□孙学军

  导读

  每年年底,各个大型学术机构都会公布自己的科学大事记。《科学》杂志已经就这个问题开始热身,并让普通读者投票。这些内容虽然最终不一定会上排行榜,但也有一定参考价值,至少是被《科学》作为候选科学大事。

  一、小麦基因组

  小麦占世界主食的30%,小麦基因组数量是人类基因组的五倍,而且充满混乱、重复的DNA序列,所以曾经有学者认为小麦基因不可能被测序。但是国际合作组织,已经描绘出21条染色体草图,并对其中一个染色体进行了深层测序,这说明对小麦进行完整基因组测序已经不远了。这一数据正在帮助科学家更快更好地培育开发小麦品种。

  二、治愈丙型肝炎病毒的药物

  对丙型肝炎病毒(HCV)唯一的治疗方法曾经是连续48周使用利巴韦林和干扰素。但这些药物有严重的副作用,也经常没有效果。2011年 5月,两种直接对抗丙型肝炎的药物上市改变了历史。随后人们开发出效果更好、副作用更少的抗病毒药物,2014年已经被批准上市可在8个星期内治愈丙型肝炎的新药,该药物可能很快成为丙型肝炎常规治疗药物。但是唯一遗憾的是这种药物价格不菲,每粒高达1000美元。

  三、漫长的鸟进化

  科学家多年前就知道鸟是恐龙的后裔,若干年前这种动物从爬行类分离出来。今年,科学家发现有一种恐龙有羽毛,这种羽毛和现在的鸟羽毛接近。研究发现,恐龙长羽毛可能比较普遍,这一研究说明恐龙经过缓慢并持续非常长时间的进化,才逐渐进化成现在种类多、颜色鲜艳、并适应环境的鸟类。

  四、会游泳的恐龙

  科学家通过一个新的帆支持恐龙棘化石研究,证明这种恐龙不仅是最大的食肉恐龙,大约15米长,而且也是唯一会游泳的恐龙。这种恐龙能击败T.雷克斯,它很可能是吃鱼的恐龙。

  五、年轻血液抗衰老

  美国斯坦福大学有学者发现,在年轻动物体内存在能对抗衰老的蛋白质。研究发现,这种蛋白能延缓心脏的衰老,现在科学家正在尝试用年轻血液治疗老年性痴呆。

  六、人工遗传密码

  有学者制造出除G-C和A-T以外的新的核苷酸,现在已经将这些新的核苷酸转入活的细菌基因组内,将来可利用这种技术编码新的氨基酸和全新的蛋白质,这种技术有可能成为人工新蛋白的制造工厂。

  七、南极冰下潜伏着远古生命

  美国科学家2013年1月从南极兰斯湖底800米冰下获得土和水的样本,研究发现这些样本中存在不同微生物的生态系统。这里的水至少被封闭了10万年以上,也就是说这里的生命是10万年前就与世隔绝,然后繁衍生息到现在。

  八、人类嗅觉能力惊人

  虽然我们的嗅觉不如狗,但是最近科学家发现人类的嗅觉识别能力是非常强大惊人的,能识别大约1万亿种气味,远远超过过去认为1万种气味的估计。

  九、能模拟脑功能的计算机芯片

  半个世纪来,计算机芯片的计算速度越来越快,功能越来越强,但是基本结构并没有发生变化。但是2014年出现的计算机芯片打破了过去的模式,科学家根据大脑的工作原理设计出新芯片,这种芯片的性能大大提高,实现模拟人类视觉的功能,这些功能需要从复杂环境中利用感受器获得大量数据并立刻分析数据的能力。

  十、培养胰岛素分泌细胞

  经过多年的努力,科学家终于用人类干细胞培养出胰腺β细胞。这种细胞能合成分泌胰岛素,一型糖尿病患者就是因为这种细胞丢失造成,不过用胚胎干细胞或诱导干细胞培养成这种细胞的配方非常复杂,虽然这种细胞并不能克服患者自身免疫系统对这种细胞的免疫攻击,但毕竟向糖尿病的细胞治疗前进了一大步。

  小资料

  我国小麦基因组研究

  新进展

  我国研究人员在国际上率先完成了小麦A基因组的供体——乌拉尔图小麦和小麦D基因组供体种——粗山羊草基因组草图的绘制,结束了小麦没有全基因组序列的历史,标志着我国小麦基因组研究跨入了世界先进行列。

  这是中国农业大学承担,中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国农业科学院作物科学研究所参与的“十二五”863计划现代农业技术领域课题“小麦A、D基因组深度测序和抗病功能基因组”取得的重要进展。

  小麦是世界上分布最广、种植面积最大的作物,其祖先种原产于西亚地区一个很小的“新月沃”地带。约8000~10000年前,小麦的四倍体种(AB基因组)与粗山羊草(D基因组)通过天然杂交,生成了六倍体小麦(ABD基因组),此后才“冲出新月沃,走向世界”。

  小麦A基因组的测序和草图绘制,是由中科院遗传发育所植物细胞与染色体工程国家重点实验室小麦研究团队发起,通过与深圳华大基因研究院和美国加州大学戴维斯分校合作完成。研究团队鉴定出34879个编码蛋白基因,其基因数量与已知禾本科植物基因组的基因数相似。

  小麦D基因组草图的绘制,是由中国农科院作物所与深圳华大基因研究院等合作,鉴定出34498个编码蛋白的基因。研究发现,在进化过程中由于大量反转座子重复序列在基因间的插入,导致小麦A和D基因组的剧烈扩增,其抗病相关基因、抗非生物应激反应的基因数量都发生了显著扩张,大大增强了其抗病性、抗逆性与适应性。

  这些研究为小麦重要农艺性状基因的克隆、基因组选择和分子育种奠定了基础。