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頭條|2017年十大科學突破 你瞭解哪些?

2017

十大科學突破

美國《科學》雜誌21日公佈了其評選出的2017年十大科學突破, 人類首次觀測到雙中子星併合事件被選為頭號科學突破。 這也是引力波天文學研究成果連續第二年獲此殊榮, 2016年引力波的發現被《科學》評為年度頭號科學突破。

《科學》雜誌特約撰稿人阿德里安·曹在解讀今年科學突破的文章中寫道:“如果說去年引力波的探測吹響了科學發現的號角, 那麼今年雙中子星併合事件的觀測則奏響了科學的交響曲” 。 他指出, 今年8月17日觀測到的雙中子星併合事件輕易地成為了迄今為止天文學歷史上被研究最多的事件:來自全球953個機構的3764名研究人員合作撰寫一篇論文,

對這一合併事件及其後果進行論述。

《科學》雜誌新聞主編蒂姆·阿彭策爾則指出, 通過對雙中子星併合事件的觀測, 科學家們不僅探測到引力波, 還觀測到從伽馬射線到無線電波幾乎所有電磁波段的宇宙事件,

相關研究有望改變天體物理學, 其被評為2017年度頭號突破實至名歸。

《科學》雜誌評出的另9項突破性科學成就包括:

低溫電子顯微鏡(cryo-EM)技術推動結構生物學發展, 使科學家對生命的研究走向原子水準

這種技術可實現直接觀察液體、半液體及對電子束敏感的樣品,

如生物、高分子材料等, 令生物分子的成像變得更簡單和清晰, 讓生物化學進入了一個新時代。 這項技術讓瑞士生物物理學家雅克·杜波切特、美國生物學家阿希姆·弗蘭克和英國生物學家理查·亨德森分享了2017年諾貝爾化學獎。

科學家利用可擕式探測器首次捕捉到中微子與原子核間相干性散射

1974年, 麻省理工學院理論物理學家丹尼爾·弗雷德曼提出了中微子—原子核相干性彈性散射理論, 認為中微子和其他量子粒子一樣具有波粒二象性。 幾十年來, 物理學家們一直在試圖利用核反應爐找到這種彈性散射效應, 但一無所獲。 直到今年, 美國科學家利用只有奶壺大小的探測器, 首次捕捉到中微子與原子核間相干性散射, 從實驗上驗證了弗雷德曼的理論。

科學家在摩洛哥發現30萬年前智人化石

人們通常認為20萬年前在東非某處出現了人類的搖籃, 但最新發現的化石表明, 智人約在30萬年前就已散佈在非洲大陸各地。 這些化石至少來自5個智人個體, 他們的面部及下頜形態與現代人類非常相似, 腦部大小也較為接近, 但頭骨相對更平、更長。 研究人員認為, 新發現揭示了智人進化的早期階段。

科學家開發新型“堿基編輯器”,推動人類遺傳疾病新療法研究

美國博多研究所研究出的這種可程式設計蛋白質機器,對細菌和人類DNA均有效,且效率高於目前任何其他基因組編輯方法。它實現了高效可選擇性地單獨替換所有四種DNA堿基,而不造成任何DNA雙鏈斷裂,可以用於糾正那些可引起遺傳疾病的單堿基突變,引入可抑制疾病的單堿基突變,並且有助於增強人類對遺傳疾病的理解,推動人類尋找治療遺傳疾病的新療法。

生物學預印本運動興起

預印本即被雜誌發表前的論文初稿,它的優勢在於你能在論文被同行評議的期刊接收的數月甚至幾年前,便將其和同行分享。儘管近30年來物理學家一直在發表預印本,但很多生物學家剛剛開始接受這一形式。紐約冷泉港實驗室2013發起了名為bioRxiv的非營利科學論文免費線上檔案,目前已經存放了1.5萬餘篇論文。

新腫瘤治療概念獲肯定,美國食品藥品管理局批准抗癌藥pembrolizumab用於治療具有特定遺傳特徵的實體瘤

PD-1/PD-L1免疫療法是當前備受矚目的新一類抗癌免疫療法,旨在利用人體自身的免疫系統抵禦癌症,通過阻斷PD-1/PD-L1信號通路,就如腫瘤細胞失去了護身符,裸身面對外界,從而遭受淋巴細胞的免疫襲擊而使癌細胞死亡,具有治療多種類型腫瘤的潛力,有望實質性改善患者總生存期。而pembrolizumab是在美國獲批的首個抗PD-1藥物,且獲得了FDA的“突破性治療藥物”資格。

科學家在印尼蘇門答臘森林中發現新的猩猩物種——Pongo tapanuliensis

這是自1929年發現倭黑猩猩90年之後,人類再次發現新的大型靈長類物種。達巴奴裡猩猩,是以發現地蘇門答臘島達巴奴裡命名的。這個新成員家族僅有800個體,一經發現立即成為全世界最珍稀的靈長類人科動物。

科學家在南極獲取270萬年前的冰芯,為研究古代地球大氣提供線索

由普林斯頓大學領導的科研團隊在位於南極西南極的艾倫山附近鑽出了這塊270萬年前的冰芯。在此之前,最長時間序列的冰芯來自約80萬年前。對這塊“最老冰棒”的研究發現,當時的二氧化碳水準還不到300ppm(百萬分之一),比今天的405ppm要低不少。這或許能為人們尋找“是什麼觸發了冰河期”這個問題的答案,提供線索。

基因療法取得新進展,科學家成功治癒脊髓性肌萎縮症1型兒童患者

脊髓性肌萎縮症是一種罕見的致死性遺傳病,大多數患兒活不到20個月。而美國國家兒童醫院、俄亥俄州立大學和美國AveXis公司聯合開發的一種基因療法只需要一次注射,治療費用也將大幅降低,目前已取得了令人振奮的臨床結果。一個叫伊芙琳的美國小女孩接受了新的基因療法,跨過了20個月的生死大關,目前很快就要滿3歲了,健康狀況和運動能力都得到顯著改善。這一突破性進展也給其他神經缺陷疾病的治療帶來希望。

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美國博多研究所研究出的這種可程式設計蛋白質機器,對細菌和人類DNA均有效,且效率高於目前任何其他基因組編輯方法。它實現了高效可選擇性地單獨替換所有四種DNA堿基,而不造成任何DNA雙鏈斷裂,可以用於糾正那些可引起遺傳疾病的單堿基突變,引入可抑制疾病的單堿基突變,並且有助於增強人類對遺傳疾病的理解,推動人類尋找治療遺傳疾病的新療法。

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PD-1/PD-L1免疫療法是當前備受矚目的新一類抗癌免疫療法,旨在利用人體自身的免疫系統抵禦癌症,通過阻斷PD-1/PD-L1信號通路,就如腫瘤細胞失去了護身符,裸身面對外界,從而遭受淋巴細胞的免疫襲擊而使癌細胞死亡,具有治療多種類型腫瘤的潛力,有望實質性改善患者總生存期。而pembrolizumab是在美國獲批的首個抗PD-1藥物,且獲得了FDA的“突破性治療藥物”資格。

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