請回答2018:宇宙與生命邊界在哪裡?
2019年01月03日02:26

  作者 錢童心

  人類歷史上從未停止過對未知世界的探索——從浩瀚的宇宙天際,到人類自身的大腦和疾病。

  過去的2018年,科學家們在空間旅行、生物醫藥和地球科學等領域做出了諸多卓越的突破性的發現,碩果纍纍。2019年,將有更多謎團等待科學家破解。

  來自空間的喜訊不斷

  2019年新年伊始,美國航空航天局NASA的空間探測器“新視野”號首次飛掠太陽系最遠端的未知天體“天涯海角”(UltimaThule),這是一個比冥王星更遠的行星。未來20個月,“新視野”號將陸續傳回收集的照片。

  負責“新視野”號拍攝任務的科學家哈囉德·韋弗博士表示,當“新視野”號觀察“天涯海角”時,實際上也是在觀測40多億年前行星生成與太陽系結構形成的時刻。探測器收集的數據將有助於瞭解早期太陽系的物理和化學環境,也能幫助科學家們瞭解太陽系外其他的行星系統。

  “這是有史以來人類航天器所探索到的最遠的物體,也是人類至今研究過的太陽系中最古老的遺蹟,對回答太陽系的形成將有所幫助。”馬普所(MaxPlankInstitutes)博士後張淵皞對第一財經記者表示。

  “天涯海角”距離地球約65億公里,距離冥王星約16億公里,它形成於柯伊伯帶的冰凍區,溫度極低,這樣的環境更加完好地保留其形成之初的原始狀態。

  中國航天科工二院研究員、國際宇航聯合會空間運輸委員會副主席楊宇光表示:“在柯伊伯帶,富含甲烷、水、水冰的天體較多,柯伊伯帶形成於太陽系早期,它保留了太陽系早期的很多痕跡,對瞭解整個太陽系是非常有用的。”

  人類一方面在通過太陽系最遠端的天體瞭解太陽系的行程,另一方面也在史無前例地更加接近太陽本身。2018年8月12日,在美國佛羅里達州的甘迺迪航天中心,NASA的帕克太陽探測器(ParkerSolarProbe)發射升空,踏上人類有史以來第一次太陽之旅,成為首個進入日冕層的飛行器。在未來的八年,帕克探測器將完成24次繞太陽軌道的飛行,與太陽表層的最近距離僅610萬千米。

  帕克探測器將收集到的大量數據發回地球。NASA太陽物理學部門的負責人NicolaFox在一份聲明中稱:“60多年來,太陽物理學家們一直期待著這樣一個探測任務,我們想要解開的秘密就在日冕中。”研究人員稱,如果想要更準確地預測那些給地球造成嚴重破壞的宇宙氣候事件,深入瞭解太陽內部的機製尤為重要。

  就在帕克探測器與太陽“熱吻”時,在中國,嫦娥四號探測器的發射將能實現人類航天器首次登陸月球背面的壯舉。

  中國探月工程2018年12月30日發佈消息稱,當天8時55分,嫦娥四號探測器在環月軌道成功實施變軌控製,順利進入準備月背著陸預定軌道,並將擇機著陸。目前,嫦娥四號探測器已經由距離月面平均高度約100公里的環月軌道成功實施降軌控製。

  這是中國航天事業創造歷史的一年。馬斯克在去年12月23日發佈Twitter稱:“中國在航天領域取得了重大的進步,今年火箭發射成功入軌數首次超過美國。”

  2018年12月8日,搭載著月球探測器的長征三號火箭從中國西南的西昌衛星發射中心發射升空。嫦娥四號探測器在月球南極附近著陸,從那裡開始探索。該探測器配備了全景攝像機和測量設備。此外,中國還計劃明年將嫦娥五號探測器送上月球,並讓其帶回採集的樣本——這將是自1976年以來的首次。同時,中國還在考慮載人登月任務。

  中國正在成為繼俄羅斯、歐盟和美國之後的又一太空強國。中國第一位航天員楊利偉在去年12月接受第一財經記者採訪時表示,中國的航天計劃除了在2020年前發射火星探測器以外,還包括在2022年前建造自己的空間站。“中國已經邀請聯合國各成員國積極參與未來中國空間站的空間科學實驗與應用國際合作,為世界各國創造更多利用中國空間站開展應用實驗的機會並從中受益。”

  生命科學與道德界限更清晰

  “拔一根毫毛,吹出一萬個猴子”,神話故事《西遊記》中的這一場景終於在千年之後變成了現實。

  2018年1月25日生物學頂尖學術期刊《細胞》(Cell)以封面文章在線發表了由中科院神經所培育的世界上首個體細胞複製猴的誕生。這也是自從1996年“多莉羊”體細胞複製成功後,與人類相近的靈長類動物(獼猴)的體細胞複製的難題首次得到解決。

  中國科學院神經科學研究所研究員孫強率領以博士後劉真為主的團隊,經過五年的不懈努力,成功地突破了這個困擾生物學前沿多年的難題。孫強研究員對第一財經記者表示:“這意味著中國將率先建立起可有效模擬人類疾病的動物模型。利用複製技術,未來可在一年時間內,培育大批遺傳背景相同的模型猴。這既能滿足腦疾病和腦高級認知功能研究的迫切需要,又可廣泛應用於新藥測試。”

  這一突破標誌著中國將率先開啟以獼猴作為實驗動物模型的時代,進一步鞏固了中國科學家在我國靈長類全腦介觀神經聯接圖譜國際大科學計劃中的主導地位。

  “複製猴”的誕生從技術上突破了“複製萬物”的障礙,但它並未越過道德的紅線。而去年11月26日,南方科技大學生物學家賀建奎所聲稱的首例愛滋病免疫的基因編輯嬰兒,則一夜之間打開了潘多拉的魔盒,全球科學家們正在試圖盡快將其關上。

  賀建奎聲稱,自己的實驗室利用基因編輯技術,改變了7對夫婦孕期胚胎中一個叫做CCR5的基因,其中一個胚胎還孕育成功一對雙胞胎女嬰。

  儘管賀建奎強調自己所做的只是第一步,未來將由社會來決定這項科學技術的發展前景,允許或者禁止。不過這種宣稱遭到了大部分科學家的抵製。

  2018年年底,中國教育部正式下達文件,要求中國各大高校院所進行自審,在去年年底前上報所有與基因編輯相關的工作,並確保這些工作不會突破道德的底線。

  與此同時,基於人類基因的新藥研發正在受到業內更大的推崇,癌症療法也正在由基於腫瘤在身體的部位轉向基於DNA的“生物標記物”。由生物製藥公司LoxoOncology研發的一款名為Vitrakvi的新的抗癌藥物去年11月獲得美國FDA批準上市。

  新獲批的這款藥物可用於治療“神經酪氨酸激酶受體”(NTRK)基因與無關基因發生異常融合併導致蛋白變異的實體瘤,不局限於特定細胞或組織,是第一款以這種變異為靶向的抗癌藥。上市前,這款藥物已經在乳腺癌、結直腸癌、肺癌和甲狀腺癌等癌症患者身上試驗。

  利用DNA的摺紙技術,科學家還發明了一種能夠殺死腫瘤的微型“機器人”。去年2月,中科院國家納米科學中心和亞利桑那州立大學(ASU)華人科學家團隊在《自然·生物技術》上發表文章,稱他們發明了一種可用於靜脈注射的能夠殺死腫瘤的“納米機器人”。這種“機器人”的大小不到頭髮絲的千分之一,卻足以讓腫瘤細胞窒息。

  科研人員已經成功在小鼠和豬等動物身上做過實驗,體現了良好的療效和安全性。通過5年實驗,他們發現“納米機器人”可治療乳腺癌、皮膚癌、卵巢癌和肺癌等腫瘤,原理是“機器人”能夠在人體內自行找到給腫瘤供血的血管,隨後釋放藥物製造血栓阻塞血管,從而阻斷人體向癌細胞供給新鮮血液,讓癌細胞“窒息”。不過他們尚未在人體身上進行驗證。

  小到人類基因,大到浩淼宇宙,科學家窮盡智慧所要追尋和解決的,歸根結底是亙古以來的三大難題:我是誰?我從哪裡來?要到哪裡去?2019年,我們或許會離解開這些謎題更近一些。

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