《科學》雜志刊出五大“年度科技突破”

　　2016年科學發現、發展和趨勢中,哪個最令你印象深刻?不久前,《科學》雜志收回11000張讀者對這一問題的投票,刊登出讀者所選的5項“年度科技突破”。《科學》雜志還將于12月22日宣布“2016年度十大科技突破”,屆時讀者可以將自己的答案與權威發布進行對比,來一場智慧較量。

　　 老細胞清除術

　　 讓小鼠煥發新活力

　　美國梅奧診所研究人員簡·萬·德爾森團隊通過小鼠實驗發現,衰老細胞會促進動脈粥樣硬化形成,為心臟病或中風等心血管疾病埋下隱患。

　　攜帶受損DNA的衰老細胞會在體內長期“逗留”,一旦繼續分裂就會引發癌變,因此保持“沉默”才是好消息。但它們有時會打破“沉默”,向周圍釋放酶和其他分子,影響其他正常細胞。

　　德爾森團隊首次通過藥物清除轉基因小鼠體內大部分衰老細胞,然后喂食高脂肪食物,讓它們“大快朵頤”3個月,并每天注射藥物。測量主動脈內脂肪累積量后發現,存留衰老細胞對照組的小鼠動脈病變斑塊內含有大量衰老細胞。

　　如何針對性清理衰老細胞,是他們下一步要解決的問題。德爾森參與創建的公司宣布,將于明年初針對其中一種能靶向衰老細胞的化合物,在一類關節炎患者中開展臨床試驗。

　　 納米孔測序儀

　　 被訴訟、再升級、上太空

　　因開發出快速、便攜式基因測序平臺,牛津納米孔技術公司已成為英國最具價值的科技公司,2016年雖歷經基因測序壟斷巨頭Illumina的專利訴訟,仍然實現飛躍式發展。基因測序平臺不斷升級后精確度提高,更隨著美國宇航員登上國際空間站,經受住發射途中的顛簸和太空微重力的考驗。

　　納米孔測序理念是,讓單鏈DNA堿基逐個穿過納米蛋白孔,檢測不同堿基組合穿過時的電流變化來進行測序。2012年正式發布的納米孔測序平臺——MinION,只有U盤大小,價格僅1000美元左右,能對很長的DNA進行測序,特別適用于非洲臨時實驗室診斷埃博拉患者。

　　為回避占據基因測序90%市場的Illumina公司的專利訴訟,MinION的核心部件——微通道R7被公司升級成R9,精確度更提高了10個百分點。MinION今年8月甚至登上了國際空間站,宇航員用它在太空對老鼠、病毒和細菌的DNA樣本進行了測序,結果與地球同時進行的測序“完美匹配”,預示著納米孔測序儀必將占領基因測序的“制高點”。

　　 人機圍棋大戰

　　 贏了比賽也是工具

　　今年3月,谷歌人工智能“阿爾法狗”與世界排名第一的圍棋選手李世石展開人機圍棋大戰,最終以4∶1完勝世界冠軍。繼人工智能“深藍”在象棋比賽中戰勝人類冠軍后,再次引起人工智能是否會威脅人類的大討論。

　　但回顧“深藍”戰勝人類的歷程,人類或許不必擔心:人工智能雖然在諸多方面改變了我們的生活,但真正的挑戰不是如何擊敗它們,而是如何使其更好地為我所用。“深藍”經過多年發展,已成為很多象棋選手學習和備賽的工具。

　　今年的人機圍棋大賽留給人們的思考也應如此。“阿爾法狗”不可怕,它只是在經過程序員精心準備后的一次檢驗而已。未來這些智能程序會逐漸進入圍棋培訓領域,幫助快速提高圍棋競賽水平,甚至人機組團參賽。

　　 首次探測到引力波

　　 開啟天文學全新時代

　　2月11日凌晨,美國科學家宣布了物理學領域具有里程碑意義的重大成果:激光干涉引力波天文臺(LIGO)首次直接檢測到引力波。6月,LIGO再次捕捉到引力波信號,雖然比首次探測到的信號要弱,但置信度高達5西格瑪。

　　12月初,LIGO完成重新升級工作,經過對其激光器、電子回路和光學設備的升級后,它的靈敏度和觀測時長進一步提高。未來必將探測到更多引力波,開啟天文學的全新時代。

　　 體外胚胎發育

　　 首次超越一周存活13天

　　人類胚胎發育研究出現里程碑式突破。5月初,美國洛克菲勒大學胚胎實驗室主任阿里·布萊文盧、英國劍橋大學生理學教授瑪格麗娜·澤尼卡-戈茨帶領的研究團隊分別在《自然》和《自然·細胞生物學》雜志上發表論文稱,他們將人類胚胎在實驗室培育時間提升到10天和13天,突破了以前難以超越的7天局限。

　　之前科學家們曾認為,胚胎在第7天后只有進入子宮并接受母體指令才能繼續發育。他們設計了一組特殊的氨基酸、激素和生長因子混合物,使胚胎成功度過第7天,并開始自我組織,形成身體內各個復雜器官組織極早期階段的結構。

　　新研究再次掀起倫理之爭:實驗室胚胎是否應該延長“14天”禁令。在12月7日召開的一次會議上,英國權威專家表示,現在延長為時尚早,或要等5年之后時機才更成熟。