2018年即將過去，2018年12月20日，美國《科學(xué)》雜志評選出一年一度的十大科學(xué)突破（ScienceBreakthrough）技術(shù)。奪得2018年度頭號突破突破的是“單細胞基因活性分析技術(shù)”。一起來看看，點亮科學(xué)史的這些新里程碑：

　　斑馬魚胚胎細胞譜系

　　1.追蹤單細胞發(fā)育譜系

　　從希波克拉底時代開始，生物學(xué)家就困惑于單細胞胚胎是如何發(fā)育成擁有多種器官和億萬細胞的成體?，F(xiàn)在，通過結(jié)合多種技術(shù)，生物學(xué)家可在單細胞尺度上揭示各個基因何時啟動并誘導(dǎo)細胞分化。首先，研究者從活體中分離出數(shù)千個完整細胞；之后，使用測序技術(shù)獲得各個細胞的基因表達情況；最后，利用計算機或細胞標簽，重建這些細胞的時間與空間關(guān)系。這些技術(shù)能夠無比細致地為我們呈現(xiàn)生物體和器官是如何發(fā)育的。德國柏林馬克斯·德爾布呂克（MaxDelbrück）分子醫(yī)學(xué)中心的系統(tǒng)生物學(xué)家尼古勞斯.拉杰夫斯基（NikolausRajewsky）說，這項“三部曲”技術(shù)“將改變接下來十年的研究”。如今，世界各地的研究團隊正在應(yīng)用這些技術(shù)研究人體細胞如何在發(fā)育過程中成熟，組織如何再生，以及細胞在疾病中發(fā)生哪些變化。

　　2.冰河時代的“沖擊”

　　2018年11月，科學(xué)家使用飛機雷達發(fā)現(xiàn)封存在千米厚的冰蓋下方一個31公里寬的隕石坑希亞瓦沙（Hiawatha）。希亞瓦沙火山口是地球上最大的25個隕石坑之一。雖然不像6600萬年前在墨西哥滅絕恐龍的隕石?？颂K魯伯（Chicxulub）一樣具有災(zāi)難性，但希亞瓦沙可能對全球氣候產(chǎn)生了巨大的影響：它突然爆發(fā)，融化的冰川水將會涌入北大西洋，可能會阻礙通往歐洲西北部的暖流，從而使溫度驟降。這項發(fā)現(xiàn)可能為新仙女木事件（YoungerDryas），即在冰河世紀后的一次持續(xù)千年的降溫事件，提供了新的啟示。

　　3.古人類的混血兒

　　一塊來自生活在5萬多年前女性的骨頭碎片，揭示了兩個已滅絕的人種之間的驚人聯(lián)系：在西伯利亞的一個洞穴中，研究者從發(fā)現(xiàn)的骨骼中提取古DNA，顯示該女性的母親是尼安德特人，而她的父親則是一丹尼索瓦人。此前，研究人員知道尼安德特人、丹尼索瓦人和現(xiàn)代人類，至少偶爾會在冰河時代的歐洲和亞洲進行雜交，這一最新的發(fā)現(xiàn)，是尼安德特人和丹尼索瓦人之間相遇的親密見證。

　　4.細胞如何對內(nèi)含物進行管理

　　細胞內(nèi)的各組分是如何協(xié)調(diào)的，以至于能夠在正確的時間和地點行使功能？科學(xué)家逐漸意識到，這個問題的關(guān)鍵是液滴（Liquiddroplet）。從2009年開始，研究人員發(fā)現(xiàn)許多蛋白質(zhì)能夠分離或濃縮成離散的液滴，特別是當細胞對壓力作出反應(yīng)時。此前的研究顯示，細胞核中的蛋白質(zhì)液滴能夠沉默特定的染色體區(qū)域。2018年，《科學(xué)》雜志的三篇論文指出了這種液相分離的更大作用：驅(qū)動DNA轉(zhuǎn)錄為RNA的蛋白質(zhì)，可濃縮成附著在DNA上的液滴，它們揭示了一項基本的生命活動奧秘：基因的選擇性表達作用。當相分離過程出現(xiàn)錯誤時，蛋白質(zhì)液滴可變成固化的凝膠，從而形成神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缂∥s側(cè)索硬化癥）中出現(xiàn)的各種聚集體。

　　5.法醫(yī)系譜學(xué)走向成熟

　　2018年4月，美國警方宣布他們逮捕了一名史上最撲朔迷離懸案的嫌疑人。金州殺人案（GoldenStateKiller）是上世紀七八十年代在加利福尼亞州發(fā)生的一系列強奸和謀殺事件。警方利用犯罪現(xiàn)場回收的DNA，通過公共家譜DNA數(shù)據(jù)庫鎖定了金州殺手的親屬。此后，警方利用這一策略破解了20余起其他懸案，開辟了一個新的領(lǐng)域：法醫(yī)系譜學(xué)（Forensicgenealogy）。在金州殺人案中，當局使用了一個公共的、簡潔的在線DNA數(shù)據(jù)庫：GEDMatch。它由德克薩斯州和佛羅里達州的兩個業(yè)余系譜學(xué)家運行，任何人都可以提交DNA測試結(jié)果。調(diào)查人員將犯罪現(xiàn)場的DNA圖譜上傳到數(shù)據(jù)庫后，找到了嫌疑人的幾個遠房親屬。于是他們與一位系譜學(xué)家合作，使用公共記錄建造大型家庭樹，最終將證據(jù)指向了73歲的約瑟夫·詹姆斯·德安吉洛（JosephJamesDeAngelo）。他的年齡和位置與部分罪行相匹配，并且測序顯示犯罪現(xiàn)場DNA與德安吉洛的車門把手的DNA相匹配。有學(xué)者表示，大約有60％擁有歐洲血統(tǒng)的美國人在數(shù)據(jù)庫中有表親或血緣關(guān)系更近的親屬匹配。一旦數(shù)據(jù)庫擁有300萬個用戶資料，即使他們從未測過DNA，就可用類似的方法找到超過90％的白人。

　　6.原始世界的分子窗口

　　2018年9月，來自澳大利亞國立大學(xué)的研究人員利用氣相色譜及質(zhì)譜等方法在震旦紀（又名埃迪卡拉紀，距今6.35-5.41億年前)的狄更遜水母(Dickinsonia)化石中找到了膽固醇樣分子的痕跡，這是動物生命的標志，表明至少一部分震旦紀生物是地球上最早的動物之一。10月，另一研究團隊在來自6.6億到6.35億年前的巖石中發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)今只有海綿制造的分子，這表明海綿這種形式的動物可能比已有最古老的化石早進化了一億年。

　　7.基因沉默藥物獲批上市

　　一種基于RNA干擾（RNAi）技術(shù)讓基因沉默機制的藥物，2018年獲得了美國FDA批準。早在20多年前，RNAi技術(shù)就已被發(fā)明，但RNA分子過于脆弱，且難以將它們引導(dǎo)到正確的組織中，因此難以轉(zhuǎn)化為藥物。直到2008年，總部位于馬薩諸塞州劍橋市的AlnylamPharmaceuticals公司提出了解決方案：一種脂質(zhì)納米顆粒，可保護基因沉默的RNA并將其運送至肝臟。他們希望它可通過阻止因蛋白質(zhì)折疊錯誤，來治療一種被稱為遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性的罕見疾病，該蛋白質(zhì)的累積會導(dǎo)致心臟和神經(jīng)損傷。改進后的配方在人體試驗中起了作用，并成為靜脈注射藥物Onpattro，2018年贏得了美國和歐盟監(jiān)管機構(gòu)的批準，并以每年45萬美元的定價進入市場。

　　8.新技術(shù)數(shù)分鐘內(nèi)可確定分子結(jié)構(gòu)

　　2018年10月，兩個研究小組同時發(fā)表論文，揭示了在幾分鐘內(nèi)確定小有機化合物分子結(jié)構(gòu)的新方法。研究人員通過用電子束替換X射線來改進衍射技術(shù)，電子束瞄準目標生物大分子的片狀2D晶體堆疊而成的微小3D晶體。他們向旋轉(zhuǎn)臺上的微小3D晶體發(fā)射電子束，并跟蹤每次輕微旋轉(zhuǎn)時衍射圖案的變化情況。該技術(shù)可在幾分鐘內(nèi)產(chǎn)生來自微觀晶體的分子結(jié)構(gòu)。新技術(shù)非常適合用于繪制激素和潛在藥物等小分子結(jié)構(gòu)，將對新藥的合成和發(fā)現(xiàn)、分子探針設(shè)計，以及研究和追蹤疾病等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響。

　　9.遙遠星系的信使

　　近年來，多信使天文學(xué)開始使用稱為宇宙射線和引力波的高速粒子對宇宙進行觀測。而今年，另一位“信使”加入了這個行列：中微子，一種微小、幾乎沒有質(zhì)量的粒子，非常難以觀測。為了捕獲這種系外粒子，研究人員在南極下方制造了一塊一立方公里的冰塊，用光探測器裝飾，以記錄由中微子引發(fā)的微弱閃光。這個巨大的探測器被稱為冰立方（Ice-Cube），之前已記錄了許多中微子。2017年9月22日，中微子與冰中的核相撞，光傳感器很好地確定了它來自的方向。2018年7月，研究人員報道，美國宇航局的費米伽瑪射線太空望遠鏡在檢測到中微子的幾天后，發(fā)現(xiàn)了一個非常明亮的耀變體。這是中微子望遠鏡第一次檢測到中微子的星系外來源。

　　10.#MeToo大有作為

　　直到最近，科學(xué)中的性騷擾一直被低估并且在很大程度上被忽視。6月，美國國家科學(xué)院、工程和醫(yī)學(xué)院發(fā)布了一份關(guān)于科學(xué)、工程學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域女性性騷擾報告。報告表明，超過50％的女教職員工以及20％-50％的學(xué)生，曾遭受性騷擾，包括最普遍的形式——語言和非語言的性別歧視。2018年，一些機構(gòu)采取了行動。9月，美國國家科學(xué)基金會(NSF)表示，大學(xué)必須告知資助者在騷擾調(diào)查期間或被判犯有性騷擾罪，可能會得到來自NSF的“有針對性的嚴重后果”。同月，美國科學(xué)促進會(AAAS)也通過了一項政策，根據(jù)該政策，AAAS研究員一旦被確認是性騷擾者，將會剝奪這一終身榮譽。

　　“科學(xué)崩壞”事件之一——基因編輯嬰兒

　　除了年度突破，《科學(xué)》雜志還評選出2018年“科學(xué)崩壞”事件。

　　第一個損害科學(xué)的事件是全球氣候變暖，災(zāi)難性天氣頻發(fā)，但遺憾的是，世界各國政策應(yīng)對不利，行動遲緩。

　　第二個，在面臨缺少資金、遭到當局忽視的多年后，有著200年歷史的巴西自然博物館在今年9月焚毀，成為很多研究者的傷痛。

　　最后一個是基因編輯嬰兒事件。

　　《科學(xué)》雜志介紹，今年11月，賀建奎宣稱利用基因編輯技術(shù)讓一對夫婦生出能抵抗HIV病毒的雙胞胎女嬰。目前還不清楚這些修改是否真的能保護她們免受HIV病毒感染，也不清楚有什么潛在的好處值得他們冒這些風(fēng)險，因為還有其它已經(jīng)過驗證的預(yù)防HIV病毒感染的方法。這項試驗不僅倫理審查有問題，而且也隱藏在秘密之中進行，只是在有計劃的公關(guān)失敗后，消息泄露而被外界熟知。此舉不僅打破了胚胎試驗的國際共識，也違反了中國的法規(guī)。正是由于這些原因，該事件被評為2018年年度“科學(xué)崩壞”事件。

　　專業(yè)為教育科研、醫(yī)療衛(wèi)生、檢疫商檢、生物制藥、食品化工、石油環(huán)保等行業(yè)提供實驗室整體解決方案。

　　服務(wù)熱線：0731-88915766;13574125502