美雜志評出2010年十大科學進展 量子機械登榜首
美國《科學》雜志16日公布了該刊評選的2010年十大科學進展，一種在量子范圍內(nèi)運作的機械裝置榮登榜首。
在這一裝置發(fā)明前，所有人造物體的移動都遵循經(jīng)典力學法則。而今年3月，美國加利福尼亞大學圣芭芭拉分校的物理學家安德魯·克萊蘭德、約翰·馬丁尼斯等人利用一個0．0002毫米見方、由金屬片包裹的石英晶片設計了一種精巧裝置，其運動方式只能用量子力學來描述。這項研究成果當月17日發(fā)表在英國《自然》雜志上。
科研人員期望有朝一日能在量子水平上完全控制一種物體的振動，上述成果幫助研究者在這一方向上邁出了關(guān)鍵一步，這種控制人造裝置運動的新技術(shù)將允許科學家操控那些極小的運動，這與他們現(xiàn)在對電流和光粒子的控制很相似。這種能力可能會導致光量子態(tài)控制器、超敏感力探測器等新裝置的出現(xiàn)以及最終對量子力學界限的研究。
其他9項進展包括：
合成生物學：一個美國研究小組5月20日報告說，他們合成了一個人工基因組，并用它使一個內(nèi)部被掏空的單細胞細菌“起死回生”。這是首個完全由人造基因指令控制的細胞，它是人造生命研究歷程中的關(guān)鍵一步。研究人員預計，定制的合成基因組將來可用于生物燃料、醫(yī)藥制品或化學制品的生產(chǎn)工藝。
尼安德特人基因組：研究人員對約4萬年前生活在克羅地亞的3個女性尼安德特人的骨骼做了基因組測序。這種對ＤＮＡ降解片段進行測序的新方法，使專家得以首次對現(xiàn)代人基因組和尼安德特人的基因組進行直接比較。
艾滋病病毒預防：科學界今年在艾滋病病毒預防領(lǐng)域取得重要進展——一種含有抗艾滋病病毒藥物泰諾福韋的陰道凝膠可使女性感染該病毒的風險降低39％，另一種藥物可使男同性戀者和通過變性手術(shù)告別“男兒身”者感染艾滋病病毒的風險減少43．8％。
外顯子測序與疾病基因：通過只對某一基因組中的外顯子基因序列進行測序，研究人員發(fā)現(xiàn)至少導致12種疾病的基因突變。
分子動力學模擬：研究人員用超級計算機跟蹤觀察一個正在折疊的蛋白質(zhì)中的原子運動，這種跟蹤觀察的持續(xù)時間能比過去任何一種方法延長至少100倍。
量子模擬器：量子模擬器能幫助研究人員較快速地解答凝聚態(tài)物理學中的某些理論問題，并可能有助于最終揭開物質(zhì)超導性等領(lǐng)域的謎團。
下一代基因組學：更快更廉價的測序技術(shù)使人們能夠?qū)h古和現(xiàn)代的ＤＮＡ進行大規(guī)模研究。
核糖核酸的重新編程：重新編程細胞，也就是把細胞的發(fā)育時鐘“往回撥”，使它們的“表現(xiàn)”如同胚胎中的非特異性“干細胞”，是研究疾病和發(fā)育的一種重要途徑。今年，研究人員找到了一種用合成核糖核酸來完成這一研究的新技術(shù)。與以往的方法相比，采用這種新技術(shù)的“回撥”速度要快兩倍，效率要高100倍，在治療應用方面可能更為安全。
大鼠的回歸：小鼠是科學研究中的最主要實驗動物，但研究人員其實更希望使用大鼠。大鼠實驗操作起來相對更容易，大鼠在解剖學上與人類更相似，但現(xiàn)有的準確關(guān)閉特定基因的研究技術(shù)對小鼠適用，卻對大鼠無效。為解決這一矛盾，科研人員在今年開展了一系列研究，其結(jié)果有助于關(guān)閉大鼠的某些特定基因，從而有望讓大鼠大批進入實驗室。
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