导言：
生物医学研究一直由科技创新推动着，正如我们在新冠疫情中看到的基于结构的疫苗抗原设计、脂质纳米颗粒载体系统及由此研发成功的mRNA疫苗，都是由于之前十几年间积累起来的生物技术基础。
把握技术进展，也有利于在自己的研发中掌握主动权，获得新的突破。
2023年1月23日，Nature杂志发表了题为“Seven technologies to watch in 2023”的文章，论述了七项对2023年科学创新具有重大影响的新技术 【1】。
这些新技术包括：单分子蛋白质测序、詹姆斯韦伯太空望远镜、体积电子显微镜、CRISPR、高精度放射性碳测、单细胞代谢组学、体外胚胎模型；其中五项已经开始应用于生物医药领域。
我们做一简述。
单分子蛋白质测序技术
Single-molecule protein sequencing
单分子蛋白质测序技术是一种能够对单个蛋白分子进行测序的技术。相较于传统的蛋白质测序方法，单分子蛋白质测序技术具有更高的灵敏度和准确度。
这种技术的基本原理是利用纳米级的探针，如单分子荧光标记和单分子电镜等，对单个蛋白分子进行定位和测序。
目前，单分子蛋白质测序技术已经成功应用于蛋白质结构和功能研究、蛋白质质量控制和疾病诊断等领域。
例如，研究者通过单分子蛋白质测序技术发现了一种新型蛋白质修饰机制，这一发现为研究蛋白质功能和疾病机制提供了新的思路。
此外，单分子蛋白质测序技术还被用于癌症诊断和治疗监测，可以更准确地评估癌症患者的疾病进展情况。
体积电子显微镜
Volume electron microscopy
体积电子显微镜是一种新型的三维显微成像技术，能够对细胞和组织的结构进行高分辨率的成像。
它的基本原理是利用电子束扫描样品，并通过电子探测器对被扫描的电子进行采集，最后通过计算机处理得到三维成像。
相较于传统的光学显微镜，体积电子显微镜具有更高的分辨率和更大的成像深度，能够清晰地显示出细胞内结构和器官间关系。此外，体积电子显微镜还具有较高的灵敏度和动态范围，能够对动态过程进行成像。
体积电子显微镜已经在细胞和组织结构研究、疾病诊断和治疗监测等领域取得了重要进展。
例如，研究者利用体积电子显微镜成功地对癌细胞的三维结构进行了描述，为癌症的早期诊断和治疗提供了新的思路。
CRISPR
CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）是一种基因编辑技术，能够精确地修改基因组中的特定位置。它的基本原理是利用RNA分子将特定的酶，如CRISPR-associated 9（Cas9）酶，导向特定的基因位置，并进行基因修饰。
CRISPR技术具有高效率、简便、灵敏等特点，已经在多种生物体系中被成功应用，如植物、动物、细胞和组织等。
CRISPR技术在基因疾病治疗和农业等领域具有重要的应用前景。
例如，研究者已经利用CRISPR技术成功地治愈了基因缺陷导致的疾病，如苹果酸病等。
此外，CRISPR技术还被用于基因育种，可以提高作物的产量和抗病能力。
单细胞代谢组学
Single-cell metabolomics
单细胞代谢组学是一种对单个细胞的代谢过程进行研究的技术。它的基本原理是利用高通量测序技术，如RNA测序和质谱分析等，对单个细胞的代谢物进行测定。
单细胞代谢组学具有高灵敏度和高分辨率，能够对细胞内的微小变化进行检测。目前，单细胞代谢组学已经被用于细胞和组织发育过程、疾病诊断和治疗监测等领域。
例如，研究者利用单细胞代谢组学发现了癌症细胞中的代谢异常，为癌症早期诊断和治疗提供了新的思路。
体外胚胎模型
In vitro embryo models
体外胚胎模型是一种在实验室中通过人工手段培养胚胎的方法。这种技术可以用来研究胚胎发育的初期阶段，也可以用来进行遗传学研究和药物筛选。
体外胚胎模型的基本原理是将卵子和精子在实验室中结合，形成受精卵，然后在特殊培养基中培养。在培养过程中，科学家可以控制胚胎发育的环境，如温度、湿度和营养条件。
这样，科学家就可以研究胚胎发育过程中的各种因素对胚胎发育的影响。
体外胚胎模型在遗传学研究中也有重要作用。
科学家可以通过改变胚胎发育过程中的某些参数来研究遗传因素对胚胎发育的影响。这样，科学家就可以找到遗传疾病的发病机制，并为疾病的治疗和预防提供重要信息。
体外胚胎模型在药物筛选中也有重要应用。
科学家可以在培养胚胎时加入不同的药物，来研究药物对胚胎发育的影响。这样，科学家就可以筛选出对胚胎发育有益的药物，并为临床治疗提供新的疗法选择。
此外，体外胚胎模型还可用于研究药物的副作用，为药物的安全性评估提供重要信息。
总之，体外胚胎模型是一种重要的研究工具，可以用来研究胚胎发育过程中的各种因素，并为遗传学研究、药物筛选和临床治疗提供重要信息。
然而，这种技术也存在一些局限性，如胚胎培养过程中的不稳定性和胚胎发育过程中的复杂性。
参考文献：
【1】https://www.nature.com/articles/d41586-023-00178-y
