美刊评出2012年十大新兴技术 卵子干细胞居首

美国哈佛大学生殖生物学家乔纳森·蒂利发现了一种可减缓女性生物钟周期的方法。其在今年3月发表论文称,女性可将其卵巢中的卵子干细胞带入成年期,这或许是女性延长生育年龄的关键。

现今,女性的生育能力受限于其卵子的总供给量,及其40岁后不断下降的卵子质量。蒂利所使用的干细胞(能分化或发育成其他细胞)或可使女性遇到的上述两个问题迎刃而解。这些新发现的细胞有可能会被诱导发育成新卵子,或使老年女性的卵子恢复活力。

蒂利于2004年在小鼠身上首次发现了卵子干细胞。他在成年女性的卵巢组织中鉴别出了卵子干细胞,然后将其分离并注入到人类卵巢组织,再将卵巢组织移植到小鼠体内。这些细胞分化成人类卵母细胞(在排卵期一次只能成熟一个的未成熟卵子细胞)。蒂利没有对这些卵母细胞采取进一步措施,但他表示,从小鼠身上得到的卵子干细胞已可生成功能性卵子,受精后即可展现出早期胚胎发育的症状。

该技术的另一诱人影响是,可用以使老年女性的卵子恢复“青春”。蒂利称,将线粒体从干细胞诱导细胞转移到现有卵子即可达成。上世纪90年代,在一名年轻捐助者的帮助下,研究人员曾做过类似的研究,结果发现来自捐助者卵子细胞的线粒体可改善老年女性卵子的活力。但是,这项工作“造就”的近30名孩子,由于其DNA(脱氧核糖核酸)来源于两个“母亲”及共同父亲,造成了伦理上的纠纷,且尚不清楚孩子是否会遭受健康方面的潜在后果,项目目前已被叫停。蒂利称,如果线粒体来源于自身年轻时采集的卵细胞,女性就可避免潜在的DNA混杂危险。

此项研究成果虽然离创建一个人类新生儿还为时尚远,但已改变了人们对生育的理解。虽然蒂利的少数同事尚对女性卵巢组织中发现的这些细胞是否为真正的干细胞,及是否能成为功能性卵子细胞仍半信半疑,但大部分人认为此项研究是一次“非常令人着迷的飞跃”。

总部位于美国波士顿的“卵子科学”公司正在对蒂利的研究成果进行商业化,该公司目前已筹得4300万美元的资金,寻求不孕疗法及干细胞的其他应用。

2.超效太阳能

在正常环境下,Semprius公司太阳能电池的发电成本要低于化石燃料。

去年冬天,一家名为Semprius的新创公司创下了太阳能发电的一个重要记录:其太阳能电池板可将近34%的入射光能转换成电力。Semprius公司表示,一旦规模化运行,在某些地方,其发电成本之低将足以与那些以煤和天然气为燃料的电厂相抗衡。

太阳能设施有许多固定成本,如用于面板阵列的不动产等,因此最大限度地发挥每块面板的效率以降低太阳能的价格是非常重要的。很多企业都在尝试各种方法来做到这一点,包括使用除了硅之外的其他材料等。比如,阿尔塔设备公司使用高效砷化镓材料制成了柔性太阳能板;Semprius公司采用的也是砷化镓,因为这种材料能比硅更好地把光转化为电能(硅太阳能电池板的效率记录是23%左右)。但砷化镓也昂贵得多,因此Semprius公司正在通过不同途径进行成本补偿。

其一是缩减太阳能电池的尺寸,将每块太阳能板上的单个光吸收器缩减至仅600微米宽、600微米长、10微米厚。这种制造工艺得益于公司共同创始人、伊利诺伊大学化学和工程系教授约翰·罗杰斯的研究成果,其找到了一个办法,将细小的电池生长在砷化镓晶圆上,然后将其快速剥离,再用晶圆制作更多的电池。一旦这些电池铺设完成,并将其置于汇聚日光的玻璃透镜下,Semprius公司可将其电力产量最大提升约1100倍。

将日光汇聚到太阳能电池板并不是什么新办法,但对于较大的硅电池来说,通常必须使用冷却系统以带走由此产生的热量。而Semprius的小型电池单元产生的热量可少到无需冷却,从而进一步降低了成本。Semprius公司技术副总裁斯科特·伯勒斯称,未来几年,使用该系统产生的电力成本可达到每千瓦时8美分,这要低于美国2011年每千瓦时10美分的平均零售价格。

但是,利用透镜聚光的局限性中和了Semprius技术的部分优势:电池在晴朗的天气下,接收日光直射时,系统能达到最佳效果;在任何其他情况下,能源产量就会显著下降。

目前,Semprius公司已开始大规模生产这种面板。该公司已经从风险投资公司和西门子公司筹集了约440万美元,今年计划在北卡罗莱纳州开设一个小型工厂,其每年生产的太阳能电池板足够提供6兆瓦的电力。该公司希望到2013年底可扩大到30兆瓦,但这样就必须筹集更多的钱,然而在当前资本密集型能源先创企业不受青睐的气氛下,能筹到多少钱尚是未知数。