【科学发现】Nature发布：2020年度十大科学发现

走路先生 2020-12-19

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2020年是不同寻常的一年，突如其来的新冠疫情给全世界带来沉重打击。面对疫情，科学的力量增强了我们应对危机的信心。近日，Nature 盘点了2020年度十大科学发现（“10 remarkable discoveries from 2020”），这其中包括新冠病毒研究、压力导致白发的原因、HIV治疗、冷冻电镜突破等等，生命科学领域占半数，这些突破性成果使人类距离真相更近了一步，有望给未来的研究带来启发。

Nature 官网截图

01

压力如何让头发变白

2020年1月22日，哈佛大学研究团队在Nature 杂志发表题为“Hyperactivation of sympathetic nerves drives depletion of melanocyte stem cells”的研究论文，首次揭示了压力引起白发这一现象的具体机制。急性应激通过黑素细胞干细胞的快速耗竭而导致头发变白，在压力下，交感神经激活会导致神经递质去甲肾上腺素的突然释放，从而促使静止的黑素细胞干细胞迅速增殖，随后分化、迁移并从生态位永久性耗尽。该发现有助于研究压力对各种器官和组织的广泛影响，也为寻找阻止和逆转压力破坏性作用的方法指出方向。

02

激活并杀死潜伏的HIV病毒

2020年1月22日，美国埃默里大学和北卡罗来纳大学的研究人员在 Nature 发表了题为“Robust and persistent reactivation of SIV and HIV by N-803 and depletion of CD8+ cells”和“Systemic HIV and SIV latency reversal via non-canonical NF-κB signalling in vivo”的研究论文。HIV病毒可以“潜伏”在人类细胞中，几乎不转录，因此无法被人体免疫系统检测到。研究团队通过“激活并杀死”（shock and kill）的方法，通过药物激活潜伏的HIV病毒发生转录，从而让免疫系统更好地识别和清除HIV病毒。

03

揭秘挑食行为

2020年3月4日，洛桑大学和美国犹他大学研究人员在 Nature 发表了题为“Olfactory receptor and circuit evolution promote host specialization”的研究论文。Drosophila sechellia 是黑腹果蝇的近亲，与黑腹果蝇不同的是，它们相当挑食，仅以有毒的诺丽果为食。

它们为何如此挑食呢？研究团队通过CRISPR-Cas9基因编辑技术破解了这一谜题，发现一种气味受体蛋白Or22a在Drosophila sechellia 感觉神经元中的表达比在其他果蝇中更丰富，导致了这种果蝇的挑食行为。这项研究表明，小小的果蝇也可以为大脑如何进化塑造出复杂行为提供有力见解。

04

干扰素缺乏会导致新冠重症

2020年10月23日，Science 杂志同期发表了两项新冠研究论文，揭示了I型干扰素（IFN-1）缺失在重症COVID-19患者中扮演的重要角色。这两篇论文分别从两个角度报道了I型干扰素（IFN-1）缺失在重症COVID-19患者中扮演的重要角色：至少3.5%重症COVID-19患者存在与I型干扰素相关的常染色体遗传的基因位点突变；至少10％重症COVID-19患者体内存在针对I型干扰素自身中和性抗体。

这两项研究发现意义重大，首先，对于新冠病毒感染的患者可以进行筛查，通过检测I型IFN相关基因及自身中和性抗体水平，预测患者发展成重症肺炎的倾向；其次，这一发现为治疗干预提供了一项选择，如血浆置换等。