在工业界，2009年可能是艰难的一年；但是对于生命科技而言，它是创新的一年。The Scientist杂志评选了十项最佳创新技术，简列如下。

第一名：以蛋白质诱导多能性（PLURIPOTENCY FROM PROTEINS）
2009年最令人兴奋的创新，是以最普遍使用的技术重组细胞成为类似胚胎的状态。加州La Jolla 的Scripps研究中心的研究人员首次完全避免基因改造，只用蛋白诱导小鼠胚胎纤维细胞多能性。诱导式多能性干细胞（iPS cell）技术真是一项突破性的发现，而基因改造在实际应用上则会造成极大的障碍，其中包括可能导致疾病，如癌症。 该研究小组挣扎了近2年才找到正确的条件和各成分完美的结合，包括Shinya Yamanaka的四个转录因子的蛋白质形式，以及已知会提高重新编组效率的组蛋白去乙酰酶抑制剂（Cell Stem Cell，4(5): 381-84，2009）。该技术还没有商业化，但正在开发中。 他们不予评论其成本，只说这将取决于最终应用的技术。基本的应用，如毒理学测试和试剂的发展是在低端市场的价格规模，更先进的药物开发和细胞治疗应用的费 用较高一些。

第二名：快速病原体辨识（QUICK PATHOGEN ID）
当面对一个未知的，致命的病原体爆发传染时，任何延误都要付出生命代价。在20世纪90年代，一个政府办的生物防御会议上，被提供最好的病原体 检测办法，还停在革兰氏染色。 当时David Ecker在Ibis Biosciences，一直在用质谱仪，测试候选药物结合RNA的能力。透过质谱仪比较结合的RNA和未结合的RNA（较轻）的分子量来作。他想，为什么不使用质谱仪，根据其不同的重量来识别基因组？ 诀窍在于设计病毒或细菌的基因组的保留区的PCR primers，使它们成为一整类病原体的共同部份。被夹在primers和被PCR放大的基因组的部份，因其差异可被用来区别每个子类病原体。 虽然这个装置还没有被批准进行临床试验或诊断，它已经被用于测试病毒，法医监定，和其他应用的基本突变率，包括美国海军和美国疾病管制局用来检测新流感 H1N1病毒。

第三名： 利用光操纵细胞（MANIPULATE CELLS USING LIGHT）
通常情况下，对光敏感的植物蛋白光敏色素（phytochrome）和它的联结伙伴，光敏色素相互作用因子（PIF, phytochrome interaction factor）在回应红光后，连结在一起就转移到细胞核，红外光会打破这个联结。加州大学旧金山分校的研究人员修改了基因，使两者被激活时，移动到细胞膜 （而非细胞核）。然后，他们把PIF联结到一个细胞骨架蛋白上。当空间定位脉冲红光活化PIF时，PIF反过来又激活了细胞骨架蛋白，因此可以重塑细胞（Nature，461:997-1001，2009）。 光敏色素把光转换成蛋白质之间的相互作用。研究人员可以把PIF链接到任意数量的蛋白质，使这个系统比其它的光控制系统更适用于广泛的细胞程序。 研究小组提把光敏色素突变体和PIF质粒（plasmid）交给Addgene，一个非营利质粒库，便于在科学界供应质粒。研究者可以索求质粒每个约65美元.

第四名：可以量化的数码相机（A CAMERA THAT QUANTIFIES）
细胞生物学家经常需要测量和比较蛋白质产生萤光的量，捕捉在细胞膜上同位置进行的事件，并描述病毒的进入，他们往往使用电子倍增电荷耦合装置 （EMCCD, electron-multiplying charge-coupled device）相机来量测这些现象。但是，根据所设定的计量，这些装置所给的数字是随意的单位，不同的相机和不同的时间就有差异。这意味着图像数据，不论 是同一实验室或不同实验室所得成像数据是没有可重复性的。 Evolve相机，藉着测量结果的图像的单位光电子使图像数据量化和具可重复性，萤光蛋白发出的光子或是反射的光子触及相机的感应器就被计量。如此可以达 到量化和标准化的结果。

第五名：锌指蛋白（Zinc Finger）产生「基因剔除」（knockout）大鼠（ZINC FINGERS CREATE KNOCKOUT RAT）
Sigma-Aldrich在 2008年的一项竞赛靠着他们的CompoZr， Zinc Finger nuclease（ZFN，锌指核酸酶）拿了铜牌，它可以启动双链 DNA在特定位置断裂，剔除甚至一个硷基对。2009年，该公司根据这个成果继续发展，生产「基因剔除」大鼠。 美国威斯康辛医学院的研究人员使用Sigma量身特制的锌指核酸，产生了第一批的「基因剔除」大鼠，其中一些有萤光蛋白表现而发绿光。现在老鼠之外的啮齿 类可以发展成特定人类疾病的模型供研究之用。

第六名： 多功能显微镜（ALL-IN-ONE MICROSCOPES）
Olympus引进两种新的 多功能显微系统：FluoView FV10i，世界上第一个独立的共聚焦显微镜，可用于对样本建构三维影像；还有FSX100，自载有萤光和明视野显微镜，是在美国可以购得的第一种此类显 微镜。这两个系统都把照明系统，显微镜，可移动的台子，和照相机结合起来成为一个简单的小盒子。这和传统的装置不同，小巧又容易设置在任何地方。这个装置 另外一个好处是一般必须在暗房里操作的萤光显影，可以在实验室里不必关灯操作。此外，这两种显微镜完全是「软件驱动」，这意味着他们是非常合乎逻辑的，即 使是第一次使用也很容易上手。

第七名：序列捕获新工具（NEW SEQUENCE CAPTURE TOOL）
科学家们拥有大量珍贵的数据，30亿碱基对！但是没有办法使用，因为基因组过于庞大且凌乱，研究人员无法完全分析这些信息。总部在德国的公司febit， 设立了HybSelect，利用基因晶片，集中在基因组中对特定疾病具关键角色的区域。这项技术已经被用于研究癌症，多发性硬化症，爱滋海默氏症和糖尿病。

第八名：代谢的新测量仪（NEW MEASURE OF METABOLISM）
麻省的Seahorse Bioscience发明的XF96分析仪，是第一个能够测量细胞中两个主要的能量传导途径的仪器：细胞线粒体呼吸与糖酵解。这样就能够提供对于细胞代谢 过程全面的了解，以及在疾病状况下程序如何出差错。 在XF96开发之前，科学家们依靠克拉克电极技术测量细胞的耗氧量，既耗时，所提供的讯息也很有限。现在，只需要35-90分钟，这个XF分析仪就能够测 量氧气消耗──这是线粒体呼吸的指标，以及细胞外酸化──这是糖酵解的一个副产品。经过在微孔板分离出小量的细胞，仪器可以用光学生物感测器测量溶解氧和 pH值的变化。使用仪器的96孔盘，研究人员可以测试多达四种药物对细胞的新陈代谢的影响，理解细胞的生物能量变化。目前售价为10-20万美元，仪器首 次于 2009年1月上市，目前全球拥有 400多个客户。

第九名：蛋白表现的新配方（NEW RECIPE FOR PROTEIN EXPRESSION）
合成基因被认为是达到高效蛋白表达最具成本效益、及时、且灵活的工具。蛋白表达是现代生物技术研究最基要的一环。由于不同的密码子可以产生相同的氨基酸， 科学家们在编码（翻译）蛋白质的时候可有无数的组合供选择。有些组合比其它组合产生更好的结果。通常，研究人员使用传闻证据来选择某一组密码子，为达到蛋 白表达最佳化，却产生不可预测的结果。现在，加州的公司DNA2.0的科学家们发展新的设计规则系统，基于实际基因特征来预测最佳组合密码子。该系统发表 在九月份的PLoS ONE（4(9): e7002），生产蛋白表达优于以往的方法10倍。 该小组设计、合成、以不同的基因组对两种不同的蛋白质（一个 DNA聚合酶和一个单链抗体）编码，并根据产生最多蛋白质的密码子，开发出一种设计原则来预测最佳化蛋白表达的基因组合。

第十名：三维细胞培养（CELL CULTURE IN 3D）
由Hamilton公 司开发的桌上型BioLevitator，结合培养箱和离心机成一个单位，是首批三维细胞培养系统之一。 这项技术开创了一个三维的细胞培养，更接近体内环境。BioLevitator还可以使研究人员以较少的时间培养更多细胞。他们的合作伙伴公司 Global Cell Solutions，开发了一种内衬蛋白质独特的微载体，有利于细胞在三维表面生长。 BioLevitator可同时在四个管中进行细胞培养，内部的磁铁可以保持细胞悬浮和均一。多蛋白质涂层可支持不同细胞系。在培养过程中，可监测每个管 中的二氧化碳，温度，细胞密度和pH值。当培养完成时，所有的数据可以透过BioLevitator的USB端口传输到电脑进行分析。 这个价格35,000元的小型多功能仪器还具有环保的好处，因为它比传统二维系统更加有效率，可减少使用腐蚀性化学品和实验室器材。Hamilton公 司，以BioLevitator每星期培养四千万个仓鼠卵巢细胞估计，每年可以节省成本百分之六十。

科学人杂志
http://www.the-scientist.com/
《The Scientist》，The Scientist : 2009 Top 10 Innovations，Volume 23 | Issue 12 | Page 41