2020年，不仅仅是疫情肆虐的一年，也是奇迹诞生的一年，在生命科学领域，仍有硕果累累，灾难从未使人类停止探索的脚步。 2020年生命科学重大事件
世界首个人类细胞图谱
浙江大学医学院郭国骥教授团队的世界首个人类细胞图谱在线发表于《自然》。而在两年前，该研究团队在《细胞》上发表了世界首个小鼠细胞图谱。
该成果论文建立了人类细胞图谱的基本框架；发现成人非免疫细胞的广泛免疫激活；提出体内干细胞和祖细胞的分化过程是一个细胞基因表达从混乱到有序的过程；并认为基因组中的调节子预先决定了分化终端的稳定状态。
现在建立正常细胞的单细胞转录组的数据库，可以用于再生医学种子细胞的鉴定。未来如推广到疾病细胞图谱，便有可能的运用到疾病的单细胞水平诊断上。细胞图谱的数据对于理解疾病的发生会有重要的意义，但临床治疗方面的应用尚需要更多的积累。
郭国骥教授团队对60种人体组织样品和7种细胞培养样品进行了Mi-crowell-seq高通量单细胞测序分析，系统性地绘制了跨越胚胎和成年两个时期、涵盖八大系统的人类细胞图谱。
此外，通过跨时期、跨组织和跨物种的细胞图谱分析，团队揭示了一个普适性的哺乳动物细胞命运决定机制：干细胞和祖细胞的转录状态混杂且随机，而分化和成熟细胞的转录状态就变得分明且稳定，也就是说，细胞分化经历了一个从混乱到有序的发展过程。
该研究首次从单细胞水平上全面分析了胚胎和成年时期的人体细胞种类，研究数据将成为探索细胞命运决定机制的资源宝库，研究方法将对人体正常与疾病细胞状态的鉴定带来深远影响。
化滩涂为良田盐碱地里稻花香
在我国北方辽宁盘锦，袁隆平院士和他的研究团队6‰耐盐碱水稻筛选种植获得初步成功，平均亩产300公斤以上，这意味着，“海水稻”在我国北方广阔的盐碱土地上初步具备了推广意义和价值。“海水稻”，学名耐盐碱水稻，是指能够在一定盐（碱）度的盐碱地上生长的水稻。它适应能力强，不仅抗盐碱，还抗风、抗涝、抗病虫害。
此次试验基地筛选耐盐碱水稻品种209份、优质水稻品种100份、本域优质水稻品种12份进行繁育。试验田选择位于辽河入海口的130亩地，但自然条件下引入的海水对于培育6‰耐盐碱水稻来说，浓度仍然不够。试验站引进智能化设备，在试验田附近打了一口含盐量为22.4‰的深井。确保盐水稀释后浓度达到6‰再进行灌溉，保障筛选、繁育试验的成功。经过不懈努力，目前已初步筛选出耐盐碱及优质水稻品种30余份，其中科研难度最大的6‰耐盐碱水稻品种6份。
“化滩涂为良田，盐碱地里稻花香”，是袁隆平院士及其团队立下的铮铮誓言。
随着土壤的改良和种植技术的进步，“海水稻”的产量会逐年提高，从前一文不值的盐碱地会变成抢手的“香饽饽”。
新冠疫苗研发
“我希望人类在凝视深渊后会变得更聪明，意识到我们是多么的脆弱。”前牛津大学热带病学教授杰里米法拉说。
新冠让超百万条鲜活生命离开了这个世界。为应对这场人类社会的重大灾难，史无前例的疫苗高速开发和测试大幕拉开了。截至2020年12月10日，全球有162种候选疫苗正处于研发阶段，其中52种候选疫苗已经进行临床试验。《科学》杂志称，“从未有如此多的候选疫苗几乎同时开展大规模有效性试验，政府、企业、学术界和非营利组织也从未在这样短的时间里在同一种传染病上投入如此多的财力、人力和精力。”
突出的例子如美国制药企业辉瑞的疫苗研发主管凯瑟林·简森带领的团队，在破纪录的210天里推出了一支通过临床验证的疫苗；中国工程院院士、军事科学院军事医学研究院研究员陈薇领衔团队研发的“Ad5腺病毒载体疫苗”，在全球范围内第一个进入Ⅱ期临床试验，给世界人民带来希望。
最强逆转艾滋病病毒潜伏方法
谈“艾”变色，根源仍是对其缺乏了解。艾滋病由人免疫缺陷病毒（HIV）引起，而HIV就是一种逆转录病毒，其无法治愈的原因，是因为目前的抗逆转录病毒治疗，都不能彻底清除HIV感染，这种病毒会在细胞中潜伏，以此方式“躲避”免疫系统。
亦因此，在长期病毒抑制治疗后清除病毒感染一直是研究的焦点。科学家们设计出了“激活并杀死”的方法，先将病毒从潜伏的受感染细胞中驱赶出来再进行清除。可惜，在2020年以前，“激活”隐藏病毒的方法一直不算成功或有效。
美国的科学家们通过两种方法来逆转艾滋病病毒的潜伏，而当逆转潜伏法与适当药物相结合，显著提高了清除该病毒的概率，这种“激活”隐藏病毒的手段，是迄今最强大的潜伏逆转方法。当然，两种“激活”法要结合后续的“杀死”步骤才能完成清除功能，但其无疑为医学界进一步理解病毒维持机制打开了一扇新的大门，让艾滋病治疗研究向前迈出了“震惊的一步”。与此同时，这项成果还展示了与药理潜伏期逆转相关的概念和技术挑战。
大豆大豆快到碗里来
《细胞》杂志在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员田志喜等科研团队关于大豆泛基因组的最新研究进展。该项成果突破了传统线性基因组的存储形式，在植物中首次实现了基于图形结构基因组的构建，将引领全新的下一代基因组学研究思路和方法，被审稿人称为“基因组学的里程碑工作”。
田志喜团队联合中科院遗传发育所梁承志和朱保葛研究团队、中科院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士团队、上海师范大学黄学辉团队等，对来自世界大豆主产国的2898个大豆种质材料进行了深度重测序和群体结构分析，精心挑选出26个最具代表性的大豆种质材料，包括3个野生大豆，9个农家种和14个现代栽培品种。
科研人员利用最新组装策略，对26个大豆种质材料进行了高质量的基因组从头组装和精确注释，开展了系统的基因组比较，构建了高质量的基于图形结构泛基因组，挖掘到大量利用传统基因组不能鉴定到的大片段结构变异。
经过深入分析后，研究人员发现，这些结构变异在许多重要农艺性状调控中发挥了重要作用。例如，HPS基因的结构变异调控大豆种皮亮度变化，野生与栽培大豆CHS基因簇的结构变异是导致种皮颜色由黑色向黄色驯化的主要原因等等。
该泛基因组和相关的2898份种质材料遗传变异的发布为大豆研究提供了极为重要的资源和平台，将大力推进大豆分子设计育种，助力实现大豆“绿色革命”。
微生物菌株制出新型纳米硒肥
中科院合肥研究院智能所离子束生物工程与绿色农业中心吴丽芳研究团队，阐明了纳米硒的微生物合成机制，筛选出多种高耐受亚硒酸钠微生物菌株以及具有当前最高合成效率的微生物菌株。在此基础上，团队还研制出新型纳米硒肥，能够有效提高农产品的附加值，具有良好的应用前景。
硒（Se）在维持机体健康和预防疾病中起着至关重要的作用。调查表明，我国成人平均硒摄入量仅为26.63微克/天，仅为推荐日摄入量的一半，我国人民群众缺硒现象普遍存在。饮食补硒是改善硒摄入不足情况的最有效方式。与无机硒和有机硒相比，纳米硒生物活性更高，毒性更低，是最安全有效的补硒方式。
微生物还原法合成的纳米硒性质稳定，且比化学法合成的纳米硒具有更好的生物活性和保健功能。目前已发现许多微生物可将无机硒还原为纳米硒，但是，这些微生物对无机硒的耐受性普遍不高，且还原速度慢，亟需筛选对无机硒耐受性更强、转化速率更快的菌株应用于纳米硒生产。
鉴于此，研究人员前期通过选择性培养，分离出多株对亚硒酸钠具有强耐受性的细菌菌株。这些菌株对亚硒酸钠的耐受性极强，36-48小时即可将亚硒酸钠还原成为纳米硒，具有较好的应用前景。同时，研究团队成功筛选到对亚硒酸钠具有超强耐受性的菌株-普罗威登斯菌。该菌株具有快速的纳米硒合成能力，24小时即可将95%的亚硒酸钠还原生成纳米硒，为目前报道的最高合成效率。
与此同时，团队还成功研制新型纳米硒肥，在山东寿光蔬菜基地及江淮园艺试验基地进行了田间试验。结果表明，新型纳米硒肥不仅可以提高作物叶片SPAD值、干物质积累量及产量，改善可溶性糖、糖酸比、维生素C和可溶性蛋白等营养品质指标，果实内硒含量也达到国家富硒农产品标准。
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