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1、History of Life Science 生命科学发展史生命科学发展史 孟 和 上海交通大学上海交通大学 History of Life Science （一）近三年科学十大进展和诺贝尔生理或医学奖 History of Life Science 科学十大进展科学十大进展 History of Life Science 1. 1. 抗艾滋病药物新功能抗艾滋病药物新功能 HIV（HPTN 052）携带者服用抗逆转录病毒药物(ARVs)，不仅能减少自身体内病毒数量，而且可将HIV传染给自己伴侣的几率将减少96%。 2. 2. 日本“隼日本“隼(sun)(sun)鸟”号探测小行星鸟”号探测小行
2、星日本“隼鸟”号天空探测仪将一巨大S形小行星表面的尘埃带回地面。研究人员确认：地球上最常见的陨石(陨石球粒)来源于这些较大的S形小行星。 3. 3. 揭开人类起源之谜揭开人类起源之谜 通过研究古代和现代人类的基因编码，研究发现许多人仍然携带从古人(如亚洲神秘的丹尼索瓦人和非洲没有确认的祖先)那里继承的脱氧核糖核酸(DNA)变异株。 4. 4. 获得光合蛋白结构获得光合蛋白结构 日本研究人员生动详细地勾勒出了光系统(简称PS)-光合蛋白质的催化中心，并揭示了其内部原子的特殊取向的结构。 2011年科学十大进展年科学十大进展 History of Life Science 5. 5. 太空中的原始
3、气体太空中的原始气体 天文学家在遥远太空中发现的两个氢气团似乎保持着它们20亿年前大爆炸发生后的原始化学物。发现一颗几乎没有金属成分的恒星，它如同宇宙中早期恒星那样。这些发现表明，在激烈变化的宇宙中，存在着没有受到影响的物质区域。 6. 6. 了解人肠道菌群了解人肠道菌群 科学家发现每个人的消化道中存在着某种起主导地位的细菌：拟杆菌、普氏菌或瘤胃球菌。这些菌能够消化不同的食物成分。 7. 7. 具有前途的疟疾疫苗具有前途的疟疾疫苗疫苗“RTS，S”可以显著降低儿童患疟疾的风险。 8. 8. 奇异的恒星系奇异的恒星系 天文学家通过开普勒太空望远镜发现一个巨大气团被罕见的“逆行”轨道所俘获、一颗围
4、绕双恒星运动的行星，以及10颗似乎在太空中自由漂浮的行星，这些完全不同于我们的太阳系。 9. 9. 专门设计的沸石专门设计的沸石 科学家设计出多种更廉价、更薄和功能更强的新沸石，以处理更大的有机分子。 10. 10. 清除衰老细胞清除衰老细胞 在实验鼠实验显示，清除衰老细胞(或者说是那些停止分裂的细胞)能够推迟与老龄相关症状(如白内障和肌无力)的出现。 History of Life Science 1. 1. 抗艾滋病药物新功能抗艾滋病药物新功能 2. 2. 日本“隼鸟”号探测小行星日本“隼鸟”号探测小行星 3. 3. 揭开人类起源之谜揭开人类起源之谜 4. 4. 获得光合蛋白结构获得光合蛋
5、白结构 5. 5. 太空中的原始气体太空中的原始气体 6. 6. 了解肠道菌群了解肠道菌群 7. 7. 具有前途的疟疾疫苗具有前途的疟疾疫苗 8. 8. 奇异的恒星系奇异的恒星系 9. 9. 专门设计的沸石专门设计的沸石 。 10. 10. 清除衰老细胞清除衰老细胞 2011年科学十大进展年科学十大进展 History of Life Science 1. 希格斯玻色子被证实存在。这种“上帝粒子”是以83岁的物理学家 彼得希格斯的名字命名的。 2. 德国科学家在西伯利亚一处洞穴里发现的大约8万年前的一块手指骨 化石的少量样本，排列出被称为“丹尼索瓦人”这一神秘人种的基 因组序列。 3. 日本科
6、学家利用从成年小鼠身上提取的胚胎干细胞，生成了能够产 生卵子的卵细胞。 4. 美国科学家利用一种创新的着陆系统，让“好奇”号火星探测器悬 在红色星球上着陆。 5. 科学家利发现X射线激光具有传统的X射线所不具有的破解蛋白质结 构的潜能。 2012年年科学十大进展科学十大进展 History of Life Science 6. 一种新技术手段让研究人员可以修改实验动物的基因，或使其处于 非活跃状态。 7. 科学家证实存在马约拉纳费米子，它形成的“量子比特”可以更高 效地储存和处理数据。 8. “DNA元素百科全书”计划表明，80%的人类基因组都是活跃的。 9. 通过人脑-机器接口让瘫痪病人可以
7、用思维意识来移动机械臂，并进 行立体空间活动。 10.中国科学家发现一个模型可以用来描述中微子如何在以接近光速的 速度移动时从一个形态转化为另一个形态（通常称为中微子震荡）。 History of Life Science 1. 希格斯玻色子被证实存在。 2. 解析8万年前“丹尼索瓦人” 的基因组序列。 3. 利用胚胎干细胞生成能够产生卵子的卵细胞。 4. “好奇”号火星探测器在火星上着陆。 5. X射线激光具有破解蛋白质结构的潜能。 6. 修改实验动物的基因使其处于非活跃状态。 7. “马约拉纳费米子”可以更高效地储存和处理数据。 8. “DNA元素百科全书”： 80%的人类基因组都是活跃的
8、。 9. 人脑-机器接口让瘫痪病人可以用思维意识来移动机械臂。 10. 中国科学家发现一个模型可以用来描述“中微子震荡”。 2012年年科学十大进展科学十大进展 History of Life Science 2013年年科学科学十大进展十大进展 1. 癌症免疫疗法癌症免疫疗法 结合使用伊匹单抗（即抗CTLA-4）和抗PD-1令1/3的黑色素瘤患者出现“深层和快速的肿瘤消退”） 2. 大众基因显微手术大众基因显微手术 2013年一种被称为CRISPR的基因编辑技术受到热捧。科学家可以采用这个技术对基因进行编辑从而了解其功能，以及修改这些基因。 3. 脑成像技术脑成像技术 CLARITY通过消除
9、脂肪可以使大脑组织透明如玻璃，它使用一种凝胶取代脂质分子，同时能保持神经元、其他脑细胞及细胞器完整，从而使错综复杂的大脑结构呈现出来。 4. 人体胚胎克隆人体胚胎克隆 科学家采用体细胞核移植（SCNT）克隆技术，获得了人体胚胎。 5. 迷你器官迷你器官 科学家成功使iPS细胞在实验室成长为微小的“类器官”肝脏雏形、迷你肾脏，甚至初期的人类大脑。 History of Life Science 6. 宇宙射线的来源宇宙射线的来源 发现了恒星爆炸后形成的太空穿行的高能质子和原子在银河系的云状超新星遗迹中加速的首个直接证据。 7. 太阳能新星太阳能新星 钙钛矿晶体被证明能够将15%阳光量转换为电能。
10、 8. 为什么睡觉为什么睡觉 睡眠的基本目的：清洗大脑。小鼠睡眠时大脑运输管道的网络膨胀了60%，增加了脑脊液的流动，从而清理了淀粉蛋白等代谢废物。 9. 微生物与健康微生物与健康 人体内细菌与营养不良和癌症等有重要关联。 10.疫苗设计疫苗设计 结构生物学可以帮助人类设计更好的疫苗。 History of Life Science 2013年年科学科学十大进展十大进展 1. 1. 癌症免疫疗法癌症免疫疗法 2. 2. 大众基因显微手术大众基因显微手术 3. 3. 脑成像技术脑成像技术 4. 4. 人体胚胎克隆人体胚胎克隆 5. 5. 迷你器官迷你器官 6. 6. 宇宙射线的来源宇宙射线的来源
11、 7. 7. 太阳能新星太阳能新星 8. 8. 为什么睡觉为什么睡觉 9. 9. 微生物与健康微生物与健康 10.10.疫苗设计疫苗设计 History of Life Science诺贝尔奖诺贝尔奖（1901.12.10-至今）至今） 物理学奖物理学奖 化学奖化学奖 生理或医学奖生理或医学奖 文学奖文学奖 和平奖和平奖 经济学奖（经济学奖（19681968年增设）年增设） 阿尔弗雷德 伯纳德 诺贝尔 （Alfred Bernhard Nobel, 1833.10.211896.12.10） History of Life Science 2011诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔生理学或医学奖 20
12、11年诺贝尔生理学或医学奖一半的奖金归于布鲁斯比尤特勒（Bruce A. Beutler，美国）和朱尔斯霍夫曼（Jules A Hoffmann，法国），获奖理由是“先天“先天免疫激活方面的发现”免疫激活方面的发现”；另一半奖金归于拉尔夫斯坦曼（Ralph Marvin Steinman，美国），获奖理由是“发现树枝状细胞及其在获得性免疫中的作用”“发现树枝状细胞及其在获得性免疫中的作用”。 History of Life Science 2012诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔生理学或医学奖 山中伸弥 （Shinya Yamanaka） 约翰 格登（John B. Gurdon） 约翰格登（英国剑
13、桥格登研究所）于1962年通过实验把蝌蚪的分化细胞的细胞核移植进入卵母细胞质中，并培育出成体青蛙。山中伸弥（日本京都大学）2006年把4个关键基因通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其诱导成多功能干细胞（iPS celliPS cell）。这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。 History of Life Science 2013诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔生理学或医学奖 （James E. Rothman，美） （Randy W. Schekman，美） （Thomas C. S dhof，德） 美国科学家詹姆斯罗思曼、兰迪谢克曼以及德国科学家托马斯祖德霍夫，以表彰他们解答了
14、细胞如何组织其内部最重要的运输系统之一：囊泡传输系统的奥秘。他们发现了囊泡传输所需的一组基因，阐明了囊泡是如何与目标融合并传递的蛋白质机器，揭示了信号是如何引导囊泡精确释放被运输物的。 History of Life Science 2014诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔生理学或医学奖 美国科学家John OKeefe，挪威科学家May Britt Moser以及挪威科学家Edvand Moser，奖励他们在“发现了大脑中形成定位系统的细胞”方面所做的贡献。1971年，John OKeefe发现了大脑 “海马体”的区域发现一种特殊的神经细胞-“位置细胞”“位置细胞”。在2005年，May-Brit
15、t Moser和Edvard Moser夫妇发现了 “网格细胞”“网格细胞”，这些细胞产生一种坐标体系，从而让精确定位与路径搜寻成为可能。 History of Life Science （二）课程生命科学发展史简介 History of Life Science 生命科学发展史生命科学发展史 问题1. 什么是科学？ “科学始于迷茫，终于更高的迷茫。 ”这是看到了科学具有发现问题、提出问题的功能，把科学看作一个不断解决问题的过程，而且这个过程永无止境。 科学：拉丁语 Scientia是学问和知识的意思; 英语里Science 等同于 natural science; 德语 Wissenschaft，则包括了一切有系统的学问，包括历史、语言学及哲学。 科学是涉及对物质世界及其各种现象并需要无偏见的观察和系统实验的所有各种智力活动，一般说来，科学涉及一种对知识的追求，包括追求各种普遍真理或各种基本规律的作用 。 大英百科全书 “科学技术是第一生产力”这是注重了科学具有的实用性。人们从物质世界得来的知识，反过来可以改造这个世界。 邓小平 History of Life Scienc
