中國首個器官芯片國家標準

正式發(fā)布

近日，我國首個器官芯片領(lǐng)域的國家標準《皮膚芯片通用技術(shù)要求》（GB/T 44831-2024）正式發(fā)布。這標志著我國在器官芯片標準化領(lǐng)域邁出了重要一步，對于推動相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的規(guī)范化、標準化發(fā)展具有重大意義。

皮膚芯片是使用體外微流控芯片生成的能夠模擬皮膚的生化和生理特性、具有屏障結(jié)構(gòu)和功能的微型細胞和組織培養(yǎng)器件。皮膚芯片能實現(xiàn)高通量和自動化的培養(yǎng)、檢測，有望成為有效的毒理檢測、藥物篩選、化妝品評估工具，有望補充及部分取代現(xiàn)有的簡單二維細胞培養(yǎng)實驗、動物實驗，乃至人工皮膚實驗的標準，成為與皮膚相關(guān)體外評價的前沿和有力的評價標準和實驗工具。

標準主要規(guī)定了皮膚芯片的相關(guān)術(shù)語定義、皮膚芯片的外觀、細胞來源、組件性能、生物性能的技術(shù)要求，適用于以微流控芯片為載體的皮膚芯片產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和檢測。標準的發(fā)布，將有效促進行業(yè)規(guī)范，賦能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

皮膚芯片是人體器官芯片的一種。人體器官芯片是通過干細胞、生物材料、納米加工等前沿技術(shù)的交叉集成，在體外構(gòu)建的器官微生理系統(tǒng)，可模擬人體不同組織器官的主要結(jié)構(gòu)功能特征和復(fù)雜的器官間聯(lián)系，用以預(yù)測人體對藥物或外界不同刺激產(chǎn)生的反應(yīng)。

合成細胞國際聯(lián)盟成立

10月23日至25日，首屆合成細胞國際會議在深圳舉辦。這次會議是針對全球合成細胞領(lǐng)域在科技發(fā)展與國際合作方面的戰(zhàn)略性研討。會議聯(lián)合了合成細胞歐洲聯(lián)盟、美國構(gòu)建合成細胞聯(lián)盟、合成細胞亞洲聯(lián)盟、合成細胞非洲聯(lián)盟，邀請了來自包括2024年諾貝爾化學(xué)獎獲得者大衛(wèi)·貝克（David Baker）等在內(nèi)的五大洲15個國家的37所大學(xué)和科研機構(gòu)的合成生物學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家代表，分享合成細胞領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀、前沿科學(xué)問題、技術(shù)創(chuàng)新，探索潛在的國際合作機會。

會上宣布成立合成細胞國際聯(lián)盟組織委員會，由中國、美國、法國、荷蘭、德國、新加坡6國代表組成，這是對持續(xù)推動合成細胞領(lǐng)域全球合作做出的堅定承諾。

合成生物學(xué)是一門新興前沿交叉學(xué)科，旨在理性設(shè)計和合成構(gòu)造具有新功能的生物系統(tǒng)，其中，合成細胞是目前合成生物學(xué)最具挑戰(zhàn)的命題之一。大衛(wèi)·貝克在會上指出，人工設(shè)計蛋白是合成細胞的重要方向。經(jīng)過億萬年的進化，生物大分子的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜。而想要實現(xiàn)與真實生物大分子類似的生物學(xué)功能，一個思路是先理解它的工作原理，再借助人工智能簡化設(shè)計；另外一個思路是利用人工智能，根據(jù)目標功能進行從頭設(shè)計。目前，這兩個思路各有優(yōu)勢，需要并行使用，雙向迭代，以突破具有特定生物功能的復(fù)雜生物大分子設(shè)計。

與會代表一致認為，圍繞自下而上“合成細胞”共同打造一個全球性的科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)，不僅是促進知識共享、技術(shù)交流和人才培養(yǎng)的新機遇，更是推動全球科技深度互動與可持續(xù)發(fā)展的里程碑。此次會議的召開加深了各國科學(xué)家在合成細胞領(lǐng)域的相互交流，打開了解決跨學(xué)科科研難題的新思路。更重要的是，會議期間，建立了合成細胞國際聯(lián)盟組織委員會，并達成共識。合成細胞國際會議將在各大洲輪流召開，將有力推動未來更多的國際合作項目和交流活動。

大科學(xué)裝置“先進阿秒激光

設(shè)施”（西安部分）啟動建設(shè)

面向基礎(chǔ)研究領(lǐng)域一系列重大科學(xué)問題的大科學(xué)裝置——國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“先進阿秒激光設(shè)施”（西安部分），在2024年11月3日于西安舉行的2024硬科技創(chuàng)新大會光子產(chǎn)業(yè)峰會上正式啟動建設(shè)，建設(shè)周期5年。

“先進阿秒激光設(shè)施”（西安部分）將建設(shè)當前最先進的、應(yīng)用終端覆蓋全面的、以阿秒時間分辨能力和高度時空相干性為主要特點的綜合性超快電子動力學(xué)研究設(shè)施。這一大科學(xué)裝置建成后將利用阿秒激光，結(jié)合其超短脈寬和高空間分辨率，通過時間分辨的光譜、電子能譜測量及成像等技術(shù)手段，面向基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的一系列重大科學(xué)問題，對包括高速光電器件、超導(dǎo)材料、光伏發(fā)電、光合作用等過程中的深層次超快動力學(xué)過程展開探索。

據(jù)了解，“先進阿秒激光設(shè)施”（西安部分）項目得到國家發(fā)展和改革委員會、中國科學(xué)院和陜西省的大力支持，也被列為西安區(qū)域科技創(chuàng)新中心的核心建設(shè)內(nèi)容。

作為光子科技前沿突破的“必要條件”和眾多戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的“動力源”，“先進阿秒激光設(shè)施”（西安部分）將發(fā)揮強大的虹吸、撬動和衍生作用，不斷探索“前沿基礎(chǔ)研究—應(yīng)用基礎(chǔ)研究—產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究—產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化”的全鏈條創(chuàng)新模式，加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力，更好地支撐國家和區(qū)域經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展，為中國早日建成科技強國、實現(xiàn)高水平科技自立自強作出更大貢獻。

中外專家合作首次繪成第一代Ia型超新星演化圖譜

中外科學(xué)家協(xié)力，首次繪制出第一代恒星產(chǎn)生的Ia型超新星在宇宙學(xué)尺度的演化圖譜，為探索第一代恒星的物理性質(zhì)提供了新的研究思路。相關(guān)研究成果近日在國際天文期刊《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表。

Ia型超新星作為宇宙學(xué)標準燭光，在測量宇宙距離和研究宇宙演化中扮演著重要角色。然而，關(guān)于第一代恒星是否能產(chǎn)生Ia型超新星的問題，一直存在爭議。中外科學(xué)家合作通過數(shù)值模擬和計算，發(fā)現(xiàn)第一代恒星中，有一部分中小質(zhì)量恒星具備產(chǎn)生Ia型超新星的必要條件。

研究結(jié)果表明，第一代恒星產(chǎn)生的Ia型超新星的數(shù)目，與星族Ⅲ恒星的形成歷史及初始質(zhì)量函數(shù)密切相關(guān)。這類恒星以幾乎沒有金屬污染的形式誕生，其主要成分為氫、氦和極少量的鋰。在研究模型中，星族Ⅲ恒星產(chǎn)生的Ia型超新星數(shù)目與星族Ⅰ、Ⅱ恒星在高紅移處產(chǎn)生的Ia型超新星數(shù)目相當，這意味著它們有望被性能強大的詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）發(fā)現(xiàn)。

研究人員通過進一步計算可被JWST探測的星族ⅢIa型超新星的數(shù)目，認為在理想情況下，在紅移為4之內(nèi)有望發(fā)現(xiàn)1顆第一代恒星產(chǎn)生的Ia型超新星。這一成果，不僅提出了探索第一代恒星的新思路，也為JWST空間望遠鏡的觀測計劃提供了理論預(yù)言和指導(dǎo)。這一研究成果的發(fā)表，也標志著第一代恒星和Ia型超新星研究領(lǐng)域取得重要進展。

首個靈長類腦發(fā)育多組學(xué)

數(shù)據(jù)庫出爐

中國科學(xué)家合作構(gòu)建了一個人類和非人靈長類大腦多組學(xué)時空圖譜數(shù)據(jù)庫——MAPbrain，首次實現(xiàn)了聚焦于靈長類腦發(fā)育多組學(xué)數(shù)據(jù)的收錄和整合，揭示了基因表達調(diào)控隨腦發(fā)育成熟的時空動態(tài)變化。相關(guān)論文近日發(fā)表于《核酸研究》。

伴隨著對腦發(fā)育研究的深入，促進個體在不同生命階段實現(xiàn)健康的腦發(fā)育與認知發(fā)展，已成為全球科學(xué)家關(guān)注的重要問題。近年來，大量與腦發(fā)育相關(guān)的多組學(xué)數(shù)據(jù)層出不窮，但仍然缺乏一個綜合性的整合腦發(fā)育生物學(xué)多組學(xué)數(shù)據(jù)的專門數(shù)據(jù)資源庫，限制了研究人員從多維度全面揭示腦發(fā)育過程及其影響因素的能力。

MAPbrain整合了來自人類和5種非人靈長類動物的3類組學(xué)數(shù)據(jù)，涵蓋了6個物種，收集了2100多萬個細胞，并鑒定了161種細胞類型，覆蓋靈長類大腦的38個腦區(qū)和436個亞區(qū)，跨越了164個不同的發(fā)育時間點。用戶可以通過這個數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對所收錄數(shù)據(jù)的交互式訪問，并能夠在跨物種、跨腦區(qū)及跨發(fā)育階段進行數(shù)據(jù)比較。同時，MAPbrain支持用戶對轉(zhuǎn)錄組學(xué)和表觀遺傳組學(xué)數(shù)據(jù)的聯(lián)動搜索和比較。

此外，數(shù)據(jù)庫還提供了1 078 709個與不同發(fā)育階段相關(guān)的特異性基因表達集，幫助用戶更深入理解特定基因在發(fā)育生物學(xué)中的功能和作用。作為一個持續(xù)更新的開放數(shù)據(jù)共享平臺，MAPbrain為用戶提供了搜索和獲取現(xiàn)有數(shù)據(jù)的便利。