科技日報記者 張夢然
25日，由科技日報社主辦、部分兩院院士和媒體人士共同評選出的2023年國際十大科技新聞揭曉。
入選的2023年國際十大科技新聞分別是：
·活體組織中“長出”電極
·雄性小鼠產(chǎn)生功能性卵細(xì)胞
·雙縫實驗在時間維度重建
·國際團(tuán)隊公布引力波背景輻射劃時代發(fā)現(xiàn)
·單原子X射線信號首次探到
·人類Y染色體組裝與分析完成
·神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計出全新蛋白質(zhì)
·中國國家太空實驗室正式運行
·迄今最全人腦細(xì)胞圖譜發(fā)布
·大型語言模型不斷迭代升級
01
活體組織中“長出”電極
生物體和技術(shù)之間的物理界限正在變得模糊。
瑞典研究人員通過注入以酶作為“組裝分子”的凝膠，再利用人體分子作為觸發(fā)器，首次成功地在活體組織中培育出電極。今年2月發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的這項成果，為在生物體中形成完全集成的電子電路鋪平了道路。
活體組織中培育電極在微制造電路上測試的可注射凝膠。圖片來源：托爾·巴克希德/《科學(xué)》
瑞典林雪平大學(xué)、隆德大學(xué)和哥德堡大學(xué)研究團(tuán)隊將神經(jīng)組織與電子設(shè)備連接了起來。通常來說，剛性電子設(shè)備和軟組織之間的不匹配，可能會損害脆弱的生命系統(tǒng)。但該團(tuán)隊使用可注射凝膠直接在體內(nèi)制造出軟電極。注射到活體組織后，凝膠中的酶分解體內(nèi)的內(nèi)源代謝物，從而引發(fā)凝膠中有機(jī)單體的酶聚合，將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、柔軟的導(dǎo)電電極。研究人員通過將凝膠注射到斑馬魚和藥用水蛭中，驗證了這一過程。凝膠在兩種生物體中聚合并在組織內(nèi)“生長”出了電極。
這種直接在活體組織內(nèi)創(chuàng)建電子電路的方法，提供了通過神經(jīng)系統(tǒng)電信號或調(diào)節(jié)神經(jīng)回路就能治療疾病的途徑。
02
雄性小鼠產(chǎn)生功能性卵細(xì)胞
這是一項能啟發(fā)或推動未來生育力的研究。
《自然》雜志3月發(fā)表的論文報告了一項干細(xì)胞研究重磅成果：將雄性小鼠干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為雌性細(xì)胞并產(chǎn)生功能性卵細(xì)胞。這些卵細(xì)胞在受精后得到的胚胎中，約有1%能產(chǎn)生健康的后代。
雄配子和雌配子——分別為精子和卵母細(xì)胞（卵子），由名為原生殖細(xì)胞的一類干細(xì)胞產(chǎn)生。這些干細(xì)胞分化成配子，需要性染色體發(fā)揮正常功能。
此前有研究探索過改變原生殖細(xì)胞性別的可能性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)配子的產(chǎn)生或是減少，只能產(chǎn)生生育力很低的細(xì)胞。但這一次，日本九州大學(xué)林克彥團(tuán)隊報告了利用多能干細(xì)胞有可能產(chǎn)生更健全的卵細(xì)胞。團(tuán)隊使用了成熟雄性小鼠尾巴的皮膚細(xì)胞（攜帶XY染色體），并把這些細(xì)胞轉(zhuǎn)化成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。他們將這些干細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，這個過程會產(chǎn)生一部分罕見缺失Y染色體的細(xì)胞（約占6%的培養(yǎng)細(xì)胞），即XO細(xì)胞。
這些XO細(xì)胞在培養(yǎng)基中的繼續(xù)發(fā)育能誘導(dǎo)X染色體的復(fù)制。使用干擾細(xì)胞分裂的逆轉(zhuǎn)素藥物處理細(xì)胞，能提高X染色體的復(fù)制效率。最后得到的雙X染色體的細(xì)胞被誘導(dǎo)分化為原生殖細(xì)胞樣細(xì)胞，再分化成卵細(xì)胞，這些卵細(xì)胞經(jīng)過受精并植入一個小鼠的子宮后，產(chǎn)生了可存活的后代。
盡管仍需更嚴(yán)格地評估將雄性細(xì)胞變成雌性細(xì)胞對于基因組穩(wěn)定性的影響，但這一重磅成果對于未來的研究和應(yīng)用十分重要。
03
雙縫實驗在時間維度重建
英國科學(xué)家托馬斯·楊在19世紀(jì)對光波干涉的觀察是物理學(xué)史上最具標(biāo)志性的實驗之一，對量子物理學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響?，F(xiàn)在，它有了新進(jìn)展。
今年4月，英國科學(xué)家借助一種能在飛秒（千萬億分之一秒）內(nèi)改變特性的“超材料”，在時間而非空間維度重現(xiàn)了著名的雙縫實驗。最新實驗揭示了更多光的基本性質(zhì)，也為創(chuàng)造出能在空間和時間尺度上精細(xì)控制光的終極材料奠定了基礎(chǔ)。
