望远镜先驱
托尼·泰森
今年早些时候,托尼·泰森率先观摩了薇拉·鲁宾天文台拍摄的首批图像。这座位于智利帕琼山巅的新天文台,正是他在30多年前构想并坚定推动建成的。
鲁宾天文台的西蒙尼巡天望远镜搭载了史上最大像素数码相机(32亿像素),重达350吨却灵活高效,每40秒完成一次曝光,可绘制暗物质三维分布图,探测数百万颗脉动变星或超新星,并搜寻可能威胁地球的小行星。其前所未有的设计与8.1亿美元造价被视为一场“高风险、高回报”的豪赌。泰森却担住了这个风险。
泰森自幼对电子设备着迷。1969年加入贝尔实验室后,他参与早期引力波探测器研发,并敏锐意识到电荷耦合器件(CCD)对天文学的革命性潜力。1990年代初,泰森与物理学家加里·伯恩斯坦合作研发的CCD相机,被用于一台位于智利的美国望远镜,成为1998年发现暗能量的关键工具,他由此萌生建造鲁宾望远镜的构想。自2000年首次提出方案起,他全程主导项目直至主镜完工,如今仍担任首席科学家负责调试望远镜。
泰森成功改变了天文观测的方式,CCD相机如今已成为天文成像的标准工具。若非他的远见与毅力,不会有今天的鲁宾天文台。年届85岁的泰森仍无意停步,他期待这台望远镜开展史上最大规模的弱引力透镜巡天。
蚊子养殖者
卢西亚诺·莫雷拉
今年7月,农业工程师兼昆虫学家卢西亚诺·莫雷拉在巴西库里蒂巴创办了一座大型“蚊子工厂”,每周生产超过8000万枚携带沃尔巴克氏菌的埃及伊蚊卵,这种细菌能显著抑制蚊子传播登革热等病毒的能力。他们将这些蚊子释放到城市中,取代野生种群,通过降低蚊子带病率来阻断疾病传播。该策略已被巴西联邦政府纳入国家公共卫生计划,并向全国推广。
莫雷拉的研究始于1990年代末,他曾参与首批可阻断疟疾传播的转基因蚊子研发。数年后,他在澳大利亚莫纳什大学证实,沃尔巴克氏菌能降低蚊子感染登革热的概率,还适用于多种病毒。回国后,莫雷拉在巴西卫生部旗下的奥斯瓦尔多·克鲁兹基金会组建科研团队,推进实地测试。测试起初遭到公共卫生部门质疑,但在尼泰罗伊市的试点成效显著——登革热发病率下降89%。
随后,莫雷拉促成“世界蚊子计划”,与巴西巴拉那分子生物学研究所合作,共同创立巴西沃尔比托公司,并出任首席执行官。今年8月,首批改造蚊子在圣卡塔琳娜州启动投放,将持续6个月。
尽管收到多国合作邀约,莫雷拉仍选择专注本土,去年登革热在巴西致死超6300人。目前工厂每周需70升人畜血液喂养蚊子,目标是年产50亿只携带沃尔巴克氏菌的蚊子。
撤稿侦探
阿查尔·阿格拉瓦尔
阿查尔·阿格拉瓦尔是一名印度自由数据科学家。2022年末,当时还在高校任教的他在与一位本科生的交流中,得知学生曾使用软件改写自己已发表的论文。
阿格拉瓦尔告诉学生这种行为严重违反科研诚信,但学生坚称并非如此,因为他的论文通过了校方查重检测。当时,阿格拉瓦尔十分震惊。这次对话让他意识到,此类学术不端在印度已根深蒂固,也坚定了他要解决这一问题的决心。
这一年,阿格拉瓦尔辞去大学教职,创立“印度科研观察”。这个由研究人员和学生组成的在线团体致力于揭露学术诚信问题,包括剽窃及其他学术不端行为。他还开始在领英平台发布印度院校研究人员的论文撤稿分析,并在媒体撰文警示该国学术不端行为增速惊人。
在阿格拉瓦尔等人的努力下,印度高等院校的排名机制今年迎来里程碑式变革。8月,印度政府宣布,国家院校排名框架将对研究人员论文撤稿数量过多的院校实施处罚,该年度评估体系直接影响高校获取专项拨款的资格。
以往印度排名体系只重论文数量而不重质量,阿格拉瓦尔致力于证明当前评估指标存在漏洞。他深知,整顿印度科研生态将是一个漫长征程。他引用印度教谚语作喻,“水滴汇聚,注满水罐。难以预知水罐何时满溢,但我们必须持续注水。”
抗亨廷顿病英雄
莎拉·塔布里齐
今年9月初,英国伦敦大学学院亨廷顿病中心主任莎拉·塔布里齐通过视频首次发布了一组数据:基因靶向疗法能延缓这种神经退行性脑部疾病持续恶化的确凿证据。她与其他研究者为此追寻了数十年。
塔布里齐曾经担忧,当医生发现患者出现症状时,或许已错过了治疗的窗口。但这项成果有力证明,治疗这种罕见遗传病的窗口期依然存在,这为实施具有实质意义的疾病干预提供了可能。作为该试验首席科学顾问,塔布里齐称:“这是重大突破,治疗转折点已然到来。”
这项全球首创的基因疗法AMT-130,由荷兰阿姆斯特丹生物技术公司uniQure研发。它通过无害病毒将基因片段递送至受损脑区。抵达目标区域后,该疗法能关闭异常突变的亨廷顿蛋白质合成通道,正是这种蛋白会缓慢摧毁脑细胞。
除了治疗,塔布里齐的研究还致力于预防亨廷顿病。过去8年,她领导了一项针对年轻人的大型脑健康研究。这些受试者虽携带致病突变,但距离症状显现尚有数十年。今年1月,她的团队报告称,这些个体的脑部已出现细微变化及神经元应激的分子迹象。
塔布里齐希望该研究能为早期干预提供依据,并最终能了解可否彻底阻止亨廷顿病的发生。
抗菌肽捕手
伊法特·梅尔布尔
系统生物学家伊法特·梅尔布尔与团队研究细胞回收中心“蛋白酶体”时,揭开了免疫系统中一个全新的组成部分。她表示,“此前我们未能探测到它,只因从未关注过细胞的垃圾桶。”
在以色列魏茨曼科学研究所的办公室里,梅尔布尔拿起一个蛋白酶体的蓝色塑料模型,这个桶状结构拥有中空核心。其功能看似简单:蛋白质进入腔室后被切碎,最终以更小的肽片段形式排出。但蛋白酶体的构造却出人意料地复杂,其核心由20多个蛋白质亚基组成,可与多种帽蛋白结合。梅尔布尔不禁思考,既然目标只是切割蛋白质,为何需要如此复杂的结构?
梅尔布尔团队通过公共数据库比对发现,切割出的许多肽段序列与已知灭菌肽吻合。他们又用计算机模型将所有人类蛋白质切割成所有可能的肽段,发现潜在抗菌物质超过27万种。这似乎揭示了一种全新的免疫防御机制。后续实验揭示,当细胞遭受细菌感染时,蛋白酶体会替换其帽蛋白,转而促进抗菌肽生成。梅尔布尔指出,这是独立于免疫细胞激活的第一道防线。
该成果令众多学者振奋不已。美国耶鲁医学院免疫学家鲁斯兰·梅吉托夫表示,某些看似熟悉且已被充分理解的机制,竟能迸发出如此出人意料又激动人心的发现。最令人惊讶的是,这些肽竟源自普通细胞蛋白。
先锋婴儿
KJ·穆尔顿
KJ·穆尔顿是全球已知首位接受个性化CRISPR基因编辑疗法的患者。他在2024年8月出生后不久,便确诊患有超罕见遗传病——氨甲酰磷酸合成酶I型(CPS1)缺乏症。
人体分解蛋白质时所产生的氨通常由肝脏酶代谢后随尿液排出,而CPS1缺乏症患者会在血液中积聚过多的氨,最终可能损伤大脑。该病可通过肝移植治疗,但约半数患儿在婴儿期便已夭折。
美国费城儿童医院的儿科医生丽贝卡·阿伦斯-尼克拉斯提出一个创新思路:通过修复肝脏中的缺陷酶来解决问题。她与宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的心脏病专家基兰·穆苏努鲁共同制定方案:针对独特DNA序列定制基因编辑疗法。以往的基因编辑疗法旨在治疗患者群体,而KJ的疗法仅针对他本人。
研究团队运用碱基编辑技术,精准定位并修正了问题突变。如此高度个性化的编辑疗法从未如此快速地推进并实现。
为赶在KJ身体被过量氨摧毁之前给予治疗,制造企业日夜奋战制备基因编辑组件,原计划耗时18个月的任务,最终仅用6个月就完成。今年2月25日,KJ接受三轮输注中的首次治疗,开始对饮食中蛋白质的耐受性有所提升,不过仍需药物控制并定期监测,以确保体内氨水平保持稳定。6月,KJ出院,并在回家后持续达成“发育里程碑”:他开始吃固体食物,并朝着迈出人生第一步努力。
(寒潮、简三月/编译)
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