Nature评选出2019年科学领域10大重要人物，中国科学家邓宏魁及瑞典环保少女上榜
圣保罗国家太空研究所（INPE）加尔沃（Galvão）团队发现亚马逊地区的森林砍伐急剧增加，这份毁林报告激起了巴西总统（Jair Bolsonaro）的愤怒。总统指责科学家对数据撒谎，并暗示Galvao——作为研究所的负责人——可能与环保主义者串通一气。但加尔沃（Galvão）选择为INPE科学家辩护。他还指责总统的懦弱，并要求进行面对面的会议，不出所料他在两周后被解雇。但加尔沃（Galvão）不知道的是，他将成为某种意义上的英雄，受到他的科学同事和街上的陌生人的欢呼。在圣保罗的地铁上，一名妇女甚至拦住了他，感谢他勇敢地面对总统，帮助她理解为什么保护亚马逊很重要。
这不是加尔沃第一次与博尔索纳罗政府发生冲突。官员们曾多次质疑INPE森林砍伐预警的准确性，该预警使用了卫星图像的详细分析。近年来，巴西作为环保领袖的声誉不断恶化。INPE于11月18日发布的最新数据显示，在2018年8月至2019年7月期间，约有9762公里的土地被清理，面积比波多黎各还大。这比前一年增加了30%，是2012年清理面积的两倍多。科学家和环保人士指责说，Bolsonaro的反环保言论向牧场主、农民和土地掠夺者发出了一个信号，他们可以在亚马逊雨林中砍伐森林而不受惩罚。
Galvao已经目前回到了他之前在圣保罗大学的位置。他不喜欢被人关注，准备停止接受采访，专注于核聚变研究。然而，在收到来自同行科学家的感谢信息后，他意识到，面对政治压力，他有责任继续代表科学——和科学家——倡导。Galvao说:“我只是一个从事物理工作的谦虚老人。”“但我决定继续前进，因为这个原因。”
在过去的四分之一个世纪里，维多利亚·卡斯皮使用了世界上许多顶级的望远镜来进行基础性的天文学发现。并在2017年参与了加拿大的氢强度测绘实验(CHIME)连接功能强大的计算机的项目。今年，CHIME成为了世界上最好的快速射电暴(FRBs)猎手，快速射电暴一种神秘的射电能量闪光，经常在天空中突然消失。位于不列颠哥伦比亚省南部的CHIME已经观测到数百次爆炸，比其他任何望远镜都要多。有了它，天文学家希望能解开这些信号的起源之谜。该望远镜最初的设计目的是绘制遥远星系的氢发射图，以回答关于早期宇宙的问题。但随着该项目在21世纪10年代初陆续推出，FRBs这一新兴领域也随之兴起，2007年首次发现了FRBs。2013年，天文学家报告了另外四个例子，证实了FRBs是一种需要解释的真实现象。
Kaspi与设计望远镜的宇宙学家合作，向其主要资助者——位于渥太华的加拿大创新基金会申请更多的资金，以寻找frb。最终成功将CHIME和功能强大的计算机连接，使望远镜能够以每秒1000次、16000个不同频率的频率来处理收集到的数据。在此过程中，卡斯皮一直致力于培养下一代科学家，她深知进入物理学领域是多么具有挑战性，尤其是对女性而言。2016年，她获得了美国最高科学奖——格哈德•赫茨伯格加拿大科学与工程金奖，并利用奖金100万加元(合76万美元)雇佣学生和博士后。今年，她帮助戈登和贝蒂·摩尔基金会(Gordon and Betty Moore Foundation)获得了240万美元的资助，用于探索建造“外伸式”望远镜。舷外支架将放置在离CHIME约1000公里的地方，以帮助定位频响。这将使这台具有创造力的加拿大望远镜保持在天文学的最前沿。
“在这一点上，这就像从消防水管喝水，我们有这么多的数据，”卡斯皮说。“说实话，我被震住了。”
康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学医学院的研究人员发现，从死猪身上提取的大脑具有电活动。该团队在猪死后不久就摘除了器官，并注入了氧气和一种冰冷的防腐剂，从而使大脑至少部分恢复了生命。有了如此令人震惊的结果，塞斯坦意识到，最初是一个寻找更好地保存脑组织以供研究用的方法的副项目，后来演变成一项可以重新定义我们对生死的理解的发现。
塞斯坦保持冷静，并立即做了两件事：他关闭了实验，并与资助他的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伦理隐患，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。塞斯坦已经预见到了伦理问题，并采取了一些保护措施。在开始实验之前，该小组已决定使用阻断剂麻醉大脑，以防止神经元一致激发，这是意识的先决条件。
总体而言，这一壮举带来的兴奋多于关注。塞斯坦（Sestan）的结果表明，中风或重伤期间可能发生的氧气剥夺对脑细胞的损害没有以前想象的那么严重。
一旦他们确信实验在伦理上是合理的，研究人员就会继续他们的实验。他们把成果提交给《nature》杂志。但是在论文发表之前，塞斯坦在公开的NIH神经伦理学会议上展示了数据，尽管遭到了抗议，但这篇文章还是出现在了媒体上。
Sestan承认他被一些哗众取宠的标题逗乐了，称他的项目为“Frankenswine”和“Aporkalypse”。但他还是被一些说法刺痛了，这些说法认为，研究人员是在设计永生，或者是把一屋子活的大脑装在罐子里。在论文发表之前，他和他的团队都不愿讨论结果，但随着他们的收件箱里充斥着动物权利活动人士和未来学家的担忧和咆哮，Sestan变得沮丧起来。“我们真的非常担心，”他说。然而，他觉得他们所能做的就是在同行评议程序结束之前，推迟纠正公众的误解。
自4月发表以来 (Z. Vrselja Nature 568,336–343; 2019)，该团队一直忙于应对媒体和科学家的询问，以至于没有进行任何进一步的实验。Sestan想要专注于他最初的问题并探索，例如，大脑可以维持多久，以及这项技术是否可以保存其他器官以供移植。
从现在起，他的这部分研究将由委员会决定。他说:“在做任何事情之前，我们都希望获得外界的意见。”“当你探索未知领域时，你必须非常、非常深思熟虑。”
5月4日，桑德拉·迪亚兹和其他144名研究人员向世界传达了一个明确的信息。他们刚刚完成了有史以来最详尽的关于世界生物多样性的研究，而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，有100万种物种正走向灭绝，要阻止这一趋势，需要采取严厉的行动。“物种灭绝的速度至少比过去1000万年的平均速度快几十到几百倍，”迪亚兹说。“我们的安全网几乎被拉到了极限。”
这些令人震惊的发现来自生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)。迪亚兹是阿根廷科尔多瓦国立大学的生态学家，也是该小组三位共同主席之一。在前三年的大部分时间里，她和她的同事们——人类学家爱德华多·布隆迪齐奥（Eduardo Brondízio）以及德国哈勒市亥姆霍兹环境研究中心的生态学家约瑟夫·塞特尔（Josef Settele）协调了来自51个国家的专家的工作，在物理研讨会和在虚拟工作组中，仔细研究了超过15,000的信息来源。
这份长达1500页的最终报告称，除非各国做出巨大改变，比如放弃经济必须持续增长的想法，否则各国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：“没有大自然，我们无法过上充实的生活。”她表示，如果经济继续以这种破坏性的方式运行，“自然和人类需要一种新的经济模式”。
这是一种直言，而且在某些方面是激进的信息。但迪亚兹并不回避在科学和政策的重要问题上发表意见。例如，她挑战了二十世纪生态学曾经的核心原则之一：生态系统及其对人类的利益——如食物或气候调节——在很大程度上取决于拥有大量的物种。Shahid Naeem是纽约市哥伦比亚大学的一名研究生物多样性丧失影响的研究员，他说，迪亚兹率先强调了植物实际功能的价值——即它们的功能特征。
这一见解和其他见解是迪亚兹多年来在非洲、亚洲、欧洲和拉丁美洲的土地上跋涉、收集树叶、测量树叶的韧性和评估土壤属性后得出的。这是她在阿根廷中部长大的习惯，当其他人在下午休息时，她会去潘帕斯草原探险。她说:“我会避开午睡去看植物和动物。”“从我上大学的时候，我就知道我想成为一名研究员。”
迪亚兹（Díaz）现在拥有保护科学以外的第二职业-通过与IPBES的合作来影响政策。她对包括消灭叛乱在内的许多社会和环境运动如何采用专家小组的报告感到振奋，这些运动正在推动对环境采取更强有力和更紧急的行动。
“我们对它的影响力感到惊讶，”她说。“报告来得正是时候。尽管前景黯淡，但迪亚兹拒绝对人类扭转乾坤的能力持悲观态度。“我必须保持乐观，”她说，“因为没有备选方案。”
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，该疾病迅速造成人员死亡。
当这位年轻的研究人员从病人身上抽取血样时，他意识到有些奇怪的事情发生了。鲜血溅到他赤裸的双手上。他身边的护士都快死了，他开始担心起来。“我开始每天早晚量体温，”他说。神奇的是，他从来没有因为这种后来被命名为埃博拉的病毒而病倒。
如今，在发现这种疾病43年后，Muyembe正在领导刚果民主共和国应对迄今最不稳定的埃博拉疫情。自2018年8月以来，该疫情已在该国东北部造成2200多人死亡，该地区已经遭受了25年的冲突和政治不稳定的打击。
Muyembe在7月份开始负责这项工作，他为这项工作带来了丰富的经验，并致力于前沿科学。从1995年开始，他制定了关键的公共卫生措施来控制病毒。在刚果民主共和国基奎特市的一次大爆发期间，他意识到最重要的一步是与社区进行沟通，以便他们信任他并了解如何保护自己。他找到了在尊重死者的同时尽量降低感染风险的方法。他开始进行调查，以推出有效的埃博拉药物和疫苗。在这次疫情爆发期间，他从埃博拉幸存者身上提取血液，注入8名感染者体内，希望抗体能消灭病毒。其中7人幸存下来。
上个月，他的团队进行了一项有680人参加的对照临床试验，结果显示，那些感染后不久就接受了基于抗体的药物治疗的人，存活率高达90%。其中一种名为mAb114的药物是从一名幸存者的血液中提取的抗体。位于马里兰州贝塞斯达的美国国立卫生研究院的免疫学家南茜·沙利文认为，Muyembe的成功归功于当时的坚持不懈。她说:“他的贡献是至关重要的，它表明你可以在混乱的疫情中进行试验。”
最近几周，新记录的埃博拉病例数量有所减少，Muyembe的同事认为这在一定程度上归功于他的领导。然而，在11月下旬紧急致电《nature》杂志时，这位埃博拉老兵却忧心忡忡。贝尼是埃博拉疫情的重灾区，当地爆发了暴力冲突，埃博拉疫情应对人员已被封锁。但对Muyembe来说，退让从来都不是一个选择。伦敦卫生与热带医学学院(London School of Hygiene and Tropical Medicine)流行病学家戴维•海曼(David Heymann)表示:“他从一开始就在那里，现在仍然在那里，因为他非常执着。”
疫情最终结束后，Muyembe决心在退休前解开最后一个谜。他的团队一直在从病毒已经扩散到人类的地区收集动物，希望能追踪这种疾病在不同物种间的传播。“我想找到这个向量”他说。
2016年2月，约赫内斯·海尔-塞拉西(Yohannes Haile-Selassie)在埃塞俄比亚北部沙漠考察一个地点时，注意到一个苍白的圆形物体，大约有一个葡萄柚那么宽。几小时前，一名牧羊人发现了一块颚骨，而这个物体就在离它仅3米远的地方从焦土中伸出来。这些化石一起形成了一个相当完整的早期古人类头骨，海尔-塞拉西的研究小组认为这个头骨有380万年的历史。它属于一个被称为南猿的物种——已知最古老和最难以捉摸的人类亲戚。那天下午，探险队用冰可乐、啤酒和舞蹈庆祝他们的罕见发现。
这具被称为“MRD”的头骨于今年8月向世人展示(Y.Haile-Selassie et al. Nature 573, 214–219; 2019)这是研究人员第一次看到这个谜一样的古代亲戚的脸，此前人们只从几块骨头碎片中了解到它。古人类学家对这个标本印象深刻，有些人说只有露西才能与之匹敌，露西是距今320万年前的阿法南猿(Australopithecus afarensis)骨架化石。俄亥俄州克利夫兰自然历史博物馆的古人类学家海尔-塞拉西说:“从我们的同事那里听到这个消息是件大事。”
海尔-塞拉西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珍宝，该地区散落着上新世的人族化石，上新世是530万至260万年前人类及其近亲南方古猿进化的关键时期。
MRD之所以重要，部分原因在于，就化石记录而言，它所处的时期几乎是空白的。它动摇了古人类进化史上最古老的分支。伦敦自然历史博物馆的古生物学家弗雷德·斯波尔说，研究人员以前认为露西的物种是从南方古猿进化而来的，这是一个从一个物种直接进化到另一个物种的“经典”案例。但是Haile-Selassie和他的同事们认为，这个头骨的特征，加上对现存化石的重新分析，表明早期人类的进化要混乱得多，而且A. anamensis和A. afarensis重叠了至少10万年。找到如此完整的标本也极为罕见。“MRD发现的是一个标志性的头盖骨，”怀特说。
并不是每个人都同意Haile-Selassie团队提出的进化重组。研究小组仍在研究头盖骨，以寻找更多关于其在史前时期位置的线索，海尔-塞拉西希望能重新考察发现地点，以丰富图片。“希望剩下的骨架还在那里，谁知道呢，”他说。
在他所有的发现中，MRD是第一位的，Haile-Selassie说。作为日常提醒，这个绰号现在出现在他的车牌号上。
二十年来，中国用于器官移植的肝脏、心脏和肾脏的来源一直存在争议。政府先是否认器官是从囚犯身上拿走的后来又承认了。该组织现在表示，自2015年以来，这种做法已经被禁止，而且所有器官都来自志愿者。但研究人员也对此提出了质疑。
澳大利亚悉尼麦考瑞大学(Macquarie University)的生物伦理学家温迪·罗杰斯(Wendy Rogers)找到了一种新的方法来揭开这个问题：研究中国移植医生的研究论文。她的团队的调查结果在2月份发表 (W.Rogers et al. BMJ Open 9, e024473; 2019)。由于医生无法证明捐赠者的同意，超过24起关于移植的报道被撤回。罗杰斯说:“如果你想想到底发生了什么，就会觉得难以忍受。”
比利时鲁汶天主教大学的计算生物学家伊夫·莫罗说，这些撤稿使这种做法成为世界上最严重的生物伦理丑闻之一，并表明科学家和出版商应该严肃对待研究伦理。
罗杰斯从学者到活动家的转变始于2015年的一次会议，会上放映了一部纪录片《难以置信》(Hard to Believe)，讨论了强迫政治犯捐献器官的问题。罗杰斯研究过澳大利亚的移植系统，对中国的情况感到震惊。2016年，她成为了国际终止中国移植虐待联盟(ETAC)的国际咨询委员会的无偿主席，这是一个位于悉尼的非营利倡导组织。根据匿名的线索，她调查了2016年《国际肝病》(Liver International)上的一篇论文，发现其中缺少捐赠者的文件，该论文于2017年被撤稿。
罗杰斯知道肯定还有很多有问题的论文。她与一组研究人员和志愿者通宵达旦地工作，筛选了数千份论文。他们发现了400多例可能使用了囚犯的器官，但他们没有说明来源。这些发表于2001年至2017年的论文报道了超过8.5万例移植手术。研究小组重点关注了17种发表了5篇或5篇以上论文的期刊。其中两份期刊做了撤稿处理。PLoS ONE对罗杰斯名单上21篇论文中的19篇进行撤稿；对另外两人的调查正在进行中。移植手术撤销了7例：包括罗杰斯清单上的6例中有5例，移植手术自己确认的2例。撤回通知说，作者没有回应，或未能给出令人满意的解释。
PLoS ONE的主编约尔格·赫伯说，他很感谢罗杰斯的团队。他的杂志现在加强了对移植论文的报道要求。对于那些没有回应的期刊，罗杰斯说，“我真的敦促他们严肃对待这件事。”
ETAC找到了杰弗里·尼斯，一位有在荷兰海牙起诉战犯经验的律师，让他写一写正在发生的事情。尼斯建议成立一个国际小组，由罗杰斯担任主席并提供证据。该小组还审议了今年发表的一篇质疑中国器官捐献计划数据的论文(M.P. Robertson et al. BMC Med. Ethics 20, 79; 2019)。
今年6月，该小组得出结论称，因宗教或政治观点而被监禁的人在中国因其器官而被杀害，这种做法可能还在继续。这份报告和罗杰斯的工作都遭到了中国的沉默。罗杰斯对中国在器官移植方面的完全透明并不乐观，但她表示，这种审查可能会阻止任何强行摘取器官的行为。
CRISPR-Cas9基因编辑系统是在不到10年前开发出来的，目前已经在临床中得到了应用。今年是许多人认为第一次发表关于它在人身上使用的报告。这项研究来自北京大学邓宏魁的实验室，研究表明了CRISPR基因编辑可以产生无限的免疫细胞，而这些免疫细胞是不受HIV感染的。
该方法旨在通过“柏林病人”蒂莫西·雷·布朗(Timothy Ray Brown)来概括成功之处。2008年，由于接受了骨髓移植治疗白血病，布朗成为已知的第一个被清除病毒的人。他的医生曾有意寻找一个基因突变的捐赠者，该基因突变会使CCR5 (HIV用来感染免疫细胞的一种蛋白质)失效。他们消灭了布朗的免疫系统，然后用供体细胞补充免疫系统，病毒就消失了。
但在布朗的骨髓捐赠者身上发现的保护性突变很少见，在中国几乎不存在。因此，作为上世纪90年代发现CCR5在艾滋病毒中重要性的团队中的一员，邓决定尝试编辑该基因。他从捐赠者的骨髓中提取了免疫匹配的造血干细胞，用CRISPR-Cas9编辑它们，然后将它们移植到一个白血病和艾滋病患者体内。他说:“我们希望完全模仿柏林的病人。”
但出于安全考虑，由于所用细胞类型难以编辑，邓使用了混合细胞进行移植；只有大约18%被修改过。患者的艾滋病毒感染仍然存在 (L. Xu et al. N.Engl. J. Med. 381, 1240–1247; 2019)。邓说，这项工作表明，CRISPR-Cas9编辑细胞可以成为骨髓移植的一部分，而不会引起不良反应。大约两年后的今天，一些经过编辑的细胞仍然留在病人的血液中。“我们最感兴趣的是坚持不懈，”他说。“这是论文的主要结论。”（本公众号曾解读过本篇文献，戳：重磅！中国科学家实现世界首例基因编辑干细胞治疗艾滋病）
但加州大学伯克利分校的生物学家费奥多尔·乌尔诺夫(Fyodor Urnov)也试图将CRISPR技术推广到临床，他表示，治疗艾滋病的失败表明，人们急于将这项技术转化为现实。之前的实验已经表明，通过其他基因编辑方法，如锌指核酸酶，获得的临床益处取决于编辑过程的效率。乌尔诺夫说，这种疗法不可能在编辑细胞比例如此之低的情况下奏效，邓和他的团队应该知道这一点。他表示:“他们的工作将成为一个反面教材。”
邓为这个实验辩护，并希望在短期内移植更多比例的基因编辑细胞。他还想开发一种方法，将细胞重新编程成更容易编辑的多能干细胞，然后将它们转换成可移植的造血干细胞。“那将是完美的，”邓说。
上世纪80年代中期，当约翰•马提尼斯(John Martinis)还是一名研究生时，他去听了一场讲座，从此开始了他的科学生涯。著名物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)讨论了利用粒子的量子特性来制造计算机的想法，这种计算机可以做传统机器做不到的事情。“我很清楚，这是一个伟大的想法，如果能付诸实践，那将是一件很棒的事情，”马提尼斯说。
10月，马提尼斯朝着费曼的梦想迈出了一大步。他领导了谷歌的一组研究人员的工作，这些研究人员宣布他们首次展示了一种量子计算机，这种计算机可以比最好的传统计算机更快地进行计算。“做这个实验是我职业生涯的顶点，”Martinis说。
这位物理学家同时在谷歌和加州大学圣巴巴拉分校工作，他花了17年的时间打造支撑量子计算机的硬件，这台计算机名为Sycamore。其核心是被称为量子位的微小超导环，在被观测到之前，量子系统似乎以多种状态存在。长期以来，物理学家们一直认为，利用量子位元之间的相互作用，可以使计算机在某些计算方面表现出色，比如探测无法搜索的数据库，破解传统的加密技术。
由70多名科学家和工程师组成的团队表明，对于一个特定的挑战——计算一种量子随机数发生器的输出范围——Sycamore可以在200秒内完成他们估计将花费一万年的最佳超级计算机的速度（尽管其他人则认为只需要几天的时间）。
这一壮举依赖于改进的硬件，降低了错误率，并以新的方式连接量子位。一些物理学家对这一里程碑的意义进行了讨论，但这项任务的实际应用有限。但是Martinis说，这个实验的重要性在于证明了一些基本的东西：物理学家对量子相互作用的理解——从小型量子系统中学到的——在更大的尺度和更复杂的情况下仍然是正确的。“这真是个好消息，”他说。
马蒂尼斯希望有更多的想法。他未来的工作重点包括制造更好的量子芯片（包括用于纠正由噪声引起的误差的母版方法），以及开放Sycamore供云系统上的外部研究人员使用，以查看是否可以运行有用的算法。一种方法是验证所谓的随机数是真正随机的。“像我这样的物理学家是不会退休的，”他笑着说。“我们有很多事情要做。”
今年9月，在美国国会就气候变化举行的听证会上，格里塔•腾贝格(Greta Thunberg)将一捆薄薄的文件递到议员们面前。这是政府间气候变化专门委员会的一份特别报告，预测了全球变暖的可怕后果。“我不想让你们听我的，我想让你们听科学家的，”她对议员们说。“我希望你们团结在科学背后，我希望你们采取真正的行动。”
科学家们花了几十年的时间来警告气候变化，但他们无法像今年的Thunberg那样引起全球的关注。这位来自瑞典的16岁女孩让他们相形见绌，很多人都为她喝彩。
“有些人可能会奇怪，为什么一个十几岁的女孩公开哀叹一个众所周知的困境，会比大多数气候研究人员多年的努力和努力获得更多的荣誉和关注，”苏黎世瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology)的气候科学家索尼娅·塞内维拉特纳(Sonia Seneviratne)说。但是Thunberg是坦率的，她的愤怒没有掩饰，这是强大的，Seneviratne说。“作为科学家，我们通常不敢用如此真诚的简单来表达真相。”
许多研究人员特别称赞腾贝格将人们的注意力集中在气候变化及其灾难性影响上。塞内维拉特纳说，她所取得的成就应该能够激励气候研究人员在政治行动缓慢的情况下继续他们的科学研究。
“Greta鼓舞了科学家、活动家和政策制定者，”华盛顿忧思科学家联盟(Union of Concerned scientists)气候与能源项目主任安吉拉•莱德福德•安德森(Angela Ledford Anderson)表示。今年7月，德国总理安格拉•默克尔(Angela Merkel)宣布了削减碳排放的全面措施，并承认，顿贝格引发的抗议“促使我们采取行动”。
但安德森说，也许腾贝格对下一代科学家的影响最大。她说:“她对年轻人的动员表明，正在成长的一代希望科学为政策提供信息，并可能激励许多人自己成为科学家。”