即“山中因子”），可以将其重编程为诱导多能干细胞（iPSC）。这项发现为他赢得了 2012 年诺贝尔生理学或医学奖。

David Sinclair（哈佛大学医学院） · James Kirkland（梅奥诊所） · Carlos López-Otín（奥维耶多大学）

细胞生物学1 篇

2020s

单细胞与空间组学——用细胞语言重画生命的地图

Single-Cell and Spatial Omics — Recharting Life at Cellular Resolution

2003 年，人类基因组计划完成了第一张"生命蓝图"——基因组序列。它告诉我们 DNA 写了什么，却无法告诉我们这些指令在何时、何地、哪个细胞里被如何执行。

Aviv Regev（Broad Institute / Genentech） · Sarah Teichmann（韦尔科姆桑格研究所） · Rahul Satija（纽约基因组中心）

移植医学1 篇

2020s

异种移植——基因编辑猪器官进入人体

Xenotransplantation — Gene-Edited Pig Organs Enter the Clinic

把猪的器官放进人体，听起来像一次外科冒险。2022 到 2024 年美国真正发生的事，更像一次免疫学与病毒学的压力测试：先在脑死亡受者身上看超急性排斥是否还在，再以同情用药（expanded access / compassionate use）把基因编辑猪心、猪肾放入无法获得人类器官的活体患者。

Robert Montgomery（纽约大学朗格尼移植研究所） · Bartley Griffith / Muhammad Mohiuddin（马里兰大学医学院） · Tatsuo Kawai（麻省总医院）