北京時間12月13日，美國《科學》雜誌網站公佈了2024年度十大科學突破評選結果。其中，中國科學家發現迄今最古老的多細胞真核生物化石榮登榜單。這十大突破如下。
一針管半年的預防藥問世
艾滋病是由人類免疫缺陷病毒（HIV）感染引起的疾病。一種名為來那卡帕韋（即Lenacapavir）的注射藥物，每次注射可保護人體長達6個月。6月，一項針對非洲青少年女性和年輕女性的大型有效性試驗報告稱，這種注射藥物將HIV感染率降至零，有效性高達驚人的100%。
來那卡帕韋，注射一針效果管半年的防艾滋新藥，有效性可達100%，獲評2024年《科學》雜誌年度突破之首。
地幔“巨浪”推動大陸高地崛起
長久以來，科學家們一直認為懸崖和高原是兩種截然不同的地質現象，分別由不同的過程驅動。但今年英國南安普頓大學地球科學家的一項研究表明，陡峭的懸崖和高原是由大陸分離時在地球中層引發的同一“巨浪”造成的。當構造板塊斷裂時，會在地球深處引發強大而緩慢的地幔波，進而導致大陸表面上升一千米以上。
地幔深處湧動的波浪可能將南非的中部高原抬升了起來。
最早多細胞真核生物“現身”
今年1月，中國科學院南京地質古生物研究所研究員朱茂炎團隊在華北燕山地區16.3億年前地層中發現迄今最早多細胞真核生物化石。這一發現將多細胞真核生物出現的時間進一步提前了7000萬年。
中國距今 16.35 億年的串嶺溝組出土了微小的藻類化石。
第三種磁性材料發現
鐵磁性和反鐵磁性一直被認為是材料的兩種主要磁序。2019年，研究人員預測，第三種磁性型別，即交變磁性，能兼具鐵磁性和反鐵磁性兩者的特性。今年，多個研究小組證明了存在這一磁性材料。而擁有該特性的交變磁體未來可用於製造自旋電子計算機。
在交變磁體中，相鄰原子會旋轉，其磁自旋也會翻轉。
“星艦”實現“筷子夾火箭”
10月13日，SpaceX“星艦”第五次試飛成功。升空7分鐘後，其助推器在降落時由發射塔上被稱作“筷子”的機械臂“夾住”，首次實現在半空中捕獲回收。這一壯舉是SpaceX向完全可重複使用火箭系統邁進的重要里程碑。
6月，美國太空探索技術公司（SpaceX）的巨型“星艦”（火箭在得克薩斯州進行了一次重要的飛行測試，並順利升空。圖源：SpaceX
藻類固氮“神器”首次發現
教科書告訴我們，生物固氮只發生於細菌和古菌中。而今年4月，美國研究人員發現了第一種固氮真核生物，其透過一種名為“硝基質體”（Nitroplast）的新型細胞器來固定氮氣，這顛覆了以往真核生物（如動植物）無法直接從大氣中固定氮氣的認知。
布拉魯德磷藻帶有黑色箭頭指向的“硝基質體”細胞器，用於固定氮氣。圖源：美國加州大學聖克魯茲分校
靶向農作物害蟲的RNAi殺蟲劑上市
今年，美國環境保護局批准可噴灑RNAi生物農藥Calantha上市，專門用於防治馬鈴薯頭號害蟲——馬鈴薯甲蟲。這種新的、精確的方法將比現有的化學物質更安全。
與現有的商用殺蟲劑不同，基於RNA干擾的殺蟲劑針對的是特定的害蟲。
詹姆斯·韋布空間望遠鏡探索宇宙黎明
自2022年詹姆斯·韋布空間望遠鏡“睜眼”以來，其觀測到的宇宙黎明時期星系數量遠超預期。今年，對這些星系古老光線的詳細研究進一步揭示了其背後的原因。
在詹姆斯·韋布太空望遠鏡拍攝的首張遙遠宇宙影象中，出現了一群明亮的星系。
古代DNA揭示千年前家族關係
今年，利用從古代骨骼和牙齒中提取的DNA，一系列研究為數千年前的家庭重建了“家族樹”，為人們提供了有關遠古時期人口遷徙和親屬關係等新見解。
公元7世紀，一名男子被埋葬在匈牙利，如今他有了家族歷史記錄。
CAR-T療法用於自身免疫性疾病
今年，一系列新的臨床試驗測試了CAR-T療法在自身免疫性疾病中對抗B細胞的能力。例如，2月，德國研究人員報告，15名接受CAR-T療法的嚴重自身免疫性疾病患者在中位隨訪15個月的時間內（最短隨訪時間為4個月，最長為29個月），疾病均得到緩解或症狀大幅減輕，並已停止使用所有免疫抑制劑和抗炎藥物。
嵌合抗原受體T細胞（CAR-T，粉色）緊緊包圍並摧毀一個B細胞。今年，CAR-T療法在治療狼瘡等自身免疫性疾病方面取得了重大進展。
（除標註外，圖源《科學》雜誌）
