首只體細(xì)胞克隆猴誕生……2018年國內(nèi)十大科技新聞解讀

1月，中科院上海神經(jīng)科學(xué)所利用體細(xì)胞核移植技術(shù)，在國際上首次培育出體細(xì)胞克隆猴“中中”“華華”。

2018，令人喜悅，令人驚訝。一連串科技新聞史的高光時刻，我們與您見證和分享。

國之大事，首重科技。今年科技日報評出的國內(nèi)十大科技新聞，較往屆視角更為全面，不僅涵蓋各類學(xué)科的重大突破，還包括象征中國實力的工程成就，以及被科技界廣泛關(guān)注的負(fù)面事件。盡管難免遺珠之憾，但我們相信，今后若干年再回首，會發(fā)現(xiàn)這些新聞具備最深遠(yuǎn)的影響力。

1 首只體細(xì)胞克隆猴誕生

本世紀(jì)初，美國匹茲堡大學(xué)的一位科學(xué)家曾經(jīng)預(yù)言，用體細(xì)胞克隆非人靈長類動物的理想是不可能實現(xiàn)的。

事實上，自1997年克隆羊“多莉”誕生后，馬、牛、豬、駱駝等許多哺乳類動物的體細(xì)胞克隆也相繼成功，但與人類相近的靈長類動物的體細(xì)胞克隆一直沒有解決。沒有克隆猴，就很難建立模擬人類疾病的動物模型。

直到2018年1月，中科院上海神經(jīng)科學(xué)所宣布，他們利用體細(xì)胞核移植技術(shù)，在國際上首次實現(xiàn)非人靈長類動物的體細(xì)胞克隆，培育出兩只克隆猴“中中”“華華”。

研究者們選擇了猴胎兒的成纖維細(xì)胞作為需要移植的體細(xì)胞核，去除卵細(xì)胞的細(xì)胞核之后，將取出的體細(xì)胞核注入卵細(xì)胞內(nèi)，這樣的卵細(xì)胞就會受到體細(xì)胞核內(nèi)信息的指示，產(chǎn)生和體細(xì)胞具有一模一樣遺傳信息的下一代。

體細(xì)胞克隆猴的成功，將推動我國率先發(fā)展出基于非人靈長類疾病動物模型的全新醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)針對阿爾茨海默病、自閉癥等腦疾病，以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發(fā)進(jìn)程。

2 國務(wù)院部署全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科研

有了基礎(chǔ)研究固本強(qiáng)基，才能有科技創(chuàng)新的持續(xù)前行?；A(chǔ)研究是創(chuàng)新之源，是一個國家科技實力的體現(xiàn)。今年2月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》(簡稱《意見》)，對全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究作出部署。

我國的基礎(chǔ)研究已處于從量的積累向質(zhì)的飛躍，從點(diǎn)的突破向系統(tǒng)能力提升的重要時期。在看到這些成績的同時，不能忽視的是，與建設(shè)世界科技強(qiáng)國的目標(biāo)相比，從整個科技創(chuàng)新的鏈條來看，基礎(chǔ)研究依然是短板?；A(chǔ)研究短板具體體現(xiàn)為重大原創(chuàng)性成果缺乏、頂尖基礎(chǔ)研究人才和團(tuán)隊較匱乏、投入總體不足、環(huán)境待優(yōu)化四方面的問題。

針對制約基礎(chǔ)研究發(fā)展的問題，《意見》從五個方面提出了20條重點(diǎn)任務(wù)，明確了我國基礎(chǔ)科學(xué)研究三步走的發(fā)展目標(biāo)。

有科研人員評價認(rèn)為，《意見》立意高深、放眼長遠(yuǎn)、腳踏實地，它的出臺如一陣春風(fēng)，將讓我國基礎(chǔ)研究發(fā)展迎來黃金發(fā)展期。

3 中興事件引發(fā)對“卡脖子”技術(shù)高度關(guān)注

這一年，中興通訊以一種特殊的方式普及了芯片及相關(guān)技術(shù)。

4月16日，美國商務(wù)部發(fā)布對中興通訊出口權(quán)限禁令，要求美國企業(yè)7年之內(nèi)禁止以直接或間接的方式向中興通訊出售零部件、商品、軟件和技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)上對此次事件有兩種態(tài)度，一種認(rèn)為中興通訊被懲罰是它失信在先的必然結(jié)果;另一種認(rèn)為中興通訊只是中美貿(mào)易沖突的一個犧牲品。但一個共識是，以芯片為代表的我國高新技術(shù)領(lǐng)域核心技術(shù)的缺失是不容忽視的事實。中興通訊是中國具有代表性的科技企業(yè)，但在芯片、操作系統(tǒng)等核心配件和關(guān)鍵技術(shù)的供給方面，卻非常依賴美國公司，因此這紙禁令讓中興通訊在經(jīng)營上迅速陷入困境。

美國商務(wù)部的禁令與中興通訊的困境，在全球引起了強(qiáng)烈關(guān)注，也引起國內(nèi)的深刻反思：在供應(yīng)鏈全球化的今天，如何實現(xiàn)中國科技企業(yè)在核心、關(guān)鍵、基礎(chǔ)技術(shù)上自主可控?如何進(jìn)一步提高中國企業(yè)的創(chuàng)新能力?這些問題成為全社會關(guān)注的焦點(diǎn)，也將成為中國在科技創(chuàng)新上的催化劑，推動中國科技產(chǎn)業(yè)走入新的歷程。

在喧嘩的輿論中，《科技日報》及時策劃推出的一組“是什么卡了我們的脖子”系列報道，梳理了我國新藥創(chuàng)制、人工智能、集成電路等多個領(lǐng)域中的核心技術(shù)發(fā)展存在的問題，以及探討解決之道。這組側(cè)重客觀分析、理性思考的報道引發(fā)公眾極大關(guān)注。

4 首次人工創(chuàng)建單染色體生物

釀酒酵母大家都不陌生，我們?nèi)粘Ｗ銎【谱雒姘茧x不開它，它本來有16條染色體，可你見過只有單條染色體的釀酒酵母嗎?

中科院植物生理生態(tài)研究所在國際上首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細(xì)胞。這是合成生物學(xué)領(lǐng)域具有里程碑意義的突破，打開了“改造”生命的大門。

2010年，美國科學(xué)家J. Craig Venter團(tuán)隊在《科學(xué)》上報道了世界上首個“人造生命”——含有全人工化學(xué)合成的與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體，引起轟動。而這一次，以覃重軍研究組為主的研究團(tuán)隊完成了將單細(xì)胞真核生物釀酒酵母天然的16條染色體人工創(chuàng)建為具有完整功能的單條染色體。這意味著，天然復(fù)雜的生命體系可以通過人工干預(yù)變得簡約，自然生命的界限可以被人為打破，甚至可以人工創(chuàng)造全新的自然界不存在的生命。

該研究成果是通過經(jīng)典分子生物學(xué)“假設(shè)驅(qū)動”與合成生物學(xué)“工程化研究模式”來探索解析生命起源與進(jìn)化中重大基礎(chǔ)科學(xué)問題的一個新范例。對天然復(fù)雜的酵母染色體實施人工改造，賦予其全新的簡約化形式，這是繼原核細(xì)菌“人造生命”之后的一個重大突破。

單染色體酵母的“誕生”，意味著中國學(xué)者再一次利用合成科學(xué)策略，回答生命科學(xué)領(lǐng)域一個重大的基礎(chǔ)問題，即建立原核生物與真核生物之間基因組進(jìn)化的橋梁，為人類對生命本質(zhì)的研究開辟了新方向。

5 科研誠信事件頻發(fā)呼喚科學(xué)精神

8月15日，國產(chǎn)瀏覽器公司紅芯宣布基于自主可控的瀏覽器核心技術(shù)完成2.5億元融資。當(dāng)天下午有網(wǎng)友發(fā)布“解壓紅芯瀏覽器執(zhí)行文件”的動圖，顯示多次解壓后的文件有“Chrome”(谷歌瀏覽器)字樣，認(rèn)為紅芯只是一個“換膚版”瀏覽器，并非自主創(chuàng)新，引起網(wǎng)絡(luò)熱議。

河北科技大學(xué)8月31日在其官方網(wǎng)站刊發(fā)《學(xué)校公布韓春雨團(tuán)隊撤稿論文的調(diào)查和處理結(jié)果》，沸沸揚(yáng)揚(yáng)持續(xù)兩年多的“韓春雨論文”事件塵埃落定。

今年10月，南京大學(xué)社會學(xué)院教授梁瑩涉嫌學(xué)術(shù)不端、百余篇之前發(fā)表的論文莫名被撤事件，引起學(xué)界關(guān)注。30多歲的長江學(xué)者獎勵計劃女教授梁瑩，在過去的學(xué)術(shù)生涯中發(fā)表近130篇論文，那些所謂的論文，卻早已經(jīng)被刪掉或者查不到。因為這些文章被發(fā)現(xiàn)涉嫌抄襲、一稿多投等問題而被梁瑩自己要求撤掉。

一系列事件警醒我們，科研誠信建設(shè)還有很長的路要走。無論是不尊重自己的署名，以論文來謀取各種頭銜和榮譽(yù)，還是將別人的核心技術(shù)拿來改頭換面?zhèn)窝b成自己的自主創(chuàng)新，追根到底都是對科學(xué)和事實的不尊重，是違背科學(xué)精神的行為。

激濁方能揚(yáng)清。在全面推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的新時代，當(dāng)科技創(chuàng)新成為發(fā)展的引擎，我們必須以更寬闊的視野發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗，培育和弘揚(yáng)科學(xué)精神，推進(jìn)科研誠信制度化建設(shè)。

6 “超級顯微鏡”中國散裂中子源投入運(yùn)行

8月23日，中國散裂中子源項目通過國家驗收，正式投入運(yùn)行。它好比一個大顯微鏡，方便我們觀察世間萬物。

光穿過透明的樣品，可帶出樣品內(nèi)部的信息;同樣，中子流也可以穿透目標(biāo)，帶出信息。中子不帶電，不與電子和質(zhì)子作用，所以即使材料很厚，中子也能輕松穿透。

一開始，人們用核反應(yīng)堆生產(chǎn)中子，但核反應(yīng)速度不能太快。散裂中子源應(yīng)運(yùn)而生。它用電磁場加速質(zhì)子，像炮彈一樣狠狠砸向鎢、汞等重金屬原子核。巨大的原子核就“散裂”出一些自由的中子。

散裂中子源還可以觀察高鐵輪子是否質(zhì)量過關(guān)——它能透視零件內(nèi)部的應(yīng)力是否釋放。中子源還能實時觀察飛機(jī)發(fā)動機(jī)怎樣疲勞受損的，以便改進(jìn)設(shè)計。

散裂中子源對中國探索前沿科學(xué)問題、攻克核心技術(shù)、解決“卡脖子”問題有重要意義。目前只有美、日、中、英擁有該技術(shù)。

中國散裂中子源是我國“十一五”期間重點(diǎn)建設(shè)的十二大科學(xué)裝置之首。它總投資23億元，包括一臺直線加速器、一臺快循環(huán)同步加速器、一個靶站，以及一期建設(shè)的三臺不同類型的中子譜儀。

中國散裂中子源的國產(chǎn)化率超過90%，它的制造直接拉升了中國在磁鐵、電源、探測器和電子學(xué)方面的水準(zhǔn)。

7 港珠澳大橋開通創(chuàng)多項工程紀(jì)錄

很少有一座橋的開通如此吸引全國的注視，很多人只為去橋上看看，專門安排一趟行程。

它就是建筑史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海大橋——港珠澳大橋。它創(chuàng)造了一連串世界紀(jì)錄：

全長55公里：世界最長跨海大橋。

15公里的全鋼結(jié)構(gòu)鋼箱梁：世界最長鋼鐵大橋。鋼材用量相當(dāng)于60座埃菲爾鐵塔。

海底沉管隧道全長6.7公里：世界最長海底隧道。

沉管隧道每節(jié)長180米，重約8萬噸：世界最大沉管隧道。

隧道最深處在海平面以下48米，也是世界紀(jì)錄……

跨越伶仃洋的港珠澳大橋，東接香港，西接珠海和澳門，總長約55公里，它集橋、島、隧于一體，從設(shè)計到建設(shè)前后歷時14年，攻克一系列難題。比如大橋設(shè)計東西兩個人工島，用海底沉管隧道連接。隧道由33個巨型沉管組成。沉管在海平面以下13米至48米無人對接，誤差控制在2厘米內(nèi)，精準(zhǔn)程度史無前例。

一連串極限施工保證了設(shè)計實現(xiàn)：世界最大起重船，單臂固定起吊1.2萬噸;全世界最大深水碎石整平裝備，全自動化鋪設(shè)碎石基床;世界首創(chuàng)的深插鋼圓筒快速筑島，221天成島……

港珠澳大橋的設(shè)計壽命長達(dá)120年，打破了國內(nèi)大橋的“百年壽命慣例”。鋼管樁確保在海泥中120年不損壞，是一個工程奇跡。它還能抗8級地震，16級臺風(fēng)。今年幾次超強(qiáng)臺風(fēng)絲毫未撼動它。

另外，港珠澳大橋是“積木”搭出來的。工廠預(yù)制橋墩、橋面、鋼箱梁和鋼管樁，風(fēng)平浪靜時現(xiàn)場組裝，首次在如此大工程實現(xiàn)這一模式。

8 首例哺乳動物“雄雄生子”

昆蟲、魚類、爬行類和鳥類都有“單性生殖”的例子。哺乳動物卻做不到。然而，人類打破了自然的藩籬。中國科學(xué)家10月發(fā)表論文說，他們成功培育出了雙親都是雌性或雄性的小鼠，其中“雙母親”小鼠健康生長到成年，還能繁育下一代。而“雙父親”小鼠則是世界首例。

哺乳動物的精子和卵子中，大約100個基因是“印記”基因，當(dāng)精卵合一，印記基因僅有一份激活，另一份沉默。所以單性生殖會讓一部分必要基因失去活性，胚胎無法發(fā)育。

2004年，日本科學(xué)家曾敲除未成熟卵子中的印記基因培育出“雙母親”小鼠，叫“輝月姬”。但400多個胚胎只誕生10只幼崽，其中只有一只長大。

此次，中科院動物所用CRISPR技術(shù)，敲除了雌鼠單倍體胚胎干細(xì)胞的3個印記較多的基因區(qū)域(這種干細(xì)胞的印記本來就少;它像生殖細(xì)胞一樣只含一套染色體，但可以分裂和分化)，將其注入另一雌鼠的卵細(xì)胞前體，再誘導(dǎo)胚胎發(fā)育，最終從210個胚胎中培育出29只健康小鼠。

用同類方法，動物所還培育出12只“雙父親”小鼠：敲除雄性小鼠單倍體胚胎干細(xì)胞的7個基因印記，將它與另一只雄性小鼠的精子注入移除了細(xì)胞核的卵細(xì)胞中，再找一只雌性小鼠代孕。但“雙父親”小鼠出生后僅存活48小時。

一位國際同行評論說：“在哺乳動物身上還可以有這樣的操作，真的超出了我們的想象。”

9 基因編輯嬰兒引爭議

從來沒有一項醫(yī)學(xué)實驗如此吸引公眾的關(guān)注和憂慮。11月26日，南方科技大學(xué)副教授賀建奎公布：一對基因經(jīng)過修改的雙胞胎已誕生，基因編輯旨在使她們天然抵抗艾滋病。

賀建奎是在第二屆人類基因組編輯國際峰會前夕發(fā)表這個消息的，立即成為眾矢之的。世界各大媒體包圍了這次學(xué)術(shù)會議。賀建奎在會上為自己辯護(hù)，但幾乎所有與會者都反對他的魯莽行為。

人類基因組編輯國際峰會組委會發(fā)表聲明：這一項目的醫(yī)療指示不足、研究方案設(shè)計不當(dāng)、不符合保護(hù)研究對象福利的道德標(biāo)準(zhǔn)，同時，臨床程序的開發(fā)、審查和實施均不透明。臨床實踐的科學(xué)理解和技術(shù)要求仍太不確定，風(fēng)險太大，目前不應(yīng)允許生殖細(xì)胞編輯的臨床試驗。

有評論認(rèn)為，賀建奎的基因改造得不償失，毫無必要;也有人認(rèn)為，他的基因編輯并不成功，沒有消除“脫靶”的風(fēng)險。此外，倫理問題是賀建奎無法回避的軟肋。

對賀建奎最猛烈的批評，來自于中國同行。多位生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜冶硎菊痼@和憤怒。消息公布當(dāng)天，122位中國同行聯(lián)署聲明說：呼吁相關(guān)監(jiān)管部門及相關(guān)研究單位迅速立法，嚴(yán)格監(jiān)管，并對此事件全面調(diào)查。他們表示：潘多拉魔盒已經(jīng)打開，應(yīng)該在不可挽回前關(guān)上它。

不久前，《自然》評出2018年十大科學(xué)人物，賀建奎是其中之一。他被稱作“CRISPR無賴”。

10 嫦娥四號探訪月背

全世界的航天人都盯著嫦娥四號，它的閃光燈將首次照亮月球的黑暗面。

12月8日凌晨，嫦娥四號探測器搭乘長征三號乙運(yùn)載火箭順利上天。110小時后，到達(dá)月球附近的嫦娥四號，接到航天飛行控制中心的指令，在距月面129公里處成功實施7500牛發(fā)動機(jī)點(diǎn)火。約5分鐘后，發(fā)動機(jī)正常關(guān)機(jī)。根據(jù)實時遙測數(shù)據(jù)，嫦娥四號探測器順利進(jìn)入近月點(diǎn)約100公里的環(huán)月軌道，近月制動成功。

所謂近月制動，就是讓航天器減速，使其被月球引力捕獲。精準(zhǔn)“剎車”是嫦娥四號任務(wù)的一大難關(guān)。月球逃逸速度約為每秒2.38公里，如航天器比這個速度快，就會與月球失之交臂。

嫦娥四號由著陸器和月球車組成。它將前往月球永遠(yuǎn)背對地球的那一面。此前還從來沒有航天器在那里軟著陸過。

2018年5月，中國已經(jīng)發(fā)射了“鵲橋”衛(wèi)星，它是給嫦娥四號充當(dāng)通信中繼的。由于月球會阻擋地球發(fā)來的無線電信號，只有“鵲橋”才能架起數(shù)據(jù)橋，繞過阻礙。嫦娥四號目前已經(jīng)跟鵲橋建立聯(lián)系。鵲橋的成功也顯示中國掌握了這一空間通信技術(shù)。

有報道稱，嫦娥四號的目的地曾經(jīng)懸而未決，一種看法認(rèn)為應(yīng)該降落在月球正面，減少風(fēng)險;而嫦娥衛(wèi)星系列總指揮葉培建則堅持應(yīng)該落在月球背面，以探索新知。

嫦娥三號相當(dāng)于是在華北平原著陸，嫦娥四號則相當(dāng)于在云貴山區(qū)著陸，前者弧線降落，后者近乎垂直降落。嫦娥四號會揭示月球背面的土壤和輻射，還將利用純凈電磁環(huán)境觀測宇宙射電。

有趣的是，嫦娥四號還攜帶了一個密閉的罐子——內(nèi)有馬鈴薯種子、擬南芥種子、蠶卵、土壤、水、營養(yǎng)液和空氣，它將驗證生物能不能在月球表面活下來，為中國將來在月球種菜做準(zhǔn)備。當(dāng)然，嫦娥四號首先得成功降落。(高 博 操秀英)

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