新冠疫苗點亮希望之光

圖片說明：疫苗為人類帶來希望之光。

2019年末發現的新型冠狀病毒以驚人的速度席捲全球，在這一共同敵人面前，全球各國科學家團隊紛紛投身於新冠肺炎疫苗的研製工作。截至12月10日，全球有162種候選疫苗正處於研發階段，其中52種候選疫苗已經進行臨床試驗，有些疫苗已經公佈了三期臨床試驗的結果。此外，今年與新冠病毒相關的研究論文激增。截至12月中旬，在同行評審期刊上發表的論文超過20萬篇，而在非同行評審期刊上發表的文章更多。

這場疫情也警醒我們，只有齊心協力，科學才能夠發揮出最大作用。英國惠康基金會主席、前牛津大學熱帶病學教授傑里米法拉說：“我希望人類在凝視深淵後會變得更加聰明，意識到人類是多麼的脆弱，這也將激勵整整一代人投身科學事業。”

CRISPR首次成功治癒兩種遺傳性血液病

圖片說明：CRISPR技術打敗了鐮狀血細胞。

2012年，顛覆性的基因編輯工具CRISPR橫空出世，它賦予研究人員編輯農作物和動物的強大力量，為科學研究和生物醫學領域帶來新一輪革命，成為《科學》雜誌2015年十大科學突破之一，並摘得今年諾貝爾化學獎的桂冠。　　

今年，這一“基因魔剪”再次向世界展示了其“魔力”：首次成功治癒β地中海貧血和鐮刀型細胞貧血症這兩種遺傳性血液病。　　

為治療三名鐮狀細胞病患者，研究人員從每名病人身上採集了不成熟的血細胞——血幹細胞，然後用CRISPR靶向沉默一個“關閉”開關——這個開關在成人體內會停止胎兒形態血紅蛋白的產生，而這種血紅蛋白可對抗鐮狀突變的影響。在病人接受化療清除病血幹細胞後，經過CRISPR處理過的細胞被重新注入患者體內。　　

開展試驗的兩家公司12月報告稱，這些患者17個月前接受治療，現在正產生大量胎兒血紅蛋白。此外，這些公司為7名正常輸血治療β地中海貧血的患者提供這種治療後，這些病患就不需要輸血了。　　

研究人員指出，這種新療法可與向幹細胞中新增血紅蛋白DNA治療這兩種疾病的基因療法相媲美。

“精英控制員”控制艾滋病病毒

圖片說明：HIV將自己寄生在宿主的DNA內。

與所有逆轉錄病毒一樣，艾滋病病毒（HIV）會將其遺傳物質整合到人類染色體內，在那裡創造出“儲存庫”，免疫系統無法檢測到，抗逆轉錄病毒藥物也無能為力。　　

儘管如此，HIV藏身於何處會產生不一樣的結果。今年，一項針對64名HIV精英控制者進行的研究表明，在沒有使用抗逆轉錄病毒藥物的情況下，他們體內的病毒載量仍然非常低，這揭示了病毒在整合到基因組中位置的重要性。　　

研究人員稱，雖然對這些“精英控制者”的新認知不會直接導致治癒艾滋病，但它開啟了一種新策略，可以讓其他感染者在沒有治療的情況下活幾十年。

全球變暖趨勢日益明晰

圖片說明：全球變暖途徑日益清晰。　　

40多年前，全球頂尖氣候科學家齊聚美國馬薩諸塞州，試圖釐清一個簡單的問題：如果人類繼續排放溫室氣體，地球會變得多熱？最基本的氣候模型顯示，如果大氣中的二氧化碳含量比工業化前翻一番，地球最終將變暖1.5到4.5攝氏度。　　

今年，來自世界氣候研究計劃署的25名科學家將氣候敏感區間縮小到2.6到3.9攝氏度之間。這項研究排除了一些最壞的情況，但它幾乎確認氣候變暖會淹沒沿海城市、加劇極端熱浪、使數百萬人流離失所。　　

研究人員期待這些清晰的前景激發我們的行動！大氣中的二氧化碳含量已達到百萬分之420，離560 ppm的翻番點已過半。因此，除非我們在氣候變化問題上採取更積極行動，否則人類可能在2060年達到這一閾值。

圖片說明：磁星是中子星，其磁場強度是地球磁鐵的1億倍。　

快速射電暴（FRB）是來自遙遠星系的短而強的無線電波閃爍，其究竟“鄉關何處”？13年來這一問題吸引了無數天文學家“競折腰”。　　

今年11月，中外科學家刊文稱，他們結合多個衛星及地面望遠鏡獲得資料認為，銀河系內的一顆磁星SGR 1935+2154是今年觀測到的一個快速射電暴的起源。這是人類首次確定一個快速射電暴的起源，也是首次在銀河系內觀測到快速射電暴。　　

儘管研究快速射電暴的天文學家相信他們終於找到了一名“肇事者”，但他們仍然不清楚磁星是如何產生快速射電暴。研究人員認為，它們可能來自磁星表面附近，因為磁場線斷裂並重新連線。或者它們可能來自更遠的地方，因為衝擊波撞擊進入帶電粒子云內，產生了類似鐳射的無線脈衝。具體是哪種情況？我們目前只能拭目以待。　　

AI首次精準預測蛋白質三維結構

圖片說明：人工智慧首次精準預測蛋白質三維結構　　

50年來，科學家們一直致力於解決生物學領域最大的挑戰之一：預測一系列氨基酸在“變身”為工作蛋白質時會摺疊成何種精確三維形狀。今年，他們實現了這個目標。　　

12月1日，谷歌旗下的“深度思維”公司宣佈，其新一代AlphaFold人工智慧系統在國際蛋白質結構預測競賽（CASP）上擊敗了其餘參會選手，精確預測了蛋白質的三維結構，準確性可與冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）、X 射線晶體學等實驗技術相媲美。　　

研究人員指出，鑑於蛋白質的精確形狀決定了它的生化功能，這一新進展可以幫助研究人員發現疾病的發病原理，開發新藥，甚至創造出耐旱植物和更便宜的生物燃料。

首個室溫超導體面世

圖片說明：科學家在一種氫、硫和碳混合物上觀察到室溫超導性

自1911年超導首次發現以來，尋找能在室溫條件下達到的超導體一直是眾多科學家競相追求的目標。　　

此前研究表明，富氫材料在高壓下可以將超導溫度提高至零下2攝氏度左右。此次，美國科學家在最新研究中將可以實現零電阻的溫度提高到了15攝氏度，但這是在2670億帕斯卡壓力下的一個光化學合成三元含碳硫化氫系統中實現的。這一發現促進了室溫超導體的研究工作——這類材料可以帶來重大技術變革並節約大量能源。　　

今年全球各國人民一起經歷了一場大疫情，正如加繆在其名著《鼠疫》中寫到的：“沒有真知灼見就不會有真正的善和高尚的愛”，而科學正是獲得真知灼見的鑰匙，也是人類打敗疫情的希望。人類的科學探索之路，道阻且長，但每一步的背後，都蘊藏著改變人類命運的潛力和可能，帶我們離追求的星辰大海更進一步。