科技日報記者 張夢然

25日，由科技日報社主辦、部分兩院院士和媒體人士共同評選出的2023年國際十大科技新聞揭曉。

入選的2023年國際十大科技新聞分別是：

·活體組織中“長出”電極

·雄性小鼠產(chǎn)生功能性卵細胞

·雙縫實驗在時間維度重建

·國際團隊公布引力波背景輻射劃時代發(fā)現(xiàn)

·單原子X射線信號首次探到

·人類Y染色體組裝與分析完成

·神經(jīng)網(wǎng)絡設計出全新蛋白質(zhì)

·中國國家太空實驗室正式運行

·迄今最全人腦細胞圖譜發(fā)布

·大型語言模型不斷迭代升級

01

活體組織中“長出”電極

生物體和技術之間的物理界限正在變得模糊。

瑞典研究人員通過注入以酶作為“組裝分子”的凝膠，再利用人體分子作為觸發(fā)器，首次成功地在活體組織中培育出電極。今年2月發(fā)表在《科學》雜志上的這項成果，為在生物體中形成完全集成的電子電路鋪平了道路。

活體組織中培育電極在微制造電路上測試的可注射凝膠。圖片來源：托爾·巴克希德/《科學》

瑞典林雪平大學、隆德大學和哥德堡大學研究團隊將神經(jīng)組織與電子設備連接了起來。通常來說，剛性電子設備和軟組織之間的不匹配，可能會損害脆弱的生命系統(tǒng)。但該團隊使用可注射凝膠直接在體內(nèi)制造出軟電極。注射到活體組織后，凝膠中的酶分解體內(nèi)的內(nèi)源代謝物，從而引發(fā)凝膠中有機單體的酶聚合，將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、柔軟的導電電極。研究人員通過將凝膠注射到斑馬魚和藥用水蛭中，驗證了這一過程。凝膠在兩種生物體中聚合并在組織內(nèi)“生長”出了電極。

這種直接在活體組織內(nèi)創(chuàng)建電子電路的方法，提供了通過神經(jīng)系統(tǒng)電信號或調(diào)節(jié)神經(jīng)回路就能治療疾病的途徑。

02

雄性小鼠產(chǎn)生功能性卵細胞

這是一項能啟發(fā)或推動未來生育力的研究。

《自然》雜志3月發(fā)表的論文報告了一項干細胞研究重磅成果：將雄性小鼠干細胞轉(zhuǎn)化為雌性細胞并產(chǎn)生功能性卵細胞。這些卵細胞在受精后得到的胚胎中，約有1%能產(chǎn)生健康的后代。

雄配子和雌配子——分別為精子和卵母細胞（卵子），由名為原生殖細胞的一類干細胞產(chǎn)生。這些干細胞分化成配子，需要性染色體發(fā)揮正常功能。

此前有研究探索過改變原生殖細胞性別的可能性，結果發(fā)現(xiàn)配子的產(chǎn)生或是減少，只能產(chǎn)生生育力很低的細胞。但這一次，日本九州大學林克彥團隊報告了利用多能干細胞有可能產(chǎn)生更健全的卵細胞。團隊使用了成熟雄性小鼠尾巴的皮膚細胞（攜帶XY染色體），并把這些細胞轉(zhuǎn)化成誘導多能干細胞。他們將這些干細胞進行體外培養(yǎng)，這個過程會產(chǎn)生一部分罕見缺失Y染色體的細胞（約占6%的培養(yǎng)細胞），即XO細胞。

這些XO細胞在培養(yǎng)基中的繼續(xù)發(fā)育能誘導X染色體的復制。使用干擾細胞分裂的逆轉(zhuǎn)素藥物處理細胞，能提高X染色體的復制效率。最后得到的雙X染色體的細胞被誘導分化為原生殖細胞樣細胞，再分化成卵細胞，這些卵細胞經(jīng)過受精并植入一個小鼠的子宮后，產(chǎn)生了可存活的后代。

盡管仍需更嚴格地評估將雄性細胞變成雌性細胞對于基因組穩(wěn)定性的影響，但這一重磅成果對于未來的研究和應用十分重要。

03

雙縫實驗在時間維度重建

英國科學家托馬斯·楊在19世紀對光波干涉的觀察是物理學史上最具標志性的實驗之一，對量子物理學產(chǎn)生了深遠影響。現(xiàn)在，它有了新進展。

今年4月，英國科學家借助一種能在飛秒（千萬億分之一秒）內(nèi)改變特性的“超材料”，在時間而非空間維度重現(xiàn)了著名的雙縫實驗。最新實驗揭示了更多光的基本性質(zhì)，也為創(chuàng)造出能在空間和時間尺度上精細控制光的終極材料奠定了基礎。