英国《自然》杂志盘点2013年发生的科学大事件

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  美国政府关门、病毒、台风，2013年的科学新闻看起来就像是好莱坞灾难片中的情节，但仍然有很多让人舒心的时刻。空间探索攀登新高度；干细胞疗法和治疗艾滋病也取得巨大飞跃。最新一期的英国《自然》杂志对2103年发生的科学大事进行了盘点。

1.暗物质的神秘面纱未被揭开
2013年10月30日，科学家们宣布，世界上最先进的暗物质搜寻实验——大型地下氙探测器（LUX）实验最终无果而终，未能找到暗物质粒子踪迹，科学家们希望再接再厉，于2014年制造一台灵敏度达1000倍的类似探测器，继续搜寻暗物质。
暗物质是一种高能物质，是最大的物理学谜团之一。3月21日，欧洲空间局的普朗克卫星发布科学结果：宇宙的组成中，暗物质所占份额为26%—26.5%。普朗克卫星拍摄的图像也强烈支持宇宙暴胀理论——大爆炸之后，宇宙经历了一段快速膨胀的时期。冰立方中微子天文台2013年证实，首次探测到了来自太阳系外的高能中微子，由此拉开了中微子天文学时代来临的序幕。
                             
2.美国政府停摆殃及科技部门
美国联邦政府的2014财年从10月1日开始，由于民主党、共和党未解决新财年的预算分歧，联邦政府的非核心部门被迫暂时关闭16天。
政府停摆，科技部门“很受伤”：大多数联邦实验室都宣布暂时关闭，如劳伦斯利物浦摩尔国家实验室宣布10月15日关闭，约7000名雇员被迫无薪休假。影响也蔓延到了南极。国家科学基金会（NSF）10月8日宣布，正在召回在南极工作的研究人员。美国在南极设立的三个科考站将不得不暂停运行一段时间。由于一些研究活动具有季节性，一旦错过了相应时间段，可能将无法重新启动。
与美国陷入僵局不同，欧洲议会全会11月21日讨论并投票通过了欧盟2014年至2020年研究与创新框架计划。这项名为“2020地平线”的计划，是欧盟历史上最大的科研与创新计划，预算总额接近800亿欧元。与此同时，韩国、中国、德国和日本的科研资金也在持续增长。
                           
3.欧美争相发布大脑研究计划
2013年1月份，欧盟提出了投资约10亿欧元、为期十年的“人类大脑研究”项目，试图通过神经科学和信息学相结合的研究，揭示大脑奥秘，了解神经疾病及药物的作用，用超级计算机建立最详细的人类大脑模型。4月份，美国也公布了一项可与“登月计划”媲美的“大脑计划”，以探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图、针对大脑疾病开发新疗法。
2013年，神经科学领域取得的重大进展还包括：研究人员首次利用钙传感染料在整个脊椎动物（斑马鱼幼仔）大脑中捕获到了神经细胞放电的图像。“透明（CLARITY）”化学处理方法可使不透明的组织变得清晰，无需大脑切片就可以显示神经回路，大大推动了绘制大脑构造。首张超高分辨率的3D人脑图谱“大脑（BigBrain）”让研究人员能了解脑细胞之间的连接如何产生复杂的行为。使用光刺激老鼠大脑海马体内经过基因修改的神经细胞可以引入错误的记忆，这表明，对神经信号进行精准地操控也并非遥不可及。
                    

4.征服病毒之路并不平坦
尽管破坏性的小儿麻痹症（脊髓灰质炎）目前只在三个国家局部流行，但2013年发生的种种事件告诫我4们，根除这种病毒之路并不会平坦。
旧敌未去新雠又来：H7N9型禽流感病毒在很多地方肆虐。这种病毒于3月底被发现，在关闭活禽市场后，疫情很快得到控制，科学家们目前正密切关注其是否会在冬季卷土重来。此外，于2012年9月首次报道的“MERS”冠状病毒也未得到很好地控制。截止到12月12日，确诊或疑似病例达185例，死亡74例，大多数发生在沙特阿拉伯，中东和欧洲也未能幸免。
                       
5.太空探索更上一层楼
美国首颗用于搜寻类地行星的探测器“开普勒”将被历史铭记：其定位了3500多颗可能的系外行星。6月11日17时38分，中国的神舟十号飞船搭载3名航天员发射升空并访问天宫一号，这是中国开展载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。
在火星上辛勤劳作的美国国家航空航天局（NASA）的“好奇”号火星车也迎来新伴侣。11月，印度发射了首枚火星探测器；美国的“火星大气与挥发演化 (MAVEN) ”探测器也于当月到达火星。12月，中国的嫦娥三号登月成功，中国成为继前苏联、美国之后第三个成功登月的国家。9月，NASA确认，“旅行者1号”探测器大约于2012年8月25日离开太阳系，成为首个离开太阳系的人造物体。
                           

6.基因专利纷争不断
2013年6月13日，美国最高法院法官一致裁决，自然形成的人类基因不能申请专利，首当其冲受到冲击的是巨数遗传（Myriad Genetics）公司，该公司持有的BRCA1和BRCA2两个基因（主要与遗传性乳腺癌和卵巢癌有关）的专利被裁决为无效。该裁决宣布后不久，就有几家公司以更低的价格提供了竞争性的BRCA1/2测试。
2013年10月份，一位联邦法官也以同样的理由推翻了美国Sequenom公司所持有的通过妊娠妇女血液检测胎儿DNA产前筛查专利。律师们报告说，除了天然存在的产品如基因和细胞，美国的专利审查员正在拒绝给予更多的专利。
                              
7.大气环境岌岌可危
2013年1月19日，联合国环境规划署称，超过140个国家就全球第一部限制汞排放的国际公约达成一致。但日本宣布近期不签署任何碳排放协议；加拿大悄然退出《联合国防治荒漠化公约》；澳大利亚撤销碳排放交易立法草案。
美国国家海洋和大气管理局（NOAA）5月9日宣布，首次测量到二氧化碳平均浓度超过400ppm(1ppm=百万分之一)，这个数字打破有历史记录以来最高温室气体浓度。
2013年9月28日，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的最新气候变化报告指出，气候变化“在过去几十年甚至数千年是史无前例的”，且正在改变自然环境，可能会有数十亿人受到影响。11月份，台风“海燕”袭击菲律宾，可能成为有历史记载以来人类遭遇的最强风暴，展示了气候变化的威力。
当然，也有一些好消息：欧盟同意终结过度捕鱼，将捕捞限额减少到科学家们认为能保证可持续发展的水平。美国和欧洲的碳排放也在最近几年温和下降；全球可再生能源的年产量达到5000兆兆瓦时。
                             
8.科学数据敞开大门
2013年，美国宣称，所有得到政府资助的研究结果都必须能公开获取；而英国则期望论文能够免费获取。关于这样的改变带来的经费问题，以及多少“开放”研究能被重复利用，引发了科学界的激烈辩论。
同时，遗传学家创办了一个全球联盟鼓励更广泛地分享与DNA序列和临床信息有关的数据。英国政府也开始了一场变革，科学家们可以分享病人的医疗记录。欧洲的药品管理局试图重新开放临床试验获得的数据，但制药公司的诉讼使其搁浅。
            
9.HIV治疗领域喜忧参半

2013年1月份，科学家们将从艾滋病病患体内分离出来且具有强大抗广谱HIV病毒效果的人类抗体注入恒河猴体内，结果发现，恒河猴体内的猿猴和人免疫缺陷病毒（SHIV）的浓度急剧下降。同月，研究人员发现，在HIV感染早期阶段进行抗逆转录病毒药物治疗，能延缓对人免疫系统的损伤。3月3日，美国科学家表示，他们通过抗逆转录病毒疗法，首次实现了“功能性治愈”艾滋病病毒婴儿感染者。
尽管如此，要想治愈艾滋病仍然困难重重。7月3日，医生宣布，两名感染艾滋病病毒的患者在接受干细胞移植治疗其血液癌症淋巴瘤后可能已被治愈，但好景不长，2013年12月6日，艾滋病病毒已在这两名患者体内重新出现。对医学界而言，这不啻为一个沉重打击。不过，美国哈佛医学院的布鲁斯·沃克说：“对于HIV研究来说，过去一年或许最大程度地揭示了艾滋病病毒的奥秘。”
                  
10.干细胞研究加速发展
10年前，韩国研究员黄禹锡称成功克隆出人类胚胎并从中提取出了胚胎干细胞，吹响了干细胞研究的号角，后证实其涉嫌欺诈。2013年春天，美国科学家真正完成了这一壮举，但并没有给科学界带来多大兴奋，因为使用由成人细胞再编程获得的诱导多能干细胞（iPS细胞）也能完成胚胎干细胞的工作。
日本科学家打算招募视网膜黄斑变性病患，将几块由iPS细胞生成的视网膜色素上皮细胞注入其眼中。11月，日本通过了一项再生医学法案，加速支持iPS细胞相关的研究和治疗。意大利也首次批准了一项从前禁止和未经证实的治疗绝症患者的疗法（通过注射从骨髓中提取的干细胞），并向一项临床试验提供了资金。
            
11.身份谜题剪不断理还乱
2013年1月份，美国计算生物学家雅尼弗·埃里奇和同事报告称，通过将DNA数据库中的信息与公开信息进行交叉比对，不需要这些人的DNA样本，就可以确定贡献DNA样本者的身份，这一发现震惊了科学界。
DNA分析持续揭示与人类祖先有关的线索：11月，科学家们在东西伯利亚贝加尔湖畔发现了一具死于2.4万年前的小男孩的尸体，其DNA与西欧人的一致，且跟当代印第安人的吻合比例约为25%，这表明，美洲印第安人有欧洲血统。
2013年11月份，美国进化遗传学家戴维·瑞奇表示，基因组分析表明，现代人、尼安德特人、丹尼索瓦人以及一种未知的来自亚洲的人类祖先曾相互杂交。10月份发现的一块具有180万年历史的古人类头盖骨化石与能人、鲁道夫人和直立人有相似之处，科学家们据此推测，在非洲和欧亚大陆发现的早期人类化石属于同一个人类物种。