《科學》評10大科學突破 基因編輯嬰兒為"負面事件"
2018年12月21日15:16

  12月21日消息,據國外媒體報導,目前,《科學》雜誌最新評選出2018年十大科學突破。

  1、單細胞尺度細胞譜系追蹤技術

  從古希臘醫學之父希波克拉底時代開始,生物學家就被一個細胞如何發育成擁有多個器官和數十億人細胞的成年動物所迷惑,這位偉大的醫學家曾假設,母親的呼吸有助於嬰兒成長,但現在我們知道,最終還是DNA促進細胞增生和分生。

  目前,生物學家在單細胞尺度上揭曉了每個基因何時啟動並誘導細胞分化。他們指出,推動這些技術進步的是將數千個完整細胞從生物體中分離出來的技術,有效地對每個細胞中表達的遺傳物質進行測序,並使用計算機對細胞進行標記,從而重建它們在時間尺度上的關係。

  2、遙遠星系的“信使”

  埋在南極冰層之下球狀探測器DOMs能夠探測到遙遠恒星釋放的中微子與原子碰撞事件,並觀測到碰撞過程釋放的微弱光爆。此前很少有來自遙遠宇宙的“信使”將望遠鏡觀測到的光子結合在一起,從而揭曉光線無法呈現的現象。近年來,天文學家使用宇宙射線和引力波的高速粒子對宇宙進行觀測,這些粒子是時空中的漣漪,首次在2015年被探測到,被列入2016年年度《科學》雜誌重大科學突破之一,2018年,另一位“信使”也加入到這個行列——中微子,這是一種微小、幾乎沒有質量的粒子,非常難以探測。

  3、簡單快速地確定分子結構

  2018年10月,兩支研究小組同時發表論文聲稱,發現一種新方法可以在短短幾分鍾之內確定小型有機化合物的分子結構,而不是傳統技術要求幾天、幾週,甚至幾個月時間。幾十年來,分子繪圖的黃金標準一直是X射線晶體技術,它是將一束X射線射向包含數百萬個分子的晶體,這些分子排列在一個共同定向上。然而,研究人員跟蹤X射線在晶體上的反彈方式,從而識別單個原子,並在分子中分配它們的位置。分子結構對於科學家理解生物分子的行為,以及藥物如何與分子發生相互作用是非常重要的。但是這項技術需要一粒沙子大小的晶體,這對於科學家而言是一個很大的技術障礙。

  4、冰河時期大型碰撞事件

  科學家最新研究顯示,冰河時期曾有一顆小行星像連環核彈一樣撞擊在現今格陵蘭島西北部,隕石瞬間蒸發,並在整個北極地區引發衝擊波,現今留下明顯的疤痕——一個直徑31公里的“希亞瓦薩”碰撞隕坑,其面積大於華盛頓地區。2018年11月,科學家使用飛機雷達發現隱藏在這個千米冰層之下的隕坑。“希亞瓦薩”隕坑是地球上最大的25個隕坑之一,雖然不像0.66億年前墨西哥境內恐龍滅絕的隕石事件那樣具有災難性,但是此次隕石碰撞事件對全球氣候產生了顯著影響。碰撞之後的冰融水湧入北大西洋,可能阻止了歐洲西北部來自的溫暖洋流傳送帶,從而導致了冰河時期之後氣候驟降。該事件可能有助於解釋“新仙女木”事件,即冰河時期之後一次持續千年的降溫事件。

  5、一直被忽視的女性性騷擾現象出現好轉

  直到近年,科學界對性騷擾事件的報導非常少,而且基本上被忽視,但是從今年開始這一現象出現了好轉跡象。今年6月,美國國家科學、工程和醫學研究所發表了一份里程碑意義的研究報告,文中對科學、工程和醫學領域女性性騷擾現象進行了分析,報告表明,超過50%的女教師職工和20-50%的女學生,曾遭受到性騷擾,其中包括最普遍的形式——語言和非語言的性別歧視。然而,2018年一些機構採取了行動,該現象得到了扭轉。2018年9月,美國科學促進會(AAAS)通過了一項政策,一旦科學促進會研究員被確定為性騷擾者,將被剝奪其終身榮譽。

  6、古人類“混血兒”

  一塊來自5萬多年前的女性骨骼碎片揭示了兩個已滅絕古人類分支之間的驚人聯繫。2012年,考古學家在西伯利亞一個洞穴里發現的這個骨骼提取DNA表明,該女性的母親是尼安德特人,父親是丹尼索瓦人。研究人員知道丹尼索瓦人、尼安德特人和現代人類至少在冰河時代的歐洲和亞洲地區曾發生過雜交。這兩種古人類分支的基因也存在於現今的亞洲人和歐洲人,西伯利亞洞穴發現的骨骼化石表明,這三個古人類分支曾生活在不同時期,但是他們的確存在過親密接觸,並且丹尼索瓦人與尼安德特人雜交繁衍後代。

  7、法醫系譜學日趨成熟

  2018年4月,美國警方宣稱逮捕了一名重大嫌疑犯,他是約瑟夫·詹姆斯·迪安傑洛,他是上世紀70-80年代在加州轟動一時的系列強姦和謀殺案主凶,被稱為“金州殺手”。據悉,警方利用犯罪現場採取的DNA,通過公共家譜DNA數據庫鎖定了“金州殺手”的親屬,之後警方利用這種成熟的法醫系譜技術破獲了大約20多起重大案件,開創了新的技術領域——法醫系譜學。

  8、基因沉默藥物獲批

  今年 ,一種基於基因沉默機製的“RNA干擾”藥物獲得了監管機構的批準,這一舉措可能預示著一種針對致病基因的新型藥物的誕生。

  9、原始世界的分子窗口

  今年,科學家5億多年前的遠古生物化石上發現了分子痕跡,從而使他們對神秘的遠古世界認識更加清晰,遠古世界曾孕育了地球上最早的動物,從而使得分子古生物學追溯至幾億年前。同時,科學家在一些已知的最奇怪化石中也發現了脂肪分子特徵,這些遠古生物被稱為“埃迪卡拉紀生物”,發現海綿這種形式的生物可能比已知最古老生物化石進化早1億年時間。

  10、細胞如何對內含物質進行整理

  細胞內部的各個組成部分是如何協調的,如何在正確的時間和位置發揮功能?科學家最新研究發現,這個問題的關鍵是液滴(liquid droplets)。2018年,科學家發表研究報告稱,細胞中碰撞的數百萬個RNA分子以特定的形狀相互識別和濃縮,液相分離發揮著更大的作用,驅動DNA轉錄為RNA蛋白質,濃縮成為附著在DNA上的液滴,它們揭示了一項基本的生命活動奧秘——基因選擇性表達作用。

  據悉,除了年度科學突破事件之外,《科學》雜誌還評選出了3個“年度負面事件”。

  第一個是全球氣候變暖事件,該現象導致災難性氣候頻繁發生,但是全球各國的應對政策不利;

  第二個是具有200年歷史的巴西自然博物館在今年9月焚燬;

  第三個是今年11月賀建奎利用基因編輯技術培育出抵抗HIV病毒的雙胞胎女嬰。(葉傾城)

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