解读2007年十大科学进展

 
12月21日出版的《科学》杂志封面

与人类和大猩猩这样的“近亲”之间的差异相比，科学家发现不同个体之间的基因组差异更加令人吃惊，这无疑是2007年最重要的科学“大事件”

　　依照惯例，每年年底，作为世界上历史最为悠久、影响也最大的学术期刊，美国《科学》杂志都要评选出“年度十大科学进展”。今年也不例外，12月21日出版的《科学》杂志上就发布了最新的“排行榜”。
　　2006年，困扰科学家数百年的“庞加勒猜想”终于获得解决，坐上“头把交椅”自然也顺理成章；而今年，大出风头的则变成了生命科学，排在榜首是人类基因组差异性的发现，而在胚胎干细胞领域的突破也紧随其后。　　
第一名：人和人的差距原来真的那么大
　　大约七年前，当科学家第一次揭示出携带着人类“遗传信息”的基因组构成时，我们一度以为距离了解人类已经很接近了。
　　甚至于在不久之前，对于科学家来说，最重要的话题还是去研究人类与其近亲，比如猩猩之间的基因组之间存在的差异，以更好地理解这种漫长的进化过程。
　　但现在，他们发现了一个更重要的工作需要去做，那就是去理解不同个体之间的差异，比如你和我的。
　　感谢计算机技术的巨大进步。在2007年，全世界已经获得了三个个人的基因组图谱，两个白种美国人的，还有一个黄种中国人的。这些研究，很可能将帮助我们了解，我们为什么喜欢吃巧克力，或者头发为什么是黑色的，以及将来到底有多少患癌症的风险等。
　　但即使我们能够对人体内的30亿个遗传“字母”正式排序，这也仅仅是个开始而已。在几千、上万个核苷酸构成的基因上，只要出现一个核苷酸的变化，其表现形式就大不一样。科学上，将这种变化称为“单核苷酸多态性”（SNP）。到2007年中，已经确认了300万个这样的SNP，但这仍然远远不够；因为普遍的估计，人和人之间这样多样性的差异可能高达1500万个。
　　在即将过去的一年中，科学家已经发现有十多种疾病，包括心脏病、高血压甚至糖尿病等，都与这些微小的变化有关。一份研究报告甚至表明，有两个基因上的特定变化，可以延缓艾滋病的发病。无疑，这些都为人类最终治愈诸多疾病带来了新的曙光。
　　目前，要“画”一张个人的基因图谱，成本仍然高达30万美元到100万美元。但考虑到人类的计算能力的提高是如此的迅速，在过去十年中，单位计算能力的成本已经下降为当初的1/100。从这种意义上说，或许这个新兴的产业距离普通人并不那么遥远。

第二名：倒转“生命时钟”
　　想想看，从最初微不足道的受精卵，到一个鲜活的婴儿问世，在这个自然过程中蕴藏着什么样的生命奇迹。而胚胎干细胞（ES）无疑就是其中最为重要的一环：它出现在受精卵形成仅仅数天之后，但却是一种名副其实的“万能细胞”，可以变成人体内220种细胞的任何一种。
　　科学家们一直希望利用这种细胞，来治疗很多疑难杂症。但问题是，提取胚胎干细胞的过程，会造成该受精卵的死亡；因此在一些人看来，这种类似“谋杀”的行为，在伦理上是不可以接受的。
　　2006年夏天，日本京都大学的山中伸弥教授通过将四种基因引入小鼠尾部细胞，成功地使其逆转到细胞分化前的状态，从而获得功能与胚胎干细胞类似的“诱导多能干细胞(iPS)”。
　　2007年，他和美国威斯康星大学的汤姆森教授成功地把这个研究推进了一大步，或许也是极其关键的一步。那就是在对人类的皮肤细胞进行类似操作之后，也同样获得了iPS。
　　当然，也许仍然有人对于iPS到底能否真正象胚胎干细胞一样，可以治疗多种疾病有些怀疑。然而，在年底的时候，美国科学家已经成功地利用iPS细胞，对小鼠镰刀型红细胞贫血症进行了治疗。患病小鼠身上开始产生健康的血细胞，疾病症状也有很大改善。
　　这说明，最起码在老鼠这样的动物实验中，iPS细胞已经开始显示出其治疗潜力。也许会用了多久，科学家就会把这种可能性推及到人类。