據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，日前，《科學(xué)》雜志最新評(píng)選出2018年十大科學(xué)突破。
1、單細(xì)胞尺度細(xì)胞譜系追蹤技術(shù)
從古希臘醫(yī)學(xué)之父希波克拉底時(shí)代開(kāi)始，生物學(xué)家就被一個(gè)細(xì)胞如何發(fā)育成擁有多個(gè)器官和數(shù)十億人細(xì)胞的成年動(dòng)物所迷惑，這位偉大的醫(yī)學(xué)家曾假設(shè)，母親的呼吸有助于嬰兒成長(zhǎng)，但現(xiàn)在我們知道，最終還是DNA促進(jìn)細(xì)胞增生和分生。
目前，生物學(xué)家在單細(xì)胞尺度上揭曉了每個(gè)基因何時(shí)啟動(dòng)并誘導(dǎo)細(xì)胞分化。他們指出，推動(dòng)這些技術(shù)進(jìn)步的是將數(shù)千個(gè)完整細(xì)胞從生物體中分離出來(lái)的技術(shù)，有效地對(duì)每個(gè)細(xì)胞中表達(dá)的遺傳物質(zhì)進(jìn)行測(cè)序，并使用計(jì)算機(jī)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記，從而重建它們?cè)跁r(shí)間尺度上的關(guān)系。
2、遙遠(yuǎn)星系的“信使”
埋在南極冰層之下球狀探測(cè)器DOMs能夠探測(cè)到遙遠(yuǎn)恒星釋放的中微子與原子碰撞事件，并觀測(cè)到碰撞過(guò)程釋放的微弱光爆。此前很少有來(lái)自遙遠(yuǎn)宇宙的“信使”將望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的光子結(jié)合在一起，從而揭曉光線(xiàn)無(wú)法呈現(xiàn)的現(xiàn)象。近年來(lái)，天文學(xué)家使用宇宙射線(xiàn)和引力波的高速粒子對(duì)宇宙進(jìn)行觀測(cè)，這些粒子是時(shí)空中的漣漪，首次在2015年被探測(cè)到，被列入2016年年度《科學(xué)》雜志重大科學(xué)突破之一，2018年，另一位“信使”也加入到這個(gè)行列——中微子，這是一種微小、幾乎沒(méi)有質(zhì)量的粒子，非常難以探測(cè)。
3、簡(jiǎn)單快速地確定分子結(jié)構(gòu)
2018年10月，兩支研究小組同時(shí)發(fā)表論文聲稱(chēng)，發(fā)現(xiàn)一種新方法可以在短短幾分鐘之內(nèi)確定小型有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，而不是傳統(tǒng)技術(shù)要求幾天、幾周，甚至幾個(gè)月時(shí)間。幾十年來(lái)，分子繪圖的黃金標(biāo)準(zhǔn)一直是X射線(xiàn)晶體技術(shù)，它是將一束X射線(xiàn)射向包含數(shù)百萬(wàn)個(gè)分子的晶體，這些分子排列在一個(gè)共同定向上。然而，研究人員跟蹤X射線(xiàn)在晶體上的反彈方式，從而識(shí)別單個(gè)原子，并在分子中分配它們的位置。分子結(jié)構(gòu)對(duì)于科學(xué)家理解生物分子的行為，以及藥物如何與分子發(fā)生相互作用是非常重要的。但是這項(xiàng)技術(shù)需要一粒沙子大小的晶體，這對(duì)于科學(xué)家而言是一個(gè)很大的技術(shù)障礙。
科學(xué)家最新研究顯示，冰河時(shí)期曾有一顆小行星像連環(huán)核彈一樣撞擊在現(xiàn)今格陵蘭島西北部，隕石瞬間蒸發(fā)，并在整個(gè)北極地區(qū)引發(fā)沖擊波，現(xiàn)今留下明顯的疤痕——一個(gè)直徑31公里的“希亞瓦薩”碰撞隕坑，其面積大于華盛頓地區(qū)。2018年11月，科學(xué)家使用飛機(jī)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)隱藏在這個(gè)千米冰層之下的隕坑。“希亞瓦薩”隕坑是地球上最大的25個(gè)隕坑之一，雖然不像0.66億年前墨西哥境內(nèi)恐龍滅絕的隕石事件那樣具有災(zāi)難性，但是此次隕石碰撞事件對(duì)全球氣候產(chǎn)生了顯著影響。碰撞之后的冰融水涌入北大西洋，可能阻止了歐洲西北部來(lái)自的溫暖洋流傳送帶，從而導(dǎo)致了冰河時(shí)期之后氣候驟降。該事件可能有助于解釋“新仙女木”事件，即冰河時(shí)期之后一次持續(xù)千年的降溫事件。
5、一直被忽視的女性性騷擾現(xiàn)象出現(xiàn)好轉(zhuǎn)
直到近年，科學(xué)界對(duì)性騷擾事件的報(bào)道非常少，而且基本上被忽視，但是從今年開(kāi)始這一現(xiàn)象出現(xiàn)了好轉(zhuǎn)跡象。今年6月，美國(guó)國(guó)家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)研究所發(fā)表了一份里程碑意義的研究報(bào)告，文中對(duì)科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域女性性騷擾現(xiàn)象進(jìn)行了分析，報(bào)告表明，超過(guò)50%的女教師職工和20-50%的女學(xué)生，曾遭受到性騷擾，其中包括最普遍的形式——語(yǔ)言和非語(yǔ)言的性別歧視。然而，2018年一些機(jī)構(gòu)采取了行動(dòng)，該現(xiàn)象得到了扭轉(zhuǎn)。2018年9月，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）通過(guò)了一項(xiàng)政策，一旦科學(xué)促進(jìn)會(huì)研究員被確定為性騷擾者，將被剝奪其終身榮譽(yù)。
6、古人類(lèi)“混血兒”
一塊來(lái)自5萬(wàn)多年前的女性骨骼碎片揭示了兩個(gè)已滅絕古人類(lèi)分支之間的驚人聯(lián)系。2012年，考古學(xué)家在西伯利亞一個(gè)洞穴里發(fā)現(xiàn)的這個(gè)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(xiàn)代人類(lèi)至少在冰河時(shí)代的歐洲和亞洲地區(qū)曾發(fā)生過(guò)雜交。這兩種古人類(lèi)分支的基因也存在于現(xiàn)今的亞洲人和歐洲人，西伯利亞洞穴發(fā)現(xiàn)的骨骼化石表明，這三個(gè)古人類(lèi)分支曾生活在不同時(shí)期，但是他們的確存在過(guò)親密接觸，并且丹尼索瓦人與尼安德特人雜交繁衍后代。
7、法醫(yī)系譜學(xué)日趨成熟
2018年4月，美國(guó)警方宣稱(chēng)逮捕了一名重大嫌疑犯，他是約瑟夫·詹姆斯·迪安杰洛，他是上世紀(jì)70-80年代在加州轟動(dòng)一時(shí)的系列強(qiáng)奸和謀殺案主兇，被稱(chēng)為“金州殺手”。據(jù)悉，警方利用犯罪現(xiàn)場(chǎng)采取的DNA，通過(guò)公共家譜DNA數(shù)據(jù)庫(kù)鎖定了“金州殺手”的親屬，之后警方利用這種成熟的法醫(yī)系譜技術(shù)破獲了大約20多起重大案件，開(kāi)創(chuàng)了新的技術(shù)領(lǐng)域——法醫(yī)系譜學(xué)。
8、基因沉默藥物獲批
今年，一種基于基因沉默機(jī)制的“RNA干擾”藥物獲得了監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)，這一舉措可能預(yù)示著一種針對(duì)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(xué)家5億多年前的遠(yuǎn)古生物化石上發(fā)現(xiàn)了分子痕跡，從而使他們對(duì)神秘的遠(yuǎn)古世界認(rèn)識(shí)更加清晰，遠(yuǎn)古世界曾孕育了地球上最早的動(dòng)物，從而使得分子古生物學(xué)追溯至幾億年前。同時(shí)，科學(xué)家在一些已知的最奇怪化石中也發(fā)現(xiàn)了脂肪分子特征，這些遠(yuǎn)古生物被稱(chēng)為“埃迪卡拉紀(jì)生物”，發(fā)現(xiàn)海綿這種形式的生物可能比已知最古老生物化石進(jìn)化早1億年時(shí)間。
10、細(xì)胞如何對(duì)內(nèi)含物質(zhì)進(jìn)行整理
細(xì)胞內(nèi)部的各個(gè)組成部分是如何協(xié)調(diào)的，如何在正確的時(shí)間和位置發(fā)揮功能？科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是液滴（liquid droplets）。2018年，科學(xué)家發(fā)表研究報(bào)告稱(chēng)，細(xì)胞中碰撞的數(shù)百萬(wàn)個(gè)RNA分子以特定的形狀相互識(shí)別和濃縮，液相分離發(fā)揮著更大的作用，驅(qū)動(dòng)DNA轉(zhuǎn)錄為RNA蛋白質(zhì)，濃縮成為附著在DNA上的液滴，它們揭示了一項(xiàng)基本的生命活動(dòng)奧秘——基因選擇性表達(dá)作用。
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