新闻分析:十大年度科学突破反映的新动向

  在时间和空间尺度上拓宽着人类认知的边界也反映了近年来科学发展的三个动向。  在时间和空间尺度上拓宽着人类认知的边界也反映了近年来科学发展的三个动向。
  创新科研工具涌现
  当选今年头号突破的“单细胞基因活性分析”不是一个具体的科学发现而是一套“三连发”的研究方法通过细胞分离、rna测序和标记跟踪3个步骤像“放电影”一样呈现胚胎细胞形成成年动物复杂陷阱和器官的过程有望在未来10年转折生物学和医学研究格局。

  
  这是继被誉为“基因剪刀”的crispr基因编辑技术2015年入选头号突破后科研工具再次登顶表明“授人以渔”的革命性科研工具不断涌现并日益受注意。
  “单细胞基因活性分析”使科学家能从单细胞水平确定哪些基因在胚胎早期发育时被开启或关闭。“它就像飞行记录器让你了解整个过程哪里出了错不是只看到最终的结果这样我们就可以提出以前不可能提的问题。

  ”加利福尼亚大学旧金山分校干细胞生物学家乔纳森·魏斯曼说。
  截至目前科学家已用这项技术观察了斑马鱼、蛙等动物如何形成器官和附器还研究了人类细胞的发育及如何在癌症等疾病中发生转折等。
  利用新工具发现分子结构也入选今年十大突破。美国、德国和瑞士科学家用电子束取代x射线“解读”小晶体能在几分钟内测定有机物晶体三维分子结构为新药研发睁开了广阔空间。

  
  基因数据库断案成为另一项入选的工具。美国警方将从犯罪现场提取的dna片段与大型基因数据库比对通过犯罪者的远亲“顺藤摸瓜”找到逃逸近40年的冷血杀手开创了被称为“法医系谱学”的新领域。
  利用人工智能预计微观结构今年没能入榜但已被看好。随着人工智能在各研究领域投入应用它还将持续受到注意。
  从微观处发现真相
  新的科研手段让科学家可以从微观层面发现真相了解人类历史、宇宙演变并预计未来至少有4项年度突破与此有关:

  ——近年来兴起的古dna分析方法又有新斩获:5万多年前生活在西伯利亚地区的一个女性骨骼残骸的dna露出她的母亲是尼安德特人父亲是丹尼索瓦人为欧亚大陆古人类种群间的基因交换和迁徙提供了刀切斧砍证据。
  ——分子层面的研究让科学家发现人类细胞运转的秘密。为何细胞中成千上万的蛋白质及其他分子能互不干扰地工作?科学家发现它们会凝聚成小液滴像沙拉中的油和醋一样相互分离影响基因的表达。

  如果液滴凝结过程发生错误它们可能变为胶状甚至固化并引发神经退行性疾病。这项发现不仅显露了生命的奥秘还为治疗神经退行性疾病等提供了思路。
  ——微观粒子成为科学家意识宇宙的“信使”。去年兴起的多信使天文学使科学家可通过光子和引力波等观测同一宇宙事件如今“宇宙信使”又加入新成员。去年9月位于南极的“冰立方天文台”捕捉到一个高能中微子。

  科学家2018年发表论文说它来自距离地球40亿光年外的一个耀变体——中央存在快速旋转大型黑洞的壮大椭圆形星系。
  学术界道德受关注
  今年十大科学突破榜单将反性骚扰运动纳入其中。去年《科学》杂志曾将科学界性骚扰列入与科学突破同时发布的“年度崩溃事件”。这表明学术界的道德问题受到注意。
  2018年多名科学家因性侵控诉辞职或被解雇包括美国加利福尼亚大学欧文分校遗传生物学家弗朗西斯科·阿亚拉、索尔克研究所分子生物学家因德尔·维尔马和曾任教于加州理工学院的天体物理学家克里斯蒂安·奥尔特等。

  
  6月美国国家科学院、工程院和医学院联合发布报告称美科学界性骚扰问题紧要超过半数在大学工作的女性及20%至50%的女大学生曾遭不同程度性骚扰。

  尽管美国国家科学基金会和美国科学促进会等机构发布了反性骚扰政策但很多人表示并非所有机构都有力应对性骚扰。
  今年“年度崩溃事件”列第一位的是气候变化导致天灾增添而政府应对不力。入选的还包括科研资金恶积祸满导致巴西国家博物馆失修并发生火灾、人类基因编辑带来的伦理问题等。