1.利用人體皮膚細(xì)胞“仿制”出胚胎干細(xì)胞

        美國和日本兩個(gè)獨(dú)立研究小組11月20日分別宣布，他們成功地將人體皮膚細(xì)胞改造成了幾乎可以和胚胎干細(xì)胞相媲美的干細(xì)胞。這一成果有望使胚胎干細(xì)胞研究避開一直以來面臨的倫理爭議，從而大大推動(dòng)與干細(xì)胞有關(guān)的疾病療法研究。美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校一個(gè)研究小組和日本京都大學(xué)一個(gè)研究小組都利用了相同的技術(shù)——基因重新編排技術(shù)，即向皮膚細(xì)胞中植入一組4個(gè)基因，通過基因重新編排，使皮膚細(xì)胞具備胚胎干細(xì)胞的功能。這種被改造過的細(xì)胞被稱作“iPS細(xì)胞”。兩個(gè)研究小組選擇的植入基因組合略有不同，另外它們選用了不同類型的人體皮膚細(xì)胞為“底版”。美國研究小組選用的是成纖維細(xì)胞，而日本研究小組選擇的是面部皮膚細(xì)胞?？茖W(xué)界給予高度評價(jià)，稱這一成果相當(dāng)于生物學(xué)領(lǐng)域“萊特兄弟的第一架飛機(jī)”。美國研究小組和日本研究小組的論文分別發(fā)表在《科學(xué)》和《細(xì)胞》雜志上。

        2.發(fā)現(xiàn)類似地球的太陽系外行星

        歐洲天文學(xué)家4月24日宣布，他們首次發(fā)現(xiàn)了一顆大小和表面溫度與地球相似的太陽系外行星。這為探索地外生命提供了新參考。
        這一代號(hào)為“581C”的行星距離地球約190萬億公里，正圍繞一顆比太陽小、溫度比太陽低的紅矮星運(yùn)行。它的質(zhì)量約是地球的6倍，表面溫度估計(jì)在零攝氏度至40攝氏度之間，與地球表面溫度相當(dāng)。
        發(fā)現(xiàn)這一行星的科研小組由來自瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)等機(jī)構(gòu)的11名歐洲天文學(xué)家組成，他們利用設(shè)在智利的歐洲南方天文臺(tái)的設(shè)備獲得了這項(xiàng)成果?！短煳膶W(xué)與天體物理學(xué)》雜志刊登了這項(xiàng)成果。 
        在此之前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的約220顆太陽系外行星均沒有與地球相似者，它們要么太大，與質(zhì)量為地球318倍的木星相當(dāng)，要么溫度太高或太低，根據(jù)目前的理論很難適合生命生存。

        3.全球氣候變暖已是不爭事實(shí)

        全球氣候變暖已經(jīng)是“毫無爭議”的事實(shí)，人為活動(dòng)“很可能”是導(dǎo)致氣候變暖的主要原因。這是聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）2月2日發(fā)表的第四份氣候變化評估報(bào)告梗概得出的主要結(jié)論。上述結(jié)論為全世界的決策者盡快確定保護(hù)環(huán)境的有效措施提供了理論依據(jù)。
        專家們在報(bào)告梗概中指出，對全球大氣平均溫度、海洋平均溫度、冰川和積雪融化的觀測以及對全球海平面的測量等已證實(shí)，全球氣候正在變暖。專家們預(yù)測說，從現(xiàn)在開始到2100年，全球平均氣溫的“最可能升高幅度”是1.8攝氏度至4攝氏度，海平面升高幅度是18厘米至59厘米，而造成這一趨勢的原因至少有90％的可能是人類活動(dòng)。 
        第四份報(bào)告綜合了全世界科學(xué)家6年多來的科學(xué)研究成果。報(bào)告共包括四部分內(nèi)容，主題分別為“自然科學(xué)基礎(chǔ)”、“影響、適應(yīng)和脆弱性”、“減緩氣候變化”和“為決策者提供建議”。

        4.為宇宙暗物質(zhì)繪圖

        歐洲和美國的科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表了首次為宇宙暗物質(zhì)繪出的三維圖。三維圖顯示，正如科學(xué)家原先所料，暗物質(zhì)在可見物質(zhì)聚集的基礎(chǔ)上形成了一種絲狀的“骨骼”，最終產(chǎn)生了天體。但這張圖和科學(xué)家原先所想的情況也有一些差異：在圖中的一些區(qū)域，堆積著的暗物質(zhì)并沒有可見物質(zhì)相伴隨?？茖W(xué)家分析說，這些差異可能是因“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡提供的數(shù)據(jù)有問題造成的。但如果這些差異是真的，那將給人們的認(rèn)識(shí)帶來很大改變。 
        科學(xué)家這次繪圖所利用的原理是：以可見光波段觀測這個(gè)區(qū)域時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)明顯的“引力透鏡”現(xiàn)象，也就是更遙遠(yuǎn)地方恒星發(fā)出的光在“路過”這個(gè)區(qū)域時(shí)，被大質(zhì)量物質(zhì)吸引而發(fā)生了扭曲。這個(gè)現(xiàn)象可以證明兩個(gè)星系團(tuán)周圍存在大量的暗物質(zhì)。
        所謂暗物質(zhì)是指宇宙中存在的一種不明性質(zhì)的物質(zhì)粒子，它的電磁放射和折射非常微弱，所以不能被直接探測到。

        5.成功追蹤到光子活動(dòng)

        捕捉到光子是愛因斯坦的夢想之一。法國科學(xué)家3月14日宣布，他們已經(jīng)上百次地成功追蹤到光子從產(chǎn)生到消失的整個(gè)過程，最長時(shí)間甚至達(dá)到半秒鐘，并表示這項(xiàng)成果向?qū)崿F(xiàn)愛因斯坦的夢想邁進(jìn)了一大步。參加這項(xiàng)研究的雷蒙教授解釋說，發(fā)現(xiàn)光子并不難，但捕捉到光子就費(fèi)勁了。他們研究成果的驚人之處是追蹤到“活”的光子并對它進(jìn)行了“活體”研究。這是他們在光子研究方面的重大突破。
        為了追蹤到光子的活動(dòng)過程，法國研究人員首先將銣原子束導(dǎo)入一個(gè)“光子盒”。每個(gè)穿過“光子盒”的銣原子的活動(dòng)就像一個(gè)掛鐘的活動(dòng)，其鐘擺是由電子組成的，光子產(chǎn)生的電磁場盡管很微弱，但足以減緩鐘擺的頻率。因此，只要利用非常精確的原子鐘對穿過“光子盒”的銣原子的鐘擺頻率與參照原子的鐘擺頻率進(jìn)行比較，即可確定光子的存在，并進(jìn)行分析研究。這是他們在光子研究方面的重大突破。法國科學(xué)家的成果向?qū)崿F(xiàn)依靠光子進(jìn)行信息存儲(chǔ)和運(yùn)動(dòng)邁進(jìn)了一步。 


        6.發(fā)現(xiàn)多種疾病的致病基因

        一個(gè)國際研究小組在一項(xiàng)人類基因組研究計(jì)劃中，又發(fā)現(xiàn)了約120種基因的變異與癌癥有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)使已知的與癌癥相關(guān)的基因從350種增加到約470種。導(dǎo)致癌癥的基因數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人們的預(yù)想。這類基因被發(fā)現(xiàn)得越多，越有利于癌癥治療方面的研究。他們希望通過進(jìn)一步研究，為設(shè)計(jì)和開發(fā)治療癌癥的基因藥物開辟新途徑。
        英國科學(xué)家在一項(xiàng)大規(guī)?；蚺c疾病研究中，鑒別出了與7種常見疾病有關(guān)的24個(gè)基因，這一成果有望用于了解和治療相關(guān)疾病。這項(xiàng)研究由50個(gè)研究機(jī)構(gòu)的200多名科學(xué)家共同完成。研究主要針對抑郁癥、慢性心臟病、高血壓、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、節(jié)段性回腸炎以及Ⅰ型、Ⅱ型糖尿病這7種常見病展開。此次研究還首次確定了一個(gè)與Ⅰ型糖尿病和節(jié)段性回腸炎都相關(guān)的基因，顯示這兩種病有相似的機(jī)理。另外，研究人員還確定了一個(gè)會(huì)增加Ⅰ型糖尿病發(fā)病可能性的基因片斷。

        7.首次對活有機(jī)體實(shí)施“基因組移植”

        美國科學(xué)家通過“基因組移植”，成功地使一種細(xì)菌變成了另外一種細(xì)菌。科學(xué)家計(jì)劃下一步借助類似技術(shù)，利用人工合成的基因組制造新型物種。若試驗(yàn)成功，將標(biāo)志著人造生命形式的創(chuàng)造取得突破性進(jìn)展。 
        美國馬里蘭州克雷格•文特爾研究所的科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中將一種細(xì)菌的基因組成功移植入另一種關(guān)系密切的細(xì)菌內(nèi)，而且新植入的基因組開始取代原基因組運(yùn)作。這一成果被《科學(xué)》雜志稱為生物工程領(lǐng)域一項(xiàng)“里程碑式”的進(jìn)展。
        科學(xué)家近年來已多次成功將單個(gè)基因甚至大段染色體從一個(gè)生物體移植入另一生物體，但像這樣在一個(gè)活有機(jī)體中一次性移植入其他物種的完整基因組還是首次。科學(xué)家計(jì)劃利用人工合成基因組進(jìn)行類似試驗(yàn)。如果試驗(yàn)成功，將標(biāo)志著一種人工合成生物的誕生?？茖W(xué)家希望利用這種方法制造出新的細(xì)菌種類，并使這些細(xì)菌執(zhí)行消化有毒廢料、吸收大氣中的二氧化碳和其他溫室氣體等任務(wù)。

        8.發(fā)明DNA制動(dòng)器

        歐洲科學(xué)家開發(fā)出一種基于脫氧核糖核酸（DNA）的轉(zhuǎn)換器，名為DNA制動(dòng)器或分子發(fā)電機(jī)?？茖W(xué)家認(rèn)為，作為世界上第一個(gè)生物納米技術(shù)制動(dòng)器，它的研制成功為在活的生物有機(jī)體和計(jì)算機(jī)之間建立聯(lián)系架設(shè)了橋梁。這個(gè)DNA制動(dòng)器的大小只有一根頭發(fā)的千分之一。這個(gè)DNA制動(dòng)器的組成包括一組固定在極小芯片上的DNA、一個(gè)帶有磁性的珠子、一個(gè)提供動(dòng)力的生物發(fā)動(dòng)機(jī)——通過活的生物細(xì)胞三磷酸腺苷（ATP）所發(fā)出的能量提供動(dòng)力。
        該項(xiàng)目是一項(xiàng)多國合作的結(jié)晶——英國、荷蘭、法國、葡萄牙、瑞士等國科學(xué)家參與了該項(xiàng)研究。
        科學(xué)家相信，DNA制動(dòng)器的未來應(yīng)用前景十分可觀——從用于界面連接的分子尺寸的機(jī)械裝置，到由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器手，在這些裝置中都可以找到DNA制動(dòng)器的影子。

        9.能源新技術(shù)研發(fā)獲新進(jìn)展

        美國卡內(nèi)基－梅隆大學(xué)化學(xué)工程專家設(shè)計(jì)出一種新工藝，可以大幅提高以玉米為原料生產(chǎn)乙醇的效率。這一成果將有助于推廣使用新型燃料乙醇汽油。新工藝的關(guān)鍵在于重新設(shè)計(jì)蒸餾過程，采用了一種“多柱系統(tǒng)”以及能量回收網(wǎng)絡(luò)，最終使得乙醇生產(chǎn)過程中的耗能“大戶”——蒸汽的消耗量大幅降低。新工藝將使乙醇生產(chǎn)成本從原來的每加侖1.61美元降到1.43美元。專家們的測算顯示，以玉米為原料的乙醇生產(chǎn)整個(gè)運(yùn)行成本能夠降低60％以上。
        氫氣可被用作清潔能源，但它的制取、存儲(chǔ)和運(yùn)輸都很困難。美國弗吉尼亞理工大學(xué)、橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室和佐治亞大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出一種用多糖制取氫的新技術(shù)，有望一舉解決這幾大問題。以這項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，未來的氫動(dòng)力汽車將攜帶易于存儲(chǔ)的碳水化合物，如淀粉。碳水化合物和水在特殊的酶作用下分解產(chǎn)生氫氣，然后通過燃料電池產(chǎn)生電力，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。

        10.量子通信距離創(chuàng)下新紀(jì)錄

        一個(gè)由奧地利、英國、德國研究人員組成的小組在量子通信研究中創(chuàng)下了通信距離達(dá)144公里的最新紀(jì)錄，并認(rèn)為利用這種方法有望在未來通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的太空絕密傳輸。 
        《自然•物理》報(bào)道，這種方法是利用了光子等粒子的量子糾纏原理。量子信息學(xué)告訴人們，在微觀世界里，不論兩個(gè)粒子間距離多遠(yuǎn)，一個(gè)粒子的變化都會(huì)影響另一個(gè)粒子的現(xiàn)象叫量子糾纏，被愛因斯坦稱為“詭異的互動(dòng)性”?？茖W(xué)家認(rèn)為，這是一種“神奇的力量”，可成為具有超級計(jì)算能力的量子計(jì)算機(jī)和量子保密系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 
        在實(shí)驗(yàn)中，研究小組首先在西班牙加那利群島的拉帕爾馬島上制造出偏振糾纏光子對，然后將光子對中的一個(gè)光子留在拉帕爾馬島，另一個(gè)光子則通過光學(xué)線路傳送到144公里外的特內(nèi)里費(fèi)島上。與先前類似實(shí)驗(yàn)達(dá)到的距離相比，此次實(shí)驗(yàn)有了巨大進(jìn)展，“朝未來的衛(wèi)星量子通信和量子物理的太空實(shí)驗(yàn)邁出了重要的一步”。