候鸟。新华社
研究人员展示合成淀粉样本。新华社
新兴脑科学与技术。新华社
2021年，中国科学家破解了哪些新的生命科学之谜？有哪些关于新冠肺炎的秘密被揭露了？有哪些新的医学突破为癌症治疗带来希望？中国科协生命科学学会联合体10日发布了2021年“中国生命科学十大进展”，合成淀粉、新冠肺炎疫情防控、鼻咽癌治疗等成果被选中了。与往届评选相比，本次评选更具原创性，为生命科学新技术发展、医学新突破和生物经济发展提供了新思路，展现了生命科学及相关技术的社会影响力。
给食品生产带来颠覆性的革命。
面包是生命的支柱。吃好是人们的共同追求。但目前粮食生产仍然离不开“靠天吃饭”。生命科技可以做哪些改变，为「食物」提供新的方案？十大发展中，有两项与“食”有关。
淀粉是谷物最重要的成分，也是重要的工业原料。能否跳过农业种植，直接在实验室合成淀粉？入选的“从二氧化碳到淀粉的人工合成”在国际上首次实现了淀粉的人工全合成，这一成果将对下一代生物制造和农业生产产生革命性影响。这项由中国科学院天津工业生物技术研究所和大连化工材料研究所联合开展的研究，颠覆了植物合成淀粉的复杂过程，其能效和速度超越玉米等作物，从而为淀粉的作坊制造打开了一扇窗。这项研究在国际上引起强烈反响，被视为里程碑式的突破。
水稻作为我国的主食之一，一直以提高产量而受到重视。2021年，中国科学家在水稻育种方面取得了新的突破。中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队首次提出了异源四倍体野生稻从无到有快速驯化的新策略，成功创造了改良落粒、遮阳棚、株高、粒长、茎粗、生育期等不同类型的四倍体水稻新材料，突破了所有技术瓶颈。这一成果开辟了一个全新的育种方向，为未来的粮食危机提供了新的可行路径，有望给世界粮食生产带来一场颠覆性的革命。
抗疫给新冠肺炎的防治带来希望。
“新型冠状病毒逃避宿主天然免疫机制及抗病毒药物研究”和“冠状病毒跨物种鉴定及分子机制”两项抗击疫情研究，对当今国际社会复杂的抗疫情形势具有重要意义。
目前，新冠肺炎肺炎疫情已持续两年，变异菌株的不断出现对广谱药物的开发提出了迫切需求。由病毒复制酶组成的“转录-复制复合体”负责病毒转录和复制的全过程。它在所有突变体中高度保守，是开发广谱药物的核心靶点。清华大学院士、楼智勇教授研究组在国际上首次发现并重建了新冠肺炎转录复制机的完整组成，为研发新型安全广谱抗病毒药物提供了新靶点，为优化抗聚合酶抗病毒药物提供了关键科学依据。
近20年来，人类遭受了冠状病毒引起的三次大流行。大多数感染人的冠状病毒来自动物，但病毒在人与人之间的传播往往是滞后的，因此疾病防控的门槛需要及时前移。因此，在此次评选的十大进展中，另一项关于抗疫的研究重点是防止新型冠状病毒引发疫情。
这项由中国科学院微生物研究所高福院士开展的研究建立了一种评估冠状病毒跨物种识别能力的有效方法。利用这些方法，我们评估了蝙蝠源冠状病毒和穿山甲源冠状病毒跨物种传播的潜在风险，发现上述三种冠状病毒均存在跨物种传播的潜在风险，提示我们应持续监测动物源冠状病毒。
解开远古生物如何进化，鸟类迁徙时为何不迷路的谜团。
古代的鱼是如何进化到陆地的？为什么地球上的鸟类不会在长途迁徙中迷路？2021年，中国科学家朝着解开更多生命之谜又迈进了一步。
西北工业大学生态环境学院的和与中科院水生生物研究所的何顺平、昆明动物研究所的张等团队合作，发现硬骨鱼的祖先已经进化出初步的适应陆地的遗传基础，并在肉鳍鱼中得到进一步强化，最终进化为四足动物并成功登陆陆地。这为理解4亿多年前脊椎动物如何从水生进化到陆生的基因创新机制提供了关键认知和数据。
气候变化下鸟类迁徙路线的形成过程、维持机制和未来趋势，以及迁徙策略的遗传基础，一直是学术界研究的热点和难点。中科院动物研究所詹湘江团队，历时12年。通过整合多年卫星追踪数据和种群基因组信息，建立了北极游隼大陆尺度迁徙研究体系。不仅说明了气候变化对鸟类迁徙路线的形成、维持和未来趋势的驱动作用，也揭示了长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。这项研究全面结合了遥感卫星跟踪、基因组学和神经生物学等新的研究方法，显示了跨学科创新研究在回答重要科学问题中的关键作用。
有一种治疗鼻咽癌的新方法。
鼻咽癌(NPC)是一种具有“中国特色”的肿瘤，占全球每年新增病例的一半。放疗后全身残留小肿瘤是其治疗失败的根源。但由于放疗后患者身体状况较差，难以耐受以往的高强度传统化疗，成为制约疗效提高的瓶颈。
生命科学研究可以提供对抗癌症的新疗法。中山大学肿瘤防治中心马军研究团队提出了细胞毒性药物卡培他滨低剂量长期口服的节律化疗模式。这种治疗方法可以通过抗血管生成和杀死肿瘤干细胞来持续抑制肿瘤，同时提高机体的耐受性。临床研究表明，放射治疗后，该方法可显著降低45%的失败风险，减少3/5的严重副作用发生率，实现74%的完成率。同时，这种方法方便，易于在基层推广。因此，本研究打破了传统化疗的瓶颈，建立了国际领先、高效、低毒、简便的鼻咽癌新治疗标准。
前沿基因调控、纳米显微镜、脑科学相关成果入选。
还有三项入选十大成果，均聚焦国际生命科学研究的核心和前沿问题。
复旦大学徐彦辉团队的研究成果揭示了为什么转录发生在几乎所有的基因启动子中，颠覆了对启动子识别和转录起始复合体组装的传统认识，对理解基因表达调控及相关生理病理过程具有重要意义。
中科院生物物理所徐涛院士和维基院士组成的技术研究团队一直致力于突破光学显微成像分辨率的研究。他们的研究成果可以分析纳米尺度的亚细胞结构，为生命科学研究提供了有力的工具。研究表明，光学显微镜已经进入了纳米分辨率时代。中国科学家在该领域具备多学科技术创新能力，拥有自主知识产权的新型超分辨率成像设备处于国际领先地位。
东南大学脑科学与智能技术研究所彭汉川、顾中泽、谢伟建立了全球首个完整的全脑单神经元分辨大数据与信息学平台，并应用于小鼠全脑研究。他们的研究将在脑细胞分类和功能、大脑连接回路、全脑大规模模拟、类脑计算以及基于生物大脑的新型人工智能算法和系统等方面继续发挥重要作用。
据了解，自2015年起，中国科协生命科学学会联合体每年由生命科学、生物技术、临床医学领域的资深专家评选，并经中国科协生命科学学会联合体主席团审核，推动了我国生命科学研究和科技创新，让更多人了解了我国生命科学领域的重大科技成果。
来源:光明日报
