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2012年12月20日,美国《科学》杂志公布年度十大科学突破,希格斯玻色子、丹尼索瓦人基因组、用干细胞培育卵子、“好奇号”着陆系统、X射线激光解析蛋白结构、基因组精密工程、马约拉纳费米子、DNA元素百科全书、脑机接口和中微子混合角等科研成果榜上有名。
1希格斯玻色子
希格斯玻色子(Higgs Boson)是当代粒子物理学“标准模型”理论所预言的一种粒子,一旦验证它的存在,物质质量起源之谜将被彻底揭开。为寻找希格斯玻色子,欧洲核子研究中心(CERN)耗费55亿美元巨资建造了大型强子对撞机(简称LHC)。2012年7月,参与大型强子对撞机项目的两个独立团队宣布:在LHC对撞实验中,分别使用超导环场探测器和压缩μ子螺旋型磁谱仪,探测到了希格斯玻色子的“踪迹”。
这是过去100年中最重大的科学发现之一,因此,发现希格斯玻色子毫无悬念地被列为2012年十大科学突破之首。
2丹尼索瓦人基因组
2012年2月,斯文特·帕玻研究小组的马蒂亚斯·迈耶等人研发了一种能够扩增DNA单链的新技术,使DNA双链中的任何一条都可用于测序。利用这种技术,研究小组完成了2008年由俄罗斯考古学家发现的人类尚不了解的丹尼索瓦人(Denisovan)化石的全基因组测序。有专家评论:斯文特·帕玻研究小组创建的扩增DNA单链的新技术,对远古人类研究工作是一场革命,对推动整个远古人类研究工作具有划时代意义。
3用干细胞培育卵子
2012年10月,日本京都大学研究室斋藤通纪研究小组宣布其成功利用小鼠的人工诱导性多能干细胞(简称iPS细胞)培育出163个卵子,并使“人造卵子”与小鼠自然形成的精子进行体外受精,培育出3只健康小鼠。具体过程是:研究小组先从雌鼠取得皮肤细胞,然后用它们培育出iPS细胞。iPS细胞可以制造出原始生殖细胞,把它与将成为卵巢的体细胞一起培养后,植入雌鼠卵巢内,生成了卵子。这一成果标志着不孕不育研究取得重大突破。但目前,生殖细胞再造技术还不够成熟。将它用于人类辅助生育,不单需要技术上的重大突破,还需要解决伦理学上的难题。
4 “好奇号”着陆系统
2012年8月,美国宇航局“火星科学实验室”携带的“好奇号”火星探测车抵达火星大气的边缘,然后使用前所未有的“太空起重机”着陆系统在火星表面的盖尔陨石坑着陆。这种新着陆方法,今后将成为大型太空车的标准着陆方法。“好奇号”的着陆过程为:“好奇号”降落之前,首先打开制动降落伞,将速度降至亚音速。在到达火星地面上空约20米高度时,火星车被悬挂在三根缆绳上(这种结构叫做“空中吊臂”);车轮与悬架装置展开到位后,火星车以0.75米/秒的速度着陆。系统等待两秒,确认火星车降落后,将引爆几个小型爆炸装置,切断缆绳和数据操控电缆。然后,“动力背包”飞离,在约450米外碰撞着陆。
5 X射线激光解析蛋白质结构
2012年11月,德国电子同步加速器实验室(DESY)的亨利·查普曼和汉堡大学的克里斯蒂安·贝兹以及他们的47位同事,首次使用X射线自由电子激光(x-ray free-electron lasers,XFELs)分析“半胱氨酸组织蛋白酶”的晶体结构,获得了原子级别的蛋白质晶体结构图。这一研究成果表明,X射线自由电子激光在研究蛋白质结构的应用中,史无前例地进入到了传统X射线所不能及的领域,一种新的蛋白晶体研究技术诞生。
责任编辑:春华







