《科学》杂志刊出五大“年度科技突破”

是非转头空

2016年科学发现、发展和趋势中,哪个最令你印象深刻?不久前,《科学》杂志收回11000张读者对这一问题的投票,刊登出读者所选的5项“年度科技突破”。《科学》杂志还将于12月22日宣布“2016年度十大科技突破”,届时读者可以将自己的答案与权威发布进行对比,来一场智慧较量。

老细胞清除术

让小鼠焕发新活力

美国梅奥诊所研究人员简•万•德尔森团队通过小鼠实验发现,衰老细胞会促进动脉粥样硬化形成,为心脏病或中风等心血管疾病埋下隐患。

携带受损DNA的衰老细胞会在体内长期“逗留”,一旦继续分裂就会引发癌变,因此保持“沉默”才是好消息。但它们有时会打破“沉默”,向周围释放酶和其他分子,影响其他正常细胞。

德尔森团队首次通过药物清除转基因小鼠体内大部分衰老细胞,然后喂食高脂肪食物,让它们“大快朵颐”3个月,并每天注射药物。测量主动脉内脂肪累积量后发现,存留衰老细胞对照组的小鼠动脉病变斑块内含有大量衰老细胞。

如何针对性清理衰老细胞,是他们下一步要解决的问题。德尔森参与创建的公司宣布,将于明年初针对其中一种能靶向衰老细胞的化合物,在一类关节炎患者中开展临床试验。

是非转头空

纳米孔测序仪

被诉讼、再升级、上太空

因开发出快速、便携式基因测序平台,牛津纳米孔技术公司已成为英国最具价值的科技公司,2016年虽历经基因测序垄断巨头Illumina的专利诉讼,仍然实现飞跃式发展。基因测序平台不断升级后精确度提高,更随着美国宇航员登上国际空间站,经受住发射途中的颠簸和太空微重力的考验。

纳米孔测序理念是,让单链DNA碱基逐个穿过纳米蛋白孔,检测不同碱基组合穿过时的电流变化来进行测序。2012年正式发布的纳米孔测序平台——MinION,只有U盘大小,价格仅1000美元左右,能对很长的DNA进行测序,特别适用于非洲临时实验室诊断埃博拉患者。

为回避占据基因测序90%市场的Illumina公司的专利诉讼,MinION的核心部件——微通道R7被公司升级成R9,精确度更提高了10个百分点。MinION今年8月甚至登上了国际空间站,宇航员用它在太空对老鼠、病毒和细菌的DNA样本进行了测序,结果与地球同时进行的测序“完美匹配”,预示着纳米孔测序仪必将占领基因测序的“制高点”。

是非转头空

人机围棋大战

赢了比赛也是工具

今年3月,谷歌人工智能“阿尔法狗”与世界排名第一的围棋选手李世石展开人机围棋大战,最终以4∶1完胜世界冠军。继人工智能“深蓝”在象棋比赛中战胜人类冠军后,再次引起人工智能是否会威胁人类的大讨论。

但回顾“深蓝”战胜人类的历程,人类或许不必担心:人工智能虽然在诸多方面改变了我们的生活,但真正的挑战不是如何击败它们,而是如何使其更好地为我所用。“深蓝”经过多年发展,已成为很多象棋选手学习和备赛的工具。

今年的人机围棋大赛留给人们的思考也应如此。“阿尔法狗”不可怕,它只是在经过程序员精心准备后的一次检验而已。未来这些智能程序会逐渐进入围棋培训领域,帮助快速提高围棋竞赛水平,甚至人机组团参赛。

是非转头空

首次探测到引力波

开启天文学全新时代

2月11日凌晨,美国科学家宣布了物理学领域具有里程碑意义的重大成果:激光干涉引力波天文台(LIGO)首次直接检测到引力波。6月,LIGO再次捕捉到引力波信号,虽然比首次探测到的信号要弱,但置信度高达5西格玛。

12月初,LIGO完成重新升级工作,经过对其激光器、电子回路和光学设备的升级后,它的灵敏度和观测时长进一步提高。未来必将探测到更多引力波,开启天文学的全新时代。

是非转头空

体外胚胎发育

首次超越一周存活13天

人类胚胎发育研究出现里程碑式突破。5月初,美国洛克菲勒大学胚胎实验室主任阿里•布莱文卢、英国剑桥大学生理学教授玛格丽娜•泽尼卡-戈茨带领的研究团队分别在《自然》和《自然•细胞生物学》杂志上发表论文称,他们将人类胚胎在实验室培育时间提升到10天和13天,突破了以前难以超越的7天局限。

之前科学家们曾认为,胚胎在第7天后只有进入子宫并接受母体指令才能继续发育。他们设计了一组特殊的氨基酸、激素和生长因子混合物,使胚胎成功度过第7天,并开始自我组织,形成身体内各个复杂器官组织极早期阶段的结构。

新研究再次掀起伦理之争:实验室胚胎是否应该延长“14天”禁令。在12月7日召开的一次会议上,英国权威专家表示,现在延长为时尚早,或要等5年之后时机才更成熟。