《环球科学》2008年十大科学新闻评选候选新闻

来源：http://tech.sina.com.cn/d/focus/2008sciam/index.shtml

                               
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干细胞
　　“十大科学新闻”评选是《环球科学》杂志(《科学美国人》杂志中文版)每年的一大重头戏，从2006年开始，今年已经是第三次评选。与往年评选不同的是，2008年度“十大科学新闻”评选《环球科学》杂志与新浪网联合开设网上评选的环节。以下为候选新闻：
　　1、干细胞研究取得多项进展
　　2008年，干细胞研究仍然是生物学界的研究热点。去年，日本科学家山中伸弥发明人工诱导多能性干细胞(iPS)技术后，这一技术成为干细胞研究领域的有力工具，激发了很多研究成果。
　　2月15日，山中伸弥借助病毒，将4个基因植入小鼠肝脏细胞和胃黏膜细胞，培育出了iPS。与原先用皮肤细胞培育出的iPS相比，这种iPS引发癌症的可能性大为下降。两个月后，山中伸弥又与日本理化研究所发育与再生科学综合研究中心的高桥政代合作，利用由小白鼠的皮肤制成iPS，成功制造了视网膜感光细胞。这一成果可用于治疗视网膜色素变性等疾病。而在8月31日，日本科学家又利用iPS，培育出胰腺。
　　除了人工诱导多能性干细胞研究，传统的干细胞研究领域也取得不少进展。1月17日，美国一家生物技术公司首次通过克隆技术，由成体皮肤细胞得到了晶胚，利用克隆得到的晶胚又可以制造胚胎干细胞系，从而用于糖尿病和帕金森氏症等疾病的研究和治疗。一个月后，德国科学家利用头发根部提取的干细胞，成功培育出皮肤组织。这一技术的成熟有望用于烧伤患者等需要接受植皮手术的病人身上。此后，科学家还去了一系列重要成果：利用干细胞再生犬类骨骼、将胚胎干细胞分化成下丘脑神经细胞、用病人体细胞制造干细胞……
　　这些研究成果表明，干细胞技术离实际应用已越来越近。

                               
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科学家培育出首个人兽混合胚胎
　　“十大科学新闻”评选是《环球科学》杂志(《科学美国人》杂志中文版)每年的一大重头戏，从2006年开始，今年已经是第三次评选。与往年评选不同的是，2008年度“十大科学新闻”评选《环球科学》杂志与新浪网联合开设网上评选的环节。以下为候选新闻：
　　2、英国科学家培育出首个人兽混合胚胎
　　2008年1月17日，英国人工授精与胚胎学管理局批准两个研究小组展开一项争议性研究——培育人类与动物的混合胚胎。
　　早在2006年，英国伦敦大学国王学院和纽卡斯尔大学的科研人员就希望展开此类研究，但由于英国government明令禁止制造人类与动物的混合胚胎，这项研究一直停滞不前。获得人工授精与胚胎学管理局的许可后，英国科学家取得了非常重大的研究进展。
　　4月1日，英国纽卡斯尔大学宣布，该校约翰•伯恩教授带领的研究小组从人类皮肤细胞提取细胞核，植入几乎完全剔除了遗传物质的牛卵细胞后，成功培育出了人牛混合胚胎。这个胚胎总共存活了3天时间。
　　参与这项研究的科学家表示，他们不会制造混合动物，把人兽混合胚胎放入子宫也是非法的，进行这项研究是为了探索帕金森病、肌萎性脊髓侧索硬化症等疾病的治疗方法，提高人们对胚胎干细胞发育过程的认识和理解。

                               
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美国科学家合成一种支原体的基因组
　　“十大科学新闻”评选是《环球科学》杂志(《科学美国人》杂志中文版)每年的一大重头戏，从2006年开始，今年已经是第三次评选。与往年评选不同的是，2008年度“十大科学新闻”评选《环球科学》杂志与新浪网联合开设网上评选的环节。以下为候选新闻：
　　3、人造生命诞生仅一步之遥
　　2008年1月24日，美国《科学》杂志在线报道，美国生物学家克雷格•文特尔领导的研究小组成功合成一种微生物的基因组，完成了人造生命的关键一步。
　　这种微生物是能导致性病传播的生殖支原体，拥有485个基因、58万对碱基，是已知的基因组最小、最简单的生命形态。参与该项研究的科学家将人造生命分为3个步骤：首先制造DNA的4个碱基A、G、C和T，它们可以重复配对，合成数百万个DNA片段；接下来便将这些片段“组装”成DNA链，形成完整的基因组；最后一步就是将合成基因组注入剔除了遗传物质的细胞中，如果能激活细胞，就可以宣告“人造生命”诞生。目前，文特尔的研究小组已完成了第2个步骤，距离人造生命诞生仅一步之遥。
　　此外，在今年9月，美国哈佛大学生物学家杰克•斯佐斯泰克宣布，他的研究小组正在实验室人工构造一种单细胞模型，这种模型能够自我复制和进化，已具备“生命”的基本特征。
　　斯佐斯泰克的原型细胞由脂肪分子构成，可以捕获一些核酸，而核中则包含了复制信息。如果再由外来能源(如太阳或化学反应)提供能量，原型细胞就可以形成一个自我复制、自我进化的生命系统。目前，斯佐斯泰克已成功地实现带有遗传信息的原型细胞的复制。
　　斯佐斯泰克的研究不仅表明科学家已经能将没有生命的物质合成为新的生命形态，对于生命起源的研究也具有重大意义。

                               
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世界不同人类族群间的相似性要远远大于差异性
　　“十大科学新闻”评选是《环球科学》杂志(《科学美国人》杂志中文版)每年的一大重头戏，从2006年开始，今年已经是第三次评选。与往年评选不同的是，2008年度“十大科学新闻”评选《环球科学》杂志与新浪网联合开设网上评选的环节。以下为候选新闻：
　　4、最大规模人类遗传多样性调查完成
　　2008年2月21日和22日，世界著名学术期刊《自然》和《科学》分别刊登文章称，世界最大规模人类遗传多样性调查项目完成，由美英等国科学家组成的两个国际研究小组，对全球50多个不同的地理学族群进行了迄今最深入的人类遗传差异和相似性分析。
　　两个小组分析了人类基因组几十万个位点上的单核苷酸多态性(SNPs)，确定了人类的遗传相似性，即世界不同人类族群间的相似性要远远大于差异性，大多数人的遗传祖先追溯起来都不限于一个大陆。研究人员还表示，分析得到的数据支持中国汉族的南方和北方族群在遗传上是截然不同的；而美国土著与俄罗斯及远东欧亚大陆的雅库特人存在遗传相似性。

                               
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培养中的神经细胞
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　　5、美国科学家建立第一个人类神经细胞组织系统
　　3月5日，美国宾夕法尼亚大学的科学家建立了第一个人类神经细胞组织系统，在实验室里让活体神经细胞形成了一个网状结构。研究人员指出，只需假以时日，这一网状结构就可移植到人体，用于修复受损神经系统。
　　研究人员从器官捐赠者处得到4个胸神经细胞，又从16名做神经节截除术的病人身上获取到脊根神经节神经细胞。他们将这些神经细胞纯后化，放置于特定的生长室，运用牵张生长技术，使神经轴突在一段时间后慢慢拉伸，直至达到预期长度。这些神经元存活了至少3个月，在此期间一直保持产生动作电位。电信号沿着神经纤维传送，伴随着轴突的伸长，神经细胞间建立联系，第一个人类活体神经组织结构创建成功。
　　神经细胞移植是治疗神经受损最有希望的方法。以往的动物试验已证实这一方法是可行的，但由于神经元来源有限，很难得到广泛应用。科学家目前建立的三维神经网络，酷似一个小型的神经系统，能在临床中做到大批量移植。

                               
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酵母
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　　6、日本发现可有效分解塑料的酵母
　　2008年3月，日本农业环境技术研究所宣布，该所科学家在水稻叶子中发现一种酵母，可有效分解微生物降解塑料。
　　微生物降解塑料是指在自然环境下可被微生物作用而发生降解的塑料。据日本《每日新闻》报道，研究人员注意到，微生物降解塑料的表面结构与植物叶子的表面结构类似，因此他们猜想分解叶子的微生物也能分解微生物降解塑料。
　　在对比实验中，研究人员选取了用于农业生产的由聚乙二酸丁二醇酯制造的微生物降解塑料薄膜。这种薄膜在土壤中需要1个月左右才开始分解。如果把这种薄膜放在添加上述酵母的托盘内，只要3天就能分解。
　　研究人员认为，这一发现将可能帮助解决废旧塑料等造成的白色污染问题

                               
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重新连接未受损神经元，大脑可恢复正常的运动功能
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　　7、法国研究人员部分修复实验鼠受损大脑
　　3月31日，法国国家科学研究中心发布消息说，该中心的研究人员通过连接神经元，部分修复了实验小鼠受损的大脑。
　　人类大脑受伤后，认知等功能有可能在长时间内难以恢复，但通过重新连接未受损神经元，大脑可恢复正常的运动功能。儿童的大脑受损后，由于仍在发育，某些功能可自动修复，但对于成年人来说，重新建立神经元连接则需要运用医疗手段。
　　研究人员认为，法国科学家的成果意味着，将来也许可以利用类似方法治疗因脑部受到重创而瘫痪的患者。

                               
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Sputnik病毒
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　　8、法国科学家发现首个可感染病毒的病毒
　　8月8日，法国科学家发现，病毒也会受到病毒感染，这有助于解释为何病毒的变异速度会如此迅速。
　　法国地中海岸大学的科研人员发现，从冷冻库分解出来的巨型病毒，被一个较小的病毒感染。这种命名为Sputnik的病毒，能够从宿主病毒和其他微生物身上“掠夺”基因，而达到显著的基因混合效果。

                               
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人类胚胎
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　　9、美国科学家成功培育出首个转基因人类胚胎
　　5月12日，美国康奈尔大学一个研究小组宣布，他们成功培育出世界上第一个转基因(GM)人类胚胎，用以研究细胞和疾病的早期发展状况。胚胎在存活5天后被销毁。英国人工授精与胚胎管理局(HFEA)警告说，这种颇具争议的实验势必引起“严重的道德和公共利益问题”。《人类受精和胚胎学法案》规定，转基因胚胎仅能用于研究，禁止移植到子宫内。
　　改变胚胎的影响是永久性的。添加至胚胎或生殖细胞(如精子)的基因将会影响人体中所有细胞，同时还将代代相传。这项技术有可能被用于矫正引起囊性纤维变性、血友病、癌症等疾病的基因。从理论上讲，任何已得到鉴别的基因都能添加至胚胎上。
　　科学家强调，转基因胚胎不仅可用于研究疾病发展情况，而且在培育干细胞方面效率更高。

                               
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红细胞
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　　10、世界首例人造无核红细胞诞生 献血将成历史
　　8月20日，美国科学家首次在实验室培育出人体无核红细胞，这意味着人类在人造血液的进程上又迈出非常重要的一步。在不久的将来，献血将成为历史。
　　普通人平均每200毫升血液中有2万亿个红细胞。红细胞的功能是运输氧、二氧化碳、电解质、葡萄糖以及氨基酸这些人体新陈代谢所必须的物质。因此，若要制成人造血液，科学家首先必须大批量培养出红细胞。
　　主持这项研究的罗伯特•兰萨教授和同事首先从人体干细胞中提取营养物质和合成红细胞所必须的物质，再将干细胞培养成血管原细胞(haemangioblasts，血管原细胞是红细胞的前体细胞)，最后培育成成熟红细胞。
　　虽然在此之前已有科学家制造出红细胞，但是在很多关键问题上都没有取得突破，比如无法传递营养物质，或者无法完成新陈代谢。但兰萨教授在这些关键点上都取得了重大突破。结果证明，他们培育造出的红细胞与人体内的红细胞一样，都能有效传递氧气和营养物质。最重要的是，这种人造红细胞是无核的。成熟的红细胞必须是无核、红色的，呈双凹圆盘形，这种形态特点的生理意义在于，红细胞具有较强的可塑性，能通过管径微小的毛细血管和血窦。另一方面，双凹盘形结构使细胞表面积增大，扩大与血浆之间的交换面积，提高气体交换效率。

                               
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DNA
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　　11 中英美科学家宣布启动国际千人基因组计划
　　1月22日，由中国、英国和美国的科学家组成的“国际协作组”，在深圳、伦敦和华盛顿同时宣布：国际“千人基因组计划”正式启动。这一宏伟计划将测定选自全世界各地的至少1000个人类个体的全基因组DNA序列，绘制迄今为止最详尽的、最有医学应用价值的人类基因组遗传多态性图谱。
　　这一国际合作计划的主要发起者和承担者包括英国的Sanger研究所，中国的深圳华大基因研究院(BGI Shenzhen)，以及美国的国立卫生研究院(NIH)下属的美国人类基因组研究所(NHGRI)。
　　任何两个人在基因水平上99%是一样的，只有小部分的基因组序列因人而异。了解这些差异是非常重要的，它能帮助了解人与人之间对疾病的易感性、对药物和环境因素的反应性的不同。然而，现有的图谱还不够详细。新图谱能让研究者更快地锁定与疾病相关的基因变异点，从而能够使用遗传信息更快地开发常见疾病的诊断、治疗和预防的新策略。

                               
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蛋白质结构图
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　　12 日本合成能将人造氨基酸折叠成蛋白质的酶
　　8月25日，日本理化研究所和东京大学宣布，两家机构共同合成了能将人造氨基酸正确折叠成蛋白质的融合酶。运用这样的融合酶，就有可能轻而易举地将人造氨基酸组合进普通的蛋白质中，这样就能够大量合成各种各样的新种类蛋白质。这些蛋白质可充当高效药品的原料、高性能工业用酶和生物原料。

                               
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急性骨髓性白血病细胞
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　　13 美科学家首次测序癌症患者基因组
　　11月6日，英国《自然》杂志报道，美国科学家近日首次成功测序了一个癌症患者的基因组，这一开创性工作为利用新方法揭开癌症的遗传学基础创造了条件。
　　测序的基因组来自于一位女性，50多岁时死于急性骨髓性白血病(AML)。美国华盛顿大学的研究人员利用来自皮肤样本的遗传材料，测定了她的2套染色体的DNA序列，同时根据骨髓样本检测了其肿瘤细胞中的遗传突变。所有样本均采自患者接受癌症治疗前，以防DNA受到进一步损伤。随后，研究人员将患者的肿瘤基因组与其正常基因组进行了比较，最终在患者的肿瘤DNA中仅发现了10个可能与AML有关的遗传突变。
　　美国国立人类基因组研究所前任主管弗朗西斯•柯林斯(Francis Collins)说：“首次确定人类癌症基因组的DNA序列，并与同一个体的正常组织相比较，这是癌症研究中的一个里程碑。”目前，研究小组正在测定其他AML患者的基因组，他们还计划测定乳腺癌和肺癌患者的基因组序列。

                               
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美国海军巡洋舰发射导弹攻击卫星
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　　14、美国巡航导弹击毁失效卫星
　　美国东部时间2008年2月20日10:30分，美国海军导弹巡洋舰“伊利湖”号在夏威夷岛以西的太平洋水域，发射了一枚经过改装的标准-3型弹道导弹，不仅击毁了失控的美国间谍卫星USA 193，还准确击中了这颗卫星所装载的联氨燃料箱。美国官方称，由于这颗卫星携带的联氨燃料有毒，为了避免卫星坠落造成的污染，因此必须在太空击毁。但评论家普遍认为，美军此举是对反导系统和反卫星能力的一次“实战演习”，旨在把军备竞赛引向太空。这一行为也对航天飞行安全构成了危胁。

                               
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凤凰号探测器在火星北极挖开的沟糟中找到了水冰存在的证据
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　　15、凤凰号在火星北极发现水冰
　　美国东部时间2008年5月25日19:53分，美国航空航天局的“凤凰号”火星探测器在火星北极地区成功着陆。它的科学使命是研究火星极地气候、环境及土壤，研究火星地表及表面下层环境中存在生命的可能。6月中旬，凤凰号在火星地表开挖沟槽，取土化验。拍回的照片显示沟渠底部出现了神秘的白色物质，有可能是盐，也可能是水冰。几天之后，这些物质逐渐消失，从而证明它们是冰冻的水——这是迄今为止火星上存在水冰的最直接证据。凤凰号对土壤的分析也表明，火星土壤能够维持生命生存。此外，凤凰号还在火星上观察到了霜冻现象，并在高空云层中观察到了降雪。

                               
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大型强子对撞击机
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　　16、大型强子对撞机宣布启动
　　2008年9月10日，欧洲原子能研究中心宣布大型强子对撞机(LHC)启动。第一束高能质子被注入LHC的环形隧道顺时针运行，初步测试获得成功。LHC是目前世界上最大的粒子加速器，可以将质子加速到光速的99.9999991%，再让它们迎头相撞，使巨大的能量挤压在极小的空间范围内，以重现宇宙大爆炸最初几微秒的极端环境。科学家预计，LHC可能发现粒子物理标准模型的预言中尚未被发现的最后一种粒子——希格斯粒子，还有可能揭开宇宙中暗物质的本质，甚至找到四维空间以外还有其他维度存在的证据。不过一周之后，9月19日，大型强子对撞机发生严重氦泄漏事故，被迫中止运行。9月23日，欧洲原子能研究中心发表公告称，LHC将于明年春季重新启动。

                               
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神七航天员翟志刚出舱行走
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　　17、中国迈出太空行走第一步
　　北京时间2008年9月25日21:10分，翟志刚、刘伯明、景海鹏搭乘神舟七号载人飞船，从酒泉卫星发射中心发射升空。27日16:39分，翟志刚打开舱门，身着国产舱外航天服“飞天”，执行我国首次出舱活动任务，并成功取回放置在舱外的试验品。28日17:37分，神舟七号返回舱成功着陆，我国第三次载人航天任务圆满完成。至此，我国成为世界上第三个独立独立掌握空间出舱技术的国家，为将来空间站的建造打下了坚实的基础。此外，神舟七号还成功发射了伴飞小卫星，突破了多项关键技术。

                               
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小行星2008 TC3撞入地球大气层后留下的持久不散的尾迹
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　　18、人类首次准确预报小行星撞击地球
　　2008年10月6日，美国亚利桑那大学天文台发现近地小行星2008 TC3，随后的跟踪观测确定了它的运行轨道。世界时14:59分，国际小行星电报中心(MPEC)发布公告，这颗小行星将在不到12个小时之后，即世界时10月7日凌晨2:46分与地球相撞，确切撞击点位于苏丹北部。多份目击报告证实了这起小行星撞击地球事件，幸运的是，2008 TC3直径仅为1~5米，并未对地球造成任何破坏，只是在天空中划出了一道耀眼的火流星。这是天文学家首次成功预报小行星撞击地球，对抵御未来的小行星撞击威胁具有重要的指导意义。

                               
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2008年3月19日 明亮的伽马暴余辉在星空中一闪而灭
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　　19、雨燕号探测器发现最古老和最明亮的恒星爆发
　　世界时2008年9月13日5:47分，美国NASA雨燕号探测器检测到一次伽马暴，地面及空间望远镜随即在多个波段展开追踪观测。观测数据表明，该伽马暴距离地球128亿光年，是迄今发现的距离最远的伽马暴。由于光线传播需要时间，这场恒星爆发实际上发生在宇宙大爆炸后不到8.25亿年的时刻。此外，世界时2008年3月19日6:12分，雨燕号还检测到另外一次伽马暴，它的余辉亮度达到了肉眼可见的程度，比此前记录到的最明亮超新星爆发还亮250万倍。这个伽马暴还打破了肉眼可见最遥远天体的记录——它距离地球75亿光年，而此前肉眼可见的最遥远天体“仙女座星系”距离地球仅290万光年。

                               
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资料图片：超导体(新浪科技配图)
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　　20、超导研究获重大进展
　　继铜基超导材料之后，日本和中国科学家最近相继报告发现了一类新的高温超导材料——铁基超导材料。美国《科学》杂志网站报道说，镧氧铁砷的发现被物理学界认为是高温超导研究领域的一个“重大进展”。2008年2月，日本科学家首先报告说，氟掺杂镧氧铁砷化合物在临界温度26开尔文(零下247.15摄氏度)时，即具有超导特性。3月25日，中国科技大学陈仙辉领导的科研小组又报告，氟掺杂钐氧铁砷化合物在临界温度43开尔文(零下230.15摄氏度)时也变成超导体。3月28日，中国科学院物理研究所赵忠贤领导的科研小组报告，氟掺杂镨氧铁砷化合物的高温超导临界温度可达52开尔文(零下221.15摄氏度)。4月13日该科研小组又有新发现：氟掺杂钐氧铁砷化合物假如在压力环境下产生作用，其超导临界温度可进一步提升至55开尔文(零下218.15摄氏度)。此外，中科院物理所闻海虎领导的科研小组还报告，锶掺杂镧氧铁砷化合物的超导临界温度为25开尔文(零下248.15摄氏度)。新的铁基超导材料将激发物理学界新一轮的高温超导研究热。
　　此外，东京大学副教授染谷隆夫等人在美国《科学》杂志上称成功开发出了能像橡胶一样伸缩自如的新超导材料，其导电率达到了世界最高水平。该材料可以实现各种机器表面的电子化。颠覆了材料科学领域的常识