2005年7月1日  美国《科学》周刊309卷   第5731期   提要

参考SCIENCE CHINA 如有出入，以原文为准

专题部分：125个大的科学问题

《科学》第一期出版于1880年7月3日。本期的专题部分通过探讨有关我们宇宙的最重要的、还没有解决的125个科学问题，来庆祝《科学》出版125周年。宇宙是由什么制造的？意识的生物学基础是什么？这个世界是否能够维持不断增长的人口和消费？编辑们最初的打算是选出代表我们目前科学知识欠缺的25个问题。但《科学》的评审编辑委员和资深编辑部共推荐了100多个候选题目，这些题目都很有意思，很难做出取舍。《科学》新闻部主编Colin Norman 说，“有些问题是很自然的选择；有些问题的选择在于它们的基本性质---对这些问题的回答将为几个科学领域提供更深的见解；还有些问题对目前的政策至关重要，比如有关HIV和气候变化的。”所以编辑们最终给出了一个125个问题的单子，在本期的专题部分，《科学》的新闻部对其中的在今后25年中有望解决、或至少知道如何解决的25个问题做了深入的报道。
专题介绍：What Don't We Know?, Donald Kennedy and Colin Norman

纳米技术在发展中国家

纳米技术也许会成为象蒸汽发动机、电、或互联网一样的变革性技术。纳米科学和纳米技术也许也是第一个一大批来自第三世界国家的科学家和技术人员选择在自己所在国家从事其研究的现代前沿科学领域。本期“科学论坛”的作者指出，第三世界国家的政府正在采取更成熟和有效的科学技术政策，这也许能帮助缩小北半球和南半球在纳米科学和纳米技术上的差距。Mohammed Hassan描述了一系列帮助促进全球纳米科学和纳米技术发展的应该采取的政策，包括在撒哈拉以南非洲地区和其它欠发达地区创立纳米技术的优秀研究中心，在科学研究能力较强和科学研究能力不够强的发展中国家之间建立新的交流网和合作关系，以及提倡针对发展中国家所面临的问题（比如安全的饮用水、廉价的可再生能源、减少HIV/艾滋病传播的胶剂）的研究项目投资的政策。
科学论坛：Small Things and Big Changes in the Developing World, Mohamed H. A. Hassan

纳米科学在中国

纳米科学和纳米技术是在二十世纪80年代在中国起步的，现在有迹象表明中国可能在这个领域成为全球的领先。纳米科学和纳米技术指从原子到细胞在纳米尺度上研究和操纵物质。本期“科学全球之声”的作者是中国纳米科学研究者白春礼，他曾帮助中国向这个前沿领域发展。虽然中国还没有象美国、日本、或德国那样大的对即将到来的纳米时代的投资，但是中国的研究人员正在做出越来越重要的发现和发展。比如，中国纳米材料的研究开始引人注目，中国科学家制造出了碳纳米管的纺线，最终也许能够用来编制各种物品，比如防弹或抵抗电磁波的背心。白春礼预测，中国在即将到来的纳米时代将会成为决定纳米科学和纳米技术如何发展的最有影响力的国家之一。
科学与社会短文：Ascent of Nanoscience in China, Chunli Bai

给单个分子连导线

一个新技术应该能帮助研究人员将导线连接到单个分子的两个相反的端上，这是制造纳米尺度的三级管、二极管、以及其它电子线路元件的必不可少的一步。由Lidong Qin和同事发明的这个方法被称为线上蚀刻(on-wire lithography)，它能产生纳米尺度的导线，导线是的两段长的中间加一段短的。长段和短段用的是不同类型的金属，整个导线的一边被一层不溶解的二氧化硅覆盖。短段可以被溶解掉，而且从理论上来说，可以在其留下的空隙中插入一个分子。在一片相关的“研究评述”中，Charles Martin和Lane Baker 指出，下一步是制造小于5个纳米的空隙，以及将单个分子而不是聚合分子插入到这些空隙中来。
报告：On-Wire Lithography, Lidong Qin, Sungho Park, Ling Huang, Chad A. Mirkin
研究评述：Expanding the Molecular Electronics Toolbox, Charles R. Martin and Lane A. Baker

对付B族链球菌的单一疫苗？

意大利和美国的研究人员找到了一个四个蛋白的组合，这个组合也许能成为来抵抗多株B族链球菌的“通用”疫苗，B族链球菌是威胁新生儿生命的感染的主要原因。在美国，大约25%到40%的孕妇的产道携带这种细菌。Domenico Maione和同事说，尽管使用了抗菌素，每年仍有大约2500个婴儿降生时被这个细菌感染，大约有100个新生儿因此死亡。他们说，许多专家认为，从长远来讲，有效的疫苗是减少这种疾病发生的唯一途径。目前，几种疫苗正在临床试验阶段，但是这些疫苗可能只对发达国家中最常见的细菌株有效。为了寻早一个可能的“通用”疫苗，研究人员分析了代表世界上诱发疾病的最常见的8个B族链球菌株的基因组。他们发现一个四个蛋白的组合能使小鼠具有对感染的广泛的抵抗力。这些研究人员指出，他们的研究所使用的多基因组分析和筛选给通常的发现可能的疫苗候选物提供了一个强有力的方法。
报告：Identification of a Universal Group B Streptococcus Vaccine by Multiple Genome Screen, Domenico Maione, et al.

正确指示药物的靶标

我们现在用的许多药物被发现时，人们并不知道该药物所作用的分子靶标。如今韩国的研究人员开发出一个在活细胞中正确指示药物的蛋白靶标的技术。这种信息对了解药物的有效作用和副作用来说是至关重要的，对在大量小分子的文库中筛选有某个具体作用的生物化学研究也是重要的。Jaejoon Won和同事给他们的技术取名"MAGIC"，这是英文“基于磁性的相互作用捕捉(magnetism-based interaction capture)”的缩写。在这个技术中，首先需要给候选靶标蛋白带上荧光标记。然后，将被检测的分子用一种超顺磁纳米粒子包起来，并将其注入到细胞中，该分子在细胞中与靶标蛋白结合。最后用一个外加磁场使靶标蛋白集中起来，如果正确的靶标被标记，荧光信号将会增强。
报告：A Magnetic Nanoprobe Technology for Detecting Molecular Interactions in Live Cells, Jaejoon Won, et al.