Nature年度影响力十大科学家：中国邓宏魁凭基因编辑上榜

　　今天，Nature 发布了 2019 年影响世界的十大科学人物。其中，来自中国北京大学-清华大学生命科学联合中心的邓宏魁凭借在 CRISPR 基因编辑的相关研究入选。今天，新智元将为大家介绍这十位科学人物。

　　今天，Nature 发布了 2019 年影响世界的十大科学人物。其中，来自中国北京大学-清华大学生命科学联合中心的邓宏魁凭借在 CRISPR 基因编辑的相关研究入围。

　　本次入选 Nature 十大科学人物的还有：

• 美国物理学家 John Martinis，带领谷歌团队实现“量子霸权”；
• 美国神经科学家 Nenad Sestan，首次让死亡大脑“复活”；
• 巴西物理学家 Ricardo Galvão，指出亚马孙森林大火的真相；
• 加拿大天体物理学家 Victoria Kaspi，用创新技术追踪快速射电暴；
• 阿根廷生态学家 Sandra Díaz，带头完成目前规模最大的全球生物多样性研究；
• 刚果国家生物医学研究所所长 Jean-Jacques Muyembe Tamfum，抗击埃博拉；
• 埃塞俄比亚古人类学家 Yohannes Haile-Selassie，关键发现改写人类演化谱系；
• 瑞典“气候少女 Greta Thunberg，推动公众关注气候科学；
• 澳大利亚生物伦理学家 Wendy Rogers，关注器官移植伦理问题。 

　　接下来，新智元将为大家介绍这十位科学人物。

　　邓宏魁：CRISPR 基因编辑

　　一位中国科学家表示，CRISPR 基因编辑技术可以安全地用于成人艾滋病病毒感染者。

　　2019 年 9 月，邓宏魁教授等人发表文章 CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia，报道了首例利用 CRISPR-Cas9 在 HSPCs 中编辑 CCR5 基因并成功移植到罹患 HIV 和急性淋巴细胞白血病的患者案例，移植治疗使病人的急性淋巴白血病得到完全缓解，携带 CCR5 突变的供体细胞能够在受体体内长期存活达 19 个月，初步探索了该方法的可行性和安全性。

　　这意味着，中国科学家在全球首次利用 CRISPR/Cas9 对人造血干细胞进行基因编辑，从而在动物模型中重建长期稳定的造血系统，以获得抵御艾滋病和白血病的能力。

　　John Martinis：量子构建者

　　物理学家带领 Google 首次展示了一种量子计算机，该量子计算机的性能可能优于传统计算机。

　　今年 10 月，77 位作者合作的重磅论文《使用可编程超导处理器达到的量子霸权》(Quantum supremacy using a programmable superconducting processor)，为我们揭开了谷歌 “量子霸权” 实验的全貌。

　　论文通讯作者 John Martinis 和同事描述了实现量子霸权所取得的技术进展。他们研制了一台由 54 个量子比特组成的处理器 (名为 Sycamore 处理器)，该处理器利用量子叠加和量子纠缠实现的计算空间与经典比特所能达到的相比，实现了指数级的增加。由于有 1 个量子比特无法有效工作，处理器实际只用了 53 个量子比特。

　　研究团队开发的纠错流程可以保证较高的运算保真度 （高达 99.99%）。为了测试该系统，团队设计了一项对量子电路产生的随机数字进行采样的任务。对于经典计算机来说，这一任务的难度会随量子电路中量子比特数的增加而增加。最后，量子处理器在 200 秒左右的时间内从量子电路中采集了 100 万个样本，而当今最强大的超级计算机大约需要 1 万年的时间才能完成这一任务。

　　Nenad Sestan: 重启大脑，重新定义生与死

　　这位神经科学家摘除死去的猪大脑，重新定义了生与死。

　　2016 年的一个下午，Nenad Sestan 正在办公室工作，听到他的两个实验室成员在大厅的一个房间里，在显微镜旁兴奋地笑出了声。他说：“当时我就知道有大事发生了，可能超出了我们的预期。”

　　耶鲁大学医学院的研究人员发现，从死猪身上提取的大脑仍然能检测到电信号活动。该团队在猪死后不久就摘除猪大脑，并注入氧气和一种冰冷的防腐剂，使大脑至少部分恢复了生命。Sestan 意识到，这个最初只是用来寻找更好地保存脑组织方法的项目，后来演变成一项可以重新定义“生与死”的重大发现。

　　Sestan 保持冷静，并立即做了两件事：他关闭了实验，并与资助方研究的美国国立卫生研究院（NIH）以及耶鲁大学的生物伦理学家联系。在接下来的几个月中，专家们仔细研究了潜在的道德隐患，例如大脑是否可以变得清醒以及医生是否需要重新考虑脑死亡的定义。

　　塞斯坦预见到了道德问题，并采取了一些保护措施。在开始实验之前，团队决定使用阻断剂麻醉大脑，以防止神经元的同步激发，这种激发是产生意识的先决条件。

　　总体而言，塞斯坦的研究结果表明，中风或重伤期间发生的缺氧对脑细胞的损害并不像以前想象的那么严重。波士顿大学的生物医学工程师安娜·德沃（Anna Devor）说：“这非常重要：我们之前忽略了这一点，因为没有人真的认为这是可能的。”

　　一旦他们确信实验在伦理上是合理的，研究人员便恢复了实验。他们将成果提交给 Nature。但在论文发表之前，Sestan 在 NIH 神经伦理学会议上公开展示了相关数据，尽管遭到了抗议，但这个故事还是被媒体报道了。

　　自该论文于 4 月发表以来，该团队一直忙于接受媒体和科学家的询问，因此没有进行任何进一步的实验。Sestan 希望专注于他最初提出的问题，并探索例如大脑可以维持多长时间，该技术是否可以保存其他器官以备移植等等。

　　从现在开始，他的研究工作将由委员会决定。他说：“我们想在做任何事情之前先征求外界意见。当探索未知领域时，我们必须考虑周全。”

　　Ricardo Galvão：为了科学对抗总统

　　亚马逊雨林陷入混乱，这位科学家成为挑战巴西政府的英雄。

　　7 月 19 日，巴西总统贾尔·博尔索纳罗（Jair Bolsonaro）抨击了圣保罗国家太空研究所（INPE）所长 Galvão团队关于热带雨林被毁的报告。总统指责科学家们在数据上撒了谎，并建议作为研究所所长的 Ricardo Galvão可能会与环保主义者有利益勾连。

　　震惊之余，Garvão并没有急于做出反应。经过近一个不眠之夜，他站出来为 INPE 科学家辩护。他还指责总统是个懦夫，并要求举行面对面的会面。他知道这样做会导致自己失业，但他所不知道的是，他成为了一个英雄，受到其他科学家以及街头陌生人的称赞。一名妇女在圣保罗的地铁上拦住他，以感谢他站出来为科学发声，并让她了解了保护亚马逊雨林的重要性。

　　这不是 Galvão第一次与官方发生冲突。巴西官方一再质疑 INPE 的报告数据的准确性，这些数据是对卫星图像的详细分析后得出的。但是，这次总统的指责目标是科学家和巴西顶级科学机构的诚信。不出所料，Galvão在为 INPE 辩护的两周后被解雇，此时正值亚马逊的森林大火即将来临之际。

　　从那以后，Galvão回到了圣保罗大学。他不想受众人瞩目，并准备停止接受采访，而专注于研究。但是，在收到来自其他科学家的感谢他发声的信息之后，他意识到面对高层压力，他有责任继续代表科学和科学家进行倡议。

　　“我只是一个谦虚的老人，从事物理学工作，”他说。“但是出于这个原因，我决定继续。”

　　Victoria Kaspi: 探索太空永无止境

　　用新型射电望远镜追寻快速射电爆发的天文学家。

　　在过去 25 年中，Victoria Kaspi 使用了世界上许多顶级望远镜进行基础天文学发现。2017 年，她参与建造了加拿大氢强度测绘实验（CHIME），这是一台超高性能的干涉射电望远镜，将其连接到功能强大的计算机上。

　　今年，Kaspi 和其他数十位天文学家的努力取得了成果。CHIME 成为世界上最强大的捕捉快速射电爆发（FRB）的设备，有了它，天文学家有望解决信号起源的难题。

　　Kaspi 在赋予 CHIME 强大的 FRB 检测能力方面发挥了重要作用。该望远镜最初被设计用来绘制遥远星系的氢辐射图的，以解答有关早期宇宙的问题。但是，随着该项目在 2010 年代初开始实施，关于 FRB 信号捕获的新领域也随之兴起，最早的 FRB 是 2007 年发现的。2013 年，天文学家报告了另外四例 FRB，证实了这确实是一种需要解释的真实现象。

　　Kaspi 与宇宙学家合作，希望增加另一台仪器和足够的计算能力，以使望远镜能够以每秒 16,000 次不同的频率每秒采集 1000 次数据。她说：“我们都知道这样做非常冒险。这架望远镜还没有建成，我们实际上是在提议在不存在的东西上增加一些东西。”

　　但是，出任 CHIME FRB 的首席研究员的 Kaspi 成功做到了这一点。她的人脉和科学界的名声使她能够建立一个庞大而多元化的团队，获得更多研究资金。

　　Kaspi 致力于培养下一代科学家。她在 2016 年获得了加拿大最高科学奖，即 Gerhard Herzberg 加拿大科学与工程学金奖，并用 100 万加元（合 76 万美元）的经费聘用了 CHIME 项目的学生和博士后研究员。

　　Ssandra Diaz: 生物多样性的捍卫者

　　这位生态学家重新评估了全球生态系统，号召人们采取行动。

　　5 月 4 日，桑德拉·迪亚斯（Sandra Díaz）和其他 144 位研究人员向全世界发出了鲜明的信息。他们刚刚完成了对世界生物多样性的最详尽的研究，而且这个消息比大多数研究人员想象的还要糟糕：由于人类活动，100 万个物种正濒临灭绝。Díaz 说：“物种灭绝的速度至少比过去一千万年的平均速度快几十到几百倍。生物多样性的安全网已经濒临断裂。”

　　这些令人震惊的发现来自政府间生物多样性和生态系统服务科学政策平台（IPBES）。阿根廷科尔多瓦国立大学的生态学家Díaz 负责共同领导该机构。

　　该平台的最终报告长达 1500 页，报告表示，除非世界各国做出重大改变，如放弃经济必须持续增长的想法，否则就将无法实现生物多样性和可持续发展方面的大多数全球目标。

　　迪亚兹说：“没有了自然，我们就无法过充实的生活，一种我们所知的生活。”她说，如果经济继续以这种破坏性方式发展下去，那么“自然和人都需要一种新的经济模式”。

　　这个观点很直白，也很激进。在科学和政策方面的重要问题上，Díaz 不会遮遮掩掩。她曾经 20 世纪生态学的主导思想之一提出了挑战：过去人们认为，生态系统的运行对人类的好处（如提供食物、调节气候等），在在很大程度上取决于系统内的物种数量之多。哥伦比亚大学的研究人员 Shahid Naeem 研究了生物多样性丧失的影响，他说，Díaz 更强调植物实际的作用体现的价值，即其功能性状如何。

　　Díaz 是在阿根廷中部长大的，这是她养成的习惯，那时她去探索南美大草原，而其他人则在下午休息。她说：“我会避开午睡，去看动植物。从我上大学以来，我就知道我想成为一名研究人员。”

　　虽然报告中的数据令人担忧，但Díaz 仍对人类扭转局势的能力感到乐观。她说：“我必须保持乐观，因为这事没有 Plan B”。

　　Jean-Jacques Muyemub Tamfum：对抗埃博拉 43 年

　　这位埃博拉病毒的共同发现者，正面对 43 年来对抗埃博拉的第十次战役。

　　1976 年，让·雅克·穆耶姆贝·坦富姆（Jean-Jacques Muyembe Tamfum）深入到现在的刚果民主共和国（DRC）的热带森林中，调查了一次不明疾病的爆发，该病迅速造成感染者死亡。

　　这位年轻的研究人员为病人抽血时，就发现事情有些奇怪。鲜血洒在他裸露的手上。他在旁边工作的护士已经濒临死亡，他开始担心。他说：“我每天早晨和晚上都开始测量体温。”奇迹般的是，他从未感染过这种病毒，后来该病毒被命名为“埃博拉病毒”。

　　现在，距离埃博拉病毒的发现已经过去了 43 年，Muyembe 领导着刚果（金）应对迄今最动荡的埃博拉疫情的应对工作。自 2018 年 8 月以来，疫情已在该国东北部造成 2200 多人死亡，过去 20 多年来，这一地区一直处于武装冲突和动荡中。

　　Muyembe 为这一地区的防治工作提供了丰富的经验，并致力于前沿科学研究。从 1995 年开始，他陆续主导制定了用于控制埃博拉疫情爆发的关键公共卫生措施。他意识到，应对埃博拉最重要的步骤之一是与社区的民众交流，以便获得民众的信任，并让他们了解如何保护自己。

　　Muyembe 提出了将尸体深埋的方法，将感染风险降至最低。并展开调查，以期推出有效的针对埃博拉病毒药物和疫苗。在这次疫情暴发期间，他从埃博拉幸存者那里取了血，并注入了八名被感染的人中，希望抗体能消除这种病毒。这八人中，有七人活了下来。

　　上个月，由他的团队领导的一项由 680 人规模的对照临床试验表明，在感染埃博拉后不久就使用抗体药物治疗的患者的生存率达到 90％。其中一种药物，mAb114，是他在基威特（Kikwit）疫情爆发期间招募的幸存者血液中获得的抗体获得的。美国国立卫生研究院（NIH）的免疫学家 Nancy Sullivan 将这一成功归于当时的 Muyembe 的坚定。

　　等这场疫情过去之后，Muyembe 决心解决自己退休前的最后一个难题。他的团队一直在从病毒扩散到人类的地区收集动物，以追踪疾病在不同物种之间的传播方式。

　　“我想弄明白这一点。”他说。

　　Yohannes Haile-Selassie：寻源者

　　一位古生物学家发现了一个保存完好的 380 万年前的头骨，震惊了人类的家谱。

　　今年 8 月，一篇 Nature 文章揭秘了一个保存完好的 380 万年前的头骨。这个头骨被称为 MRD，在 2016 年 2 月于衣索比亚 Woranso-Mille 区发现，属于南方古猿物种（Australopithecus anamensis），此物种最早出现在 420 万年前。以往，南方古猿最著名的“露西”（Lucy）年代约在 300 万年前，被视为人类最早的祖先，但 MRD 生活在 390 万年前，是露西的祖先，两物种重叠存活至少 10 万年之久，此发现打破人类长久以来的认知。

　　作为这项研究的主要贡献者，Yohannes Haile-Selassie 被认为是该领域最有才华的化石发现者之一。他在 Woranso-Mille 的项目中发现了许多宝藏，该地区散布着上新世的人类化石，这是 530 万至 260 万年前人类及其近亲南方古猿进化的关键时期。

　　论文地址：

　　https://www.nature.com/articles/s41586-019-1513-8

　　Greta Thunberg：气候催化剂

　　一位瑞典少女在宣泄她那一代人的愤怒之际，将气候科学推向了风口浪尖。

　　在 9 月份的美国国会气候变化听证会上，Greta Thunberg 把一小包文件从桌子上滑向立法者。这是政府间气候变化专门委员会的一份特别报告，预测了随着世界变暖的可怕后果。“我不希望你听我的，我希望你听科学家的，”她告诉立法者。“我希望你们团结起来支持科学，我希望你们采取实际行动。”

　　科学家们花了几十年时间对气候变化发出警告，但他们并没有像 Thunberg 今年那样引起全球关注。这位 16 岁的瑞典姑娘比他们更出色，很多人都在为她加油。

　　12 月 11 日，美国《时代》周刊宣布，Thunberg 获评《时代》2019 年度人物。12 月 13 日，Thunberg 入选 2019 全球最具影响力女性榜。

　　除了上述 9 位，还有一位移植伦理学家 Wendy Rogers 入选“Nature 2019 年影响世界的十大科学人物”。