生物技术考研，生物技术考研科目有哪些
▎药明康德内容团队编辑
创新的意义不在于彰显自身的智慧，而在于揭示未来的方向。今日，来自《麻省理工科技评论》的全球知名榜单“35岁以下科技创新35人”（35 Innovators Under 35）如约而至，向世界介绍了来自生物技术、人工智能、材料科学、计算科学、以及对抗全球气候变化这五大领域的35名未来之星，其中生物技术领域有6位入选者。正如《麻省理工科技评论》官方所言，这份榜单有望让我们提前看到未来的模样。
Alex Abramson，29岁
佐治亚理工大学
工作简介
Alex Abramson于麻省理工学院获得博士学位，师从药物递送的专家Robert Langer与Giovanni Traverso教授。在斯坦福大学完成博士后训练后，他将于今年8月加入佐治亚理工大学。他的研究方向是开发口服递送胰岛素等生物药的方法——通常来讲，这类药物在口服后会在肠胃道中被消化降解。即便不被降解，这些大分子也很难穿透紧实的胃壁，进入血液循环。因此目前，这些疗法还通过注射或者输液才能起效。
2019年，Abramson博士以第一作者身份在 。他们开发了一种充满高科技的胶囊，外部是可以被安全降解的材料，内部则有一根由冻干的胰岛素压缩而成的针。研究人员们期望胶囊到了胃部之后，随着外壳逐渐被降解，内部的弹簧能将胰岛素针插入胃壁，缓慢释放胰岛素到全身。由于胃部没有痛觉感受器，患者不会因为胰岛素针的刺入而感到不适。
▲可自动翻身的智能胶囊（图片来源：Abramson博士个人官网）
为了确保不会刺空，科学家们还从一种叫做“豹龟”（leopard tortoise）的生物身上找到了灵感——豹龟的龟壳高耸而陡峭，有着极高的实用性：如果它不小心翻了个身，能马上再翻回来。利用计算机建模，研究人员们依照豹龟的外壳设计了全新的口服胰岛素胶囊，并对此做了一定的优化。无论怎么动荡，它都能自动“翻过身来”，把装有胰岛素针的一面对准胃壁。
目前，Abramson博士的工作已经授权给了一些大型药企，有望 革 。
Samagya Banskota，32岁
Broad研究所
工作简介
“基因编辑要在未来发挥重要作用，体内递送至关重要，但事实也再三证明，体内递送是一个挑战。”CRISPR领域的顶尖学者刘如谦（David Liu）教授曾这样说。目前，基因疗法最常使用的递送载体是腺相关病毒（AAV），但有不少学者曾担心此类载体的安全性，譬如是否会引起意外的脱靶效应等。
今年1月，刘如谦教授团队在《细胞》杂志上发表重要论文，介绍了一种有望突破基因疗法递送瓶颈的全新工具，Samagya Banskota博士正是本研究的共同第一作者。该团队使用的技术是病毒样颗粒（virus-like particles），即由病毒蛋白组装而成的小颗粒。它可以像病毒一样进入细胞，运送分子货物。在颗粒表面使用不同的分子，就可以递送到不同的目的地。由于病毒样颗粒内没有病毒的遗传物质，不会引起感染，也不会在细胞中插入外来的DNA，因此可能有着更好的安全性。但这些颗粒在体内递送蛋白质的效率十分有限，也限制了它们在临床治疗上的应用。
▲本研究带来的工程化病毒样颗粒可以递送到多种不同的器官（图片来源：参考资料[5]）
针对这些挑战，科学家们开发出了一种全新的工程化病毒样颗粒（简称eVLP），是首个能够向成年动物多种组织提供治疗水平的基因编辑蛋白的病毒样颗粒。在优化后，新型eVLP携带的蛋白质货物比过去增多了16倍，使编辑效果提高了8~26倍，在一些细胞实验中达到了95%的编辑效率！此外，这一技术还能在大脑、肝脏和视网膜等多个器官中实现了对多种目标基因的编辑。
展望未来，这种eVLP不仅可以用于基因编辑，还可以用于递送其他治疗性蛋白质。“eVLP结合了病毒和非病毒递送系统的优势，”Banskota博士介绍，“它们也是可编程的，并且相对容易生产，这些特点使它们成为蛋白质递送的潜力工具。我们期待这种eVLP可以被用来改善治疗性大分子的递送，造福患者。”如今，这名科学家已共同创立了Nvelop Therapeutics，开发具有变革性的基因疗法。
Xin Jin，34岁
Scripps研究所
工作简介
Xin Jin教授任职于Scripps研究所，专攻神经科学方向。在先前的工作中，她曾和Paola Arlotta教授、张锋教授以及 等行业领袖共事，将体内遗传学筛选工具应用于大脑发育的研究。
她的实验室官网中写道：美国大约每五名成人里，就有一人会在生命中经历某种形式的严重精神疾病。尽管遗传学研究已经找到了很多与精神疾病有关的基因和位点，但将这些发现与其细胞机制以及组织背景联系起来，还是一件充满挑战的难事。她的团队正在开发一种体内的遗传学筛选工具，能在大脑发育和成熟的过程中，系统性地分析不同基因在不同细胞类型中的功能。
▲Xin Jin教授的研究方向（图片来源：Xin Jin教授实验室官网）
《麻省理工科技评论》的官方介绍中，Xin Jin提到“过去，遗传学研究大多只是在特定的时间，特定或者少数几种细胞类型里分析一个基因。”如今她的工作能让科学家们同时在不同的细胞和器官中分析几十或者几百条不同的基因。长远来看，这一技术能改变哺乳动物神经发育的研究全景，有望让科学家们研究自闭症和发育迟缓等疾病背后的原因。
Mijin Kim，32岁
纪念斯隆-凯特琳癌症研究中心
工作简介
Mijin Kim是纪念斯隆-凯特琳癌症研究中心的一名博士后研究员，专攻卵巢癌的研究。《麻省理工科技评论》的报道提到，卵巢癌每年在全球带来了18.4万的死亡，而死亡背后的原因很大程度上在于缺乏早期诊断的有效方法——如果能在癌症早期进行诊断，就有望极大减少死亡的数字。
▲碳纳米管技术示意图（图片来源：参考资料[8]）
今年3月，Mijin Kim以第一作者的身份在《自然-生物医学工程》上发表论文，使用碳纳米管技术来检测癌症。这种碳纳米管能发出荧光，而随着与环境中的不同分子进行结合，这些荧光也会发出变化。通过机器学习的方法，研究人员们开发了一种能识别荧光模式的算法，可以对癌症的特征性分子进行精准的检测。在卵巢癌患者的血液样本中，研究人员们发现他们的检测工具比当下的生物标志物检测更为准确。
“这一方法能被快速应用到许多疾病的检测中，”Mijin Kim博士说道，“只要给检测器足够的数据，这一方法就能用来训练开发算法，识别几乎任何一种疾病。”
Benjamin Oakes，33岁
Scribe Therapeutics
工作简介
Benjamin Oakes博士是Scribe Therapeutics的首席执行官。这家位于加州的基因编辑公司由诺贝尔化学奖得主Jennifer Doudna教授创立，于去年斩获 。
当下许多专注于CRISPR技术的基因编辑公司多使用CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas12a系统，而Scribe公司专注于一种 。CasX源于自然界中一类“不可培养的细菌”（uncultivated microbes），与Cas9或Cas12a相比，CasX要小得多（不到1000个氨基酸）。经过Jennifer Doudna教授实验室的改造，最终成功应用于基因编辑。由于其体积较小，在递送上更具潜在优势。
图片来源：Scribe公司官网
根据其官网介绍，Scribe公司每个月都能开发数百个可用于CRISPR基因编辑技术的新分子，用于优化基因组编辑工具。“我们改造的基因编辑器更具活性，也能产生更高产的编辑。它们经过增强后，能更特异地靶向基因组的任意部分，自身也更为袖珍。”Oakes博士在《麻省理工科技评论》的访谈里说道。
Scott Xiao，24岁
Luminopia
工作简介
Scott Xiao是Luminopia公司的联合创始人，这是一家专注儿童健康的初创公司，想要解决弱视这一常见于儿童的眼科疾病。
有接近3%的儿童会出现弱视，这一疾病背后的原因是因为大脑和眼睛之间无法协调工作，大脑主要依靠一只眼睛，从而造成另一只眼睛视力下降。通常它的治疗方法是用眼罩遮住视力较强的眼睛，促使对视力较弱眼睛的使用。不过这种方法并不能训练两只眼睛协调使用。而且戴眼罩可能带来负面的社会和心理影响，一些儿童不愿意使用。
图片来源：Luminopia公司官网
Luminopia公司的Luminopia One系统使用虚拟现实（VR）系统，通过观看特定算法修改过的电视节目或者电影来改善视力。这一系统可调节患者在VR系统中看到的图像，促进对视力较弱眼睛的使用，并且鼓励患者的大脑将两只眼睛输出的信号进行结合。这一系统的效果得到多个临床试验的积极数据支持。在一项关键性3期临床试验中，105名4-7岁患儿随机接受Luminopia One系统和眼镜治疗，或只接受眼镜治疗。两组之间的视力敏锐度改善在接受治疗4周后就出现统计显著区别。在接受治疗12周后，Luminopia One的弱视眼视力平均改善1.8行（使用logMAR视力表），对照组改善0.8行（p=0.001）。
去年10月，美国FDA，作为处方疗法，改善弱视儿童的视力。新闻稿指出，这也是FDA批准用于治疗弱视儿童的首款数字疗法。
值得一提的是，在本榜单的其他领域中，也有一些年轻领袖的工作与生物医药相关。如在人工智能领域的9名创新者中，就有一些在使用机器学习技术挖掘疾病背后的基因信息，或是预测蛋白质的三维结构。限于篇幅，本文将不再一一赘述。感兴趣的读者朋友们可以点击文末“阅读原文/Read more”访问完整榜单页面。
参考资料：
[1] Biotech: We’re rewriting what we thought was possible in biotech. Retrieved June 28, 2022, from https://www.technologyreview.com/innovators-under-35/biotech-2022/
[2] Rewriting what we thought was possible in biotech, Retrieved June 28, 2022, from https://www.technologyreview.com/2022/06/28/1054260/2022-innovators-biotechnology/
[3] Alex Abramson, Retrieved June 28, 2022, from https://www.forbes.com/profile/alex-abramson/?sh=2ecde7c0608d
[4] Alex Abramson个人网站, Retrieved June 28, 2022, from https://www.agabramson.com/home
[5] Samagya Banskota et al., (2022) Engineeredvirus-like particles for efficient in vivo delivery of therapeuticproteins. Cell. Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.12.021
[6] Xin Jin, Retrieved June 28, 2022, from https://www.scripps.edu/faculty/jin/
[7] A Sensor Sniffs for Cancer, Using Artificial Intelligence, Retrieved June 28, 2022, from https://www.mskcc.org/news/sensor-sniffs-cancer-using-artificial-intelligence
[8] Kim, M., Chen, C., Wang, P. et al. Detection of ovarian cancer via the spectral fingerprinting of quantum-defect-modified carbon nanotubes in serum by machine learning. Nat. Biomed. Eng 6, 267–275 (2022). https://doi.org/10.1038/s41551-022-00860-y
[9] Scribe Therapeutics官方网站, Retrieved June 28, 2022, from https://www.scribetx.com/
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