《Science》2018年度十大科學突破公布

　　今年的Science十大科學突破之首是單細胞水平細胞譜系追蹤技術，除此之外，今年的十大科學突破中生物類的包括：細胞如何管理其內含物，進入原始世界的分子窗口，基因沉默藥物獲批，法醫系譜學走向成熟，以及古老的人類“混血兒”。此外今年Science還公布了2018年“科學崩壞”事件，其中包括首例基因組編輯嬰兒的誕生。

　　今日（12月21日）Science雜志公布了2018年度十大科學突破。今年的Science十大科學突破之首是單細胞水平細胞譜系追蹤技術，除此之外，今年的十大科學突破中生物類的包括：細胞如何管理其內含物，進入原始世界的分子窗口，基因沉默藥物獲批，法醫系譜學走向成熟，以及古老的人類“混血兒”。此外今年Science還公布了2018年“科學崩壞”事件，其中包括首例基因組編輯嬰兒的誕生。

　　從古希臘“醫學之父”希波克拉底的時代起，科學家們就對單個細胞可以發育成擁有多種器官和億萬細胞的成體而感到震驚，這位古希臘醫生認為母親呼吸的濕氣有助于嬰兒的發育，但現在我們知道是DNA最終協調細胞繁殖和分化的過程。

　　現如今，科學家已經證明，遺傳物質就像音樂樂譜一樣，指揮著銅樂，弦樂，打擊樂器等創作出交響樂來，當單個細胞中的基因開啟時，我們可以通過技術組合揭示細胞是如何發揮其特殊的作用，從而以驚人的力量，逐個細胞，實時追蹤生物和器官的發育。

　　正是這個原因，我們越來越來認識到技術結合的力量，以及它在促進基礎研究和醫學進步方面的潛力，因此Science挑選了單細胞水平細胞譜系追蹤技術成為2018年的年度突破。

　　具體來說，Science介紹了三種能幫助科學家在個體細胞水平確定哪些基因會在胚胎早期發育時被開啟或關閉的新方法。Science新聞編輯Tim Appenzeller說：“這些技術創造了史上最不同凡響的電影，它們顯示了單一細胞是如何生長成為成年動物的復雜組織與器官的。”

　　Science雜志撰稿人Elizabeth Pennisi說：“僅在2018年，單細胞研究詳細描述了扁蟲、魚、蛙及其它生物是如何開始形成器官的。全世界各地的研究團隊正在應用這些技術來研究人類細胞是如何在其一生中成熟的，組織是如何再生的及細胞是如何在疾病（包括癌癥）中發生改變的。”

　　2018年新技術：追蹤細胞血統

　　其它突破：

　　細胞如何管理其內含物

　　細胞內的多個組件是如何在正確的位置和時間里聚集在一起執行關鍵功能的呢？

　　科學家們已經意識到，這個問題的關鍵是液滴（Liquid droplet），從2009年開始，研究人員發現許多蛋白質能夠分離或濃縮成離散的液滴。今年一組研究人員提供證據證實作為DNA中的一個不同尋常的部分，異染色質利用液-液相分離（liquid-liquid phase separation）將基因組中的大部分組裝成細胞核中的特定區域。

　　液-液相分離是一種在物理學上廣為人所知的機制，但是它在生物學上的重要性僅在最近才被揭示出。這些發現解決了一個長期存在的問題，即DNA功能如何在空間和時間上有序地安排，包括基因如何受到調節而發生沉默或表達。

　　此外，北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員發現，由于RNA分子具有非常特殊和復雜的結構，因此才能互相識別和結合，進入相同的細胞液滴。

　　該發現為理解神經退行性疾病，如葛雷克氏癥和帕金森氏癥有積極影響。正常和健康條件下，細胞內形成液滴。然而，突變、老化或壓力會使液滴過度聚集或硬化，然后不可逆地難以溶解，科學家們認為，這是導致神經退行性疾病的原因之一。

（圖片來源：Science）

　　通過這篇《Science》文章，未來研究人員將有能力幫助細胞液滴招募正確組分，避免液滴轉變為異常的固態。