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《科学》杂志是美国科学促进会出版的一份学术期刊,如今,已成为全世界最权威的学术期刊之一。该杂志于1880年由爱迪生投资1万美元创办,于1894年成为美国最大的科学团体”美国科学促进会”(American
Association for the Advancement of Science ,AAAS)的刊物。

齐鲁晚报讯
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每年年底,《科学》杂志都会公布年度“十大科学突破”,这些突破往往预示未来几年的发展方向,在刚刚评选的2018年全世界十大科技突破中,一半的成果都来自生命科学领域。在20世纪80年代初,就曾经有人预言:“21世纪将是生物科学的世纪”,如今这一预言如今已经成为现实。下面就为大家介绍一下《科学》杂志评选的有关生命科学领域的重大突破。
单细胞尺度细胞谱系追踪技术
今年,夺得年度突破桂冠的是“单细胞水平细胞谱系追踪技术”。从古希腊医学之父希波克拉底时代开始,生物学家就被一个细胞如何发育成拥有多个器官和数十亿人细胞的成年动物所迷惑,这位伟大的医学家曾假设,母亲的呼吸有助于婴儿成长,但现在我们知道,最终还是DNA促进细胞增生和分生。
目前,生物学家在单细胞尺度上揭晓了每个基因何时启动并诱导细胞分化。他们指出,推动这些技术进步的是将数千个完整细胞从生物体中分离出来的技术,有效地对每个细胞中表达的遗传物质进行测序,并使用计算机对细胞进行标记,从而重建它们在时间尺度上的关系。
古人类“混血儿”
2012年,考古学家在西伯利亚一个洞穴里发现了一块来自5万多年前的女性骨骼碎片,科学家们用这个骨骼提取出的DNA表明,该女性的母亲是尼安德特人,父亲是丹尼索瓦人。因此,研究人员得出结论:丹尼索瓦人、尼安德特人和现代人类至少在冰河时代的欧洲和亚洲地区曾发生过杂交。
如今这两种古人类分支的基因也存在于现今的亚洲人和欧洲人,通过对西伯利亚洞穴发现的骨骼化石的DNA进行研究得以证明,这三个古人类分支曾生活在不同时期,并且他们的确存在过亲密接触。DNA是人类历史上最伟大的发现之一,通过对DNA的研究不仅让我们更加了解了有机生命的个体,揭示了有机生命体生生不息的奥秘,DNA的存在还是能够为我们揭露历史,挖掘人类繁衍的秘密。
法医系谱学日趋成熟
2018年4月,美国警方宣称逮捕了一名重大嫌疑犯,他是上世纪70-80年代在加州轰动一时的系列强奸和谋杀案主凶——约瑟夫·詹姆斯·迪安杰洛,他被称为“金州杀手”。据悉,警方利用犯罪现场采取的DNA,通过公共家谱DNA数据库锁定了这名“金州杀手”的亲属,最终将他逮捕归案。之后警方又利用这种技术破获了大约20多起重大案件,开创了新的技术领域——法医系谱学。
除此以外,随着人们对DNA的探索,它的应用也越来越广。针对近几年拐卖儿童案件逐年上升的趋势,公安部又组织开发建立了全国公安机关“打拐”DNA数据库,使许多被拐卖的孩子和家里亲人得以团聚。
基因沉默药物获批
2018年,一种基于基因沉默机制的“RNA干扰”药物获得了美国食品药品监督管理局的首次批准。该药物应用诺贝尔奖级别的技术,可以治疗导致神经损伤的罕见遗传性疾病。这一举措可能预示着一种针对致病基因的新型药物的诞生。
伍斯特马萨诸塞大学医学院的克雷格·梅洛表示,这项批准只是个开始,一旦有了一种安全有效地将一小片RNA送到特定器官的方法,就很容易将RNA分子转换为同一器官中的不同基因。他预测,一波类似的基于RNAi的药物,特别是肝内靶向基因的帕西兰药物,将会很快上市。
原始世界的分子窗口
今年,科学家在5亿多年前的远古生物化石上发现了分子的痕迹,对这些分子进行检测研究,从而使他们对神秘的远古世界认知更加清晰。同时,科学家们在一些已知的最奇怪化石中也发现了脂肪分子特征,这些远古生物被称为“埃迪卡拉纪生物”,这些生物距今5.42亿至6.35亿年,它们被认为是海洋无脊椎动物门的寒武纪演化爆炸的早期动物祖先。
发现“埃迪卡拉纪生物”可能比已知最古老生物化石进化早1亿年时间,这个远古生物化石上的分子痕迹对于人类来说,打开了原始世界的大门,使得科学家们对于远古的研究更加清晰。
细胞如何对内含物质进行整理
细胞内部的各个组成部分是如何协调的,如何在正确的时间和位置发挥功能?这个问题困扰了人类许久,科学家最新研究发现,这个问题的关键是液滴(liquid
droplets)。
2018年,科学家发表研究报告称,细胞中碰撞的数百万个RNA分子以特定的形状相互识别和浓缩,液相分离发挥着更大的作用,驱动DNA转录为RNA蛋白质,浓缩成为附着在DNA上的液滴,它们揭示了一项基本的生命活动奥秘——基因选择性表达作用。
人类在对于我们过去和将来的探索中付出了诸多心血,随着时代的进步,科学家们在衰老研究、生物进化、遗传疾病基因分析、干细胞、脑和神经细胞研究领域取得了众多突破,有助于我们了解人体生长、发育、衰老、患病和死亡的秘密。随着我们对于生命科学的探索越来越深入,相信终有一日能揭开它神秘的面纱。

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