《科學》評出2007年十大進展
2007年最令研究人員驚嘆的是,從一個人到另一個人的基因組差異程度之大,科學家開始懂得這些差異在疾病和個體特性中的作用。《科學》雜志及其出版者美國科學促進會(AAAS) 將“人類基因組差異”評為2007年首要進展,并在12月21日出版的雜志上列出本年度其他9項最重要的科學成就。負責評選的《科學》雜志物理類科學新聞副主編Robert Coontz 說,“多年來,我們一直談人與人如何相像,甚至人與猿如何類似。2007年的幾項前沿研究第一次將人與人的DNA存在很大的不同講透徹了。這是一個巨大的概念性跳躍,將會對所有的事情產生影響:從醫生如何治病到我們如何看待自己以及保護我們的隱私。”2007年,幾位個人的基因組被測序。隨著技術的提高,我們中的許多人將會了解部分或全部的個人基因組,也將了解自己有患哪些疾病的風險。自人類基因組序列測出以來,生物學家一直在繪制基因組的一個堿基上的小差異,這種差異被稱為單核苷酸多態性(SNPs)。這些差異是2007年十幾個研究項目的關鍵,研究人員在這些被稱為基因組范圍關聯的研究中比較了幾千位患病或無病個體的DNA,從而確定哪些小的基因差異帶來疾病風險。這種信息能幫助研究人員發現疾病基因,比如近年發現的幾個Ⅱ型糖尿病基因。今年的基因組范圍關聯研究為許多疾病提供了線索,包括心房顫動、自身免疫疾病、雙相障礙、大腸癌、Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病、心臟病、高血壓、多發性硬化癥以及風濕性關節炎。2007年,生物學家還了解到,在DNA上億個堿基中,成千到上百萬的堿基可能丟失、增加或以某種方式被拷貝,這些變化在幾代人內就能改變基因的活性。這些被稱為“拷貝數差異”的影響在高淀粉飲食的人群中有表現,這些人群比有狩獵采集傳統的人群有更多的消化淀粉DNA的拷貝。研究兒童自閉癥的遺傳學家發現了導致患自閉癥風險增加的一個新的DNA修飾。
名列《科學》2007年十大進展第二位的是重新編程細胞的技術。日本和美國小組分別在6月宣布他們用小鼠皮膚制造了誘導性多能干(iPS)細胞,這些iPS細胞能產生身體的所有細胞,包括卵子和精子,從而顯示iPS細胞具有胚胎干細胞的能力。11月份,兩個小組分別報告了用人類皮膚細胞制造iPS細胞的研究。這項研究可能改變干細胞研究的科學與政策。《科學》評選出的其他8項進展包括:跟蹤宇宙射線
來自阿根廷Pierre Auger天文臺的研究人員報告說,進入地球大氣的宇宙線可能來自天空中存在著許多活躍星系核的區域。這些宇宙線可能是經過黑洞附近的磁場時獲得加速度的。相關報道:《科學》:宇宙射線很可能源自活躍星系核受體結構
研究人員確定了人類Beta2-腎上腺素能受體的結構,這是一個重要的G蛋白偶聯受體,它通過傳遞體內的激素、血清素以及其他分子的信息管理人體內部系統。從抗組胺劑到beta阻滯劑的一系列藥物以這些受體為靶標。結構知識可能帶來新的藥物。超越硅電子器件
過渡金屬氧化物研究的進展也許預示了下一個材料革命,2007年,幾個研究小組將兩種氧化物結合在一起,制造了帶有各種有用的電子和磁性性能潛力的界面。量子霍爾效應
理論和實驗物理學家制造了預測的量子霍爾效應,這是電子從某些材料中流過時在外加電場作用下的奇怪行為。如果這一效應在室溫下工作,它可能導致新的低功率的“自旋電子學”計算的設備。
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研究揭示,與病毒和腫瘤作戰的T細胞有立刻保護和長期保護的分工,改進的疫苗也許使這項研究成果得到應用。研究人員發現,當他們捕捉到剛剛分化的T細胞時,在T細胞相反的兩極有兩類蛋白質被生成,一邊的蛋白帶有“戰士”的分子標記,另一邊的顯示“記憶細胞”的特征,記憶T細胞能潛伏多年以防備未來的入侵。
相關報道:T細胞的不對稱分裂有助對抗感染以少勝多合成化學家研制了一個高效低成本的制造藥物和電子化合物的技術。返回未來
用人和大鼠作的研究提出,記憶和想象扎根于大腦的海馬區,該區是記憶的一個關鍵中心。研究人員推測,大腦的記憶也許能通過重新整理過去的經歷來產生未來的情景。
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一個人工智能編程的精心杰作使雙陸棋成為迄今為止計算機解決了的最復雜的游戲。研究人員發現,如果競技雙方不犯任何錯誤,雙陸棋將以平局結束。2008年應該注意的領域包括microRNA、人工制造的微生物、新的計算機芯片材料、人類細菌以及尼安德特人的基因組、人類神經回路以及來自CERN的大型強子對撞機的數據。(圖片均來自《科學》雜志網站)更多閱讀