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《科学家》杂志评选出影响2019年的十大科学新闻

来源:本站原创 2019-12-31 12:22

2019年12月31日讯/生物谷BIOON/---T细胞的发现、由8种核苷酸组成的DNA(hachimoji DNA)、新的人种以及对间谍活动的日益担忧成为今年的年度热门话题。

发现新的T细胞

在过去的一个世纪里,科学家们已对人体免疫系统进行了广泛的研究,令人吃惊的是,人们仍然发现了新的T细胞类型。在今年5月,研究人员在1型糖尿病患者中描述了B细胞和T细胞的杂合细胞,他们称之为双重表达细胞(dual expresser cell, DE细胞)。美国约翰霍普金斯大学医学院免疫学家Abdel Hamad当时对《科学家》杂志说,“我们认为DE细胞可能在这种疾病的初始阶段起着非常重要的作用。”
图片来自B and T cell images from The National Institute of Allergy and Infectious Diseases; X cell Image from Johns Hopkins University School of Medicine。

同月,科学家们还报道,被认为是形成先天免疫反应的人类自然杀伤细胞也能够像适应性免疫反应一样,保留着过去与有害抗原相遇的记忆。这一发现挑战了关于这些细胞如何发挥作用的基本教条---它再次提醒我们,即使在我们自己的血液中,仍有许多未知之处。

传染病传播

麻疹、埃博拉和脊髓灰质炎在2019年爆发。自2000年在美国宣布消灭麻疹病毒以来,美国的麻疹病例是最高的,在欧洲和其他地方也呈飙升趋势。公共卫生官员说,反疫苗情绪导致的疫苗接种不足是罪魁祸首。一直以来,科学家们持续了解这种病毒以及它的危险性。在今年10月,研究人员报道感染上导致麻疹的麻疹病毒似乎让免疫系统容易受到其他病原体的感染。

今年,在刚果民主共和国,成千上万人死于麻疹。自2018年以来,这个地区的埃博拉疫情也在持续爆发。这个地区的动荡阻碍了控制埃博拉疫情的努力,但是给予今年新开发的药物和疫苗可能有助于减缓埃博拉病毒的传播。

脊髓灰质炎很快就会有另一种疫苗来对付,这是因为研究人员已经开发出一种新的疫苗,旨在抵消一种旧疫苗的失败,这种失败的旧疫苗允许脊髓灰质炎病毒继续传播,并最终恢复毒力。由牛痘病毒引发的脊髓灰质炎病例如今已比野生的脊髓灰质炎病毒引起的病例更为普遍,但是这种经过基因改造后避免这种毒力恢复的新疫苗定于2020年部署。

对间谍活动的恐惧

美国联邦科学机构一直在严厉打击违反与外国政府关系规则的研究人员,以防止其他国家窃取美国知识产权。加州大学圣地亚哥分校的眼科医生、MD安德森癌症中心的癌症研究员、埃默里大学的遗传学家以及莫菲特癌症中心的负责人因与中国的关系而失去工作。

随着美国政府加强对间谍活动的防御,研究人员表达了对种族定性的担忧,特别是中国科学家和华裔科学家将遭受不公正的审查。加州理工学院生物学家Alice Huang在今年3月写给《科学家》的那封信中说,“我们为一个冷峻的研究环境所付出的长期代价,远远超过了从我们这里窃取的少数想法。”

第一批人类-猴子嵌合体

今年7月,一家西班牙报纸报道为“避免法律问题”,西班牙和美国的研究人员在中国培育出第一批人类-猴子胚胎嵌合体。这些胚胎嵌合体的发育在几周后就停滞了,但是这些科学家想要培育出器官经收集后可用于人体移植的动物,但至少有一位专家认为这一目标不切实际。加州大学戴维斯分校兽医研究员Pablo Ross对《麻省理工科技评论(MIT Technology Review)》说,“我一直认为用灵长类动物来做实验是没有意义的。这是因为它们通常都很小,而且需要很长时间进行发育。”

尽管在美国使用联邦研究基金进行研究仍然是非法的,但是人类-动物嵌合体项目去年春天在日本获得了监管许可。斯坦福大学发育生物学家Sean Wu在今年4月份对《科学家》杂志说,“如今,这允许人们使用猪和绵羊等物种培育人类-动物[嵌合体胚胎],这是件好事。”但是人类-灵长类动物嵌合体是另一种动物。“当你尝试培育出两种亲缘关系比较紧密的物种(比如人类和非人灵长类动物)的嵌合体时,有太多我们不知道的事情。”

新人种

在谈到新人种时,科学家们今年描述了一个新的人种,即吕宋人(Homo luzonensis)。这个新命名的人种的第一根骨头最初是在2007年在菲律宾的卡劳洞穴(Carao Cave)挖出的,但是当时还不清楚它确切属于谁。更多骨头和牙齿的发现使得科学家们得出结论:这些古代的人是一个不同的人种。马克斯普朗克人类历史科学研究所人类进化与史前史教授Michael Petraglia(未参与这项研究)当时告诉《科学家》杂志,“这真是个好消息。并不是每天你都能在人类家谱中命名一个新的人种。”

不道德的资金

性罪犯Jeffrey Epstein与科学家们之间的友谊,以及他给他们提供的科研经费,在今年引起了轩然大波。一些学者辞去了在麻省理工学院的工作以示抗议,而一些大学则承诺将资金用于慈善事业。

与此同时,Sackler家族(奥昔康酸制造商Purdue Pharma公司)因其在阿片类药物流行中的角色而受到更严格的审查。多年来,Sackler家族一直是生物医学研究的重要捐助者,而且塔夫茨大学最近决定从它的校园建筑中删除Sackler的名字。

#MeToo运动仍在延续

多亏幸存者和活动人士的努力,#MeToo运动的势头在2019年得以延续。科学会议组织者被迫反思他们保护与会者的政策,特别是在考古学领域,这是因为一名知名的性骚扰者出席了今年在美国新墨西哥州阿尔伯克基市举行的考古学会会议,在此之前,他已被禁止进入他自己的校园,在那里他曾当了几十年的教授。David Yesner的受害者出席了该会议并通知了工作人员,但是该考古学会作出的反应并不充分,这在社交媒体上引起了强烈反弹,并且经过长期考虑后,它制定出更加稳固的政策。SAA成员通过投票允许董事会成员禁止被定罪的性骚扰者参加会议。

“完全未知的生物学现象”
图片来自bioRxiv, 2019, doi:10.1101/787614。

尽管一项新的研究在今年9月发表在预印本服务器bioRxiv上,但是这项研究的结果引入了细胞生物学的一个新方面:glycoRNA,即连接上称为聚糖(glycan)的复合糖的非编码RNA。聚糖通常被隔离在内质网和高尔基体中,远离细胞质和细胞核中的RNA。论文通信作者、斯坦福大学化学生物学家Carolyn Bertozzi在今年10月告诉《科学家》,“我们今天所知道的生物学中确实没有一个框架可以解释RNA和聚糖是如何同时出现在同一个地方的,更不用说它们之间是如何相互连接在一起的了。不管它是什么,它是一种完全未知的生物学现象。期待对这种神秘的新细胞实体---它的功能、结构和盛行程度---有更多的了解。”

与电子烟相关的死亡

今年,与电子烟相关的肺部疾病和死亡浪潮席卷了整个美国。起初临床医生尚不清楚为什么会出现这些病例,但是经过数月的侦查,研究人员得出结论:添加到产品中的醋酸维生素E,尤其是含有四氢大麻酚(THC)的假冒液体,可能是罪魁祸首。美国疾病预防控制中心(CDC)正在继续调查,这是因为更多的成分可能也是罪魁祸首。

合成DNA扩增

今年,研究人员通过开发两种新的合成核苷酸(即碱基),再加上之前构建出的两种合成核苷酸,他们将组成DNA的碱基种类增加了一倍,从而构建出他们所说的由四种合成碱基和四种天然碱基组成的hachimoji DNA。噬菌体RNA聚合酶可将这种hachimoji DNA成功地转录为hachimoji RNA。今年2月,美国西北大学的Michael Jewett(未参与这项研究)在发送给《科学家》杂志的电子邮件中写道,“这确实是一篇令人兴奋的论文. . .真正的工程壮举。”(生物谷 cqwjbz.com)

参考资料:

The Science News that Shaped 2019
https://www.the-scientist.com/news-opinion/the-science-news-that-shaped-2019-66872
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