來源：人民日報健康用戶端 陳龍飛
1月18日，由兩院院士投票評選的2021年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞揭曉。人民日報健康用戶端梳理發現，在20項科技進展新聞中，與醫療健康相關的達7項。
大陸實作二氧化碳到澱粉的從頭合成
科研人員觀察試管中的人工合成澱粉，中科院天津工業生物技術研究所供圖
澱粉是糧食最主要的成分，也是重要的工業原料，其主要合成方式是由綠色植物通過光合作用固定二氧化碳來進行。中國科學院天津工業生物技術研究所研究人員提出了一種颠覆性的澱粉制備方法，不依賴植物光合作用，以二氧化碳、電解産生的氫氣為原料，成功生産出澱粉，在國際上首次實作了二氧化碳到澱粉的從頭合成，使澱粉生産從傳統農業種植模式向工業工廠中的房間生産模式轉變成為可能，取得原創性突破。相關研究成果于2021年9月24日線上發表于《科學》雜志。
異源四倍體野生稻快速從頭馴化獲得新突破
異源四倍體野生稻與二倍體栽培稻的植株表型。中科院種子創新研究院/遺傳與發育生物學研究所供圖
全球氣候變暖、極端天氣頻發等都為糧食安全帶來了巨大挑戰。中國科學院種子創新研究院/遺傳與發育生物學研究所李家洋院士團隊首次提出異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新政策，旨在最終培育出新型多倍體水稻作物，進而大幅提升糧食産量并增加作物環境變化适應性。本項研究為未來應對糧食危機提出了一種新的可行政策，開辟了全新的作物育種方向。相關研究成果2021年2月4日發表于《細胞》。
全球首個“自我複制”的活體機器人誕生
一個活體機器人将單個細胞組裝成一個新的細胞團。圖檔來源：Douglas Blackiston
美國佛蒙特大學、塔夫茨大學和哈佛大學威斯生物啟發工程研究所的科學家發現了一種全新的生物繁殖方式，創造了有史以來第一個可進行自我複制多代的活體機器人Xenobots 3.0。據悉，該活體機器人或可有助于醫學的全新突破——除了有望用于精準的藥物遞送之外，還可應用于再生醫學，或可為出生缺陷、對抗創傷、癌症與衰老提供開創性的解決思路。11月29日，相關研究成果發表于美國《國家科學院院刊》。
科學家借助AI技術破解蛋白質結構預測難題
AI現在可以快速可靠地預測大多數蛋白質的三維形狀。圖檔來源：DEEPMIND
美國華盛頓大學和英國DeepMind公司通過建構人工智能程式，預測蛋白質和一些分子複合物的精确三維原子結構。DeepMind公司報告的人工智能程式AlphaFold可以預測出98.5%的人類蛋白質結構，有助于深入了解一些關鍵生物學資訊、開展藥物研發。美國華盛頓大學建立的RoseTTAFold蛋白質結構預測程式，僅需十分鐘，就能預測蛋白質的結構及蛋白質之間的結合形式。相關論文于7月15日分别刊登于《自然》和《科學》。
“基因剪刀”首次治療遺傳病
利用CRISPR治療罕見緻命肝病。圖檔來源：ELLA MARU STUDIO
“基因剪刀”的CRISPR基因編輯技術治療遺傳疾病，需要清除一個巨大的障礙：将分子剪刀工具直接注射到受影響的細胞中，進而實作DNA切割。英國倫敦大學研究人員發現CRISPR技術能使一種突變基因失活。研究首次将CRISPR藥物注射到一種罕見遺傳病患者的血液中，并發現其中3人的肝髒幾乎停止産生有毒的蛋白質。相關研究結果5月28日發表于《新英格蘭醫學雜志》。該研究在能夠滅活、修複或替換身體任何部位的緻病基因方面邁出了關鍵的第一步。
“芝麻粒”大小心髒模型問世
心髒模型發育的再現性。圖檔來源：Sasha Mendjan等
奧地利科學院生物學家Sasha Mendjan團隊使用人類多能幹細胞培養出芝麻大小的心髒模型，又稱心髒線。它可以自發地進行組織，在不需要實驗支架的情況下發展出一個中空的心房，幾乎重制了人類心髒的自發生長軌迹。相關研究5月20日發表于《細胞》，為創造人造心髒類器官提供了可能。
科學家成功在實驗室中建構人類早期胚胎樣結構
人造囊胚。圖檔來源：UT Southwestern
美國得克薩斯大學達拉斯西南醫學中心研究人員成功用人多能幹細胞分化誘導出人類早期胚胎樣結構。該結構與人囊胚期胚胎具有類似的結構，能正确表達相應的基因與蛋白，并且可在體外發育2至4天，形成類羊膜囊等結構。相關研究成果3月17日刊登于《自然》。該胚胎樣結構，為深入了解人類早期重大疾病造成的流産、畸形兒、女性受孕障礙等現象，及建立藥物篩選模型，提供了基礎。