基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 的基因组编辑 (GED) 技术为理解基因和改进医疗方法开启了激动人心的可能性。另一方面,人工智能 (AI) 有助于基因组编辑在治疗镰状细胞性贫血或地中海贫血等各种疾病时实现更高的精度、效率和可负担性。AI 模型已用于设计用于 CRISPR-Cas 系统的向导 RNA (gRNA)。DeepCRISPR、CRISTA 和 DeepHF 等工具能够预测特定靶序列的最佳向导 RNA (gRNA)。这些预测考虑了多种因素,包括基因组背景、Cas 蛋白类型、所需突变类型、在靶/脱靶分数、潜在的脱靶位点以及基因组编辑对基因功能和细胞表型的潜在影响。这些模型有助于优化不同的基因组编辑技术,例如基础编辑、主要编辑和表观基因组编辑,这些先进技术无需依赖同源性定向修复途径或供体 DNA 模板即可对 DNA 序列引入精确且可编程的改变。此外,人工智能与基因组编辑和精准医疗相结合,可以根据基因图谱实现个性化治疗。人工智能通过分析患者的基因组数据来识别与癌症、糖尿病、阿尔茨海默氏症等不同疾病相关的突变、变异和生物标志物。然而,仍存在一些挑战,包括高成本、脱靶编辑、合适的 CRISPR 货物运送方法、提高编辑效率以及确保临床应用的安全性。本综述探讨了人工智能对改进基于 CRISPR 的基因组编辑技术的贡献并解决了现有的挑战。它还讨论了人工智能驱动的基于 CRISPR 的基因组编辑技术未来研究的潜在领域。人工智能与基因组编辑的融合为遗传学、生物医药和医疗保健开辟了新的可能性,对人类健康具有重要意义。
简介:肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因,在摩洛哥发病率很高。该国这种疾病的流行病学复杂,需要深入分析基因图谱以改善诊断和治疗。本研究利用新一代测序 (NGS) 绘制摩洛哥肺癌患者的基因变异图谱,而这一领域的分子数据严重缺乏。重要的是,本研究使用新一代测序技术对摩洛哥人群中的肺癌进行了开创性的分析。虽然以前的研究只关注有限数量的基因,但我们的研究提供了对该队列中基因变异的全面而详细的视角,包括肿瘤印迹的生成。方法:本研究涉及 100 名经组织学确诊的肺癌患者。使用 NGS 技术结合 Oncomine Precision Assay GX 方案检测基因异常。制备、纯化和测序肺活检样本,并分析所得数据以识别显著的遗传变异。结果:分析显示 13 种不同基因存在遗传变异,其中 TP53、KRAS 和上皮生长因子受体 (EGFR) 基因的突变率较高。TP53 突变出现在 27% 的病例中,而 KRAS 和 EGFR 分别在 19% 和 14% 的样本中出现突变。ALK、MET、ERBB2 和 ROS1 基因中也发现了具有临床意义的突变,凸显了该群体中存在大量基因组多样性。结论:本研究结果增强了对摩洛哥肺癌患者遗传变异的了解,并强调了加强摩洛哥先进分子诊断工作的必要性。NGS 的使用已经确定了关键的基因突变,促进了个性化治疗的发展并改善了临床结果。这些发现为旨在改进诊断和治疗策略的未来研究铺平了道路,从而有助于更好地管理患者。
医疗保健行业面临着复杂的挑战,需要创新的解决方案来提高诊断准确性、治疗效果和数据管理。量子计算以其独特的能力,有可能彻底改变医疗保健的各个方面。这篇叙述性评论批判性地审查了关于量子计算在医疗保健中的应用的现有文献,重点关注其在增强诊断、数据处理和治疗计划方面的效用。量子计算比传统计算机更有效地处理大型复杂数据集的能力可以显著影响基因组学、医学成像和个性化医疗等领域。量子算法可以加速识别与疾病相关的遗传标记,促进医学图像的分析,并根据个人基因图谱优化治疗计划。此外,量子密码学为保护敏感的患者数据提供了强大的安全解决方案,这是医疗保健越来越依赖数字平台的关键需求。尽管前景光明,但将量子计算整合到医疗保健中仍面临技术、道德和监管挑战。量子硬件的脆弱性、纠错的需要以及量子系统的可扩展性阻碍了其广泛采用。此外,还必须解决患者隐私和数据安全问题,以及更新监管框架的必要性。研究人员、医疗保健提供者和技术开发人员正在进行的研究和协作对于克服这些障碍并充分发挥量子计算在医疗保健领域变革的潜力至关重要。随着量子计算的不断发展,它对医疗保健未来的影响可能是深远的,从而可以更早地发现疾病、提供更加个性化的治疗并改善患者的治疗效果。例如,量子计算已被用于增强药物发现过程,D-Wave Systems(加拿大本拿比)等公司展示了用于药物研究的更快的分子模拟,IBM(美国阿蒙克)的量子系统被用于模拟化学反应以开发新药。
摘要:前列腺癌是全球最常见的癌症类型之一,具有很强的遗传相关性。这对于开发该疾病的治疗方法非常重要,因为转移性去势抵抗性前列腺癌 (mCRPC) 对标准雄激素剥夺疗法 (ADT) 具有抵抗性,并且预后相对较差。我们对 rucaparib 进行了文献综述,rucaparib 是一种聚(腺苷二磷酸核糖)聚合酶 (PARP) 抑制剂,目前用于治疗携带 BRCA1/2(同源重组修复 [HRR] 基因)突变且已经尝试过雄激素受体轴靶向疗法 (ARAT) 和紫杉烷化疗的 mCRPC 患者。我们描述了 FDA 对 Rucaparib 的批准,该批准基于单组、开放标签 II 期 TRITON2 临床试验的结果,该试验发现客观缓解率 (ORR) 为 43.5%,缓解持续时间 (DOR) 超过六个月,且安全性可接受。我们还讨论了 Rucaparib 的剂量和临床使用注意事项。我们还将 Rucaparib 的使用和安全性与奥拉帕尼、尼拉帕尼和他拉佐帕尼进行了比较,这三种 PARP 抑制剂是用于治疗 mCRPC 的。总体而言,初步结果显示这四种药物在 mCRPC 中的安全性相对相似,目前需要对这四种药物进行进一步测试。然而,它们代谢的差异也值得进一步研究。Rucaparib 的临床有效性将通过后续的 TRITON3 临床试验进行测试,该试验将 Rucaparib 与标准疗法对携带 BRCA1/2 或 ATM 突变的 mCRPC 的效果进行比较。除了 TRITON3 之外,其他临床试验正在测试 rucaparib 对具有 HRR 突变的其他癌症(前列腺癌或其他癌症)的能力,以及涉及 rucaparib 的联合疗法的疗效。最后,需要进行更多研究来阐明 rucaparib 对 BRCA1/2 以外的 HRR 突变的影响。对 mCRPC 基因图谱的了解进展也将有助于了解 rucaparib 的全部治疗潜力。关键词:转移性去势抵抗性前列腺癌、同源重组修复、PARP 抑制剂、文献综述
精准医学中的基因组学 Shivani S. 库马拉古鲁技术学院生物技术系 *通讯作者电子邮箱:shivanisivakumar157@gmail.com 摘要 --- 精准医学 (PM) 一词在药物研发领域引起了广泛关注。PM 的根源可以追溯到人类基因组计划启动之前(21 世纪初),但直到 2010 年才开始出现。PM 是一种预防策略,通过考虑每个人的基因、环境和生活方式的变化来注重改善患者护理。PM 是一项长期努力,包括美国国立卫生研究院 (NIH) 和其他多个研究中心在内的先驱者都是资助和开展与 PM 相关的前沿研究的人。了解一个人的基因组成将有助于我们更好地理解和预测疾病风险,这将进一步有助于个性化的诊断和治疗策略。尽管关于精准医学的研究文章数量可观,但据我所知,这些文章并未过多强调精准医学未能成为疾病诊断和患者护理的首选的原因。因此,本文将解释精准医学将如何改变我们今天所知的医疗保健的未来。此外,本文还讨论了有助于精准医学发展的因素。关键词 --- 精准医疗、基因组成、疾病、诊断。简介目前的药物治疗实践是无效的,因为它们没有考虑到个体基因组成随着时间的推移而发生的变化以及与这些基因组改变相关的症状 [1]。基因组变化(例如突变)会对人类健康造成多种不利影响,并且有各种研究都强调了这个问题。例如,患有类风湿性关节炎的患者通常会被开高剂量的萘普生,在分析药物效果后,20 名患者中有 4 名会显示出良好的预后,其余患者将接受另一种药物甲氨蝶呤的初始剂量,但很少有人会对这种药物产生反应,而其他人可能会出现红斑、胃痛和水肿等不良反应。上述问题可以通过采取精准医疗方法来解决 - 医生/临床医生将分析基因图谱并研究个人对甲氨蝶呤等药物的具体反应,并开出有效反应的定制药物 [2]。通过了解完整的
马遗传学和基因组学研究界有着长期的协同合作历史,致力于开发工具和资源来推动马生物学的发展。从 1995 年由 Dorothy Russell Havemeyer 基金会支持举办的第一届国际马基因图谱研讨会 ( Bailey, 2010 ) 开始,研究人员合作构建了全面的马连锁图谱 ( Guérin 等人, 1999, 2003; Penedo 等人, 2005; Swinburne 等人, 2006 )、辐射杂交和比较图谱 ( Caetano 等人, 1999; Chowdhary 等人, 2002 )、物理标记和 BAC 重叠群图谱 ( Raudsepp 等人, 2004, 2008; Leeb 等人, 2006 )、马的参考基因组 ( Wade 等人, 2009; Kalbfleisch 等人, 2018 ) 和基因分型阵列,以经济地绘制和研究马感兴趣的性状主人和饲养者(McCue 等人,2012 年;McCoy 和 McCue,2014 年;Schaefer 等人,2017 年)。为了延续基于社区的进步的传统,作为国际动物基因组功能注释 (FAANG) 联盟的一部分,一项新的集体努力于 2015 年启动,旨在对马的 DNA 元素进行功能注释(Andersson 等人,2015 年;Tuggle 等人,2016 年;Burns 等人,2018 年)。让人想起人类和小鼠的 ENCODE 项目(Dunham 等人,2012 年),FAANG 联盟的最终目标是注释家养动物物种基因组中的主要功能元素(Andersson 等人,2015 年)。具体来说,该联盟选择了四种组蛋白修饰来表征增强子(H3K4me1)、启动子和转录起始位点(H3K4me3)、具有活性调控元件的开放染色质(H3K27ac)和具有无法接近或受抑制的调控元件的兼性异染色质(H3K27me3)的基因组位置(Andersson 等人,2015;Giuuffra 和 Tuggle,2019)。最初的马 FAANG 努力通过对四个目标组蛋白标记进行染色质免疫沉淀测序(ChIP-Seq),在八个优先关注的组织(TOI)中确定了假定的调控区域(Kingsley 等人,2020)。在该研究中,整个马基因组中表征了超过一百万个假定的调控位点。马生物库中储存了 80 多种组织、细胞系和体液(Burns 等人,2018 年),因此有更多机会扩大注释工作的范围。为了充分利用生物库的优势,合作赞助
亚麻 ( Linum usitatissimum ) 也称为普通亚麻或亚麻籽,在温带地区作为油料和纤维作物种植,可能已被人类使用长达 30,000 年 ( Kvavadze et al., 2009 )。纤维亚麻是栽培亚麻的主要形态类型之一,也是驯化作物中最古老的形态,为人类提供了纤维来源 ( Hickey, 1988 )。据报道,对纤维亚麻 ( 纤维用途 ) 和亚麻籽亚麻 ( 油料用途 ) 的破坏性选择导致植物类型在形态、解剖学、生理学和农艺性能上存在很大差异 ( Diederichsen and Ulrich, 2009 )。纤维亚麻比油料用途亚麻相对较高、分枝较少、种子较少 ( Zhang et al., 2020 )。在过去十年中,纤维工业开发出高价值产品,应用于汽车、建筑工业、生物燃料工业和纸浆(Diederichsen 和 Ulrich,2009 年)。亚麻制成的纺织品在西方国家被称为亚麻布,传统上用于床单、内衣和桌布。亚麻仍然是一种小作物,主要原因是过去十年来其产量过低(Soto-Cerda 等人,2014 年)。准确的参考基因组已成为遗传学研究不可或缺的资源,尤其是对于功能基因图谱和标记辅助选择(MAS)。亚麻基因组的组装可以显著加速亚麻育种的进程。受益于亚麻参考基因组的发布,人们获得了不少与重要农艺性状相关的候选基因 ( Soto-Cerda et al., 2018; Xie et al., 2018a,b; You et al., 2018b; Guo et al., 2020 )。第一个亚麻基因组组装于 2012 年使用 Illumina 短双端和配对读段 (CDC Bethune v1) 发布 ( Wang et al., 2012 )。随后,You 等人使用光学、物理和遗传图谱 (CDC Bethune v2) 将这些碎片化的重叠群锚定到 15 个假分子中 ( You et al., 2018a )。最近还使用短双端读段和 Hi-C 测序发布了三个不同品种的基因组组装 ( Zhang et al., 2020 )。几个月前首次发表了使用错误长读长的亚麻组装体(Dmitriev et al., 2021)。然而,即使使用 Oxford Nanopore 长读技术,所有这些组装体的连续性都非常差。这些组装体最大的重叠群 N50 为 365 Kb。亚麻基因组最近经历了全基因组复制 (WGD) 事件,充满了重复元素(You et al., 2018a)。在使用短读长或错误长读长的组装过程中,同源序列或重复序列之间很容易发生崩溃。使用不同的软件和 Oxford Nanopore 长读长组装体,组装体大小差异很大,证明了这一点(Dmitriev et al., 2021)。
DNA 是生命的基本蓝图,由一种长链分子组成,其中包含构建和维持所有生物体的指令。它存在于几乎所有细胞中,能够产生蛋白质并在代际之间传递遗传信息。这个来自鲑鱼精子的 DNA 样本属于德国图宾根大学。了解 DNA 的结构和功能彻底改变了疾病研究、遗传易感性评估、诊断和药物配方。它对每个个体都是独一无二的,这使它成为法医科学、识别犯罪、失踪人员和亲生父母的重要工具。在农业中,DNA 有助于改良牲畜和植物。DNA 的发现可以追溯到 1869 年,当时弗里德里希·米歇尔从白细胞中分离出核蛋白。他观察到它在各种组织中的存在并发现了它的遗传作用。阿尔布雷希特·科塞尔后来将其重新命名为脱氧核糖核酸 (DNA) 并分析了它的化学成分。DNA 的转变始于 20 世纪 30 年代初,当时奥斯瓦尔德·艾弗里在纽约洛克菲勒研究所进行了研究。他发现一种细菌与同种菌株的死细胞混合后会转变成有毒形态。弗雷德·格里菲斯于 1928 年首次观察到这一现象。艾弗里的工作以及柯林·麦克劳德和麦克林·麦卡锡的工作表明,这种转变与 DNA 有关。尽管当时并未得到普遍接受,但艾弗里的发现激发了人们对 DNA 的兴趣。几年后,阿尔弗雷德·赫尔希和玛莎·赫尔希于 1952 年进行的实验证实了 DNA 携带遗传信息。到了 20 世纪 50 年代,研究人员开始研究 DNA 的结构以了解其功能。罗莎琳德·富兰克林和莫里斯·威尔金斯与弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森于 1953 年揭示了双螺旋模型。该结构由两条相互缠绕的链组成,具有四种互补的核苷酸:腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶。双螺旋结构允许重建遗传信息,从而实现遗传性状的传递。 DNA 分析对于理解生命的生物机制和由基因突变引起的疾病至关重要。DNA 测序和 PCR 等技术使分析分子和识别基因突变成为可能。科学家还可以操纵和构建新形式的 DNA,称为重组 DNA 或基因克隆,这对于大规模药物生产和基因治疗至关重要。随着时间的推移,对核酸、蛋白质和非蛋白质成分的发现和理解也在不断发展。出生于加拿大哈利法克斯的 Oswald T Avery 发现了有丝分裂细胞分裂和染色体的过程。理查德·阿尔特曼将核蛋白改名为核酸,而约翰·弗里德里希·米歇尔去世。莱纳斯·鲍林引入了遗传学的概念,塞韦罗·奥乔亚诞生。亚历山大·托德创造了“基因”一词,保罗·扎梅克尼克描述了 DNA 的构成要素。所罗门·施皮格尔曼绘制了一条染色体图谱,弗朗西斯·克里克、莫里斯·威尔金斯、亚瑟·科恩伯格、弗雷德里克·桑格、罗莎琳·富兰克林、伊芙琳·威特金、西摩·本泽尔、哈尔·戈宾德·科拉纳、约翰·史密斯、约书亚·莱德伯格、TB·约翰逊和 RD·科格希尔也为该领域做出了重大贡献。其他值得注意的事件包括 PB·约翰逊和 RD·科格希尔检测到甲基化胞嘧啶衍生物是硫酸水解结核酸的副产物,但其他科学家很难复制他们的结果。保罗·伯格、马歇尔·W·尼伦伯格、詹姆斯·D·沃森、吴雷、丹尼尔·内森斯、沃纳·阿伯、富兰克林·斯塔尔、贝弗利·格里芬、芭芭拉·麦克林托克、汉密尔顿·O·史密斯、沃尔特·吉尔伯特、斯坦利·诺曼·科恩、赫伯特·博耶、大卫·巴尔的摩、约翰·E·苏尔斯顿、埃尔温·薛定谔、理查德·J·罗伯茨、克雷格·文特尔诞生。四种碱基比例的一致性是人们不断发现的。镰状细胞病被发现是基因突变的结果。埃丝特·莱德伯格对λ噬菌体有了突破性的发现。纯化的DNA和细胞DNA显示出螺旋结构,标志着首次观察到细菌对病毒的改造。DNA在保存遗传密码方面比蛋白质更重要这一点变得清晰起来。DNA的双螺旋结构通过三篇《自然》杂志发表的文章得到证实。莱纳斯·鲍林因其在氨基酸方面的工作获得了诺贝尔奖。弗雷德里克·桑格完成了胰岛素氨基酸的完整序列,而病毒被重构,RNA被发现。信使RNA首次被发现,DNA聚合酶被分离纯化,用于复制DNA。维克多·英格拉姆利用桑格测序技术破解了镰状细胞性贫血背后的遗传密码。弗朗西斯·克里克提出了遗传物质控制蛋白质合成的主要功能。首次实现了体外DNA合成。桑格获得了他的第一个诺贝尔化学奖,为理解基因调控和蛋白质合成步骤铺平了道路。美国国家生物医学研究基金会的成立标志着核酸测序新时代的开始。芭芭拉·麦克林托克发现了“跳跃基因”,同时破解了编码机制。桑格的研究导致了限制酶的发现,紫外线诱变可以通过暗曝光逆转。转移RNA成为第一个被测序的核酸分子,全面的蛋白质序列发表在《蛋白质序列和结构图集》上。遗传密码首次被总结,沃纳·阿伯尔预测了限制酶作为实验室工具的使用。发现了连接酶(一种促进 DNA 链连接的酶),并开发了自动蛋白质测序仪。从杂交细胞中分离出染色体,并组装了功能性噬菌体基因组。发表了 PCR 原理,并从黄石温泉中分离出一种新细菌。产生了生成重组 DNA 分子的概念。在分子生物学的早期,取得了一些重要的里程碑,为现代基因工程铺平了道路。关键事件包括: - 分离和鉴定人类或其他哺乳动物染色体的第一个限制性酶。 - 发现和分离逆转录酶。 - 发表了一种称为修复复制的过程,用于通过聚合酶合成短 DNA 双链和单链 DNA。 - 构建第一个质粒细菌克隆载体。 - 报道噬菌体 lambda DNA 的完整序列。 - 由于安全问题,Janet Mertz 在细菌中克隆重组 DNA 的实验被叫停。 - 首次发表了使用限制性酶切割 DNA 的实验。 - 关于重组 DNA 技术的生物危害的讨论公开化。 - 生成了第一个重组 DNA。 - Janet Mertz 和 Ronald Davis 发表了一种易于使用的重组 DNA 构建技术,该技术表明,当用限制性酶 EcoRI 切割 DNA 时,DNA 会产生粘性末端。 - 报道了 24 个碱基对的测序,以及细菌中 DNA 修复机制的发现 - SOS 反应。 - 开发了 Ames 测试来识别破坏 DNA 的化学物质。 - 首次举办人类基因图谱国际研讨会。 - DNA 首次成功地从一种生命形式转移到另一种生命形式。 - 重组基因研究开始受到监管。 - 重组 DNA 在大肠杆菌中成功复制,随后呼吁暂时停止基因工程,直到采取措施处理潜在的生物危害。 - Mertz 完成了她的博士学位,Sanger 和 Coulson 发表了他们的 DNA 测序加减法。 - DNA 甲基化被认为是胚胎中 X 染色体沉默的机制,并被认为是控制高等生物基因表达的重要机制。 - 阿西洛马会议呼吁自愿暂停基因工程研究。 - 酵母基因首次在大肠杆菌中表达。 - 原癌基因被认为是正常细胞遗传机制的一部分,在发育细胞中发挥着重要作用。 - NIH 发布了重组 DNA 实验指南。 - 人类生长激素经基因工程改造。 - 确定噬菌体 phi X174 DNA 的完整序列。 - 编写了第一个帮助汇编和分析 DNA 序列数据的计算机程序。 - 发表了两种不同的 DNA 测序方法,可以快速对长片段 DNA 进行测序。 - 在大肠杆菌中产生人类胰岛素。 - 诺贝尔奖表彰限制性酶的发现及其在分子遗传学问题中的应用。 - Biogen 为克隆乙型肝炎 DNA 和抗原的技术提交了初步的英国专利。- 爱丁堡大学科学家克隆出第一条 Epstein Barr 病毒 DNA 片段。 - 巴斯德研究所科学家报告成功分离并克隆大肠杆菌中的乙肝病毒 DNA 片段。 - 加州大学旧金山分校科学家宣布成功在大肠杆菌中克隆并表达 HBsAg。 - Biogen 申请欧洲专利,以克隆显示乙肝抗原特异性的 DNA 片段。 这一年,基因工程和 DNA 测序取得了重大进展。第一个基因克隆专利获得批准,为进一步的研究铺平了道路。塞萨尔·米尔斯坦提出使用重组 DNA 来改进单克隆抗体,而桑格获得了他的第二个诺贝尔化学奖。欧洲分子生物学实验室召开了计算和 DNA 序列会议,标志着该领域的一个里程碑。多瘤病毒 DNA 被测序,加州大学旧金山分校的科学家发表了一种在癌细胞中培养 HBsAg 抗原的方法。科学家报告首次成功开发转基因小鼠,同时世界上最大的核酸序列数据库通过电话网络免费开放。第一批转基因植物和小鼠被报道出来,展示了基因工程的威力。研究表明,Upjohn 开发的细胞毒性药物阿扎胞苷可抑制 DNA 甲基化。NIH 同意在 5 年内提供 320 万美元来建立和维护核酸序列数据库。第一种重组 DNA 药物获得批准,在肿瘤样本的胞嘧啶-鸟嘌呤 (CpG) 岛上发现 DNA 甲基化普遍缺失。聚合酶链反应 (PCR) 技术开始被开发作为扩增 DNA 的手段。PCR 实验的结果开始被报道,同时开发了针对乙型肝炎的转基因疫苗,并揭示了第一个基因指纹。嵌合单克隆抗体被开发出来,为更安全、更有效的单克隆抗体疗法奠定了基础。卡罗尔·格雷德 (Carol Greider) 和伊丽莎白·布莱克本 (Elizabeth Blackburn) 宣布发现端粒酶,这是一种在染色体末端添加额外 DNA 碱基的酶。DNA 甲基化被发现发生在称为 CpG 岛的特定 DNA 片段上,而 Mullis 和 Cetus 公司则为 PCR 技术申请了专利。DNA 指纹识别原理被提出,第一起使用 DNA 指纹识别解决的法律案件被解决。聚合酶链式反应 (PCR) 技术被发表,同时还有人类基因组测序计划。开发了一种用于自动进行 DNA 测序的机器,并创建了第一个人源化单克隆抗体。一种针对乙肝的基因工程疫苗获得批准,而干扰素被批准用于治疗毛细胞白血病。美国建立了监管框架来规范生物技术产品的开发和引进。比利时和美国批准了 Engerix-B 等基因工程乙肝疫苗。小规模临床试验的结果公布,包括一项针对输血后慢性乙型肝炎的重组干扰素-α疗法的试验。mRNA被封装到由阳离子脂质制成的脂质体中,并注射到小鼠细胞中,产生蛋白质。Campath-1H被制造出来——这是第一个临床上有用的人源化单克隆抗体。美国国会资助基因组测序,同时开发了一种快速搜索计算机程序来识别新序列中的基因。第一个催化甲基转移到DNA的哺乳动物酶(DNA甲基转移酶,DNMT)被克隆。比利时和美国批准了基因工程乙型肝炎疫苗,标志着基因工程和DNA测序的重大进步。法国和美国的基因突破导致癌症研究、基因测序和DNA分析方面的重大发现。乙型肝炎和囊性纤维化等疾病的疫苗和治疗方法的批准标志着医学科学的重大进步。DNA甲基化研究揭示了其与癌症发展和进展的联系。人类基因组计划正式启动,旨在对整个人类基因组进行测序,并在对包括细菌、病毒和哺乳动物在内的各种生物的基因组进行测序方面取得了重大里程碑。创新的 DNA 测序技术彻底改变了我们对基因进化、疾病诊断和个性化治疗的理解。研究人员已成功应用该技术研究肺炎链球菌对疫苗应用的快速适应。MinION 手持式 DNA 测序仪还被用于识别新生儿重症监护室中 MRSA 爆发的源头。除了在医学上的应用外,DNA 测序在了解神经系统疾病状况和识别防止生物衰老的罕见基因突变方面发挥了至关重要的作用。该技术还被用于预测哪些女性可以从化疗中受益,以及扫描婴儿和儿童的罕见疾病。此外,蛋白质结构的研究对于开发各种疾病的有效治疗方法至关重要。蛋白质由长链氨基酸组成,这些氨基酸扭曲并弯曲成独特的 3D 形状,使它们能够与其他分子相互作用并引发生物反应。蛋白质的形状可能因一个氨基酸的变化而改变,从而导致危及生命的疾病。了解蛋白质结构已导致医学领域取得重大突破,包括发现 HIV 蛋白酶结构,这有助于科学家设计有效的艾滋病治疗方法。此外,这些知识使研究人员能够识别致病病毒和细菌的致命弱点,为更有针对性和更有效的治疗铺平了道路。发现 HIV 蛋白酶的形状对于了解它如何感染细胞至关重要,最终导致开发出蛋白酶抑制剂等有效药物。这些突破将艾滋病毒治疗从死刑变成了可控的疾病,使人们能够长期与病毒共存。然而,艾滋病毒以进化和适应而闻名,随着时间的推移,一些治疗方法的效果会降低。研究人员目前正在研究新一代艾滋病毒蛋白酶抑制剂,以对抗这些耐药病毒株。在相关进展中,科学家们已经确定了艾滋病毒表面的一个不变区域,人类抗体可以靶向该区域,这有望阻止全球近 90% 的艾滋病毒株。这一发现为改进疫苗设计和可能改变一系列疾病生活的治疗方法铺平了道路。基于这些发现,研究人员正在探索对抗流感病毒的新方法,并在临床前试验中取得了令人鼓舞的结果。这项研究的更广泛影响可能导致更有效、更方便、副作用更少的各种医疗状况的治疗方法。