Nature最新發布：2020年十大科學發現

不知不覺，2020年已到年關。

回顧這一年，艱難苦恨，卻阻擋不住科學發展的的腳步。有鑑於此，Nature雜誌精選了2020年十大科學發現，供大家學習交流。

註：1. 排名不分先後；

2. 最後一篇為Nature年度最受歡迎科學發現。

1. 發現違背物質-反物質對稱性的現象

在鏡像世界中，反粒子的行為應與粒子相同。但事實證明，輕子、中微子、電子及其更奇特的類似物種，可能不會遵循這種預期模式。

2020年4月15日，T2K協作組織報導了輕子族粒子違反粒子-反粒子鏡相對稱性（也稱為CP對稱性）的可能發現，這可能是首次觀測到宇宙中物質-反物質不對稱性起源。

2. 發現《蒙特婁協議》對南半球環流趨勢的暫停起到重要作用

20世紀80年代中期，人們在南極上空的春季大氣臭氧層中發現了一個臭氧空洞，揭示了人造臭氧消耗物質（ODS）構成的威脅。1987年《蒙特婁協議》及其後續修正案禁止了消耗臭氧層物質的生產和使用。多年來，大氣中消耗臭氧層物質的濃度正在下降，出現了臭氧層恢復的初步跡象。2020年3月25日，Antara Banerjee等人報導了自臭氧恢復以來，與空穴有關的循環效應已經暫停，這是第一個正式將環流趨勢的停止歸因於《蒙特婁協議》的影響的人。

3. 發現農業社區的社會結構新特點

愛爾蘭最著名的通道墓是紐格蘭奇（Newgrange）的巨大紀念碑，採用複雜的工程技術建造，可確保在一年中最短的一天中，在長而石砌的通道結束時，墓室被初升的太陽照亮。2020年，6月17日，Lara M. Cassidy等人報導了這一社區人類遺骸的古代DNA，揭示了罕見和意外的亂倫發生率。

大約5000年前，在紐格蘭奇（Newgrange）商會中的一名男子，可能是亂倫婚姻的後代，他的父母要麼是兄弟姐妹，要麼是父母和孩子。這項研究表明，與這座宏偉的紀念碑相關的精英們，可能將亂倫當作維持王朝血統的一種方式。

4. 地面遙感精準度突破性飛躍

地面遙感領域處於根本性飛躍的門檻上：從專注於總體景觀尺度測量到具有在大型區域或全球尺度上繪製每棵樹的位置和冠層大小的潛力。2020年10月14日，Martin Brandt等人報導了他們對覆蓋西撒哈拉和西非薩赫勒地區超過130萬平方公裡的高解析度衛星圖像的分析。他們繪製了約18億個單個樹冠的位置和大小，這表明商業衛星已經能夠捕獲不到一平方米的地面物體的數據，使這一進步將推動我們對全球陸地生態系統的思考，監測，建模和管理方式的根本變化。

5. HIV治療技術突破

HIV可以潛伏在病毒庫細胞中幾乎不轉錄，因此很難被免疫系統檢測到。2020年1月22日，J. Victor Garcia團隊和Guido Silvestri團隊分別發展了新的療法，希望扭轉這種潛伏期並增加病毒基因表達，使病毒庫細胞易於被免疫系統清除。兩組描述了對動物模型的幹預，這些幹預可能導致迄今為止報導的最強烈和可再現的電擊。J. Victor Garcia團隊使用了一種名為AZD5582的藥物，可以激活轉錄因子NF-κB（一種主要的HIV-1基因表達促進劑）。Guido Silvestri團隊則結合了兩種免疫幹預措施：抗體介導的CD8+T細胞的耗竭，以及用一種可激活HIV-1轉錄的N-803藥物進行治療。

6. 果蠅為什麼偏食？

果蠅僅以有毒的諾麗果（Morinda citrifolia）為食，他們為什麼如此挑食？為了弄清楚這個問題，Thomas O. Auer使用基因編輯工具CRISPR–Cas9發現了其中奧秘。研究表明，果蠅中表達嗅覺受體蛋白的感覺神經元比其他蠅類要明顯更多，Or22a胺基酸序列的微小變化導致了果蠅對諾麗諾麗果的情有獨鍾。

7. 快速射電暴

2007年，科學家首次發現一種來自外太空、持續時間只有幾毫秒的無線電波閃光，稱之為快速射電暴(FRBs)。經過十幾年的研究，仍然不知道它們的確切成因。2020年11月5日，中外多個國家的科學家通過多個衛星及地面望遠鏡的觀測，分別探測報告首次確定了FRB的起源。這是科學家首次在銀河系內觀測到FRB，他們認為銀河系內的一顆磁星是今年觀測到的FRB的來源，這將幫助我們了解FRB的起源。

8. 冷凍電鏡首次真正實現單原子解析度

2013年以來，冷凍電鏡一直在尋找突破，以擺脫X-射線晶體學，成為結構生物學領域的絕對霸主。但是，它還存在一個關鍵問題懸而未決：解析度不夠高！2020年10月21日，來自德國馬克斯·普朗克生物物理化學研究所的生物化學家和電子顯微鏡學家Holger Stark團隊，和英國劍橋分子生物學醫學研究委員會實驗室(MRC-LMB)的結構生物學家Sjors Scheres和Radu Aricescu領導的團隊，分報導了一項革命性的突破：第一次看見蛋白質中的單個原子。

研究人員在對人膜蛋白進行成像的過程中實現了1.7 Å的解析度，加強了對對人膜蛋白中小分子配位環境、溶劑分子、胺基酸的多種構象、酸性側鏈/聚糖的確切結構進行理解。在對去鐵鐵蛋白進行成像的過程中，實現了1.22 Å的解析度。

9. 是什麼決定了COVID-19的生命威脅？

COVID-19對人類社會造成了不可估量的影響，是什麼決定了COVID-19是否對生命具有威脅？有鑑於此，Qian Zhang和Paul Bastard等人發現， I型幹擾素（IFN-I）的缺陷會導致COVID-19的嚴重性。IFN-I缺乏會導致不受控制的病毒複製和擴散，也可能對免疫系統功能產生其他後果。另一方面， 在IFN-I誘導途徑中，具有基因突變的個體將得益於幹擾素治療，具有IFN-α和IFN-ω中和抗體的人，可能會適合其他類型幹擾素（例如IFN-β和IFN-λ）的治療方法。

10. 壓力太大，一夜白頭！（年度最受歡迎）

古往今來，春秋名臣伍子胥、法國王后Marie Antoinette以及金毛獅王謝遜都有過一夜白頭的經歷。我們知道極端壓力和憂慮會導致」朝如青絲暮成雪「，但其機制尚未得知。2020年1月22日，哈佛大學Ya-ChiehHsu（許雅捷）研究團隊闡釋了壓力如何催生白髮的研究。

為了檢驗心理或生理壓力是否促進白髮的生成，研究人員使用三種方法來模擬黑毛小鼠的壓力：束縛壓力、慢性不可預知的壓力和傷害感受誘導的壓力。實驗表明：無論何種壓力，都會促進頭髮更早變白。頭髮色素沉著的喪失可能是由於黑色素合成缺陷、分化黑色素細胞的喪失或MeSCs的維持問題。研究人員通過實驗表明（圖1e）：壓力會導致MeSCs喪失。

內容來源：納米人

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