Nature重磅发布：2020年十大科学发现！

不知不觉，2020年已到年关。

回顾这一年，艰难苦恨，却阻挡不住科学发展的的脚步。有鉴于此，Nature杂志精选了2020年十大科学发现，供大家学习交流。

注：1. 排名不分先后；

2. 最后一篇为Nature年度最受欢迎科学发现。

1. 发现违背物质-反物质对称性的现象

在镜像世界中，反粒子的行为应与粒子相同。但事实证明，轻子、中微子、电子及其更奇特的类似物种，可能不会遵循这种预期模式。

2020年4月15日，T2K协作组织报道了轻子族粒子违反粒子-反粒子镜相对称性（也称为CP对称性）的可能发现，这可能是首次观测到宇宙中物质-反物质不对称性起源。

2. 发现《蒙特利尔协议》对南半球环流趋势的暂停起到重要作用
20世纪80年代中期，人们在南极上空的春季大气臭氧层中发现了一个臭氧空洞，揭示了人造臭氧消耗物质（ODS）构成的威胁。1987年《蒙特利尔协议》及其后续修正案禁止了消耗臭氧层物质的生产和使用。多年来，大气中消耗臭氧层物质的浓度正在下降，出现了臭氧层恢复的初步迹象。2020年3月25日，Antara Banerjee等人报道了自臭氧恢复以来，与空穴有关的循环效应已经暂停，这是第一个正式将环流趋势的停止归因于《蒙特利尔协议》的影响的人。

3. 发现农业社区的社会结构新特点
爱尔兰最著名的通道墓是纽格兰奇（Newgrange）的巨大纪念碑，采用复杂的工程技术建造，可确保在一年中最短的一天中，在长而石砌的通道结束时，墓室被初升的太阳照亮。2020年，6月17日，Lara M. Cassidy等人报道了这一社区人类遗骸的古代DNA，揭示了罕见和意外的乱伦发生率。

大约5000年前，在纽格兰奇（Newgrange）商会中的一名男子，可能是乱伦婚姻的后代，他的父母要么是兄弟姐妹，要么是父母和孩子。这项研究表明，与这座宏伟的纪念碑相关的精英们，可能将乱伦当作维持王朝血统的一种方式。

4. 地面遥感精准度突破性飞跃
地面遥感领域处于根本性飞跃的门槛上：从专注于总体景观尺度测量到具有在大型区域或全球尺度上绘制每棵树的位置和冠层大小的潜力。2020年10月14日，Martin Brandt等人报道了他们对覆盖西撒哈拉和西非萨赫勒地区超过130万平方公里的高分辨率卫星图像的分析。他们绘制了约18亿个单个树冠的位置和大小，这表明商业卫星已经能够捕获不到一平方米的地面物体的数据，使这一进步将推动我们对全球陆地生态系统的思考，监测，建模和管理方式的根本变化。

5. HIV治疗技术突破
HIV可以潜伏在病毒库细胞中几乎不转录，因此很难被免疫系统检测到。2020年1月22日，J. Victor Garcia团队和Guido Silvestri团队分别发展了新的疗法，希望扭转这种潜伏期并增加病毒基因表达，使病毒库细胞易于被免疫系统清除。两组描述了对动物模型的干预，这些干预可能导致迄今为止报道的最强烈和可再现的电击。J. Victor Garcia团队使用了一种名为AZD5582的药物，可以激活转录因子NF-κB（一种主要的HIV-1基因表达促进剂）。Guido Silvestri团队则结合了两种免疫干预措施：抗体介导的CD⁸⁺T细胞的耗竭，以及用一种可激活HIV-1转录的N-803药物进行治疗。


6. 果蝇为什么偏食？
果蝇仅以有毒的诺丽果（Morinda citrifolia）为食，他们为什么如此挑食？为了弄清楚这个问题，Thomas O. Auer使用基因编辑工具CRISPR–Cas9发现了其中奥秘。研究表明，果蝇中表达嗅觉受体蛋白的感觉神经元比其他蝇类要明显更多，Or22a氨基酸序列的微小变化导致了果蝇对诺丽诺丽果的情有独钟。

7. 快速射电暴
2007年，科学家首次发现一种来自外太空、持续时间只有几毫秒的无线电波闪光，称之为快速射电暴(FRBs)。经过十几年的研究，仍然不知道它们的确切成因。2020年11月5日，中外多个国家的科学家通过多个卫星及地面望远镜的观测，分别探测报告首次确定了FRB的起源。这是科学家首次在银河系内观测到FRB，他们认为银河系内的一颗磁星是今年观测到的FRB的来源，这将帮助我们了解FRB的起源。


8. 冷冻电镜首次真正实现单原子分辨率
2013年以来，冷冻电镜一直在寻找突破，以摆脱X-射线晶体学，成为结构生物学领域的绝对霸主。但是，它还存在一个关键问题悬而未决：分辨率不够高！2020年10月21日，来自德国马克斯·普朗克生物物理化学研究所的生物化学家和电子显微镜学家Holger Stark团队，和英国剑桥分子生物学医学研究委员会实验室(MRC-LMB)的结构生物学家Sjors Scheres和Radu Aricescu领导的团队，分报道了一项革命性的突破：第一次看见蛋白质中的单个原子。

研究人员在对人膜蛋白进行成像的过程中实现了1.7 Å的分辨率，加强了对对人膜蛋白中小分子配位环境、溶剂分子、氨基酸的多种构象、酸性侧链/聚糖的确切结构进行理解。在对去铁铁蛋白进行成像的过程中，实现了1.22 Å的分辨率。

9. 是什么决定了COVID-19的生命威胁？
COVID-19对人类社会造成了不可估量的影响，是什么决定了COVID-19是否对生命具有威胁？有鉴于此，Qian Zhang和Paul Bastard等人发现， I型干扰素（IFN-I）的缺陷会导致COVID-19的严重性。IFN-I缺乏会导致不受控制的病毒复制和扩散，也可能对免疫系统功能产生其他后果。另一方面， 在IFN-I诱导途径中，具有基因突变的个体将得益于干扰素治疗，具有IFN-α和IFN-ω中和抗体的人，可能会适合其他类型干扰素（例如IFN-β和IFN-λ）的治疗方法。

10. 压力太大，一夜白头！（年度最受欢迎）
古往今来，春秋名臣伍子胥、法国王后Marie Antoinette以及金毛狮王谢逊都有过一夜白头的经历。我们知道极端压力和忧虑会导致”朝如青丝暮成雪“，但其机制尚未得知。2020年1月22日，哈佛大学Ya-ChiehHsu（许雅捷）研究团队阐释了压力如何催生白发的研究。
为了检验心理或生理压力是否促进白发的生成，研究人员使用三种方法来模拟黑毛小鼠的压力：束缚压力、慢性不可预知的压力和伤害感受诱导的压力。实验表明：无论何种压力，都会促进头发更早变白。头发色素沉着的丧失可能是由于黑色素合成缺陷、分化黑色素细胞的丧失或MeSCs的维持问题。研究人员通过实验表明（图1e）：压力会导致MeSCs丧失。
参考文献：https://www.nature.com/articles/d41586-020-03514-8

信息来源:纳米人

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