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《科学》评出十大科技突破 生命科学尽显风流
2002年12月20日 22:09
 

据新华网报道,“科学界的奥斯卡奖”——《科学》杂志评选的年度世界十大科技突破19日正式揭晓。其中,生命科学研究领域的成果占据“半壁江山”,凸显了这一领域在2002年相对平淡的科学研究中的“热点”地位。二十一世纪曾被一些专家预言为“生命科学的世纪”,在今年十大科技突破的评选中已经有所体现。

生命科学独占鳌头

入选“科学奥斯卡”的生命科学领域突破包括:发现小核糖核酸(RNA)起着更重要的作用;基因组学研究开始为全球谋福利;找到会对化学“味道”和温度变化作出反应的蛋白质;在哺乳动物的视网膜中发现全新感光细胞;有关人类起源的一些最基本看法被动摇;观测细胞三维图像。其中,有关小核糖核酸的研究成果更是脱颖而出,被看作最重大的年度科技突破。

在细胞用自己的生命演绎的戏剧中,脱氧核糖核酸(DNA)是当之无愧的重要“演员”,而RNA一直被认为是前者的“配角”,作用不那么大。然而事实并非如此,今年的众多发现都表明,一些长度较短的所谓“小核糖核酸”,能够对细胞和基因的很多行为进行控制,比如打开、关闭多种基因,删除掉一些不需要的DNA片段等。其中最令人兴奋的发现是,小核糖核酸在细胞分裂过程中也能发挥重要控制作用,可指导染色体中的物质形成正确的结构。这些发现有望为科学家提供操作干细胞的新工具,以及用于探索治疗癌症等由于基因组错误所导致的疾病的新方法。

科学家今年公布了籼稻和粳稻的基因组图谱,这一突破在耕地逐渐减少、人口压力不断加大的情况下显得弥足珍贵,值得一提的是其中有中国科学家的重大贡献;传播疟疾的冈比亚按蚊、恶性疟原虫以及老鼠的基因组草图也于今年公之于众,这必将推动人类在医学领域取得更具突破意义的进展。这些基因组图谱的公布,也标志着基因组研究首次与农业生产、公共卫生等急待解决的现实问题产生了联系。

《科学》杂志公布的介绍显示,基因组学仍然是全球科研的“热点”之一,玉米、蜜蜂、狗、牛、鸡、猩猩等动植物的基因组序列,已经成为科学家下一步破译的目标。

我们的奥秘,我们的进化

对人类自身奥秘的研究,在生命科学中永远占据重要地位。为什么辛辣食物让人热、薄荷入口使人凉?这个奇妙的现象今年得到了解释。科学家找到了隐藏在嘴唇和皮肤的表层细胞的几种蛋白质,这些蛋白质对化学物味道和温度变化作出的反应,是让人有上述不同感觉的秘密所在。

很多人知道,射入眼球的光线在人体生物钟的设定过程中起着重要作用,但科学家今年在哺乳动物视网膜中发现的一种全新感光细胞同样扮演着重要角色。新发现的视网膜神经节细胞不属于视觉系统的一部分,而是直接向大脑传递设定生物钟的信号。这一突破为对付时差或“冬季抑郁症”等供了新线索。

利用电子显微镜,科学家今年还观测到了细胞中工作的单个蛋白质的分子结构,有望帮助深入了解细胞内部结构如何执行某些基本的生命程序,对帮助医务人员发现新的医疗方法也大有裨益。

我们从何而来?人类进化的“道路图”是如何画出的?科研人员今年7月份报告说,他们在非洲发现了有六七百万年历史的人科动物头骨化石“托迈”,它比迄今已知的任何人科动物化石年代要早三百万年。英国《自然》杂志说,“托迈”的发现在很大程度上填补了人科动物起源初期的化石空白,这一发现的意义可以与77年前科学家第一次发现南方古猿化石相提并论。尽管科学家们对“托迈”的意义尚存在争议,但不可否认,生活在人与猿分化关键时期的“托迈”证明了人类进化路线的多分支特性。

认识这个世界

今年的“亚军”成果是揭开太阳中微子的“失踪”之谜。科学家们此前发现,他们探测到的太阳中微子只有理论预期的三分之一,这一现象令他们迷惑不解。今年的研究证实,太阳产生的电子中微子在抵达地球过程中没有“丢失”,而是转化成了μ中微子和τ中微子,二者加上观测到的电子中微子之和正好等于理论预测。此外,科学家们在日本进行的研究,也为识别不同类型中微子的转化条件找到了新线索。

拍下最快速的“电影”。研究人员用基于超短脉冲激光的高速摄影术,将电子绕原子旋转的瞬间状态拍成了“电影”,其每帧画面间相隔仅为几阿秒(1阿秒为百亿亿分之一秒)。物理学家们目前正利用这一技术观测原子内部如何工作,这开辟了一个全新的未知领域。

伴随着微观领域突破的,是科学家们在宏观的宇宙学领域令人振奋的进展。科学家们今年观测到了“婴儿期”的宇宙。宇宙诞生的理论时间是大爆炸发生40万年之后,当时原子核和电子已经得到足够冷却,可以形成原子。原子形成过程中产生的高能辐射直到现在还能观测到,它们被称为宇宙微波背景辐射。科学家们不仅就宇宙微波背景辐射微小温度波动得出最为精细的观测结果,还首次为微波背景辐射的偏振性找到证据。

此外,通过采用“自适应光学”技术消除地球大气层给天文望远镜造成的模糊效应,天文学家已经使一些天文图像前所未有地清晰,包括银河系中的巨型黑洞、木星卫星木卫一上的火山喷发等。

 
 
  选稿:黄杨 来源:新华网 12月20日  作者:任海军 钱铮 陈勇 
 
 
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