科学》杂志评选2013年十大科学突破

2013年12月29日 来源：网易探索   

　　所谓的癌症免疫疗法是指“训练”免疫系统识别癌细胞的特征，而后展开攻击。目前，这种疗法只在少数患者身上和治疗某些癌症方面发挥作用，因此还需进行进一步研究。但临床试验结果显示，癌症免疫疗法能够成为抗击癌症的一件强有力的新武器。

　通过对在老鼠体内新发现的一条神经纤维链进行研究，科学家找到了我们为何要睡觉的主要原因——清理大脑。入睡时，脑细胞之间的这些通道生长，允许脑脊髓液进入脑组织深处，冲走白天时积聚的有毒蛋白，包括导致阿尔茨海默氏症等神经退化性疾病的蛋白。

1月，两支研究小组宣布了一种用于对遗传密码片段进行编辑的快速而精确的新技术，被称之为“CRISPR”（成簇的规律间隔的短回文重复序列的英文首字母缩写）。CRISPR借鉴了细菌采用的一种防御策略。细菌利用RNA识别外来DNA，而后利用酶对其进行切割。科学家对这种防御机制进行了改造，让RNA寻找一个特定的DNA序列——例如导致疾病的基因变异——而后利用酶对遗传密码进行编辑，以消除变异。

　　在实验室培育的迷你器官也就是所谓的“类器官”，为测试药物和研究疾病提供了一个新方式。在奥地利，神经学家成功利用干细胞培育出“大脑类器官”。借助于类器官，科学家能够解答与大脑发育以及最初发育阶段出现的紊乱有关的一系列重大疑问。

　　科学家发现人体内的细菌以及其他微生物在保持健康方面发挥着重要作用。人体内的微生物多达数万亿，一些可导致疾病，但大部分对身体无害，甚至还有益于我们的免疫和消化系统。研究发现内脏微生物能够在癌症治疗、减肥和预防过敏症和哮喘方面发挥作用。

　　钙钛矿是制造太阳能电池的一种新型材料。根据科学家进行的研究，这种新材料制造的太阳能电池不仅成本低，发电效率也会随着技术的进步最终超过传统的硅材料。经过短短4年的研发，钙钛矿太阳能电池的发电效率便达到当前所用技术用了10多年时间才达到的效率。接下来，科学家将通过研究证明钙钛矿拥有与硅不相上下的耐用性，同时可以安全使用。

　　借助于结构生物学技术，科学家首次研制出呼吸道合胞体病毒（RSV）疫苗。RSV病毒每年导致数百万婴儿感染肺炎和其他肺部疾病，许多疫苗都对其无效。研究过程中，科学家对RSV蛋白与抗体结合时的结构进行分析，随后培育一种变异版蛋白，外形与正常蛋白略有不同，外形的变化让抗体的结合部位更加明显。这也就意味着，人体能够在更大程度上利用抗体抗击病毒。

　　通过对人体皮肤细胞进行克隆，科学家成功培育出胚胎干细胞。干细胞能够转化成任何组织。这项技术能够在将来的某一天培育替代组织和器官，以治疗各种疾病，同时也进一步提高了培育克隆人的可能性。

CLARITY成像技术允许科学家在不对老鼠大脑进行切片情况下“看穿”鼠脑，也就是让脑组织透明化。这项成像技术涉及到一系列化学处理，能够让老鼠的大脑组织几乎完全变成透明状，允许科学家对大脑进行深入。CLARITY成像技术也可以应用于人类的大脑，帮助科学家进一步了解自闭症和阿尔茨海默氏症。

　　自100年前探测到宇宙射线以来，这种高速撞击地球上层大气层的高能粒子的源头便一直困扰着科学家。2013年，科学家通过研究证明至少有部分宇宙射线来自于爆炸的恒星或者超新星。与超新星周围气体发生交互作用的质子的速度被加速到接近光速，最后以宇宙射线的形式从各个方向喷射到太空。