《科学》杂志公布2013年十大科学突破——
癌症免疫治疗居榜首
本报杭州12月20日讯
记者 石天星
《科学》杂志今天公布了2013年最具影响的十大科学研究突破成果,居于首位的是癌症免疫治疗。
科学家们几十年来都在思考如何让免疫系统来应对癌症,现在,研究人员已经找到了两种不同的技术,一种是让抗体对T细胞进行阻遏,从而产生力量来对付癌症;另一种技术能在体外对个体的T细胞进行基因修饰,从而治疗癌症。本报今年11月14日报道的《基因武器,瞄准癌细胞》一文,说的就是后一种技术。
不仅仅是治疗癌症有了新突破,人类攻克艾滋病的征程也前进了一大步。科学家们从研制对付RSV的疫苗过程中受到启发,HIV药物研发获得崭新思路。每年都有数百万婴儿由于感染呼吸道合胞病毒(RSV)而住院接受治疗,科学家们今年终于找到了对付RSV的抗体,其原理是应用分子结构生物学来设制疫苗中的关键成分,通过对抗体的结构进行分析,利用所获得的信息设计出了对付RSV的疫苗免疫原。
基因修饰,研制新的疫苗,还有什么新的方法能够帮助人类更好地主宰自身?答案是细菌。这也是今年十大科学研究突破之一。研究人员发现人体内生存着的数万亿细菌决定着人体如何应对各种不同的疾病,未来的个性化药物治疗方案中将把这些微生物的作用考虑进去。
麻省理工学院华人科学家张锋等人率先研发出了一种基因编辑技术——CRISPR,引发了2013年的科研大爆发。研究者们发现了一种叫做Cas9的蛋白质,以之为基础可以对基因实行显微手术。今年,许多研究团队都用它来修改特定基因,试验对象已包括老鼠、兔子、细菌、酵母、斑马鱼、线虫和人体细胞。这项技术为人们了解基因的功能并驾驭基因提升健康铺平了道路。
科学家们还在脑成像技术方面取得了前所未有的突破,这种技术叫做CLARITY。光学显微镜之所以不能观察到大脑内部几百微米以下的情况,是因为大脑细胞膜中的脂质会将光分散到各个方向。CLARITY技术使用透明凝胶分子取代脂质,从而使得脑组织变得透明。科学家们认为CLARITY让计算神经元的这类任务变得更为迅捷有效,因为能够看到神经细胞核及其他一些结构,将便于他们对其进行染色、标记和研究。
长期以来,科学实验都要借助小白鼠,而今年的“十大”突破之一也是由小白鼠作出了巨大贡献。通过对小白鼠进行实验,研究人员发现睡眠的确有助于恢复和修复脑。当小鼠睡着时,其脑内神经细胞的各个通路就会延展,让脑脊液清洗掉无用的碎屑,比如让人类患上阿尔茨海默症的那些蛋白质。人为什么要睡觉?又多了一项理由。
今年,我们还要将目光一起投向人体干细胞,因为两项科学突破都与它有关。首先是迷你器官,科学家们如今已能够在实验室中让干细胞成长出肝脏胚芽、迷你肾脏以及基本的人脑。通过对迷你人脑进行观测,科学家们对小头畸形提出了新的见解。研究人员还发现干细胞可以发育出人体的任何细胞类型,通过克隆人体细胞可以研究并治疗疾病。
盘点至此,你肯定会发现,今年最重大的科学研究突破大部分都与生物有关,实际上,科学家们在传统的物理、材料领域也取得了令人瞩目的成绩。
理论学家早就怀疑绝大多数宇宙射线的加速都是由于超新星的大爆炸造成的,而今年费米伽马射线太空望远镜终于发现了这些粒子的运动轨迹。钙钛矿型太阳能电池材料的研究也在今年取得了飞速进展。实验室中的研究人员已能够将15%的阳光转化为电能。虽然钙钛矿型太阳能电池还无法与商用硅太阳能电池相比,但由于钙钛矿的便宜和易得,其发展前景已经被广泛看好。