今日2篇Nature Biotechnology，均出自四院院士！
奇物论
2021-06-30
在手术恢复期间需要使用的临时心脏起搏器涉及经皮导线和外部硬件，这些硬件具有感染风险、限制患者活动能力并可能在移除导线期间损坏心脏。鉴于此，美国西北大学John A. Rogers院士、Rishi K. Arora和乔治华盛顿大学Igor R. Efimov等人报告了一种无引线、无电池、完全植入式心脏起搏器，用于术后控制心率和心律，在规定的手术时间内，通过自然生物过程完全溶解和清除。成果发表在Nature Biotechnology上。
这是有史以来第一个可降解的瞬态起搏器。起搏器的所有组件都是生物相容的，可以在五到七周内自然吸收到身体的生物流体中，无需手术取出。研究人员展示了这些设备在小鼠、大鼠、兔、犬和人类心脏模型中提供各种大小心脏的有效起搏，具有定制的几何形状和操作时间尺度，由无线能量传输提供支持。这种方法克服了传统临时起搏装置的主要缺点，可作为下一代术后临时起搏技术的基础。该瞬态电子平台开启了医学和生物医学研究的全新篇章。
图|生物可吸收、可植入、无引线、无电池心脏起搏器的材料、设计特征和建议用途值得注意的是，同日，合成生物学家、哈佛大学James J. Collins院士课题组在Nature Biotechnology上也发表了关于合成生物学结合可穿戴设备的重要进展。
将合成生物学整合到可穿戴设备中可以扩大无创监测生理状态、疾病状态和病原体或毒素暴露的机会。然而，合成电路的运行通常需要活的工程细菌的存在，这限制了它们在可穿戴设备中的应用。于此，James J. Collins院士课题组报告了使用冷冻干燥、无细胞合成电路（包括基于 CRISPR 的工具，可检测代谢物、化学物质和病原体核酸特征）功能化的轻质、柔性基材和纺织品。可穿戴设备在从水性暴露事件中再水化时被激活，并通过比色变化或通过检测荧光和发光输出的光纤网络报告特定分子目标的存在。核酸的检测限可与当前的实验室方法（如定量 PCR）相媲美。研究人员展示了一种带有冻干 CRISPR 传感器的口罩的开发，用于在室温下 90 分钟内对 SARS-CoV-2 进行可穿戴、无创检测，除按下按钮外，无需用户进行其他干预。
图|基于 CRISPR 的 FDCF 可穿戴传感器的验证1. Choi, Y.S., Yin, R.T.,Pfenniger, A. et al. Fully implantable and bioresorbable cardiac pacemakerswithout leads or batteries. Nat Biotechnol (2021).https://doi.org/10.1038/s41587-021-00948-x2. Nguyen, P.Q.,Soenksen, L.R., Donghia, N.M. et al. Wearable materials with embedded syntheticbiology sensors for biomolecule detection. Nat Biotechnol (2021).https://doi.org/10.1038/s41587-021-00950-3
John A.Rogers，美国西北大学讲席教授，并兼任生物集成电子中心创始主任。系美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院、美国艺术与科学学院四院院士，同时是美国电气和电子工程师协会(IEEE)、美国物理协会(APS)和材料研究协会(MRS)等多个权威科学协会会士。此外，他是复旦大学、浙江大学荣誉教授，瑞士联邦理工学院荣誉博士。他曾获麦克阿瑟天才奖(2009年) 、麻省理工学院的莱梅尔逊奖(2011年)、美国史密森尼物理科学创造力大奖(2013年)、苏黎世联邦理工学院颁发的苏黎世化学工程奖章(2015年)以及美国机械工程师学会颁发的纳戴奖章(2017年)。截止目前，John A.Rogers院士发表论文650篇以上，获批或申请中的专利超过100项；Web of Science被引次数超过64000次，H指数117；GoogleScholar被引次数超过122000次，H指数171。
James J. Collins，哈佛大学和麻省理工学院教授，系美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院、美国艺术与科学学院四院院士。课题组致力于合成生物学和系统生物学，特别关注使用网络生物学方法研究抗生素作用、细菌防御机制和耐药性的出现。他的专利技术已获得超过 25 家生物技术、制药和医疗器械公司的许可，他还帮助创办了多家公司，包括Sample6 Technologies、Synlogic 和EnBiotix。他获得了无数奖项和荣誉，包括罗德奖学金、麦克阿瑟“天才”奖、美国国立卫生研究院院长先锋奖、赛诺菲巴斯德研究所奖以及多项教学奖。
