年度科技突破：《科学》杂志刊出读者的五大选项

2016年最令人印象深刻的科学发现、发展和趋势是什么？不久前，《科学》杂志收回了11000名读者对此问题的投票，并公布了由读者选出的五项“年度科学突破”。《科学》杂志还将于12月22日宣布“2016年十大技术突破”，届时读者可以将自己的答案与权威发布的内容进行比较，并进行智慧竞赛。

去除旧细胞

让老鼠焕发新的活力

美国梅奥诊所的研究人员，简·范德森的团队，通过老鼠实验发现衰老细胞可以促进动脉粥样硬化的形成，为心血管疾病如心脏病或中风埋下隐患。

携带受损DNA的老化细胞会在体内“逗留”很长时间。一旦它们继续分裂，就会导致癌变。因此，保持“沉默”是个好消息。然而，它们有时会打破“沉默”，向周围环境释放酶和其他分子，影响其他正常细胞。

德尔森的团队第一次用药物去除了转基因小鼠的大部分衰老细胞，然后喂给它们高脂肪食物，让它们“吃”3个月，每天注射药物。在测量了主动脉中脂肪的积累之后，发现在保存有衰老细胞的对照组小鼠的动脉粥样硬化斑块中有大量的衰老细胞。

如何清理老化细胞是他们下一个要解决的问题。德尔森共同创立的公司宣布，将在明年年初对关节炎患者进行一项针对衰老细胞的化合物的临床试验。

纳米孔测序仪

被起诉，重新升级，发射到太空

由于快速和便携式基因测序平台的发展，牛津纳米孔技术公司已经成为英国最有价值的技术公司。尽管它已经通过了基因测序领域的垄断巨头Illumina的专利诉讼，但它在2016年仍然实现了飞跃。随着基因测序平台的不断升级，其准确性得到了提高，随着美国宇航员登上国际空间站，他们在发射期间经受住了太空中的湍流和微重力。

纳米孔测序的想法是让单链DNA碱基一个接一个地通过纳米蛋白孔，并检测不同碱基组合通过测序时的电流变化。——MinION是2012年正式发布的纳米孔测序平台，只有一个u盘大小，成本只有1000美元左右。它可以对很长的DNA进行测序，特别适合在非洲的临时实验室对埃博拉患者进行诊断。

为了避免占据基因测序市场90%份额的Illumina公司的专利诉讼，公司将MinION的核心组件微通道R7升级到R9，将精确度提高了10个百分点。MinION甚至在今年8月登上了国际空间站。宇航员用它对太空中老鼠、病毒和细菌的DNA样本进行测序。结果与地球同步测序“完美匹配”，表明纳米孔测序仪肯定会占据基因测序的“制高点”。

人机对战

赢得比赛也是一种工具。

今年3月，谷歌的人工智能“阿尔法狗”和世界排名第一的围棋手李世石展开了一场人机围棋大战，最终以4: 1的比分获得了世界冠军。继人工智能“深蓝”在国际象棋比赛中战胜人类冠军之后，关于人工智能是否会威胁人类的讨论再次升温。

然而，回顾“深蓝”打败人类的过程，人类也许不必担心:尽管人工智能在许多方面改变了我们的生活，但真正的挑战不是如何打败他们，而是如何让他们更好地被我所用。经过多年的发展，“深蓝”已经成为许多棋手学习和准备比赛的工具。

今年的人机围棋比赛应该会让人们有同样的想法。“阿尔法狗”并不可怕，它只是一个经过程序员精心准备的测试。未来，这些智能程序将逐步进入围棋训练领域，有助于快速提高围棋比赛水平，甚至人机团队也将参与比赛。

引力波是第一次被探测到。

开启天文学的新时代

2月11日清晨，美国科学家宣布了物理学的一项里程碑式的成就:LIGO首次直接探测到引力波。6月，LIGO再次捕捉到引力波信号。虽然它们比第一次检测到的信号弱，但置信度高达5西格玛。

12月初，LIGO完成了重新升级工作。对其激光器、电子电路和光学设备进行升级后，其灵敏度和观察时间进一步提高。未来将探测到更多的引力波，开启天文学的新时代。

体外胚胎发育

他们第一次在一周之外存活了13天。

人类胚胎发育研究的里程碑式突破。5月初，由美国洛克菲勒大学胚胎学实验室主任阿里·布莱文鲁和英国剑桥大学生理学教授玛格丽塔·泽尼卡-戈茨领导的研究小组分别在《自然》和《自然细胞生物学》上发表论文，称他们已将人类胚胎在实验室的孵化时间提高到10天和13天，打破了此前难以超越的7天限制。

此前，科学家认为胚胎只有在进入子宫并接受母亲的指令后第7天才能继续发育。他们设计了一种氨基酸、激素和生长因子的特殊混合物，使胚胎能够成功度过第7天，并开始自我组织，形成身体各种复杂器官和组织的早期结构。

新研究再次引发伦理辩论:实验室胚胎应该延长“14天”禁令吗？在12月7日举行的一次会议上，权威的英国专家表示，现在延长最后期限还为时过早，否则时机还需要五年时间。(北京，12月19日，《科技日报》)