作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2022/12/18 17:13:19
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《自然》盘点2022年科学事件

 

从俄乌冲突,到用人工智能预测蛋白质结构,再到将猪器官移植到人体内,日前,《自然》杂志盘点了2022年科学界的决定性时刻。

俄乌冲突

今年2月俄乌冲突爆发,导致许多研究机构切断了与俄罗斯的联系,停止了资助和合作。

俄乌冲突还影响了太空和气候科学的研究,扰乱了实地考察,并在全球能源危机中扮演了重要角色,同时,也可能促成欧洲国防研究进入一个新时代。

惊艳的星空图

JWST拍摄的斯蒂芬五重星系。图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI

经过数十年的筹备,今年1月,美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)终于到达了太空目的地。7月,该望远镜拍摄的第一张图像传回了地球,并使天文学家敬畏。这张图显示的是飞鱼星座中数千个遥远的星系。从那时起,这台耗资100亿美元的天文望远镜拍摄了一系列壮观的图像,包括对一颗系外行星的详细观测,以及发现迄今最遥远星系。

AI预测蛋白质结构

今年7月,英国人工智能(AI)公司DeepMind宣布,他们使用革命性的AI网络AlphaFold预测了来自大约100万个物种的2亿多个蛋白质的结构,几乎涵盖了数据库中基因组保存的所有生物的所有已知蛋白质。DeepMind创始人也因此获得2023年科学突破奖。

此外,美国互联网公司Meta(前身为Facebook)也开发了自己的AI网络ESMFold,并利用它预测了大约6亿种可能的蛋白质形状,这些蛋白质来自细菌、病毒和其他尚未分离或培养的微生物。科学家正在利用这些工具设计可以构成新药和疫苗基础的蛋白质。

猴痘蔓延全球

猴痘病毒与天花病毒有关。图片来源: CDC/Science Photo Library

今年,猴痘在全球的迅速传播让许多科学家措手不及。此前,该病毒主要局限于中非和西非,但从今年5月开始,感染病例开始出现在欧洲、美国、加拿大和其他许多国家。该病毒与天花有关,传播的毒株很少引起严重疾病或死亡。但因其迅速传播,7月,世界卫生组织宣布猴痘疫情为“国际关注的突发公共卫生事件”。

研究证实,这种病毒主要通过反复的皮肤接触传播,可能的治疗方法正在试验中。在一些国家,现有的天花疫苗也被用来抑制病毒。在猴痘感染首次开始增加的6个月后,疫苗接种努力和行为改变似乎遏制了它在欧洲和美国的传播。研究人员预测了一系列走势,最有希望的是病毒在未来几个月或几年内在非流行国家消失。

热闹的月球

今年,月球成为太空任务的热门目的地。8月,韩国首个月球探测器“Danuri”发射,预计将于明年1月抵达目的地,并在月球轨道上运行一年。这是韩国第一项超越近地轨道的太空任务,并携带了一系列实验。

11月,NASA备受期待的“阿耳忒弥斯”计划发射了与欧洲空间局合资的“猎户座”无人驾驶太空舱,该计划的目标是未来几年将宇航员送上月球。12月,“猎户座”完成绕月飞行任务后安全返回地球。

12月,日本私营探月公司iSpace制造的M1月球着陆器发射升空,其目标是明年在月球表面着陆。着陆器还搭载了两辆月球探测车,一辆由阿联酋制造,另一辆由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)制造。

气候变化基金

8月,巴基斯坦信德省,人们穿过被洪水淹没的高速公路。图片来源:Waqar Hussein/EPA-EFE/Shutterstock

11月在埃及举行的《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)批准设立了“损失和损害”基金。该基金将帮助低收入和中等收入国家支付气候变化影响的成本,例如今年巴基斯坦发生的灾难性洪灾,造成了价值300多亿美元的损失。

会上,逐步淘汰化石燃料的呼吁遭到石油生产国的阻挠。高昂的天然气价格导致一些欧洲国家暂时依赖煤炭。今年全球化石燃料的碳排放量预计将达到375亿吨,创下了新纪录。将全球变暖控制在比工业化前温度高1.5℃~2℃的窗口期正在迅速消失,甚至可能已经过去。

奥密克戎“后代”推动大流行

今年,新冠病毒奥密克戎变异株及其后代主导了所有其他新冠病毒变种。这种快速传播的菌株于2021年11月在非洲南部首次被发现,并迅速传播到全球各地。从早期开始就很明显地可以看出,奥密克戎比以前的变种更能成功地逃避免疫系统的防御。在这一年中,奥密克戎出现了一组不同的免疫逃避分支,使得科学家难以预测未来的感染浪潮。

一些国家已经推出了针对奥密克戎的疫苗,希望能提供更大的保护。此外,针对新冠肺炎的鼻腔喷雾剂也已成为疫苗武器库中的工具之一,目的是在病毒最初扎根的地方加以预防。

猪器官移植到人体

今年1月,马里兰州巴尔的摩市的外科医生将第一个猪心脏移植到人体中。图片来源:EyePress News/Shutterstock

今年1月,美国男子David Bennett成为第一个接受转基因猪心脏移植的人,这是确定动物能否为需要器官移植的人提供器官来源的关键第一步。Bennett在移植手术后又活了8周,研究人员对此感到惊讶,因为人类免疫系统在几分钟内就能攻击非转基因猪器官。几个月后,两个美国研究小组分别报告称,他们将猪肾移植到3名脑死亡人体内并没有发生器官排异反应,且移植肾开始产生尿液。研究人员表示,下一步将进行临床试验,在活人身上进一步测试这种程序。

选举与科学

Luís Inácio于10月当选巴西总统。图片来源: Fabio Vieira/FotoRua/NurPhoto via Getty

巴西、澳大利亚和法国的大选让许多研究人员松了一口气。今年10月,Luiz Inácio Lula da Silva以微弱优势当选新任巴西总统。科学家希望他的回归将带来急需的研究资金和对亚马孙雨林的更大保护。

今年4月,法国总统马克龙击败Marine Le Pen,令法国研究人员欢欣鼓舞。5月,澳大利亚总理Anthony Albanes当选,也被视为科学和气候变化行动的一件好事。

在其他国家,尚不清楚在新领导人的领导下,研究将如何发展,如今年10月当选为意大利首位女总理的Giorgia Meloni。

环保运动开始

12月,联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)第二阶段会议在加拿大蒙特利尔举行,各国环保和政治领导人正试图敲定一项保护环境的全球协议。由于新冠肺炎疫情,一项新的生物多样性条约,即“2020年后全球生物多样性框架”被推迟了两年多。达成协议的进程一直缓慢,今年6月在内罗毕举行的国际谈判因资金问题陷入僵局。一些国家对支持生物多样性的财政承诺,推动了讨论向前推进,但据估计,每年还需要7000亿美元来保护自然世界。在会上,代表们有望就到2030年稳定物种减少并在本世纪中叶扭转这一趋势的目标达成一致。

 
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