一、发现人类基因组个体间差异

2007年的几项前沿研究进展，首次说明了人和人之间的DNA存在着多大的差异，这些差异将影响着医生如何治疗疾病和人类如何看待自己以及保护个人隐私等各个方面。负责评选的《科学》杂志物理类科学新闻副主编罗伯特·科恩兹说：“多年以来，我们一直谈人与人如何相像，甚至人与猿如何类似。2007年的几项前沿研究第一次将人与人的DNA存在很大的不同讲透彻了。这是一个巨大的概念跳跃，将会对所有的事情产生影响：从医生如何治病到我们如何看待自己以及保护我们的隐私。”

自人类基因组测序完成后，生物学家一直在绘制基因碱基上的小小差异，即单核苷酸多态(SNPs)。这些差异是2007年十余个研究项目的关键内容。

在这些被称为广泛关联基因组研究中，研究人员比较了几千位患病或无病个体的DNA，从而确定哪些基因差异会给人类带来疾病风险。这可以帮助研究人员发现致病基因，比如糖尿病基因和乳癌基因，并为。特别值得一提的是，2007年，还有几位个人的基因组被测序。随着技术的提高，人人将会有机会测出自己部分或全部的个人基因组，从而知道自己容易患上哪些疾病，以提早预防。此外，今年的基因组范围关联研究为许多疾病提供了线索，包括心房颤动、自身免疫疾病、双相障碍、大肠癌、1型和2型糖尿病、心脏病、高血压、多发硬化症以及风湿关节炎。

2007年，生物学家还了解到，在DNA上亿个碱基中，成千上百万的碱基可能会丢失、增加或以某种方式进行拷贝，导致几代人内的基因活发生改变。这种拷贝差异所产生的影响在高淀粉饮食这主的人群中尤其突出。

二、用皮肤细胞培育出胚胎干细胞

日本和美国小组分别在2007年6月宣布，他们用小鼠皮肤细胞经过"基因直接重组"后，培养出诱导多功能干细胞，这些诱导多功能干细胞能产生身体内包括卵子和精子在内的所有细胞，具有与胚胎干细胞相同的功效。2007年11月，两个小组再次报告说，他们成功地用人类皮肤细胞培养出了诱导多功能干细胞。由于这项研究一方面解决了胚胎干细胞研究所面临的伦理问题，另一方面也使得干细胞研究的来源更不受，限因此将彻底改变干细胞研究的科学与政策，为生物医学研究开辟新的方向。科恩兹说：“与首要进展一样，一旦科学家能清除几个障碍，重新编程细胞可能为生物医学研究开辟新方向。”

三、发现银河系能量最大的宇宙射线

阿根廷皮埃尔o欧格天文台的研究人员发布报告称，猛烈冲击地球大气层的宇宙线可能来自天空中众多活跃星系核的区域。这些宇宙线可能是经过黑洞附近的磁场而获得加速度的。这一发现的影响在于开拓了一个新的科学领域，即迂荷微粒天文学。

四、发现人体蛋白受体结构

研究人员确定了人类β2-肾上腺素受体的结构，这是一个重要的G蛋白偶联受体(GPCR)，是科学家第一次真正认识到的一类重要人体蛋白。它通过传递体内的激素、血清素以及其他分子信息，来管理人体的内部系统。从抗组胺药到β受体阻断剂等药物均以该受体为靶标。这一研究不仅能够加速新型或改良药物的研究，还能拓宽人类对自身健康和疾病的认识。

五、发现超越硅电子的器件

对过渡金属氧化物研究的进展，或许预示着下一个材料革命时代的来临，可能会诞生更多新材料。2007年，几个研究小组通过让氧化物成对结合，制造出了多种新的材料界面，它们的电磁和电子能均具有广泛的潜在应用价值。

六、证实量子霍尔效应

理论和实验物理学家通过实验，证实了先前预测的量子霍尔效应。该效应描述的是电子在某些材料中流过时，因外加电场作用而导致出现怪异行为。如果该效应能在室温下起作用，它可能导致人们研发出新的低功率的"自旋电子"计算机设备。

七、发现T细胞具有分工作战能力

研究揭示，与病毒和肿瘤作战的T细胞，具有短期保护和长期保护的分工。该研究成果将有助于改进疫苗的研制。研究人员发现，当他们捕捉到刚刚分化的T细胞时， T细胞相反的两极分别生成了两类不同的蛋白，一类蛋白带有"战士"的分子标记，另一类则显示"记忆细胞"的特，而记忆T细胞能潜伏多年，以防备未来的异物入侵。

八、发现高效低成本制药技术

合成化学家开发出了多种高效率且低成本的药物合成技术，对制造药物和电子化合物具有极大的前景。

九、发现人类大脑记忆的关健中心

通过对人和大鼠的研究，科学家发现记忆力和想象力均植根于人类大脑的海马区，该区是大脑记忆的关键所在。科学家推断，大脑的记忆也许能通过重新梳理过去的经历，来产生关于未来的想象。

十、编制挑战人类智力的电脑游戏

科学家完成了一个精心编写的人工智能程序，使西洋跳棋成为迄今为止被计算机彻底掌握了制胜诀窍的电脑游戏，因此，在人机对弈时，人类很难再战胜计算机。研究人员发现，如果竞技双方不犯任何错误，人类最好的成绩是平局。