（人民日报健康客户端 陈龙飞）1月18日，由两院院士投票评选的2021年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻揭晓。人民日报健康客户端梳理发现，在20项科技进展新闻中，与医疗健康相关的达7项。
我国实现二氧化碳到淀粉的从头合成
科研人员观察试管中的人工合成淀粉，中科院天津工业生物技术研究所供图
淀粉是粮食最主要的成分，也是重要的工业原料，其主要合成方式是由绿色植物通过光合作用固定二氧化碳来进行。中国科学院天津工业生物技术研究所研究人员提出了一种颠覆性的淀粉制备方法，不依赖植物光合作用，以二氧化碳、电解产生的氢气为原料，成功生产出淀粉，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，取得原创性突破。相关研究成果于2021年9月24日在线发表于《科学》杂志。
异源四倍体野生稻快速从头驯化获得新突破
异源四倍体野生稻与二倍体栽培稻的植株表型。中科院种子创新研究院/遗传与发育生物学研究所供图
全球气候变暖、极端天气频发等都为粮食安全带来了巨大挑战。中国科学院种子创新研究院/遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队首次提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，旨在最终培育出新型多倍体水稻作物，从而大幅提升粮食产量并增加作物环境变化适应性。本项研究为未来应对粮食危机提出了一种新的可行策略，开辟了全新的作物育种方向。相关研究成果2021年2月4日发表于《细胞》。
全球首个“自我复制”的活体机器人诞生
一个活体机器人将单个细胞组装成一个新的细胞团。图片来源：Douglas Blackiston
美国佛蒙特大学、塔夫茨大学和哈佛大学威斯生物启发工程研究所的科学家发现了一种全新的生物繁殖方式，创造了有史以来第一个可进行自我复制多代的活体机器人Xenobots 3.0。据悉，该活体机器人或可有助于医学的全新突破——除了有望用于精准的药物递送之外，还可应用于再生医学，或可为出生缺陷、对抗创伤、癌症与衰老提供开创性的解决思路。11月29日，相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。
科学家借助AI技术破解蛋白质结构预测难题
AI现在可以快速可靠地预测大多数蛋白质的三维形状。图片来源：DEEPMIND
美国华盛顿大学和英国DeepMind公司通过构建人工智能程序，预测蛋白质和一些分子复合物的精确三维原子结构。DeepMind公司报告的人工智能程序AlphaFold可以预测出98.5%的人类蛋白质结构，有助于深入理解一些关键生物学信息、开展药物研发。美国华盛顿大学创建的RoseTTAFold蛋白质结构预测程序，仅需十分钟，就能预测蛋白质的结构及蛋白质之间的结合形式。相关论文于7月15日分别刊登于《自然》和《科学》。
“基因剪刀”首次治疗遗传病
利用CRISPR治疗罕见致命肝病。图片来源：ELLA MARU STUDIO
“基因剪刀”的CRISPR基因编辑技术治疗遗传疾病，需要清除一个巨大的障碍：将分子剪刀工具直接注射到受影响的细胞中，从而实现DNA切割。英国伦敦大学研究人员发现CRISPR技术能使一种突变基因失活。研究首次将CRISPR药物注射到一种罕见遗传病患者的血液中，并发现其中3人的肝脏几乎停止产生有毒的蛋白质。相关研究结果5月28日发表于《新英格兰医学杂志》。该研究在能够灭活、修复或替换身体任何部位的致病基因方面迈出了关键的第一步。
“芝麻粒”大小心脏模型问世
心脏模型发育的再现性。图片来源：Sasha Mendjan等
奥地利科学院生物学家Sasha Mendjan团队使用人类多能干细胞培养出芝麻大小的心脏模型，又称心脏线。它可以自发地进行组织，在不需要实验支架的情况下发展出一个中空的心房，几乎重现了人类心脏的自发生长轨迹。相关研究5月20日发表于《细胞》，为创造人造心脏类器官提供了可能。
科学家成功在实验室中构建人类早期胚胎样结构
人造囊胚。图片来源：UT Southwestern
美国得克萨斯大学达拉斯西南医学中心研究人员成功用人多能干细胞分化诱导出人类早期胚胎样结构。该结构与人囊胚期胚胎具有类似的结构，能正确表达相应的基因与蛋白，并且可在体外发育2至4天，形成类羊膜囊等结构。相关研究成果3月17日刊登于《自然》。该胚胎样结构，为深入了解人类早期重大疾病造成的流产、畸形儿、女性受孕障碍等现象，及建立药物筛选模型，提供了基础。
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