今年，科研領域又誕生了諸多令人驚奇的發現。透過科研機構個平臺發布的海量研究成果，學界學者們越來越感受到——這些振奮人心的進展，每一條都與我們息息相關。它們涵蓋了天文、環境、物理、化學、醫學等各個領域，包括我們比較熟悉的機器狗學習算法、接近室溫超導體的發現、精確編輯基因、人類近親等進展。
以下是《自然》最新評選出的今年的十項最重要研究相關論文，我們可以借此一瞥今年最具代表性的突破：
全球魚類捕獲物中微量元素的豐富度——Daniel Pauly
魚類體內擁有人體需要的微量元素，有助于預防營養缺乏癥。但有些地區已經沒有足夠魚吃，或者吃的并不是新鮮魚肉，從而導致人體營養缺乏。
科學家們針對全球43個國家/地區，繪制了從漁獲物中獲取的魚源營養與這種疾病的流行之間的關系圖。他們的數據表明，某些發展中國家的漁獲量應足以滿足其人口的關鍵微量營養素需求。但是，在許多發展中的熱帶國家中，很大一部分當地漁獲物被出口，又或者在當地用來加工生產魚粉，然后將其出口并用于飼養養殖魚。
當地漁業中，有許多原本為區域市場提供產品的，現在改成生產魚飼料，為養殖魚供貨了。這不會減輕野生魚類的壓力。此外，它剝奪了低收入人群以前可以負擔得起的，食用營養豐富的當地魚類的機會。最初研究發表在：《自然》 574，95–98（2019）。
突變亨廷頓蛋白的選擇性清除——Huda Y. Zoghbi
亨廷頓氏病是由亨廷頓蛋白（HTT）中的谷氨酰胺氨基酸殘基異常長時間異常拉伸引起的。細胞通過自噬降解突變的亨廷頓蛋白（mHTT），這是一種清除機制，它依靠一種叫做自噬小體的囊泡，來吞噬蛋白質。
因此研究人員提出推測：同時能夠與突變型聚谷氨酰胺束、駐留在自噬體中的蛋白質LC3B結合的化合物，會不會導致吞噬并增強mHTT的清除率？作者進行了小分子篩選，以鑒定候選化合物，并在反篩選中使用了野生型HTT，以排除與蛋白質的正常形式結合的化合物。
最后，團隊找到了4種化合物，可以在3種物種的亨廷頓氏病模型中產生功能改善，緩解他們的病情。這種治療策略也可能對涉及多聚谷氨酰胺擴展的疾病有用。最初研究發表在：《自然》 575，203–209（2019）。
海王星的新衛星——Anne J. Verbiscer
1989年，美國宇航局（NASA）太空船旅行者2號（Voyager 2）發現了海王星的六顆衛星，這些衛星位于該行星最大的衛星特里頓（Triton）的軌道內部。報告發現了第七顆內在的衛星，它被命名為Hippocamp。該衛星最初被指定為S / 2004 N 1和海王星XIV，在2004-05和2009年由美國宇航局哈勃太空望遠鏡拍攝的圖像中被發現，然后在2016年進一步拍攝的圖像中得到證實。它只有34公里寬，與較大的衛星同類比較，它的體積很小，繞著海王星的Proteus軌道運行，Proteus是海王星的第二大衛星。由于新衛星與Proteus的關系以及兩個天體在海王星內部系統歷史中可能扮演的角色，這一發現無疑令人著迷。最初研究發表在：《自然》 566，350–353（2019）。
接近室溫條件下實現的超導性——James J. Hamlin
被稱為超導體的材料，通常以100％的效率傳輸電能。它們具有廣泛的應用，例如醫院的核磁共振成像。但是，這些應用受到阻礙，主要是因為僅在遠低于室溫（295開爾文）的溫度下才存在超導狀態。
報告的幾個關鍵結果證實，當壓縮到大于大氣壓的一百萬倍的壓力時，富含氫的氫化鑭化合物會在250 K時變成超導。在接下來的幾年中，實驗可能會集中在尋找在其他加壓的富氫材料中具有超導性。考慮到只有一小部分可能的富氫系統已經在如此巨大的壓力下進行了實驗，因此在不久的將來實現室溫超導夢想的可能性，似乎比以往任何時候都要大。
最初研究發表在：《自然》 569，528–531（2019）。
CRISPR工具可實現精確的基因組編輯——Randall J. Platt
科學家們在開發基因編輯工具方面取得了巨大進展。但是由于工具依賴于復雜而競爭的細胞過程，因此似乎已經對基因編輯的效率和精確度造成了根本的限制。CRISPR這個“搜索和替換”工具，已經可以精確地編輯基因。在整個的過程中，RNA向導的“搜索”部分將Cas9蛋白引導至DNA靶標中的特定序列，在其中剪切兩條DNA鏈之一。然后，逆轉錄酶會產生與指南“替換”部分中的序列互補的DNA，并將其安裝在切口的一端，以取代原始DNA序列。DNA修復然后產生完全編輯的雙鏈體，幾乎完全避免了之前不完美的編輯。最初研究發表在：《自然》 576，149–157（2019）。
格陵蘭島的冰下甲烷釋放——Lauren C. Andrews
冰川和冰蓋下的沉積物蘊藏著碳儲量，在某些條件下可將其轉化為甲烷（一種有效的溫室氣體）。 Lamarche-Gagnon等。目前，直接測量了夏季從格陵蘭冰原的陸地終止冰川排出的水中溶解的甲烷。水中的甲烷過飽和，釋放到大氣中的甲烷數量可與其他陸地河流相媲美。因此，冰下沉積物可以作為甲烷的局部來源，從而證實了其他研究的結果。
通過論證格陵蘭冰川下環境的甲烷持續通量隨冰川下融水排放效率的變化而進一步發展。這項研究提供了一個示例，說明我們的行星冰冷域如何以意想不到且可能重要的方式與周圍的地球系統相互作用。最初研究發表在：《自然》 565，73-77（2019）。
父系線粒體的命運——Thomas G. McWilliams和Anu Suomalainen
真核生物（例如動物、植物和真菌）的DNA存儲在兩個細胞區室：細胞核和線粒體細胞器中。健康人的線粒體DNA（mtDNA）分子基本相同。但是，在患有由mtDNA突變引起的疾病的人中，正常和突變的mtDNA分子通常共存于單個細胞中，這種情況稱為異質性。
線粒體DNA被認為僅來源于母體卵細胞，沒有父系貢獻，但研究人員們對這一結論發起了質疑和挑戰，并確定了由雙親線粒體遺傳引起的mtDNA異質性的三個家族。先前的研究表明，線粒體吞噬是細胞“吃掉”自身線粒體的過程，在選擇性消除父體線粒體中起一定作用。因此，父系mtDNA傳播的這些罕見情況，可能歸因于線粒體更新不足。
最初研究發表在：《科學美國》115，13039–13044（2018）。
奔跑的機器狗——Hod Lipson
人類可以運用相對的拇指和精細的運動技能來完成任務，例如毫不費力地剝掉柑桔的皮或在黑暗的走廊中尋找正確的鑰匙。
盡管步行和抓握對于許多生物來說都很容易，但是眾所周知——機器人這種仿人的“非生物”的步態運動和手動靈活性，都比較差。即使是在模擬中表現出色的機器人，越過幾次看似很小的實體障礙，也會被絆倒。
Hwangbo等人在《科學機器人》（Science Robotics）上發表的報告指出，數據驅動的設計機器人軟件的方法可以提高機器人的運動技能。他們使用ANYmal機器人（如圖所示）演示了他們的方法，該機器人是中型狗大小的四足動物系統，最初研究發表在：Sci. Robot 4，eaau9354（2019）。
“雙擊”產生的“化學庫”——Joseph J. Topczewski和En-Chih Liu
銅催化的反應，稱為CuAAC反應，是點擊化學的典型代表。如果反應（尤其是）操作簡單，又高產，并適用于多種化合物，但選擇性極高，則將其定義為點擊化學。這時候發生反應的化學基團只能相互反應。CuAAC反應已在許多學科中使用，但如果更廣泛地使用結構復雜的疊氮化物（包含N3基團）作為反應物，其應用范圍將會更大。
如今，中科院Meng教授團隊發現，FSO2N幾乎可以與任何一級胺 (帶有NH2基團) 反應，并且產率接近100%。報告指出，氟磺酰疊氮化物（FSO2N3）與幾乎所有伯胺（含有NH2基團的化合物）反應，可得到接近100％的相應疊氮化物收率，并使用它們的試劑制備了1,224個疊氮化物庫。他們的反應符合點擊化學的速度、廣度和效率標準。而且，所制備的疊氮化物溶液可以直接用于CuAAC反應中。最初研究發表在：《自然》 574，86-89（2019）。
在亞洲發現的未知人類近親物種——Matthew W. Tocheri
近年來的發現，使學界重新審視“亞洲人是從非洲遷移到亞洲大陸”的舊觀念。Détroit團隊，在菲律賓發現了人類的近親物種，并命名為Homo luzonensis (呂宋人) 。
報告說，人類親屬的非凡發現無疑將引發大量科學辯論。 這個新發現的物種在菲律賓被發現，并命名為lumoensis。
研究人員提供了更多的證據，表明直立人可能不是唯一踏遍地球的早期人類。H. luzonensis中觀察到的有趣的特征組合提出了有關該物種的起源及其與其他人類親屬的關系的疑問。可以肯定地說一件事——我們在亞洲的人均氨基酸進化圖變得更加混亂、更加復雜，并且更加有趣。最初研究發表在：《自然》 568，181–186（2019）。
