《Science》2018年度十大科学突破公布

　　今年的Science十大科学突破之首是单细胞水平细胞谱系追踪技术，除此之外，今年的十大科学突破中生物类的包括：细胞如何管理其内含物，进入原始世界的分子窗口，基因沉默药物获批，法医系谱学走向成熟，以及古老的人类“混血儿”。此外今年Science还公布了2018年“科学崩坏”事件，其中包括首例基因组编辑婴儿的诞生。

　　今日（12月21日）Science杂志公布了2018年度十大科学突破。今年的Science十大科学突破之首是单细胞水平细胞谱系追踪技术，除此之外，今年的十大科学突破中生物类的包括：细胞如何管理其内含物，进入原始世界的分子窗口，基因沉默药物获批，法医系谱学走向成熟，以及古老的人类“混血儿”。此外今年Science还公布了2018年“科学崩坏”事件，其中包括首例基因组编辑婴儿的诞生。

　　从古希腊“医学之父”希波克拉底的时代起，科学家们就对单个细胞可以发育成拥有多种器官和亿万细胞的成体而感到震惊，这位古希腊医生认为母亲呼吸的湿气有助于婴儿的发育，但现在我们知道是DNA最终协调细胞繁殖和分化的过程。

　　现如今，科学家已经证明，遗传物质就像音乐乐谱一样，指挥着铜乐，弦乐，打击乐器等创作出交响乐来，当单个细胞中的基因开启时，我们可以通过技术组合揭示细胞是如何发挥其特殊的作用，从而以惊人的力量，逐个细胞，实时追踪生物和器官的发育。

　　正是这个原因，我们越来越来认识到技术结合的力量，以及它在促进基础研究和医学进步方面的潜力，因此Science挑选了单细胞水平细胞谱系追踪技术成为2018年的年度突破。

　　具体来说，Science介绍了三种能帮助科学家在个体细胞水平确定哪些基因会在胚胎早期发育时被开启或关闭的新方法。Science新闻编辑Tim Appenzeller说：“这些技术创造了史上最不同凡响的电影，它们显示了单一细胞是如何生长成为成年动物的复杂组织与器官的。”

　　Science杂志撰稿人Elizabeth Pennisi说：“仅在2018年，单细胞研究详细描述了扁虫、鱼、蛙及其它生物是如何开始形成器官的。全世界各地的研究团队正在应用这些技术来研究人类细胞是如何在其一生中成熟的，组织是如何再生的及细胞是如何在疾病（包括癌症）中发生改变的。”

　　2018年新技术：追踪细胞血统

　　其它突破：

　　细胞如何管理其内含物

　　细胞内的多个组件是如何在正确的位置和时间里聚集在一起执行关键功能的呢？

　　科学家们已经意识到，这个问题的关键是液滴（Liquid droplet），从2009年开始，研究人员发现许多蛋白质能够分离或浓缩成离散的液滴。今年一组研究人员提供证据证实作为DNA中的一个不同寻常的部分，异染色质利用液-液相分离（liquid-liquid phase separation）将基因组中的大部分组装成细胞核中的特定区域。

　　液-液相分离是一种在物理学上广为人所知的机制，但是它在生物学上的重要性仅在最近才被揭示出。这些发现解决了一个长期存在的问题，即DNA功能如何在空间和时间上有序地安排，包括基因如何受到调节而发生沉默或表达。

　　此外，北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员发现，由于RNA分子具有非常特殊和复杂的结构，因此才能互相识别和结合，进入相同的细胞液滴。

　　该发现为理解神经退行性疾病，如葛雷克氏症和帕金森氏症有积极影响。正常和健康条件下，细胞内形成液滴。然而，突变、老化或压力会使液滴过度聚集或硬化，然后不可逆地难以溶解，科学家们认为，这是导致神经退行性疾病的原因之一。

（图片来源：Science）

　　通过这篇《Science》文章，未来研究人员将有能力帮助细胞液滴招募正确组分，避免液滴转变为异常的固态。