生物制药公司CureVac的RNA打印机可以迅速生产mRNA候选疫苗
毫无疑问，未来一年可能产生重大影响的技术发展大多与新冠疫情有关。
从技术发展的角度来说，年似乎令人期待。从疫苗到嗅觉，从神经科学到质谱，7位科学家预测了年在他们各自的领域可能有重大突破的技术进展。
NickJackson：热稳定疫苗NickJackson是伦敦流行病防范创新联盟（CoalitionforEpidemicPreparednessInnovations,CEPI）项目及创新技术负责人。
流行病防范创新联盟是一个全球联盟，成立于年，旨在开发针对新兴传染病的疫苗。他们的目标是推动灵活快速、可大规模生产和低成本的疫苗技术，包括：能快速证明疫苗的安全性，以及大规模生产疫苗并将其交付给弱势群体，使每个人都能获得疫苗。
在COVID-19大流行期间，由于前所未有的紧急情况，包裹在脂质纳米颗粒内的信使RNA疫苗以创纪录的速度（不到1年）便完成了从获得测序信息到临床概念验证，再到中期分析的整个过程。事实上，Moderna生物技术公司和Pfizer制药公司只用了不到4个月就完成了从序列试验到第一阶段试验，这个速度令人难以置信，因为疫苗研发通常需要几年甚至几十年。目前这两家公司的新冠疫苗已经获批上市，以备紧急使用。
但RNA疫苗的潜力远不止于此。最近一项强大的创新是在纳米颗粒中使用可电离的脂质，将mRNA传递到细胞中。这些粒子在生理pH值下保持中性，但当它们进入细胞的核内体时，它们会在细胞器的酸性环境中积聚电荷，这有助于释放其mRNA负载。正在开发的下一代可电离脂质纳米颗粒将新增受体结合功能，从而靶向性地将颗粒递送到特定的组织或细胞类型。
其他技术创新也增加了疫苗的可用性。例如，一些技术利用糖分子进行有效的冷冻干燥，而不会破坏疫苗的精细结构或配方，使它们更容易储存和运输。
另一个增加疫苗可用性的途径是开发便携式RNA打印技术。很少有国家拥有大规模生产高质量疫苗的资本和专业知识，但年2月，CEPI向生物制药公司CureVac投资了万美元，帮助其开发一个完全可运输的设备，使资源匮乏地区能够生产自己的mRNA疫苗。这种创新将使疫苗更容易获得。这项创新对未来也有着重要意义：这意味着更多的国家能够在下一次疫情（无可避免）中打一场有准备之战。
OferYizhar：大脑中的全息图OferYizhar是以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所（WeizmannInstituteofScience）的系统神经科学家。
光遗传学——控制特定脑细胞和脑回路活动的技术——自年出现以来，在神经科学领域引起了轰动。预计这些工具在年将产生更大的影响。
利用光遗传学，研究人员可以将光照射到组织中，所有表达相应光反应蛋白的神经元都会做出反应。然而在现实中，大脑活动要微妙得多。神经元只对特定的刺激有反应。刺激的时间很重要；刺激的顺序也很重要；并且神经元很少同时放电。从年开始，光遗传学让我们能够操纵特定类型的神经元，但仍然不能复制细胞之间交流所用的语言。
为了克服这个缺点，一些神经科学家开发了新的光反应蛋白——例如，通过改变激活该通道的光的颜色，或使该通道保持更长时间的开放。其中一些修饰过的蛋白质使我们能够使用双光子激发技术更精确地刺激神经元，这是一种对活组织进行高分辨率成像的技术。然而，激光束激活单个神经元的速度有限，这就限制了我们设计模拟自然活动的刺激模式的可靠性。
与此同时，其他人在光学方面也取得了进展。在过去的几年中，全息术和其它用于单神经元操作的光学方法已经足够成熟，可以被非专业实验室采用。通过将激光分裂成许多形成神经元形状的光束，就有可能产生全息图，以复杂的时间模式，在三维中精确地刺激神经元。
一束激光刺激一个神经元可能需要10-20毫秒，而全息术可以让你在不到1毫秒内刺激该细胞——这比通常从一个神经元到另一个神经元传输信号需要4-5毫秒要快得多。并且你可以同时生成多个全息图，或者以特定的顺序生成全息图。
过去，这种类型的实验只能在专业的、拥有定制显微镜的知识和背景的光学实验室中进行。现在，像Bruker和3i这样的显微镜公司已经在他们的双光子成像系统中加入了全息技术。神经科学家可以通过显微镜拍摄一张照片，标记他们想激活的神经元，然后软件生成全息图来匹配这些激活模式。随着光遗传工具和光学技术的不断发展，我们可以开始以单神经元的精度破译神经元密码。
AliciaChenoweth：构建更好的抗体AliciaChenoweth是伦敦国王学院（King’sCollegeLondon）癌症免疫学家，年抗体生物学和工程学戈登研究会议（AntibodyBiologyandEngineeringGordonResearchConference）的联合主席。
注：戈登研究会议（GordonResearchConference,GRC）是由登记在册的88个非营利组织组成，自年以来一直为科学界服务，其使命是“为生物、化学和物理科学及其相关技术的前沿研究的介绍和讨论提供一个国际论坛”。GRC目前管理着超过个不同的会议。GRC被主流科学界接纳为在科学前沿发表研究报告的主要论坛，并与来自世界各地的顶尖科学家建立关系。
自20世纪90年代中期以来，抗体就被用于治疗。然而，直到最近几年，当科学家弄清楚抗体的结构如何影响它们的功能时，我们才真正开始发现它们的潜力。在持续的疫情大流行中，抗体疗法具有新的紧迫性。
大多数抗体疗法只是常规的、未修饰的抗体，它们能结合特定的目标——例如，病*或肿瘤细胞表面的一种蛋白质。然而，这些抗体中的很大一部分都无法使免疫细胞清除目标物质。随着分子生物学的进步，我们可以快速修饰抗体，使其更好地利用免疫系统对抗疾病。
Chenoweth的实验室一直在使用两种不同的策略来开展研究。在Novartis研究基金会基因组学研究所（GenomicsInstituteoftheNovartisResearchFoundation），Chenoweth等人基于PIPE（polymerasein