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《科学家》杂志评选出2018年最为重大的科学事件

时间:2018-12-30 | 栏目:分子生物 | 点击:

 在2018年,科学家们利用2017年的积极势头,走出了实验室,步入了公共领域:试着参加美国中期选举的科学、技术、工程和数学(Science, Technology, Engineering and Math, STEM)领域的候选人数量空前激增;活动人士举行了第 二次科学大游行(March for Science);性骚扰受害者及其拥护者发声实现科学界变革的#MeToo运动取得很多进展。《科学家》杂志对这些新闻报道进行了单独的年终回顾。以下是影响生命科学过去12个月的其他的一些重大事件:

1.期刊开放获取的压力与日俱增
大学和研究资助者坚持要求学术出版商提供更低的价格和更多的开放获取机会。比如,今年7月,德国和瑞典的数百家学术机构与爱思唯尔(Elsevier)出版商在合同到期时的谈判陷入停顿。在美国,大学在这方面的态度也是非常坚定的。如果在年底之前无法与爱思唯尔 出版商达成协议,那么加州大学系统准备放弃它。

成本是一个大问题,但是图书馆也在努力扩大期刊开放获取。资助者也在施加压力。今年,他们中的一个团队宣布了一项旨在取消付费墙的S计划(Plan S)。挪威研究委员会首席执行官兼执行S计划的工作小组联合负责人John-Arne Røttingen在本月告诉《科学家》杂志 ,“这是获得公共资助的研究的本质---它应当是任何人都能够利用的全球公益事业。”

开放获取运动在科学家中并不普遍受欢迎---事实上,许多人担心这会让出版论文变得过于昂贵。随着S计划在2020年逐步实施,这场争论将在整个2019年继续展开。

2.陆地生命的新诞生日期
今年7月,科学家们宣布他们发现了地球上最早的陆地生命证据。他们发现了32亿年前就已存在于陆地上的生命,这也是迄今为止发现的最为古老的陆地生命。

这些科学家们在来自南非巴伯顿绿岩带(Barberton Greenstone Belt)的岩石中发现了古代微生物存在的迹象。他们的发现将陆地生命的开始日期比之前估计的提早了5亿年。

3.遗传自父亲的线粒体
推翻生物学教条似乎永远不会太晚。今年12月份发表在PNAS上的一项研究报道了来自三个不相关家庭的17人携带通过父系传递的线粒体DNA(mtDNA),这与大多数人认为mtDNA仅来自母亲的观点相违背。美国辛辛那提儿童医院医学中心儿科疾病项目主任Taosheng Huang告 诉《科学家》杂志,“我的第一直觉是这是一个错误---尽管我在六年内从未在我们的诊断实验室中看到犯了这样的错误。”

目前还不清楚这种现象的常见程度以及它为何会发生,但是这肯定会对一些研究提出质疑,包括那些试图利用mtDNA确定祖先谱系的研究。

4. 埃博拉疫情爆发,这次是临床试验
根据世界卫生组织(WHO)的报道,刚果民主共和国一直在应对埃博拉疫情的无休止爆发,截至今年11月,这已造成172人死亡。根除工作因冲突和一些人不愿意遵守卫生保健工作者的命令而受到阻碍。另一方面,临床医生已部署了疫苗和新的实验性疗法。

在刚果民主共和国如今正在开展的一项临床试验是比较四种此类药物的疗效:一种抗病毒药物和三种抗体药物。美国国家过敏与传染病研究所(NIAID)利用在1995年埃博拉疫情爆发期间存活下来的一名患者开发出其中的一种抗体药物。NIAID主任Anthony Fauci告诉《科 学家》杂志,“这是一种针对埃博拉病毒特定组分的单克隆抗体,非常类似于被动转移针对其他类型感染的抗体。它阻止了埃博拉病毒与体内靶细胞的结合。”美国国家卫生研究院开展的一项I期临床试验表明这种抗体药物是安全的---它在非洲的实际使用将会证实它是 否是有效的。

5.终于鉴定出听力通道蛋白
40年来,科学家们终于确定了将内耳毛细胞的机械摆动转化为大脑电信号的通道蛋白:跨膜通道样蛋白1(TMC1)。这些研究人员培育出携带着TMC1基因序列发生17种不同突变之一的小鼠,并发现干扰由此产生的突变蛋白结构会改变流经毛细胞的电流。

一只1周大的小鼠的内耳毛细胞的扫描电子显微镜图。今年,科学家们终于确定了这些细胞中的机械转导通道身份。图片来自Gwenaelle.Geleoc。


美国哈佛医学院和波士顿儿童医院的研究员Jeffrey Holt告诉《科学家》杂志,“这真的是确凿的证据,这是因为如果改变流经一种蛋白的电流的特性,那么它就必须形成一种蛋白通道。” “这才真正让我们得出结论,这种TMC1蛋白确实是这种蛋白通道---我们一直寻 找40年的目标。”

6.治疗性基因编辑
据报道,今年11月一位科学家宣布对两个胚胎的基因组进行基因编辑,并由此产生一对双胞胎婴儿,以便阻止HIV感染。从这种基因编辑技术在人类身上的应用来看,这一消息可以说是今年最受关注的事件。由于不正当的原因,这名研究人员正因违反伦理规则而接受调查 ,而且科学界对这种技术的鲁莽使用大为恼火。事实上,这个领域的几位专家向《科学家》杂志描述了这种实验存在缺陷的程度。 

不过在利用基因编辑治疗疾病方面也取得负责任的进展。比如,在体内使用锌指核酸酶的一项开创性临床试验中的两名患者在与他们的疾病---亨特综合征(Hunter syndrome)---相关的一种生物标志物(一种酶)上显示出有希望的迹象。然而,这种基因疗法靶向的这种酶的水平并没有发生变化,因此这种干预是否确实有效还有待观察。

越来越多的临床试验正在利用CRISPR进行基因治疗,包括癌症免疫疗法和血液疾病治疗。随着科学家们继续利用CRISPR用于治疗人类疾病的动物模型取得进展,更多的临床试验可能会准备就绪。

7. 巴西博物馆大火
今年9月初,巴西里约热内卢国家博物馆(Museu Nacional of Rio de Janeiro)遭受火灾,焚烧了无价之宝的自然历史收藏品。这家国家博物馆的2000万件收藏品包括恐龙骨、早期人类遗骸和许多无脊椎动物标本。 这场火灾引发了科学家们拯救这家国家博物馆的英勇尝试。在那里研究鱼类进化和生物多样性的Paulo Buckup讲述了在大火燃烧时他和其他工作人员如何进入烧黑的建筑物中来恢复贝类标本,其中包括一些已灭绝物种的代表。Buckup在当时告诉《科学家》杂志,“我们现在的工作是在附属建筑物中找个地方来重新安置我们的在这场火灾中失去一切的同事。”

科学家们将这场火灾归咎于老化的基础设施以及缺乏维修建筑物的资金。

8.心脏干细胞的陨落
多年来,科学家们一直在文献中反复讨论心脏中是否存在干细胞。如果它们在那里存在而且具有再生新的心肌的能力,那么它们可能用于修复遭受损伤的心脏组织。但是不断有研究持续质疑心脏干细胞的存在,今年秋季又有两项研究发表了。

今年4月,研究人员报道了“无可否认的证据”,对心脏干细胞的存在提出质疑。他们追踪了小鼠心脏中的细胞命运,并没有在成年啮齿动物中发现产生心肌的非肌肉细胞。今年12月,另一个研究小组在遭受损伤的小鼠心脏中搜寻了心脏干细胞,并再次没有发现它们存在 的迹象。

在纷至杳来的质疑中,哈佛医学院今年开展的一项调查证实作为心脏干细胞观点的主要支持者之一的Piero Anversa的实验室存在学术不端的行为。从那以后,这个团队的13篇论文被撤回。

9.佛罗里达赤潮
今年一场灾难性的藻花(algae bloom)席卷了佛罗里达海岸,杀死了无数动物,包括海龟、鱼类和海豚。这种所谓的赤潮(red tide)促使研究人员加大对藻花的研究。科学家们正在研究一些方法,比如将粘土颗粒喷洒到水中来杀死藻类,部署病原体和将臭氧注入海水 中。

另一种想法是阻止携带营养物质的径流---一些科学家们认为营养物质促进藻花产生---流到海洋中,而不是试图杀死藻类。今年夏季,美国迈阿密大学海洋生物学家Larry Brand告诉《科学家》杂志,“需要做的事情能够遏制赤潮,也能够杀死其他东西。”

10.ips细胞疗法
今年推出的更多前沿的临床试验正在利用由诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC, iPS细胞)重编程产生的定制的潜在治疗性的细胞移植物。今年10月,临床医生将iPSC衍生的多巴胺能神经元(即产生多巴胺的神经元)前体细胞移植到一名帕金森 病患者的大脑中,这是首次将一种基于ipsC的干预措施应用于大脑中。

一些其他的iPSC衍生疗法如今也在临床试验中,从而试图治疗从移植物抗宿主病到黄斑变性的一切疾病。科学家们今年宣布计划一项在2019年开始的临床试验使用ipsC衍生的细胞移植物来治疗心脏病。

参考资料:

The Biggest Science News of 2018

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