Nature：2014年度十大科學牛人

　　12月18日出版的《自然》雜志評選出2014年度十大科學人物。這十大人物是本年度一些重要科學進展及事件的中心人物。其中與生物學有關的主要有癌癥免疫療法研究人員Suzanne Topalian、干細胞療法研究者Masayo Takahashi、對抗埃博拉的醫生Sheik Humarr Khan、結構生物學Sjors Scheres。

　　Suzanne Topalian：信念堅定的抗癌斗士（癌癥免疫療法）

　　Topalian是一位堅信癌癥免疫療法并為之奮斗的臨床醫生，她參與開發的一種癌癥藥物，今年被批準用于治療晚期黑色素瘤。

　　這種藥物屬于PD-1抑制劑，可以激活免疫系統的T細胞對腫瘤發動攻擊。今年七月，日本政府基于Topalian領導的臨床試驗，率先批準了首個PD-1抑制劑，nivolumab。兩個月之后，美國FDA批準了另一種PD-1抑制劑，pembrolizumab。一些分析家預計，這類藥物將成為癌癥治療的主力軍。

　　當Topalian還是醫科學生的時候就相信，利用機體自身防御可以對抗癌癥。就算在癌癥免疫療法備受質疑的時候（早期臨床試驗結果不理想），Topalian也依舊很堅定。

　　2006年Topalian幫助啟動了nivolumab的臨床試驗，并于2012年發表了里程碑式的論文。文章顯示，nivolumab在一些晚期黑色素瘤和肺癌患者中引起了強烈應答。有關部門正在考慮批準這類藥物用于肺癌治療。隨著PD-1抑制劑和其他癌癥免疫療法的成功，越來越多的研究者們投身到了這一領域中。

　　Sheik Humarr Khan：對抗埃博拉的醫生

　　“我害怕死亡，我必須說，因為我珍惜我的生命。就算你穿上最嚴密的保護服，你仍然冒著風險，”他曾接受路透社采訪時這么說。他是在西非塞拉利昂對抗埃博拉的領隊醫生，叫謝赫-烏馬爾-汗（ Sheik Humarr Khan）。他治療了超過100個感染者。他還是塞拉利昂唯一一位病毒性出血熱專家，是該國抗疫行動的領頭人物。

　　他參與了首個埃博拉測序研究，他拒絕出國堅持留在塞拉利昂治療自己的同胞，7月29日他死于埃博拉感染。Khan生前所在團隊正在西非各地區安裝測序儀，以便繼續跟蹤埃博拉的發展。

　　Masayo Takahashi：給干細胞領域帶來光明的眼科專家

　　高橋政代是日本理化研究所（RIKEN）發育生物學中心（CDB）的一名眼科醫生。世界上首例iPS細胞治療所用的視網膜組織就是她通過iPS重編程獲得的。

　　今年9月12日，日本兵庫縣一名70多歲、患有“滲出型老年性黃斑變性”的女性，接受了全球首例將誘導多能干細胞制成的視網膜細胞移植入體內的手術，高橋政代在現場全程見證了手術過程。該患者于6天后從實施手術的尖端醫療中心醫院出院。醫院表示患者沒有并發癥等問題，情況良好，今后該患者將繼續到醫院接受診療，團隊將用約一年時間評估移植細胞的安全性與效果，之后也將繼續確認是否癌變等iPS細胞治療中最受擔心的問題。

　　京都大學教授山中伸彌2007年開發了人類iPS細胞，而高橋實現臨床應用距此只有7年，時間之短實屬罕見。11月4日，美國加州大學戴維斯分校副教授保羅?納弗拉于宣布，日本理化學研究所學術帶頭人高橋政代被選為干細胞研究領域的“年度人物”。

　　Sjors Scheres：結構生物學家

　　核糖體是合成蛋白質的復雜分子機器，今年Scheres獲得了迄今為止最清晰的核糖體圖像。然而，作為一個結構生物學家他最感興趣的并不是核糖體，“我的主要貢獻是數學方面的，” Scheres說。

　　Scheres的數學為結構生物學帶來了一場革命。這一領域曾經是X射線晶體學技術的天下，現在冷凍電鏡（cryo-EM）卻占據了優勢，這多虧了Sjors開發的軟件。這個軟件能夠將cryo-EM圖像轉變為精細的分子結構，讓生物學們更簡單更清晰的看到分子機器。

　　2010年Scheres加入MRC分子生物學實驗室之后，顯微鏡技術經歷了一次較大的發展。Scheres意識到需要更好的計算機程序來解讀大量的數據，于是他把自己關在辦公室里寫了一個出來，這就是RELION。

　　“他一個人呆了幾年，然后就拿出了這個美妙的軟件，”2009年諾貝爾化學獎得主Venki Ramakrishnan說。Ramakrishnan曾通過X射線晶體學技術揭示了細菌核糖體的結構，而Cryo-EM能夠更快更好地完成這項工作。

　　今年，Ramakrishnan與Scheres合作為人們展示了酵母和人類核糖體的精密結構。現在Ramakrishnan實驗室基本上已經改用冷凍電鏡了。

　　Scheres還在破解更多更復雜的結構。舉例來說，他和清華大學施一公教授合作確定了γ-分泌酶的結構，這是一種與阿爾茨海默癥有關的蛋白。

　　Maryam Mirzakhani：伊朗女數學家，獲2014菲爾茲獎

　　數學界諾貝爾獎“菲爾茲獎”于8月13日公布，現年38歲、從小熱衷于文學而對數學不感興趣的瑪利亞姆?莫茲坎尼（Maryam Mirzakhani）獲此殊榮，并成為歷史上首位獲得該獎項的女性。這是自居里夫人獲得諾獎之后，科學界的又一次里程碑式的大事件。

　　曾獲得菲爾茲獎的數學家，劍橋大學的蒂莫西?高爾斯爵士（Sir Tim Gowers）評價說，“盡管女性一直在為數學領域做著最高水平的貢獻，公眾卻很少看到這一事實。菲爾茲獎有了第一位女獲獎者，以后肯定也會越來越多，我希望她們的存在能夠破解關于女性和數學的許多謬見，并鼓勵更多年輕女性將數學研究作為可能的事業選擇。”

　　Pete Frates：ALS患者，“冰桶挑戰”倡導者

　　這個夏天，一場愛心接力活動“冰桶挑戰”席卷全球，無論是政商界人士還是名人明星，紛紛加入到這場關注肌萎縮性脊髓側索硬化癥（ALS）的公益活動中。

　　“冰桶挑戰”的發起人是波士頓學院棒球隊前隊長皮特?弗雷茨（Pete Frates）等人，2012年，他被檢查出患有ALS。今年7月，他向一些朋友發出了“冰桶挑戰”，視頻上傳到網上后，奇跡般促使了比爾?蓋茨、蘋果CEO庫克、美國前總統小布什等科技界、政治界知名人士的率先響應。

　　9月底，這場公益活動逐漸落下帷幕，但是這場龍卷風式的“冰桶挑戰”不僅為ALS協會募集了4,180萬美元(約合2.57億元人民幣)的，更讓一直被人們“冷落”的罕見病走進了人們的視線。

　　Andrea Accomazzo：羅塞塔號彗星探測器飛行負責人

　　“羅塞塔”計劃于1993年展開，耗資13億歐元。若取得成功，這將是人類探測器首次登陸彗星。

　　今年11月12日，歐洲太空總署稱， “羅塞塔號”（Rosetta）對一顆彗星發射了菲萊（Philae）登陸器，這是羅塞塔號首次向彗星發射登陸器，將令人類得以史無前例地窺探太陽系起源之謎。

　　此次飛行負責人埃克馬索(Andrea Accomazzo)說，“菲萊”號探測器于格林尼治標準時間12日8點35分被從運載飛船上彈出。“菲萊”號探測器會嘗試降落在“67P/丘留莫夫-格拉西緬科”彗星表面，攜帶10項儀器，將在該彗星上展開實驗。

　　Radhika Nagpal：機器人研究者

　　通過自然界自我組織現象的啟發，哈佛大學研究人員Radhika Nagpal等人研制出一個由1024個機器人組成的集群。這個千人機器群組可形成復雜的二維圖像，包括星星、扳手和字母“K”。

　　這一現象特殊的地方在于：在此千人機器群組出現之前，大多機器集群的組成個數不超過100個。

　　這是今年Nagpal的實驗室第二篇機器人集群的論文。此前，他們的研究關注通過蟻群特性研發的機器人在沒有任何領導者的情況下形成不同的三維結構。

　　經過多年的研究，至少在實驗室，研究人員終于找到構建大型的機器人集群的臨界點，其中包括硬件和算法。借助實驗中運用到的工程物理系統，這些機器人集群將有助于我們理解自然的自我組織系統。此外，這些原理使我們向創造人工集群邁出第一步，為我們在未來利用這一原理應用于包括救災，環境監測，甚至藝術創造等領域作準備。

　　David Spergel：“宇宙暴脹”研究人員

　　天文學家是在利用某類超新星研究遙遠宇宙時發現宇宙正在膨脹的。Ia型超新星是徹底毀滅的白矮星。由于此類超新星爆發時釋放出的能量相同，天文學家可以借此推算出它的光度。這就好像你預先知道燈泡的功率一樣。美國新澤西州普林斯頓大學的天體物理學家David Spergel解釋說：“如果你知道一個燈泡有多亮，通過觀測到的流量值，你就能計算出它離你有多遠。”遠處的Ia型超新星看起來比近處的同類超新星黯淡，所以前者離我們更加遙遠。

　　科學家把導致宇宙平穩膨脹的罪魁禍首——一種外向壓力——稱為暗能量。在宇宙膨脹的同時，引力（可被視為一種內向壓力）可以讓膨脹減速。但是物質因為宇宙膨脹而逐漸四散分離，引力的減速作用也漸漸勢微。而暗能量的外向“壓力”似乎不受膨脹影響，仍然保持恒定。因此，暗能量的重要性逐漸超過物質，致使宇宙加速膨脹。今天，暗能量占了宇宙全部物質的68%，而且所有跡象表明它的作用將會繼續增大。

　　宇宙學家構造了一個狀態方程來描述暗能量壓強與其能量密度的關系。方程特征參數w的取值可能有3種。“如果w等于-1，宇宙將一直膨脹下去，”Spergel說。“如果w大于-1，隨著宇宙膨脹，暗能量將隨時間減少，其作用也會減弱。”加速膨脹將會減慢并最終停止下來。宇宙的膨脹也會逐漸減慢，直到物質重新奪過控制權。

　　不過，w的取值還有第3種特別不招人喜歡的選項。如果w小于-1，即暗能量的壓強隨時間增加，那么宇宙將會膨脹得越來越快，直到時空本身也在“大撕裂”中被扯成碎片。舉個例子，如果w值接近-1.5，宇宙將在從今天算起220億年后滅亡。在那個最終時刻到來之前10億年，星系團將消亡。在那之前6千萬年，銀河系將被撕扯得四分五裂。太陽系將會幸存到最后3個月，行星則能夠堅持到大約最后半小時。

　　“目前，我們知道w的值接近-1，“Spergel補充說道，“但我們對這個值還非常不確定，以至我們仍然不知道宇宙的最終命運到底是上面三種中的哪一種。”

　　Koppillil Radhakrishnan：印度空間研究組織負責人

　　2013年11月，印度首枚火星探測器“曼加里安”號在印度東海岸的航天發射場發射升空。印度空間研究組織（ISRO）的主席Koppillil Radhakrishnan在發射成功后表示，“旅程才剛剛開始，更有挑戰性的任務還在后面。”

　　今年9月24日，ISRO將火星探測器“曼加里安”號成功地送入火星軌道，成為亞洲第一個成功執行火星任務的國家。

　　Koppillil Radhakrishnan出席《星際遠航：印度火星任務和之后》的新書發表會時表示，火星任務的成功是下一個科學任務的開端，ISRO正在進行一項重要的科學任務，何時進行要視此次火星任務而定，可能會在2018或2020年。