2018.12.28 03:36

【2018十大科學發現一】《Science》公布科學榜 基因編輯嬰兒事件遭刪除

文|DeepTech深科技
(圖源:Science)
(圖源:Science)

當地時間12月20日,2018年Science雜誌最後一期更新,Science官網公布了2018年十大科學突破。其中對多細胞生命發育祕密的揭示,成為2018年最重要的科學進展,位居十大科學突破榜首。

其餘九大2018年最重要的科學發現、進展或趨勢分別為:來自遙遠星系的中微子、分子「CT」、格陵蘭冰原深處的隕石坑、科研界的「MeToo運動」、古代人類的混血、DNA偵查、首個RNA藥物上市、5億年前的動物始祖、細胞內的「相分離」。

每年12月,Science雜誌編輯部都會按照慣例邀請記者、編輯和業界人士推選年度「最佳突破」成就或科學發現,並向廣大讀者開放投票。因此這一榜單也被認為是「the People's Choice—along with Science's choice」。

值得一提的是,在一開始的候選項中,賀建奎基因編輯嬰兒事件也被入選,但後來Science又將其刪除,表示是為了避免給人一種誤導,即Science雜誌認可這種道德上令人擔憂的科學進步。

 

生命發育的祕密

圖 | 生命發育(來源:Harvard Medical School)
圖 | 生命發育(來源:Harvard Medical School)

無論是蠕蟲,藍鯨,還是人類,自然界所有的多細胞生命都是從單個細胞發育而來開始。

這樣一個單細胞,鬼斧神工地構建出有機生命體所需的各種組織、器官、系統。每個新細胞在正確的時間,在正確的地方分裂、分化,並與相鄰細胞協調精准發揮功能。

多細胞生命的發育過程,是自然界中最引人注目的壯舉之一。儘管經過數十年的研究,生物學家仍然無法完全理解這一過程。

2018年4月26日,Science 雜誌發表三篇超重磅研究,來自哈佛醫學院和哈佛大學的研究人員使用多種技術組合,包括對發育中斑馬魚和青蛙胚胎數千個單細胞的基因測序,以精確的方式跟蹤和描繪了組織和整個機體從單細胞發育的完整歷程。

  • 視頻請點此:〈斑馬魚的受精卵在幾小時內不斷分裂,形成複雜的胚胎〉(來源:harvard.edu)

哈佛大學分子和細胞生物學教授Alexander Schier表示,「這幾乎就像通過幾顆星星看到了整個宇宙。」

使用單細胞測序技術,研究團隊在胚胎發育的最初24小時內追蹤單個細胞的命運,揭示出單個細胞基因開啟或關閉的綜合景觀,以及胚胎細胞何時何地轉變為新的細胞狀態和類型。

這些發現就好比是勾勒出胚胎發育過程中產生不同細胞類型的遺傳「配方」目錄,為發育生物學的深入研究和疾病的認識,提供了前所未有的資源。

圖 | 斑馬魚受精卵在 4、6、8、10...... 小時(hpf)時的發育過程中不同器官細胞形成,最中心的深藍色為受精卵,以時間為單位向外輻射(來源:harvard.edu)
圖 | 斑馬魚受精卵在 4、6、8、10...... 小時(hpf)時的發育過程中不同器官細胞形成,最中心的深藍色為受精卵,以時間為單位向外輻射(來源:harvard.edu)

「通過單細胞測序,我們可以在一天的時間裡概括數十年來對細胞在生命早期階段分化的艱苦研究。」哈佛醫學院系統生物學助理教授Allon Klein表示,「通過我們開發的方法,我們正在繪製我們認為發育生物學的未來,發育生物學將會轉變為定量的、大資料驅動的科學。」

Alexander Schier表示,除了對生命早期階段有所瞭解之外,這項工作還可以為大量疾病的新認識打開大門。「我們預見,任何複雜的生物學過程,只要是細胞隨時間改變了基因表達,都可以使用這種方法重建,不僅僅是發育中的胚胎,還有癌症發生或大腦退化。」

 

來自遙遠星系的中微子

2018年7月12日,多國科學家在Science發表文章宣布,他們首次確定了發現的宇宙高能中微子,來自於距地球大約40億光年的遙遠星系。

中微子,又稱「幽靈粒子」,是自然界中廣泛存在的一種亞原子粒子,品質極小,幾乎不與其他物質作用。由於中微子能自由穿過人體、行星和宇宙空間,難以捕捉和探測,科學家也將它稱為宇宙中的「隱身人」。

圖 | 位於南極下方的粒子探測器(來源:Jamie Yang and Savannah Guthrie/IceCube/NSF)
圖 | 位於南極下方的粒子探測器(來源:Jamie Yang and Savannah Guthrie/IceCube/NSF)

2013年,天文學家宣布利用埋在南極冰下的粒子探測器,首次捕捉到源自太陽系外的高能中微子,但並未追蹤到其來源。直到2017年9月22日,位於南極的粒子探測器又捕捉到一個高能中微子,在動用多台陸基和太空望遠鏡追根溯源後,研究人員發現這個高能中微子來自耀變體TXS0506+056,即一個中央存在快速旋轉大型黑洞的巨大橢圓形星系。

這一耀變體位於獵戶座,距地球大約40億光年。進一步研究發現,南極冰下粒子探測器先前發現的一些中微子也來自該耀變體。

更新時間|2019.03.21 05:22

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