探测|六大科学突破闪亮2021
尽管受新冠肺炎疫情带来的各种阻碍所困扰 ， 但科学家们的前沿探索未曾停歇 。 即将过去的2021年 ， 科学家扩充了生命科学、基础物理、太空探索等领域的认知版图 。 总结来看 ， 这一年 ， 六大科学突破最亮眼 。
【探测|六大科学突破闪亮2021】人工智能预测蛋白质结构
用人工智能程序预测蛋白质结构登上美国《科学》杂志2021年十大科学突破榜首 ， 也入选英国《自然》杂志2021年度科学新闻 ， 足见这一成果意义重大 。
7月 ， 英国“深度思维”公司研究人员领衔团队在《自然》上发表论文说 ， 该公司的人工智能程序“阿尔法折叠”成功预测98.5%的人类蛋白质结构 ， 以及其他20种生物几乎完整的蛋白质组 。
研究人员指出 ， 这项技术可能改变了结构生物学的游戏规则 ， 有望像冷冻电镜那样极大加速生命科学领域的科学发现 ， 对于多种疾病的研究来说可能意义非凡 。
更难能可贵的是 ， 相关算法代码对外开源 。 8月 ， 中国研究人员使用“阿尔法折叠2”程序绘制了近200种与DNA（脱氧核糖核酸）结合的蛋白质结构图 ， 涉及从DNA修复到基因表达的多个方面 。 11月 ， 德国和美国研究人员用“阿尔法折叠2”和冷冻电镜绘制了“核孔复合物”结构图 ， 它由30种蛋白质组成 ， 控制着物质进入细胞核的路径 。
目前 ， 科学家正使用“阿尔法折叠2”模拟研究变异新冠病毒奥密克戎毒株刺突蛋白突变的影响 。
粒子物理标准模型现“裂缝”
4月 ， 美国能源部下属费米实验室公布了关于缪子反常磁矩测量的第一批实验结果 ， 显示基本粒子缪子的行为和粒子物理标准模型理论预测不相符 。 这一发现同时入选《科学》和《自然》年度榜单 。
形成于上世纪六七十年代的标准模型可谓粒子物理学“金标准” ， 它描述了强力、弱力及电磁力这3种基本力以及组成物质的基本粒子 。 此前 ， 高能粒子对撞机的实验结果基本符合标准模型预测 。 而新研究发现 ， 作为一种比电子更重的、不稳定的类电子粒子 ， 缪子比标准模型预测的更具磁性 。
费米实验室在公报中说 ， 该结果也许意味着“令人兴奋”的新物理学的存在 。 缪子作为探索亚原子世界的一扇窗 ， 可以探测到未知的粒子或力的存在 。
《自然》报道说 ， 研究人员正再次确认今年的计算结果 ， 如果它们成立 ， 并且理论和实验结果之间差异持续存在 ， 可能标志着有半个世纪历史的标准模型首次预测失败 。
基因编辑技术首次显疗效
自问世以来 ， CRISPR/Cas9基因编辑技术就被寄予厚望 。 然而 ， 要使其治愈疾病的梦想成真 ， 研究人员需将CRISPR/Cas9系统成功传递到人体内 ， 并证明它可以安全有效地编辑靶向基因而不影响正常基因 。
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