12月18日出版的《自然》雜志評(píng)選出2014年度十大科學(xué)人物。這十大人物是本年度一些重要科學(xué)進(jìn)展及事件的中心人物。其中與生物學(xué)有關(guān)的主要有癌癥免疫療法研究人員Suzanne Topalian、干細(xì)胞療法研究者M(jìn)asayo Takahashi、對(duì)抗埃博拉的醫(yī)生Sheik Humarr Khan、結(jié)構(gòu)生物學(xué)Sjors Scheres。
Suzanne Topalian：信念堅(jiān)定的抗癌斗士（癌癥免疫療法）
Topalian是一位堅(jiān)信癌癥免疫療法并為之奮斗的臨床醫(yī)生，她參與開發(fā)的一種癌癥藥物，今年被批準(zhǔn)用于治療晚期黑色素瘤。
這種藥物屬于PD-1抑制劑，可以激活免疫系統(tǒng)的T細(xì)胞對(duì)腫瘤發(fā)動(dòng)攻擊。今年七月，日本政府基于Topalian領(lǐng)導(dǎo)的臨床試驗(yàn)，率先批準(zhǔn)了首個(gè)PD-1抑制劑，nivolumab。兩個(gè)月之后，美國(guó)FDA批準(zhǔn)了另一種PD-1抑制劑，pembrolizumab。一些分析家預(yù)計(jì)，這類藥物將成為癌癥治療的主力軍。
當(dāng)Topalian還是醫(yī)科學(xué)生的時(shí)候就相信，利用機(jī)體自身防御可以對(duì)抗癌癥。就算在癌癥免疫療法備受質(zhì)疑的時(shí)候（早期臨床試驗(yàn)結(jié)果不理想），Topalian也依舊很堅(jiān)定。
2006年Topalian幫助啟動(dòng)了nivolumab的臨床試驗(yàn)，并于2012年發(fā)表了里程碑式的論文。文章顯示，nivolumab在一些晚期黑色素瘤和肺癌患者中引起了強(qiáng)烈應(yīng)答。有關(guān)部門正在考慮批準(zhǔn)這類藥物用于肺癌治療。隨著PD-1抑制劑和其他癌癥免疫療法的成功，越來(lái)越多的研究者們投身到了這一領(lǐng)域中。
Sheik Humarr Khan：對(duì)抗埃博拉的醫(yī)生
“我害怕死亡，我必須說(shuō)，因?yàn)槲艺湎业纳?。就算你穿上最?yán)密的保護(hù)服，你仍然冒著風(fēng)險(xiǎn)，”他曾接受路透社采訪時(shí)這么說(shuō)。他是在西非塞拉利昂對(duì)抗埃博拉的領(lǐng)隊(duì)醫(yī)生，叫謝赫-烏馬爾-汗（ Sheik Humarr Khan）。他治療了超過(guò)100個(gè)感染者。他還是塞拉利昂唯一一位病毒性出血熱專家，是該國(guó)抗疫行動(dòng)的領(lǐng)頭人物。
他參與了首個(gè)埃博拉測(cè)序研究，他拒絕出國(guó)堅(jiān)持留在塞拉利昂治療自己的同胞，7月29日他死于埃博拉感染。Khan生前所在團(tuán)隊(duì)正在西非各地區(qū)安裝測(cè)序儀，以便繼續(xù)跟蹤埃博拉的發(fā)展。
Masayo Takahashi：給干細(xì)胞領(lǐng)域帶來(lái)光明的眼科專家
高橋政代是日本理化研究所（RIKEN）發(fā)育生物學(xué)中心（CDB）的一名眼科醫(yī)生。世界上首例iPS細(xì)胞治療所用的視網(wǎng)膜組織就是她通過(guò)iPS重編程獲得的。
今年9月12日，日本兵庫(kù)縣一名70多歲、患有“滲出型老年性黃斑變性”的女性，接受了全球首例將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞制成的視網(wǎng)膜細(xì)胞移植入體內(nèi)的手術(shù)，高橋政代在現(xiàn)場(chǎng)全程見(jiàn)證了手術(shù)過(guò)程。該患者于6天后從實(shí)施手術(shù)的尖端醫(yī)療中心醫(yī)院出院。醫(yī)院表示患者沒(méi)有并發(fā)癥等問(wèn)題，情況良好，今后該患者將繼續(xù)到醫(yī)院接受診療，團(tuán)隊(duì)將用約一年時(shí)間評(píng)估移植細(xì)胞的安全性與效果，之后也將繼續(xù)確認(rèn)是否癌變等iPS細(xì)胞治療中最受擔(dān)心的問(wèn)題。
京都大學(xué)教授山中伸彌2007年開發(fā)了人類iPS細(xì)胞，而高橋?qū)崿F(xiàn)臨床應(yīng)用距此只有7年，時(shí)間之短實(shí)屬罕見(jiàn)。11月4日，美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校副教授保羅?納弗拉于宣布，日本理化學(xué)研究所學(xué)術(shù)帶頭人高橋政代被選為干細(xì)胞研究領(lǐng)域的“年度人物”。
Sjors Scheres：結(jié)構(gòu)生物學(xué)家
核糖體是合成蛋白質(zhì)的復(fù)雜分子機(jī)器，今年Scheres獲得了迄今為止最清晰的核糖體圖像。然而，作為一個(gè)結(jié)構(gòu)生物學(xué)家他最感興趣的并不是核糖體，“我的主要貢獻(xiàn)是數(shù)學(xué)方面的，” Scheres說(shuō)。
Scheres的數(shù)學(xué)為結(jié)構(gòu)生物學(xué)帶來(lái)了一場(chǎng)革命。這一領(lǐng)域曾經(jīng)是X射線晶體學(xué)技術(shù)的天下，現(xiàn)在冷凍電鏡（cryo-EM）卻占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，這多虧了Sjors開發(fā)的軟件。這個(gè)軟件能夠?qū)ryo-EM圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)的分子結(jié)構(gòu)，讓生物學(xué)們更簡(jiǎn)單更清晰的看到分子機(jī)器。
2010年Scheres加入MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室之后，顯微鏡技術(shù)經(jīng)歷了一次較大的發(fā)展。Scheres意識(shí)到需要更好的計(jì)算機(jī)程序來(lái)解讀大量的數(shù)據(jù)，于是他把自己關(guān)在辦公室里寫了一個(gè)出來(lái)，這就是RELION。
“他一個(gè)人呆了幾年，然后就拿出了這個(gè)美妙的軟件，”2009年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Venki Ramakrishnan說(shuō)。Ramakrishnan曾通過(guò)X射線晶體學(xué)技術(shù)揭示了細(xì)菌核糖體的結(jié)構(gòu)，而Cryo-EM能夠更快更好地完成這項(xiàng)工作。
今年，Ramakrishnan與Scheres合作為人們展示了酵母和人類核糖體的精密結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在Ramakrishnan實(shí)驗(yàn)室基本上已經(jīng)改用冷凍電鏡了。
Scheres還在破解更多更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，他和清華大學(xué)施一公教授合作確定了γ-分泌酶的結(jié)構(gòu)，這是一種與阿爾茨海默癥有關(guān)的蛋白。
Maryam Mirzakhani：伊朗女?dāng)?shù)學(xué)家，獲2014菲爾茲獎(jiǎng)
數(shù)學(xué)界諾貝爾獎(jiǎng)“菲爾茲獎(jiǎng)”于8月13日公布，現(xiàn)年38歲、從小熱衷于文學(xué)而對(duì)數(shù)學(xué)不感興趣的瑪利亞姆?莫茲坎尼（Maryam Mirzakhani）獲此殊榮，并成為歷史上首位獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)的女性。這是自居里夫人獲得諾獎(jiǎng)之后，科學(xué)界的又一次里程碑式的大事件。
曾獲得菲爾茲獎(jiǎng)的數(shù)學(xué)家，劍橋大學(xué)的蒂莫西?高爾斯爵士（Sir Tim Gowers）評(píng)價(jià)說(shuō)，“盡管女性一直在為數(shù)學(xué)領(lǐng)域做著最高水平的貢獻(xiàn)，公眾卻很少看到這一事實(shí)。菲爾茲獎(jiǎng)有了第一位女獲獎(jiǎng)?wù)撸院罂隙ㄒ矔?huì)越來(lái)越多，我希望她們的存在能夠破解關(guān)于女性和數(shù)學(xué)的許多謬見(jiàn)，并鼓勵(lì)更多年輕女性將數(shù)學(xué)研究作為可能的事業(yè)選擇?！?
Pete Frates：ALS患者，“冰桶挑戰(zhàn)”倡導(dǎo)者
這個(gè)夏天，一場(chǎng)愛(ài)心接力活動(dòng)“冰桶挑戰(zhàn)”席卷全球，無(wú)論是政商界人士還是名人明星，紛紛加入到這場(chǎng)關(guān)注肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥（ALS）的公益活動(dòng)中。
“冰桶挑戰(zhàn)”的發(fā)起人是波士頓學(xué)院棒球隊(duì)前隊(duì)長(zhǎng)皮特?弗雷茨（Pete Frates）等人，2012年，他被檢查出患有ALS。今年7月，他向一些朋友發(fā)出了“冰桶挑戰(zhàn)”，視頻上傳到網(wǎng)上后，奇跡般促使了比爾?蓋茨、蘋果CEO庫(kù)克、美國(guó)前總統(tǒng)小布什等科技界、政治界知名人士的率先響應(yīng)。
9月底，這場(chǎng)公益活動(dòng)逐漸落下帷幕，但是這場(chǎng)龍卷風(fēng)式的“冰桶挑戰(zhàn)”不僅為ALS協(xié)會(huì)募集了4,180萬(wàn)美元(約合2.57億元人民幣)的，更讓一直被人們“冷落”的罕見(jiàn)病走進(jìn)了人們的視線。
Andrea Accomazzo：羅塞塔號(hào)彗星探測(cè)器飛行負(fù)責(zé)人
“羅塞塔”計(jì)劃于1993年展開，耗資13億歐元。若取得成功，這將是人類探測(cè)器首次登陸彗星。
今年11月12日，歐洲太空總署稱， “羅塞塔號(hào)”（Rosetta）對(duì)一顆彗星發(fā)射了菲萊（Philae）登陸器，這是羅塞塔號(hào)首次向彗星發(fā)射登陸器，將令人類得以史無(wú)前例地窺探太陽(yáng)系起源之謎。
此次飛行負(fù)責(zé)人?？笋R索(Andrea Accomazzo)說(shuō)，“菲萊”號(hào)探測(cè)器于格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間12日8點(diǎn)35分被從運(yùn)載飛船上彈出。“菲萊”號(hào)探測(cè)器會(huì)嘗試降落在“67P/丘留莫夫-格拉西緬科”彗星表面，攜帶10項(xiàng)儀器，將在該彗星上展開實(shí)驗(yàn)。
Radhika Nagpal：機(jī)器人研究者
通過(guò)自然界自我組織現(xiàn)象的啟發(fā)，哈佛大學(xué)研究人員Radhika Nagpal等人研制出一個(gè)由1024個(gè)機(jī)器人組成的集群。這個(gè)千人機(jī)器群組可形成復(fù)雜的二維圖像，包括星星、扳手和字母“K”。
這一現(xiàn)象特殊的地方在于：在此千人機(jī)器群組出現(xiàn)之前，大多機(jī)器集群的組成個(gè)數(shù)不超過(guò)100個(gè)。
這是今年Nagpal的實(shí)驗(yàn)室第二篇機(jī)器人集群的論文。此前，他們的研究關(guān)注通過(guò)蟻群特性研發(fā)的機(jī)器人在沒(méi)有任何領(lǐng)導(dǎo)者的情況下形成不同的三維結(jié)構(gòu)。
經(jīng)過(guò)多年的研究，至少在實(shí)驗(yàn)室，研究人員終于找到構(gòu)建大型的機(jī)器人集群的臨界點(diǎn)，其中包括硬件和算法。借助實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用到的工程物理系統(tǒng)，這些機(jī)器人集群將有助于我們理解自然的自我組織系統(tǒng)。此外，這些原理使我們向創(chuàng)造人工集群邁出第一步，為我們?cè)谖磥?lái)利用這一原理應(yīng)用于包括救災(zāi)，環(huán)境監(jiān)測(cè)，甚至藝術(shù)創(chuàng)造等領(lǐng)域作準(zhǔn)備。
David Spergel：“宇宙暴脹”研究人員
天文學(xué)家是在利用某類超新星研究遙遠(yuǎn)宇宙時(shí)發(fā)現(xiàn)宇宙正在膨脹的。Ia型超新星是徹底毀滅的白矮星。由于此類超新星爆發(fā)時(shí)釋放出的能量相同，天文學(xué)家可以借此推算出它的光度。這就好像你預(yù)先知道燈泡的功率一樣。美國(guó)新澤西州普林斯頓大學(xué)的天體物理學(xué)家David Spergel解釋說(shuō)：“如果你知道一個(gè)燈泡有多亮，通過(guò)觀測(cè)到的流量值，你就能計(jì)算出它離你有多遠(yuǎn)?！边h(yuǎn)處的Ia型超新星看起來(lái)比近處的同類超新星黯淡，所以前者離我們更加遙遠(yuǎn)。
科學(xué)家把導(dǎo)致宇宙平穩(wěn)膨脹的罪魁禍?zhǔn)住环N外向壓力——稱為暗能量。在宇宙膨脹的同時(shí)，引力（可被視為一種內(nèi)向壓力）可以讓膨脹減速。但是物質(zhì)因?yàn)橛钪媾蛎浂饾u四散分離，引力的減速作用也漸漸勢(shì)微。而暗能量的外向“壓力”似乎不受膨脹影響，仍然保持恒定。因此，暗能量的重要性逐漸超過(guò)物質(zhì)，致使宇宙加速膨脹。今天，暗能量占了宇宙全部物質(zhì)的68%，而且所有跡象表明它的作用將會(huì)繼續(xù)增大。
宇宙學(xué)家構(gòu)造了一個(gè)狀態(tài)方程來(lái)描述暗能量壓強(qiáng)與其能量密度的關(guān)系。方程特征參數(shù)w的取值可能有3種?！叭绻鹷等于-1，宇宙將一直膨脹下去，”Spergel說(shuō)?！叭绻鹷大于-1，隨著宇宙膨脹，暗能量將隨時(shí)間減少，其作用也會(huì)減弱?！奔铀倥蛎泴?huì)減慢并最終停止下來(lái)。宇宙的膨脹也會(huì)逐漸減慢，直到物質(zhì)重新奪過(guò)控制權(quán)。
不過(guò)，w的取值還有第3種特別不招人喜歡的選項(xiàng)。如果w小于-1，即暗能量的壓強(qiáng)隨時(shí)間增加，那么宇宙將會(huì)膨脹得越來(lái)越快，直到時(shí)空本身也在“大撕裂”中被扯成碎片。舉個(gè)例子，如果w值接近-1.5，宇宙將在從今天算起220億年后滅亡。在那個(gè)最終時(shí)刻到來(lái)之前10億年，星系團(tuán)將消亡。在那之前6千萬(wàn)年，銀河系將被撕扯得四分五裂。太陽(yáng)系將會(huì)幸存到最后3個(gè)月，行星則能夠堅(jiān)持到大約最后半小時(shí)。
“目前，我們知道w的值接近-1，“Spergel補(bǔ)充說(shuō)道，“但我們對(duì)這個(gè)值還非常不確定，以至我們?nèi)匀徊恢烙钪娴淖罱K命運(yùn)到底是上面三種中的哪一種?！?
Koppillil Radhakrishnan：印度空間研究組織負(fù)責(zé)人
2013年11月，印度首枚火星探測(cè)器“曼加里安”號(hào)在印度東海岸的航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空。印度空間研究組織（ISRO）的主席Koppillil Radhakrishnan在發(fā)射成功后表示，“旅程才剛剛開始，更有挑戰(zhàn)性的任務(wù)還在后面?！?
今年9月24日，ISRO將火星探測(cè)器“曼加里安”號(hào)成功地送入火星軌道，成為亞洲第一個(gè)成功執(zhí)行火星任務(wù)的國(guó)家。
Koppillil Radhakrishnan出席《星際遠(yuǎn)航：印度火星任務(wù)和之后》的新書發(fā)表會(huì)時(shí)表示，火星任務(wù)的成功是下一個(gè)科學(xué)任務(wù)的開端，ISRO正在進(jìn)行一項(xiàng)重要的科學(xué)任務(wù)，何時(shí)進(jìn)行要視此次火星任務(wù)而定，可能會(huì)在2018或2020年。
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