The scientist:2014年度重大科学突破

从人工染色体到意识控制基因表达，科学家们今年进一步扩大了操控生物学的边界。12月25日，The scientist网站在一篇新闻评论中列出了2014年一些最令人印象深刻的科学成果：

　　

生物通报道  从人工染色体到意识控制基因表达，科学家们今年进一步扩大了操控生物学的边界。2013年的一些重大突破，包括基因组编辑技术（尤其是CRISPR）和一些干细胞重编程方法在2014年得到了进一步地发展。此外，今年还看到了在合成生物学、成像技术以及空间探索领域的一些卓越成果。12月25日，The scientist网站在一篇新闻评论中列出了2014年一些最令人印象深刻的科学成果：

实验室制造染色体

3月，科学家们报告称他们成功地构建出了第一条真核生物人工染色体。这一基因组与真正的基因组非常相似，这一人工染色体看起来可以在酵母中很好地发挥功能。英国伦敦大学帝国理工学院的Tom Ellis说：“这一壮举是合成生物学的一个里程碑。”该研究的领导者、纽约大学Langone医学中心的Jef Boeke，继续在今年的晚些时候致力开发一项技术让通常为环形的合成染色体变直。

Science：第一个真核生物染色体合成

人造DNA

今年，科学家们创造出了两种新的DNA碱基，并证实当整合到一个质粒中时它们可以在活细菌中进行复制。斯克里普斯研究所合成生物学家、共同作者Floyd Romesberg说：“我们最终成功地获得了稳定包含增添遗传信息的细胞。我们下一步要做的，以及我们实验室已在展开的研究工作就是……检索信息。”

Nature发布合成生物学重大突破

意识控制

研究人员设计了一种方法，使得人类参与者仅利用他们的注意力（加上脑-机接口）就可以操控小鼠移植物中的基因表达。个体利用生物反馈来控制自己的脑电波模式，由此开启移植物中的LED灯，随后激活了被设计响应光线而开启的一个基因。11月麻省理工学院（MIT）卢冠达(Timothy Lu)博士说：“这是第一次人们结合这些技术走到这一步。”

此外，科学家们在利用思想来控制假肢领域也取得了一些进展，一些研究改善了人类用户的动作和触觉反馈。美国食品和药物管理局首次批准了受到来自穿戴者的神经信号控制的一种义肢。此外，研究人员还成功应用脑-机接口使得一些猴子控制了另一些猴子的肢体。斯特拉斯克莱德大学的Bernard Conway说：“这项工作是关键的一步，其证实了利用脑机接口来恢复瘫痪人群目的性动作的潜力。

用意念控制基因表达，这不是天方夜谭

火星上（可能）有生命

旨在彻底了解生命的起源以及存在外星生命可能性的一些空间探测和取样项目，今年收集了相当多的数据。2013年底，来自美国国家航空及太空总署（NASA）探测车“好奇号”（Curiosity rover）的数据表明，一个数十亿年前存在于火星上的湖泊可能具备支持生命的一些条件；并且就在上周（12月16号），科学家们报告称好奇号在火星上发现了来源未知的甲烷气体。甲烷和其他有机分子被广泛认为是原始生命存在的潜在迹象。好奇号项目人员在一份声明中说：“（甲烷）有许多可能的来源，生物或非生物的均有可能，非生物的譬如水与岩石的交互作用。”

11月，欧洲航天局的菲莱彗星登陆器（Philae lander）首次登陆了彗星，样本分析发现了一些有机分子。这些结果并没有证实存在地球之外的生命，但也没有确定排除这一点。

更好的视野

今年的诺贝尔化学奖授予了三维显微镜领域先锋人物，包括霍华德休斯医学研究所Janelia Farm研究学院的Eric Betzig。Betzig并不是一个满足所取得成绩的人。在宣布他得奖的几周后，他的研究小组发布了另一项细胞成像突破性成果，使得能够以单分子分辨率随时间对细胞进行三维成像。Betzig说：“有了这一显微镜，我感觉像伽利略一样。无论我们指向哪里，我们都能获得发现，我们看到了难以置信的美景。”

另一个研究人员小组则提供了一种更好的方法来看清整个小鼠。Viviana Gradinaru和同事们利用动物的循环系统将一些组织透明化药物输送到了全身，生成了几乎完全透明的小鼠。7月，马萨诸塞大学医学院的Guangping Gao评价这一方法“是一个具有重大意义的技术进步。”

Cell新突破：全身透明的小鼠

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

2014’s Big Advances in Science

Some of the big breakthroughs of 2013, including genome-editing techniques—CRISPR in particular—and methods to reprogram stem cells, were built upon in 2014. But this year also saw spectacular achievements in synthetic biology, imaging approaches, and space exploration. Here—in no particular order—are some of the most impressive accomplishments of the year: