來源：化學與材料科學

最新一期美國Science公布了2025年度十大科學突破評選結(jié)果。

其中，全球可再生能源在中國的引領下迅猛發(fā)展位列榜首，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所和河北地質(zhì)大學聯(lián)合團隊發(fā)現(xiàn)哈爾濱古人類是丹尼索瓦人、華中農(nóng)業(yè)大學團隊發(fā)現(xiàn)水稻耐高溫“基因開關”兩項成果亦榜上有名。

中國引領全球可再生能源迅猛發(fā)展

內(nèi)蒙古鄂爾多斯市達拉特旗光伏基地（無人機照片）。新華社記者 李志鵬 攝

《科學》雜志指出，今年以來，全球可再生能源以太陽能和風能為主快速增長，其新增發(fā)電量已覆蓋上半年全球新增用電，并在總量上超過化石能源。中國是推動這一轉(zhuǎn)型的關鍵力量，通過大規(guī)模發(fā)展太陽能電池板、風力發(fā)電機和鋰電池儲能系統(tǒng)，鞏固了全球領先地位。

同時，依托中國低成本制造，小型屋頂光伏系統(tǒng)在全球快速普及，為歐洲、南亞及“全球南方”的數(shù)百萬家庭提供可靠、經(jīng)濟的能源保障。

定制化基因編輯用于治療罕見病

患有罕見遺傳病的嬰兒KJ·馬爾登在醫(yī)院。圖片來源：費城兒童醫(yī)院

5月，美國費城兒童醫(yī)院與賓夕法尼亞大學醫(yī)學院研究團隊成功為一名患有罕見遺傳病的嬰兒實施了定制化基因編輯治療。這是基因療法首次在人類患者中實現(xiàn)定制化臨床應用，為開發(fā)針對其他罕見病的定制化基因療法奠定了基礎。

兩種抗淋病新藥獲批

耐藥性淋病奈瑟菌已在全球范圍內(nèi)傳播。圖片來源：《科學》雜志網(wǎng)站

今年，兩種新型淋病藥物在大規(guī)模臨床試驗中表現(xiàn)出色，獲美國食品和藥物管理局（FDA）批準，成為數(shù)十年來首批針對該病的新藥。

新藥吉泊汀（Gepotidacin）和唑氟達星（Zoliflodacin）作用于細菌DNA復制關鍵酶，療效顯著且安全，可口服，避免注射。吉泊汀已獲批用于尿路感染，并在淋病中表現(xiàn)同樣出色。FDA允許類似定制藥物合并進行臨床試驗，為未來更多抗耐藥淋病藥物研發(fā)鋪平道路。

神經(jīng)元成癌細胞轉(zhuǎn)移“幫兇”

在癌細胞培養(yǎng)物中生長的神經(jīng)細胞（染成了綠色）。圖片來源：英國《新科學家》網(wǎng)站

6月，美國南阿拉巴馬大學和得克薩斯大學健康科學中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元可通過隧道納米管向癌細胞轉(zhuǎn)移線粒體，增強線粒體的能量代謝、干性及抗應激能力，從而促進癌癥轉(zhuǎn)移，尤其在腦轉(zhuǎn)移灶中富集。這一發(fā)現(xiàn)為理解癌癥轉(zhuǎn)移的代謝基礎提供了全新視角。

魯賓天文臺打開“天穹之眼”

薇拉·C·魯賓天文臺。圖片來源：魯賓天文臺

今年，薇拉·C·魯賓天文臺在智利建成，將開啟全新的天文觀測方式。它每3天掃描一次全天空，持續(xù)10年，將生成前所未有的詳細數(shù)據(jù)。

魯賓天文臺將大幅增加已知太陽系天體數(shù)量，有望發(fā)現(xiàn)假設中的第九行星；觀測宇宙爆炸事件，研究星系形成與演化；揭示暗物質(zhì)與暗能量對宇宙的作用。

哈爾濱古人類是丹尼索瓦人

丹尼索瓦人在其生活環(huán)境中的復原場景。圖片來源：英國《新科學家》雜志

丹尼索瓦人到底長什么樣？這個問題一直困擾著科學界。

據(jù)今年6月發(fā)表的兩篇論文，基于古蛋白和古DNA分析法，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹團隊與河北地質(zhì)大學季強團隊合作，對在哈爾濱發(fā)現(xiàn)、距今至少14.6萬年的一塊近乎完整古人類頭骨展開深入研究，發(fā)現(xiàn)哈爾濱古人類是丹尼索瓦人，線粒體屬于已知早期丹尼索瓦人支系。這一發(fā)現(xiàn)破解了丹尼索瓦人的長相之謎。

大型語言模型助力科研發(fā)現(xiàn)

DeepMind的Gemini LLM在國際奧數(shù)競賽中獲金牌。圖片來源：DeepMind官網(wǎng)

今年，大型語言模型（LLM）在科學研究中展現(xiàn)出驚人能力。

在數(shù)學領域，深度思維公司（DeepMind）的Gemini LLM在國際數(shù)學奧林匹克競賽中獲得金牌，OpenAI的GPT-5在組合數(shù)論和圖論中取得新進展，攻克了多年未解的難題；在化學領域，微調(diào)后的Meta Llama LLM僅用15次實驗就找出新反應的最佳條件，大幅節(jié)省時間和成本；在生物學領域，谷歌AI“聯(lián)合科學家”系統(tǒng)快速發(fā)現(xiàn)治療肝纖維化的新候選藥物，并在2天內(nèi)復現(xiàn)細菌DNA寄生擴散機制的研究成果。

μ子磁異常之謎塵埃落定

這是費米實驗室μ子g-2實驗裝置的俯視圖。圖片來源：費米實驗室

國際粒子物理學家團隊6月公布了μ子磁異常的第三次也是最后一次測量結(jié)果。最終結(jié)果與此前于2021年和2023年公布的兩次結(jié)果完全一致，但精度大幅提升至十億分之127（127 ppb），超過最初設計時設定的140ppb目標。結(jié)果刷新了全球?qū)Ζ套哟女惓５臏y量紀錄。

值得注意的是，在最新理論對照中，科學家采用格點量子色動力學方法，凸顯了該方法在高精度粒子物理研究中的關鍵作用。

異種移植刷新紀錄

麻省總醫(yī)院腎移植醫(yī)療主任萊昂納多·里埃拉在蒂姆·安德魯斯接受豬腎移植手術(shù)后查看他的情況。圖片來源：美國《連線》雜志網(wǎng)站

今年，異種移植取得關鍵突破。借助基因工程改造的豬器官，研究人員顯著延長了動物器官在人體內(nèi)的存活時間。一名美國患者接受的69處基因改造豬腎在體內(nèi)工作近9個月，刷新工程化豬腎移植紀錄；在中國，一名女性移植的僅改造6個基因的豬腎也維持了幾乎同樣長的時間。這些成果遠超此前維持紀錄。盡管挑戰(zhàn)猶存，今年的突破無疑讓異種移植距離真正走向臨床應用更近一步。

中國科學家發(fā)現(xiàn)水稻耐高溫“基因開關”

稻農(nóng)在夜間忙插秧。圖片來源：視覺中國

今年4月，華中農(nóng)業(yè)大學科研團隊發(fā)現(xiàn)關鍵基因QT12可幫助水稻抵御夜間高溫帶來的減產(chǎn)和品質(zhì)下降。

他們在夜間高溫區(qū)比較533個品種，發(fā)現(xiàn)QT12決定水稻對夜溫的耐受性：易受熱品種的QT12在高溫夜被激活，淀粉結(jié)構(gòu)紊亂，米質(zhì)下降；攜帶耐熱型QT12的品種則保持產(chǎn)量和米質(zhì)。將該等位基因?qū)肷虡I(yè)品種“華占”，在高溫夜條件下產(chǎn)量提升78%，粉質(zhì)米比例顯著下降。該基因可通過育種或基因編輯推廣，未來或應用于其他糧食作物。

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