治疗和预防艾滋病病毒抗逆转录病毒药物居首
美国《科学》杂志评选出2011年10大科学突破，名为HPTN 052的艾滋病病毒（HIV）临床研究进展被列为10大突破之首。这项研究显示，如果HIV携带者服用抗逆转录病毒药物（ARVs），那么其将HIV传染给自己伴侣的几率将减少96%。
该研究结果结束了长期以来人们存在的关于抗逆转录病毒药物是否同时具有治疗艾滋病患者和减少HIV传播双重功效的争论。现在，研究人员认同，很显然，抗逆转录病毒药物在应对HIV时，既能治疗又具有预防作用。
美国北卡教堂山大学医学院研究人员麦伦·科恩等多国研究人员于2007年开始了关于HPTN 052的研究。接受研究的对象为来自巴西、印度、泰国、美国、博茨瓦纳、肯尼亚、马拉维、南非和津巴布韦的1763对异性夫妇，每对异性夫妇中有一人为HIV感染者。
在早期的研究中，对感染了HIV的人中，一半立即提供ARVs；另一半则等待其CD4计数低于250时再服药。如果CD4计数低于250，表明免疫功能受到严重的损害，罹患了艾滋病。
今年早些时候，在为期4年的研究计划正式结束前，一个独立的监督委员会决定所有的研究参与者都应该立刻接受ARVs。该委员会成员已经看到早期给予ARVs治疗对HIV传播率所产生的巨大影响；他们建议该试验的发现应该尽早公布。随后，HPTN 052的结果登载于8月11日刊的《新英格兰医学杂志》上。
为《科学—年度突破》专题撰写该试验报道的《科学》新闻通讯员乔恩·科恩说：“这一（HPTN 052）试验并不意味着仅仅治疗病人就能终止一种传染病。但是，当这种方法结合自2005年以来开展的大型临床研究中被证明有价值的3种其他重要生物医学的预防措施，许多研究人员如今相信，人们有可能用正确的成套干预措施来解决某些特定区域内该疾病流行中的最艰难部分。”
人们已知用ARVs治疗可降低病毒载量，或在某个被感染的人中减少其HIV的实际数量。许多HIV/AIDS的研究人员因此推断，得到治疗的人的感染性也应该较小。但是，在开展HPTN 052之前，持怀疑态度者声称这种理论并未得到证实——且病毒载量可能并不能够反映生殖器官分泌液中的病毒浓度。
这些发现为某个已经在开展中的一个运动增添了动能，该运动提倡对HIV做持续治疗以降低人群中的病毒载量，而这种方法可能有助于在某些国家中消除HIV/AIDS的流行。但研究人员说，向前推进这一运动并非易事。
乔恩·科恩说：“要将这一临床试验的证据应用于人群存在着巨大的障碍。大约52%的现在就立刻需要ARVs以保持其健康的人无法获得这些药物，而该人群有760万人。更何况，还有人们试图增大治疗规模的各种障碍，这些障碍与基础设施的关系要比与药品购买价格的关系更大。”
即使这样，某些研究人员还是将HPTN 052看作是会“改变游戏规则”的因素，因为它在降低HIV传播率上有着近100%（约96%）的功效，而且事实上，它已经使许多临床医生和决策者立刻行动起来。鉴于所有这些原因，《科学》杂志以2011年度的最大科学突破来重点推介HPTN 052研究。
其他9项科学突破分别是：
“隼鸟号”行动在经历近乎灾难性的困难后，日本“隼鸟”天空探测仪成功恢复常态，并将一巨大S形小行星表面的尘埃带回地面。这些尘埃代表着35年来人们首次直接获得行星体的物质样品。对样品经过分析后，研究人员确认，地球上最常见的陨石（陨石球粒）来源于这些较大的S形小行星。
阐述人类起源通过研究古代和现代人类的基因编码，研究发现许多人仍然携带从古人（如亚洲神秘的丹尼索瓦人和非洲没有确认的祖先）那里继承的脱氧核糖核酸（DNA）变异株。今年完成的一项研究揭示了古人是如何促成现代人免疫系统的。此外，对南非南方古猿人化石的分析显示，古人族具有原始人和智人的特征。
获得光合成蛋白质日本研究人员生动详细地勾勒出了光系统Ⅱ（简称PSⅡ）的结构。光系统Ⅱ是植物用来将水分解成氢和氧原子的蛋白质。清晰的结构图像显示了蛋白质的催化中心，并揭示了其内部原子的特殊取向。科学家了解催化结构对地球生命极为重要，它可能成为获得大量清洁能源的基础。
太空中的原始气体天文学家利用安装在夏威夷的凯克望远镜证实，在遥远太空中发现的两个氢气团似乎保持着它们20亿年前大爆炸发生后的原始化学物。其他研究人员发现一颗几乎没有金属成分的恒星，它如同宇宙中早期的恒星那样，不过新发现的恒星形成要晚许久。这些发现表明，在激烈变化的宇宙中，存在着没有受到影响的物质区域。
增进了解微生物组对寄生在人体肠道中数不清的微生物进行深入研究后，科学家发现每个人的消化道中存在着某种起主导地位的细菌：拟杆菌、普氏菌或瘤胃球菌。随后的研究披露，这些菌有的喜好高蛋白饮食，有的则偏爱素食。在营养和疾病范畴，这些发现能帮助了解食物和微生物间的相互作用。
具有前途的疟疾疫苗对名为RTS，S的疟疾疫苗进行的临床试验的早期结果显示，人们仍有望开发出抗疟疾的疫苗。7个非洲国家中共有超过15000名的儿童参加了正在进行的临床试验。
奇异的太阳系今年，天文学家首次获得了数个遥远行星系的清晰观测图像，并发现它们具有奇特现象。首先，美国国家航空航天局的开普勒太空望远镜让人们见到了一个太阳系所带行星以人们无法解释的方式绕恒星运动的情形；其二，研究人员发现一个巨大气团被罕见的“逆行”轨道所俘获、一颗围绕双恒星运动的行星，以及10颗似乎在太空中自由漂浮的行星，这些完全不同于我们的太阳系。
专门设计的沸石沸石是多孔的矿物，通常被用作将石油转变为汽油、净化水、过滤空气和洗涤用品等的催化剂和分子筛。今年，科学家设计出多种更廉价、更薄和功能更强的新沸石，以处理更大的有机分子。
清除衰老细胞在实验鼠身上完成的实验显示，清除衰老细胞（或者说是那些停止分裂的细胞）能够推迟与老龄相关症状（如白内障和肌无力）的出现。清除了衰老细胞的实验鼠同参照组的实验鼠相比，它们的寿命并没有延长，但是它们却活得更好。研究人员希望通过清除人体衰老细胞，能让人们的黄金年代更长。
