《科学》杂志每年会评出在即将过去的一年里最为重要的十大科学突破。今年,夺得年度突破桂冠的是“单细胞水平细胞谱系追踪技术”,帮助破获多起悬案的法医系谱技术、#MeToo 运动等也榜上有名。值得一提的是,贺建奎前几天被《自然》杂志评为年度人物后,其主导的基因编辑婴儿事件也进入了《科学》杂志的榜单,被认为是年度“科学的崩坏”。
1. 追踪单细胞发育谱系:从希波克拉底时代开始,生物学家就困惑于单细胞胚胎是如何发育成拥有多种器官和亿万细胞的成体。现在,通过结合多种技术,生物学家可在单细胞尺度上揭示各个基因何时启动并诱导细胞分化。首先,研究者从活体中分离出数千个完整细胞;之后,使用测序技术获得各个细胞的基因表达情况;最后,利用计算机或细胞标签,重建这些细胞的时间与空间关系。
这些技术能够无比细致地为我们呈现生物体和器官是如何发育的。
2. 冰河时代的“冲击”:2018年11月,科学家使用飞机雷达发现封存在千米厚的冰盖下方一个 31 公里宽的陨石坑希亚瓦沙。希亚瓦沙火山口是地球上最大的25个陨石坑之一。虽然不像6600万年前在墨西哥灭绝恐龙的陨石希克苏鲁伯一样具有灾难性,但希亚瓦沙可能对全球气候产生了巨大的影响。
3. 古人类的混血儿:一块来自生活在5万多年前女性的骨头碎片,揭示了两个已灭绝的人种之间的惊人联系:在西伯利亚的一个洞穴中,研究者从发现的骨骼中提取古DNA,显示该女性的母亲是尼安德特人,而她的父亲则是一丹尼索瓦人。
4. 细胞如何对内含物进行管理:细胞内的各组分是如何协调的,以至于能够在正确的时间和地点行使功能?科学家逐渐意识到,这个问题的关键是液滴。从2009年开始,研究人员发现许多蛋白质能够分离或浓缩成离散的液滴,特别是当细胞对压力作出反应时。
5. 法医系谱学走向成熟:2018年4月,美国警方宣布他们逮捕了一名史上最扑朔迷离悬案的嫌疑人。金州杀人案是上世纪七八十年代在加利福尼亚州发生的一系列强奸和谋杀事件。警方利用犯罪现场回收的DNA,通过公共家谱 DNA 数据库锁定了金州杀手的亲属。
6. 原始世界的分子窗口:2018年9月,来自澳大利亚国立大学的研究人员利用气相色谱及质谱等方法在震旦纪的狄更逊水母化石中找到了胆固醇样分子的痕迹,这是动物生命的标志,表明至少一部分震旦纪生物是地球上最早的动物之一。
7. 基因沉默药物获批上市:一种基于RNA干扰技术让基因沉默机制的药物,2018年获得了美国FDA批准。
8. 新技术数分钟内可确定分子结构:2018年10月,两个研究小组同时发表论文,揭示了在几分钟内确定小有机化合物分子结构的新方法。
9. 遥远星系的信使:近年来,多信使天文学开始使用称为宇宙射线和引力波的高速粒子对宇宙进行观测。而今年,另一位“信使”加入了这个行列:中微子,一种微小、几乎没有质量的粒子,非常难以观测。
10. #MeToo 大有作为:直到最近,科学中的性骚扰一直被低估并且在很大程度上被忽视。6月,美国国家科学院、工程和医学院发布了一份关于科学、工程学和医学领域女性性骚扰报告。
“科学崩坏”事件之一——基因编辑婴儿:“基因编辑婴儿”事件被曝光后,引起国际社会强烈关注。除了年度突破,《科学》杂志还评选出2018年“科学崩坏”事件。第一个损害科学的事件是全球气候变暖,灾难性天气频发,但遗憾的是,世界各国政策应对不利,行动迟缓。第二个,在面临缺少资金、遭到当局忽视的多年后,有着200年历史的巴西自然博物馆在今年9月焚毁,成为很多研究者的伤痛。最后一个是基因编辑婴儿事件。