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世界需要新的工具來遏制防止植物大流行病傳播對全球糧食安全的威脅

植物病害不會在國境線上停留,相隔幾千公里的海洋也不會阻止其傳播。一個研究小組在《美國國家科學院院刊》上發表的一篇新評論中說,這就是為什麼植物疾病監測、改進的檢測系統和全球預測性疾病模型對於緩解未來疾病爆發和保護全球食品供應是必要的。 領銜作者、北卡羅來納州立大學植物病理學William Neal Reynolds特聘教授Jean Ristaino說:"我們的想法是盡早發現這些植物疾病爆發源,並在其成為大流行病之前阻止其蔓延。一旦發生流行病,就很難控制,"Ristaino說,他把這種努力比作為阻止COVID-19的傳播而進行的努力。 "我們已經看到信息共享、數據分析和建模在應對COVID-19大流行病中是多麼重要。共同作者、麥吉爾大學地理系助理教授格雷厄姆-麥克唐納說:"這些類型的工具也可以被用來幫助建立對未來植物疾病爆發的復原力,從確定全球作物貿易網絡的風險到地方公民科學監測。 雖然一些疾病已經處於某種全球監測之下,例如小麥銹病和晚疫病,這是一種影響馬鈴薯並造成愛爾蘭飢荒的重要病原體,但其他作物疾病並沒有得到常規監測。"有一些現有的監測網絡,但它們需要由政府間機構連接和資助,並擴大到全球監測系統,"Ristaino說。"我們可以利用電子傳感器改善疾病監測,這些傳感器可以幫助快速檢測,然後跟蹤新出現的植物病原體。" 共同合作保護農作物 研究人員說,為了防止植物病害的大流行,需要來自廣泛的學者的努力,也就是所謂的融合科學。這意味著經濟學家、工程師、作物科學家、作物病害專家、遺傳學家、地理學家、數據分析師、統計學家和其他人一起工作,以保護作物、種植作物的農民和以這些作物為食的人們。他們在論文中報告說,正在研究建立植物病原體傳播的風險模型,並幫助預測,然後防止爆發。對疾病傳播進行建模和預測可以幫助更精確地調動緩解策略,以阻止大流行病。 植物病害的爆發正在增加 全球植物病害爆發的頻率越來越高,威脅著全球糧食供應。根據2019年發表的一篇論文,由於植物病蟲害,小麥、水稻和玉米等主要糧食作物的平均損失在21%至30%之間。 以香蕉為例,特別是卡文迪許品種,它對一種名為Fusarium odoratissimum Tropical race 4的特定病原體沒有抵抗力,這種病原體導致巴拿馬病。這種病原體從亞洲迅速蔓延到非洲、中東,最近又進入南美洲,影響到這種美洲種植的主要出口產品。 氣候變化加劇疫情爆發 研究人員說,氣候變化可能會加劇這些暴發的情況。例如,在非洲,撒哈拉非洲的氣候變化和乾旱影響了蝗蟲的數量和活動范圍,而蝗蟲在撒哈拉以南的非洲地區進一步破壞了農作物。氣候數據可以幫助推動疾病的預測和傳播模型。更頻繁的降雨可以讓空氣中的植物病原體傳播,真菌孢子可以隨著颶風移動,這就是大豆銹病從南美傳到北美的原因。 此外,食品貿易的全球性質正在推動一些植物病害大流行。新的有害植物病原體的出現給糧食供應增加了其他風險,而糧食供應已經因為全球糧食需求的增長而變得緊張。全球化意味著農業和食品供應越來越多地跨越國界相互聯系。麥克唐納說:"分析這些作物貿易網絡,再加上各國之間更多的信息共享,可以幫助確定來自蟲害或疾病的風險。" 研究人員說,有必要將人類全球健康和植物全球健康科學家聯系在一起,共同工作嗎,因為糧食安全和人類生計與農業有關,人類健康又與我們消費的食物有關。來源:cnBeta

中科院專家證明1.2億年前的動物獨立進化出了「掘土穴居」的特徵

為了適應穴居和挖掘,哺乳動物們進行了哪些演化「操作」?來自中國科學院古脊椎動物與古人類研究所等單位的研究人員,報導了1.2億年前的早白堊熱河生物群的兩個哺乳形動物新屬新種,分別是產自九佛堂組的三列齒獸中國掘獸和義縣組的真三尖齒獸陳氏掘齒獸。 為了適應穴居和挖掘需要,這兩個新種屬演化出了相近的挖掘和適應穴居的功能。這是熱河生物群中首次發現前爪挖掘型穴居哺乳動物。相關研究成果4月7日在線發表於《自然》雜志。 三列齒獸中國掘獸和真三尖齒獸陳氏掘齒獸正型標本的骨架都保存基本完好。其中,中國掘獸的正型標本保存有已報導三列齒獸中最完整的頭後骨骼,也是熱河生物群里首次發現的基幹哺乳形動物化石,代表了非哺乳下孔類迄今為止已知最晚的孑遺物種。 兩種動物都具有明顯的、適應掘土穴居生活的肢骨特化。和地面行走奔跑、樹上攀援、水中游泳的種類相比,其肢骨變得短粗,前肢尤甚,後肢較弱。肱骨強壯,其遠端極寬,達到肱骨長度的60%—70%。強壯的內外髁突為腕部和指屈肌和伸肌的附著點,可以產生強大的內、外的力量,用於挖掘。 作為挖掘工具,兩種動物的手掌寬闊,爪長而結實,第一指骨明顯長於其它指骨,而其它的指骨和掌骨都變短、變粗。軀干長而靈活,脖子短粗有力,尾巴小減小阻力,這些都是挖掘型穴居動物肢骨常見的適應變化。 「特別的是,在中國掘獸後掌中,第一掌骨和指骨完全退化丟失。陳氏掘齒獸的頭骨也體現了一些相關的適應變化,頭的輪廓呈三角形,吻部尖,鼻骨變厚,眼眶較小,枕部增大用於附著頸、肩部肌肉,以輔助掘地。」中科院古脊椎所副研究員毛方園說。 基於簡約法和似然法,這項研究進行了系統發育分析,從以哺乳型動物為主體,擴大到了哺乳形動物。毛方園表示,從該系統發育關系看,穴居和挖掘適應在不同的哺乳形動物中多次獨立演化。由於適應類似的生態環境,以及有相似的生物力學需要,親緣關系很遠的物種也會趨同演化,形成類似的骨骼表型特徵。但即便均為適應挖掘而演化出的同樣強壯的手掌,也具有一些差異,中國掘獸的手腕部比較長,腕骨關節面不明顯。而掘尖齒獸的腕骨跟現生哺乳動物的類似,緊湊而有明確的關節面。 為了適應穴居和挖掘需要,哺乳形動物的骨骼表現除了肢骨的特化,還伴隨有椎體的形變和量變。根據現生哺乳動物基因調控中軸骨數目和體節分區形態機制,結合化石記錄,研究人員提出哺乳動物化石軀乾的多樣性表型變化范圍和現生哺乳動物的類似,體現了具有一定可塑性的發育機制,這種機制在中生代哺乳形動物中已經形成,並保持到現生種類中。 研究人員推斷,為適應自然選擇,一個物種產生的生態習性,如運動的快慢、背部穩定性、步態對稱性以及新陳代謝效率等,會影響胚胎發育機制,在不同種類中形成多樣的脊椎數量和形態的變化,從而使其軀干具有多種變化以適應不同環境。在化石和現存的哺乳動物形態中觀察到的多種模式表明,發育和選擇壓力可能對特定物種的作用方式是不同的。但發育機制的可塑性和多樣的選擇壓力,對哺乳形類動物中軸骨形態多樣性演化起了關鍵作用。來源:cnBeta

遠古鯊魚的新品種Durnonovariaodus Maiseyi被發現

在一項新的研究中,由維也納大學的Sebastian Stumpf領導的一個國際團隊描述了一個古代鯊魚的化石骨架,它被歸入一個新的、以前未知的屬種。這一罕見的化石發現來自英格蘭的金梅里奇粘土層,這是一系列沉積岩,在大約1.5億年前的上侏羅紀時期,在一個淺水的熱帶-亞熱帶海域形成。 這具鯊魚化石的骨架是20多年前在英格蘭南部海岸發現的,現在被保存在埃奇斯收藏館。在未來的幾年裡,將對其中更多的鯊魚化石標本進行調查。 Durnonovariaodus Maiseyi的牙齒 由於鯊魚一生都在更換牙齒,因此鯊魚牙齒是化石記錄中最常見的脊椎動物發現之一。另一方面,由於其礦物化程度較低的軟骨骨骼的保存潛力,在大多數情況下,完全保存的標本無法被化石化。 由維也納大學的Sebastian Stumpf領導的發表在PeerJ雜志上的新研究現在提出了來自英格蘭Kimmeridge Clay Formation的一個新的古鯊魚化石骨架,該化石岩層形成於晚侏羅紀的一個淺水、熱帶-亞熱帶海域。 這塊新的鯊魚化石大約有1.5億年的歷史,被歸入一個以前未知的混合型鯊魚屬種,名為Durnonovariaodus Maiseyi。這一極其罕見的化石發現是近20年前在英格蘭南部海岸發現的,現在被保存在Etches收藏館,該館是英格蘭最具科學意義的化石收藏館之一。 Durnonovariaodus Maiseyi頭骨 Hybodontiform鯊魚是物種最豐富的已滅絕鯊魚群體之一,代表了與現代鯊魚最接近的親屬。它們首次出現在最近的泥盆紀,大約3.61億年前,並在白堊紀末,大約6600萬年前與恐龍一起滅絕。新的屬和種Durnonovariaodus Maiseyi與以前描述的所有其他種類不同,包括那些以具有類似形狀的牙齒為特徵的鯊魚。Stumpf說:"Durnonovariaodus maiseyi代表了一個重要的信息來源,可以更好地理解過去鯊魚的多樣性,也可以對混合齒鯊的進化做出新的解釋,即使經過150多年的研究,人們對混合齒鯊的關系仍然了解不深。" 金梅里奇粘土層的科學重要性被更多的、但仍未被描述的混合齒鯊骨架所強調,這些骨架也被保存在Etches收藏館中。對英國金梅里奇粘土層鯊魚化石的研究將在未來幾年繼續進行,且肯定會有更多有待發現的驚喜。來源:cnBeta

中科院理化所等在藍相液晶光子晶體研究中取得進展

軟物質材料的制備、性能表徵和光學應用研究已成為當前研究熱點。藍相液晶作為典型的軟物質材料,介於各向同性態和膽甾相之間的相態具有不同的晶體對稱性,從各向同性態開始降溫,依次出現非晶態藍相III (BPIII),具有O2 (P4232)對稱性的藍相II (BPII)和具有O8 (I4132)對稱性的藍相I (BPI)。 目前,仍缺乏對藍相液晶BPIII,BPII和BPI間相變過程的動態研究,其相變機理仍不清楚。 近日,中國科學院院士、理化技術研究所仿生材料與界面科學中心研究員江雷,研究員王京霞聯合華東理工大學教授鄭致剛,復旦大學,中科院化學研究所和日本中央大學等,在Nature Communications上發表了題為Diffusionless transformation of soft cubic superstructure from amorphous to simple cubic and body-centered cubic phases的研究論文。基於理化所前期研究發展的超穩定聚合物藍相液晶光子晶體膜的制備(耐溫范圍 -190 ℃~350℃),結合透射電鏡、二維光學表徵、同步輻射、原位雷射及偏光顯微鏡對藍相液晶實空間微觀尺度和倒空間的動態觀察,揭示出藍相液晶BPIIIBPII和BPIIIBPI是非擴散相變過程,BPIIBPI之間是熱彈性馬氏體相變過程。利用藍相液晶的非擴散相變特徵,制備出大色塊多疇藍相液晶膜,實現了60...

核武器在近地球表面爆炸會有多大殺傷力?科學家正建模預估

近日發表在《英國皇家學會》的一篇論文中,強調了勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的一項發現,即靠近地球表面的核武器爆炸所產生的殺傷力和覆蓋范圍方面的復雜情況。這項工作被刊登在該出版物的封面上。 LLNL 的一支團隊已經仔細研究了靠近地球表面的核武器爆炸所產生的殺傷力和覆蓋范圍,並對這些復雜情況進行了建模。團隊試圖將來自爆炸高度較低的事件的數據聯系起來,發現有必要改進對從硬表面反彈的強爆炸波的理論處理。 這擴展了大氣中強沖擊的基本理論,該理論是由 G.I. Taylor 在 20 世紀 40 年代首次提出的。這項工作代表了實驗室團隊對近地面引爆的核武器效應的基本理解的改進。結果表明,核爆炸產生的沖擊波在從表面反射時繼續遵循一個基本的縮放定律,這使研究小組能夠更准確地預測爆炸在各種情況下(包括城市環境)將產生的破壞。 這些發現刊登在英國皇家學會出版的論文集A中,作者是 Andy Cook, Joe Bauer 和 Greg Spriggs。這項名為「非常強烈的爆炸對爆炸波的反射」的工作也當作這一期的封面。 這篇論文證明了泰勒爆炸波的幾何相似性在從理想表面反射之後仍然存在。在沖擊表面時,爆炸波的球形對稱性消失了,但它的圓柱形對稱性卻持續存在。在鏡面存在的情況下,軸對稱性、幾何相似性和平面對稱性的保留導致所有的流動解決方案在按爆裂高度(HOB)和沖擊到達表面的時間縮放時都會崩潰。對於任何當量、HOB和環境空氣密度,按比例計算的爆炸體積在所有按比例計算的時間內都遵循單一的通用軌跡,包括反射之前和之後。 Cook 表示:「在收集數據和收集結果之前,我們通過細化網格進行收斂研究,直到答案沒有變化。然後我們在收斂的解析度下對不同的核當量、爆炸高度和環境空氣密度進行了一系列的模擬。我們發現,在每種情況下,按比例計算的爆炸體積都落在相同的非維曲線上。這些模擬涵蓋了從幾毫米到幾公里的規模。最大的模擬使用了3136個處理器,運行了一個星期」。來源:cnBeta

首家火箭公司要上市了,但不是SpaceX

維珍軌道正在籌劃通過SPAC借殼上市,估值約30億美元。維珍軌道是維珍銀河分拆出來的衛星發射公司,該公司當前正在與NextGen Acquisition II這家由前高盛合夥人及前鉑金埃爾默CEO領導的SPAC公司進行借殼上市談判。 有媒體消息稱,未來幾周內將會有更進一步的消息。 維珍軌道一直以他們的空中發射技術為傲。這種技術並不像傳統的地面發射火箭,而是使用改裝過的波音747將LauncherOne火箭運載到大約45000英尺的高度,隨後將火箭投放,以此完成發射。維珍軌道稱這種方式比地面發射要「靈活得多」。 LauncherOne火箭設計用於攜帶500公斤左右的小型衛星,並且維珍銀河於今年一月完成了首次成功發射,本月計劃第二次發射。 維珍軌道的CEO去年10月曾表示,公司正在籌集約1.5億美元的新資金用於擴展業務,而NextGen Acquisition II通過其IPO及超額配售,總計籌集3.83億美元的資金。 另外,馬斯克的SpaceX和貝索斯的Blue Origin也都在用各自的方式競相進入太空。華爾街見聞曾介紹,下個月貝索斯將親自乘坐Blue Origin發射的New Shepard太空艙進行一次短途太空旅行,並成功賣出一張2800萬美元的天價「機票」。 SpaceX也在不斷嘗試載人航天技術,其龍飛船迄今為止已將10名太空人送往國際空間站,NASA向SpaceX支付每個座位5500萬美元的費用用於此類航空任務。同時,公司計劃在未來一年內啟動多項商業航空計劃,包括為Axiom Space的四項私人航空計劃,以及Inspiration4的商務航空計劃。來源:cnBeta

大量喝咖啡增加失明風險?這類人應該減少咖啡因攝入量

很多人現在都有喝咖啡的習慣,尤其是在睡意昏沉的早晨,來上一杯香濃的咖啡,整個人都清醒了不少。 有大量科學證據顯示,咖啡(因)的健康好處很多,比如改善肥胖、降低心血管疾病風險等。 但是,喝咖啡也是有「風險」的,需要根據身體情況「量力而行」。最近,一項新研究指出,對於一部分人來說,攝入咖啡因過多——比如,每天喝 3-4 杯咖啡,可能增加失明的風險! 這項研究近日發表在眼科權威期刊Ophthalmology上。由美國西奈山伊坎醫學院 (Icahn School of Medicine at Mount Sinai) 領銜開展的一項國際研究發現,對於有高眼壓遺傳傾向的人群來說,每天大量攝入咖啡因可能使青光眼 (glaucoma) 的患病風險增加 3 倍以上。 據報導,這是科學家首次證明飲食-基因相互作用對青光眼的影響。研究人員建議有嚴重青光眼家族史的人群應減少咖啡因的攝入。值得說明的是,咖啡因和青光眼風險之間的聯系只有在那些具有高眼壓遺傳風險、並伴有大量咖啡因攝入的人群身上觀察到。 青光眼是一種以視神經損害為特徵的進行性、不可逆性視力喪失的眼病,是世界上排名第二的主要致盲性眼病。這種眼部疾病在多數情況下沒有症狀,但卻會給患者的視力造成不可逆轉的損害。眼內壓 (IOP) 升高是青光眼的一個主要風險因素,通常情況下,青光眼與眼壓 (IOP) 過高有關,不過青光眼也可能出現在 IOP 正常的情況下。青光眼患者常需終生控制眼壓,降眼壓眼藥水最為常用,有時可能還需要手術治療。 「青光眼患者經常問他們是否可以通過改變生活方式來幫助保護視力,這項研究表明,那些青光眼遺傳高風險的人可能通過減少咖啡因的攝入獲益。」該研究主要作者之一 Anthony Khawaja...

新的COVID-19病理學細胞圖譜揭示了新冠病毒如何破壞肺部

近日發表在《Nature》上的研究報告中,來自多家醫院和研究中心的科研人員對 COVID-19 新冠患者的屍檢樣本進行了單細胞分析,展示了肺部如何反復嘗試並失敗地進行自我修復。 研究人員描述了來自多個器官的受感染細胞如何表現出一系列的分子和基因組變化。他們還看到了肺部為應對呼吸衰竭(COVID-19 患者死亡的主要原因)而進行的多次不成功的自我修復嘗試的跡象。 該研究的共同第一作者、麻省理工學院和哈佛大學 Broad 研究所的核心成員 Aviv Regev 表示:「當你看到這個結果時,你真的能感覺到這個疾病帶來的悲劇。肺部嘗試了它所掌握的一切,但它仍然無法修復自己。這是一項非常感性的研究。我們感謝那些同意為COVID-19研究捐贈組織的患者和家屬,以幫助推進對這種毀滅性疾病的理解」。 研究人員研究了 17 名死於 SARS-CoV-2 病毒,這些死者生前在 Beth Israel Deaconess Medical Center、布里格姆婦女醫院和麻薩諸塞州總醫院就診,死後同意捐獻給科學醫療結構。 研究小組調查了 SARS-CoV-2 病毒如何干擾細胞的功能和它們的遺傳程序。他們利用從11個器官系統--包括肺、心臟、肝髒和腎髒--採集的組織樣本的單細胞RNA測序數據,建立了一個全面的 "細胞圖譜",顯示了COVID-19如何導致器官衰竭和死亡。 麻薩諸塞州總醫院的主要調查員 Alexandra-Chlo é...

納米光學技術的突破:研究人員首次在二維材料中觀察到聲光脈沖

來自以色列理工學院的研究人員利用一台超高速透射電子顯微鏡,首次記錄了組合聲波和光波在原子級薄材料中的傳播。實驗是在安德魯和厄納-維特比電氣與計算機工程學院和固體研究所的伊多-卡米納教授領導的羅伯特和魯思-馬吉德電子束量子動力學實驗室進行的。 單層材料,又稱二維材料,本身就是一種新型材料,它是由單層原子組成的固體。石墨烯是第一個被發現的二維材料,於2004年首次被分離出來,這一成就獲得了2010年的諾貝爾獎。現在,以色列理工學院的科學家們首次展示了光脈沖如何在這些材料內部移動。他們的研究結果"利用自由電子對二維偏振子波包動態進行時空成像"在許多科學家的極大興趣下發表在《科學》上。 二維材料中的聲光波及其使用自由電子測量的圖解。資料來源:以色列理工學院(Technion - Israel Institute of Technology 光以30萬公里/秒的速度在空間移動。在水或玻璃中移動時,它的速度會減慢一小部分。但是當移動通過某些幾層的固體時,光的速度幾乎減慢了一千倍。這是因為光使這些特殊材料的原子振動,產生聲波(也稱為聲子),而這些原子聲波在振動時產生光。因此,脈沖實際上是聲音和光的緊密結合,稱為 "聲子-極子"。點亮後,該材料就會開始"歌唱"了。 科學家們沿著一種二維材料的邊緣照射光脈沖,在材料中產生聲光混合波。他們不僅能夠記錄這些波,而且還發現這些脈沖能夠自發地加速和減慢。令人驚訝的是,這些波甚至分裂成兩個獨立的脈沖,以不同的速度移動。 該實驗是使用超高速透射電子顯微鏡(UTEM)進行的。與光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡相反,這里的粒子穿過樣品,然後被一個探測器接收。這個過程使研究人員能夠以前所未有的解析度跟蹤聲光波,無論是在空間上還是時間上。時間解析度為50飛秒--50X10-15秒--每秒的幀數類似於一百萬年的秒數。 "混合波在材料內部移動,所以你不能用普通的光學顯微鏡觀察它,"研究生Yaniv Kurman解釋說。"大多數對二維材料中的光的測量都是基於顯微鏡技術,該技術使用針狀物體在表面上逐點掃描,但每一個這樣的針狀接觸都會干擾我們試圖成像的波的運動。相反,我們的新技術可以在不干擾光的運動的情況下成像。我們的結果不可能用現有的方法來實現。因此,除了我們的科學發現之外,我們還提出了一種以前未曾見過的測量技術,它將與更多的科學發現相關。" 這項研究是在COVID-19疫情最嚴重的時候誕生的。在大學關閉的幾個月里,Kaminer教授實驗室的研究生Yaniv Kurman坐在家裡進行數學計算,預測光脈沖在二維材料中應該如何表現以及如何進行測量。同時,同一實驗室的另一名學生Raphael Dahan意識到如何將紅外脈沖聚焦到該小組的電子顯微鏡中,並為實現這一目標進行了必要的升級。一旦封鎖結束,該小組就能夠證明Kurman的理論,甚至揭示出他們沒有想到的其他現象。 雖然這是一項基礎科學研究,但科學家們期望它能有多種研究和工業應用。"我們可以使用該系統來研究不同的物理現象,而這些現象是其他方式無法獲得的,"Kaminer教授說。"我們正在計劃進行測量光的渦流的實驗,混沌理論的實驗,以及對黑洞附近發生的現象進行模擬。此外,我們的發現可能允許生產原子級薄的光纖 "電纜",它可以被放置在電路中,在不使系統過熱的情況下傳輸數據--由於電路最小化,這項任務目前正面臨著相當大的挑戰。" 該團隊的工作啟動了對一組新型材料內部的光脈沖的研究,擴大了電子顯微鏡的能力,並促進了通過原子薄層進行光通信的可能性。 斯圖加特大學的Harald Giessen教授說:"我對這些發現感到非常興奮,他沒有參與這項研究。"這提出了超快納米光學的真正突破,並代表了科學前沿的技術水平和領先優勢。在真實的空間和實時的觀察能力據我所知,以前沒有被證明過。" 另一位沒有參與這項研究的知名科學家,來自麻省理工學院的John Joannopoulos補充說:"這項成就的關鍵在於巧妙地設計和開發一個實驗系統。Ido Kaminer和他的小組及其同事的這項工作是向前邁出的關鍵一步。它在科學上和技術上都有很大的意義,對該領域具有至關重要的意義"。來源:cnBeta

糾正致病突變的新技術可帶來高效的基因治療方法

由麥戈文研究所研究人員開發的新方法可能導致更安全、更高效的基因療法。基因編輯,或有目的地改變一個基因的DNA序列,是研究突變如何導致疾病,以及為治療目的改變一個人的DNA的有力工具。 由麻省理工學院James W. (1963)和Patricia T. Poitras腦與認知科學教授馮國平領導的團隊現在已經開發出一種可用於這兩種目的的新型基因編輯方法。 這一技術進步可以加速動物疾病模型的生產,關鍵是為糾正致病突變開辟了一種全新的方法,馮國平也是哈佛大學和麻省理工學院布羅德研究所的成員以及麻省理工學院麥戈文大腦研究所的副主任。這些新發現於2021年5月26日在線發表在《細胞》雜志上。 疾病的遺傳模型 馮實驗室的一個主要目標是通過工程化的動物模型,攜帶導致人類這些疾病的基因突變,精確定義神經發育和神經精神疾病的問題所在。新的模型可以通過給胚胎注射基因編輯工具,以及攜帶所需突變的DNA片段來生成。 在其中一種方法中,基因編輯工具CRISPR被編程為切割目標基因,從而激活自然DNA機制,用注入的模板DNA "修復"被破壞的基因。然後,工程細胞被用來產生能夠將基因變化傳遞給後代的後代,創造出一個穩定的基因系,在其中測試疾病和治療方法。 盡管CRISPR加速了生成此類疾病模型的過程,但這一過程仍然可能需要數月或數年。效率低下的原因是許多經過處理的細胞根本沒有發生所需的DNA序列變化,而且這種變化只發生在兩個基因拷貝中的一個(對於大多數基因,每個細胞包含兩個版本,一個來自父親,一個來自母親)。 為了提高基因編輯過程的效率,Feng實驗室團隊最初假設,在CRISPR基因編輯工具的標准混合物中加入一種名為RAD51的DNA修復蛋白,這將增加一個細胞(在這種情況下是受精小鼠卵,或單細胞胚胎)發生所需基因變化的機會。 作為一個測試案例,他們測量了他們能夠插入("敲入")與自閉症有關的基因Chd2的突變的速度。被正確編輯的胚胎的總體比例保持不變,但令他們驚訝的是,在兩條染色體上攜帶所需基因編輯的比例明顯更高。用一個不同的基因進行的測試也產生了同樣的意外結果。 "同時編輯兩條染色體通常是非常不常見的,"博士後Jonathan Wilde解釋說。Wilde說:"用RAD51看到的高編輯率確實令人震驚,而且開始時只是簡單地嘗試製造突變體Chd2小鼠,很快就變成了一個更大的項目,專注於RAD51及其在基因組編輯中的應用。"他與研究科學家Tomomi Aida共同撰寫了《細胞》的論文。 分子復制機 馮實驗室團隊接下來著手了解RAD51增強基因編輯的機制。他們假設RAD51參與了一個叫做同源體間修復(IHR)的過程,即一條染色體上的DNA斷裂以該染色體的第二個拷貝(來自另一個親本)為模板進行修復。 為了測試這一點,他們給小鼠胚胎注射了RAD51和CRISPR,但不包括模板DNA。他們對CRISPR進行編程,只切割其中一條染色體上的基因序列,然後測試它是否被修復以匹配未切割染色體上的序列。在這個實驗中,他們不得不使用母體和父體染色體上的序列不同的小鼠。 他們發現,單獨注射CRISPR的對照組胚胎很少出現IHR修復。然而,加入RAD51後,CRISPR靶向基因被編輯成與未切割的染色體相匹配的胚胎數量明顯增加。 "以前對IHR的研究發現,它在大多數細胞中的效率低得驚人,"Wilde說。"我們發現它在胚胎細胞中更容易發生,並且可以被RAD51增強,這表明更深入地了解是什麼使胚胎允許這種類型的DNA修復,可以幫助我們設計更安全和更有效的基因療法。" 糾正致病突變的新方法 標準的基因治療策略依賴於注入一個糾正性的DNA片段,作為修復突變的模板,採用一種叫做同源定向修復(HDR)的過程。"基於HDR的策略仍然存在效率低下的問題,並且存在供體DNA在整個體內不需要的整合風險。來源:cnBeta

太陽能和風能可以緩解非洲東北部圍繞大衣索比亞復興大壩的沖突

一項新的研究表明,衣索比亞、蘇丹和埃及之間圍繞非洲最大的水電站--新的大衣索比亞復興大壩(GERD)的一些分歧,可以通過在該地區大規模地擴大太陽能和風能發電來緩解。調整GERD的運行以支持太陽能和風能的並網,將為所有相關國家提供切實的能源和水的好處,創造區域性的雙贏局面。 比利時布魯塞爾大學(VUB)和魯汶大學的能源規劃專家Sebastian Sterl說:"我們的研究結果呼籲在GERD談判中採用水電-太陽能-風能綜合規劃。"該研究的主要作者發表在《自然能源》上。 幾年來,埃及、蘇丹和衣索比亞之間的政治緊張局勢在圍繞非洲最大水電站的沖突中不斷升級:青尼羅河上幾乎完工的大衣索比亞復興水壩(GERD)。衣索比亞於2020年開始為GERD的巨大水庫蓄水,該國說它需要GERD的電力來使其數百萬公民擺脫貧困。但埃及對巨型水壩對尼羅河的影響深感擔憂,因為埃及的農業完全依賴尼羅河水 - 埃及在2020年早些時候向聯合國安理會提出了這個問題。與此同時,蘇丹似乎陷入了兩難境地。正在進行的由非洲聯盟牽頭的調解談判,以商定大壩的長期運營,迄今沒有取得什麼成果。某些人甚至提到了開羅和亞的斯亞貝巴之間迫在眉睫的 "水戰"威脅。 季節性的協同作用 魯汶大學和VUB的能源規劃專家、該研究的主要作者Sebastian Sterl解釋說。"青尼羅河是一條季節性很強的河流。GERD的水庫非常大,可以儲存河流的全部峰值流量,並在全年以穩定的速度輸送水電,消除流量的季節性。從衣索比亞的角度來看,這樣做很有意義,但它徹底改變了水到達蘇丹和埃及的自然時間。在圍繞幹流和支流水域擴張的許多分歧背後,是誰(如果有的話)應該被允許對尼羅河進行這種控制的問題"。 由Sterl領導的一組位於比利時和德國的研究人員現在發現了一個令人驚訝的方法,可以同時解決圍繞大壩的多種分歧,並使所有三個國家受益。這個想法可以歸結為大規模部署現代、清潔的太陽能和風能作為GERD水電的補充。更具體地說:研究人員建議衣索比亞及其鄰國部署大規模的太陽能和風力發電場,努力建立一個區域性的綜合電網,然後同意衣索比亞在太陽能和風力發電的協同作用下運營GERD。這意味著在晴天和多風的日子裡減少用水,而在多雲、無風的日子裡和夜間增加用水,以 "鞏固"總是變化不定的太陽能和風能。 "在一個共同的東非電力聯盟中的區域合作可能是關鍵"。 研究人員意識到,衣索比亞、蘇丹及其東非鄰國的許多地區的日照和風力與青尼羅河的水流具有相反的季節性特徵。在這些地方,陽光最燦爛,旱季的風最強勁。水、太陽和風之間的這種 "季節性協同作用"是研究人員發現的核心問題。 研究發現,如果GERD的運行能夠全年支持太陽能和風能--包括每小時和季節性的--這將自動意味著在旱季減少水電生產,在雨季增加水電生產,而不會對GERD的年平均發電量產生負面影響。這樣一來,從大壩流出的水的季節性就可以實現類似於自然河流的流量,並在雨季會出現明顯的峰值。 根據Sterl的說法,如果GERD以這種方式運行,"基本上,衣索比亞將擁有一個大壩的所有預期收益,而對蘇丹和埃及來說,這看起來就像衣索比亞人只建造了一個適度的、相對較小的水庫。尼羅河上已經有很多這樣的水庫,所以衣索比亞下游的國家都不會真正反對。" 區域合作 通過使各方圍繞共同的能源和水目標進行協調,研究人員確定了這種水電-太陽能-風能綜合規劃的至少五個具體好處。首先,衣索比亞可以成為非洲最大的電力出口國,同時減少對水電的依賴,並降低其長期的發電成本。第二,蘇丹和其他東非國家對污染性化石燃料的消費可以被太陽能和風能取代,並得到GERD的支持。第三,由於建議的GERD運行方案,埃及在乾旱的年份可以得到比以前更多的水,而且不需要改變自己的亞斯文高壩的運行。第四,衣索比亞將更有效地利用其巨型大壩的十幾台渦輪機,在太陽能和風能無法使用的情況下,頻繁地進行峰值發電。第五,整個蘇丹的尼羅河生態將受到新大壩的影響,因為流量的季節性是河流生態可持續性的重要組成部分。 根據作者的說法,整個東非地區都會得到好處。"理論上,衣索比亞可以單獨行動,利用GERD來支持其自身的太陽能和風能,"Sterl說。"但是,如果蘇丹加入進來,效果會更好--它擁有比衣索比亞更好的太陽能和風能資源,可以實現更好的水力-太陽能-風力協同作用,並降低可再生能源發電的總體成本。埃及也有很好的太陽能和風能資源,吉布地、南蘇丹和其他東非國家也是如此。在一個共同的東非電力聯盟中的區域合作可能是關鍵。" 研究結果表明,在衣索比亞、蘇丹和埃及之間正在進行的GERD談判中,水電-太陽能-風能一體化規劃可能是一個非常有趣的選擇。"你可以說這是一個雙贏的局面,"氣候研究員Wim Thiery教授說。VUB的氣候研究員和該研究的共同作者Wim Thiery說。"整個地區都會受益"。來源:cnBeta

新研究表明海洋雲層放大了全球變暖的影響

對衛星雲層觀測的一項新分析發現,全球變暖導致海洋上空的低雲(low-level clouds)減少,而這又進一步導致變暖的惡性循環。這項工作由勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的研究人員領導,與來自斯克里普斯海洋學研究所和美國國家航空航天局蘭利研究中心的同事合作,研究成果發表在《Nature Climate Change》上。 對衛星觀測的分析有助於減少一個長期存在的氣候變化的不確定性:隨著地球的升溫,海洋低層雲將如何演變,以及這將如何反饋到升溫中?這些雲,例如造成舊金山夏天經常陰沉的層狀雲,在全球海洋上廣泛存在,並通過遮蔽表面的陽光而強烈地冷卻地球。新的研究發現,總的來說,隨著大氣中二氧化碳(CO2)濃度的增加,這種冷卻效果將適度減少。 研究小組分析了衛星雲層觀測數據,以估計海洋低雲對大規模氣象條件的自然變化的反應。然後,研究人員使用全球氣候模型模擬來確定這些氣象條件將如何隨著大氣中二氧化碳的增加而變化。利用這種方法,他們能夠計算出雲層將如何對這種修改後的氣象環境做出反應。 LLNL氣候科學家、該研究的主要作者 Tim Myers 表示:「我們發現,低雲層將可能放大全球變暖,但與以前的理解相比,這種正反饋的影響更加微弱」。產生更微弱影響的原因是什麼?低雲對變暖的反應存在區域差異。 該研究報告的共同作者、來自美國國家航空航天局蘭利研究中心的 Ryan Scott 解釋說:「層積雲和中緯度地區的熱點與熱帶淺積雲地區的相對低迷相結合,產生了一個溫和的放大效應」。 研究人員隨後確定了他們新的低雲反饋值對氣候敏感性的意義,即二氧化碳翻倍導致的行星升溫。他們發現,氣候敏感性可能(三分之二的可能性)在2.4和3.6°C(4.3和6.5°F)之間,比以前的估計更低,范圍更窄。 他們的結果指出了全球氣候模型的一些關鍵缺陷,這些模型產生了海洋低雲對變暖的廣泛不同的反應,很大程度上是因為它們不能直接模擬控制雲的行為的小規模物理過程。LLNL 的合作者 Mark Zelinka 說:「模型似乎把淺層積雲的反饋做得過了頭,在目前的一些模型中產生了不現實的大變暖」。然而,一些模型根本沒有模擬放大的低雲反饋,產生不現實的變暖。來源:cnBeta

科學家正起草飛行汽車電池標准 充電5-10分鍾飛行50英里

來自美國賓夕法尼亞州立大學的一個研究小組目前正在探索電動垂直起降(eVTOL)飛機的要求,並設計和測試潛在的電池動力源。該大學 William E. Diefender 機械工程講席教授、電池與儲能技術研究院院長王朝陽表示:「我認為飛行汽車有可能節省大量的時間,提高生產力,並為運輸打開空中走廊。但是電動垂直起降車對電池來說是非常具有挑戰性的技術」。 研究人員起草了飛行汽車電池的技術要求標准,並在 2021 年 6 月 7 日在 Joule 報告了一個原型電池。王教授表示:「飛行汽車的電池需要非常高的能量密度,這樣你才能在空中停留。而且它們在起飛和降落時也需要非常高的功率。它需要大量的動力來垂直上升和下降」。 王教授指出,電池還需要快速充電,因此在高峰期可能會更高的負荷。他認為這些車輛有頻繁的起飛和降落,並迅速而頻繁地進行充電。王教授說:「在商業上,我希望這些車輛能在高峰期每天往返15次,以證明這些車輛的成本是合理的。第一次使用可能是從一個城市到一個機場,攜帶三到四個人,大約50英里」。 重量也是這些電池的一個考慮因素,因為車輛將不得不提升和降落電池。一旦 eVTOL 起飛,在短途旅行中,平均速度將是每小時100英里,長途旅行將平均每小時200英里。研究人員在實驗中測試了兩種能量密集的鋰離子電池,它們可以在5到10分鍾內為50英里的eVTOL旅行充入足夠的能量。這些電池在其生命周期內可以維持2000多次快速充電。 王和他的團隊使用了他們一直在研究的電動汽車電池的技術。關鍵是加熱電池以允許快速充電,而不形成損害電池和危險的鋰尖峰。事實證明,對電池進行加熱也能使電池中持有的能量快速放電,從而實現起飛和降落。 王說:"在正常情況下,eVTOL電池所需的三個屬性是相互作用的。"高能量密度會減少快速充電,而快速充電通常會減少可能的充電周期數。但是我們能夠在一個電池中平衡這三點"。 飛行汽車的一個完全獨特的方面是,電池必須始終保持一些電量。例如,與手機電池不同的是,手機電池在完全放電後再充電時效果最好,而飛行汽車的電池在空中永遠不能完全放電,因為需要電力來保持在空中和降落。飛行汽車電池總是需要有一定的安全係數。 當電池為空時,充電的內部阻力很低,但剩餘電量越高,越難將更多的能量推入電池。通常情況下,隨著電池的填充,重新充電的速度會減慢。然而,通過加熱電池,充電可以保持在5到10分鍾的范圍內。來源:cnBeta

NASA解鎖「毅力號」新技能:SuperCam可蒸發23英尺外的岩石

在人類探索火星的征途中,「毅力號」無疑扮演著非常重要的角色。它從地球起飛經過漫長旅程成功登陸火星,並和「機智號」無人機合作已探索了一小塊火星表面。現在,Mars 2020 任務終於進入科學階段,「毅力號」將進一步展現自己的科學探索能力。美國宇航局噴氣推進實驗室今天發布了一段新視頻,介紹新階段的一些新技能。 在這段視頻中,美國宇航局噴氣推進實驗室展示了「毅力號」上最強大的儀器之一 SuperCam。從名字來看它就是裝備了各種高科技儀器的超級攝像頭,但它還有個殺手鐧:能夠從 23 英尺之外蒸發岩石。 這段視頻展示了超級攝像頭所擁有的所有可怕的工具。漫遊車上的每個儀器都有一個團隊,專門負責確保其正常工作,並解釋其發回的數據。在視頻中,SuperCam 的科學有效載荷上行鏈路負責人 Hemani Kalucha 解釋了為什麼從 23 英尺外斬斷岩石的能力對火星車和最終將使用這些數據的科學家來說是如此有價值。 向火星發送指令需要很長的時間--從 5 分鍾到 20 分鍾不等,這取決於地球和火星與太陽的位置關系--因此,如果 SuperCam 發現了一塊有趣的岩石,直接開到它面前可能需要大量的時間。事實上,火星車可以簡單地觀察附近的任何岩石,然後用雷射轟擊它,這確保了即使火星車不在它想研究的岩石上面,也可以進行科學研究。 SuperCam 的雷射基本上可以將它所擊中的任何岩石的小碎片蒸發掉。同時,該儀器的紅外傳感器收集信息,揭示岩石的成分。這些數據在確定覆蓋火星表面的岩石的來源時非常有用,同時也提供了關於什麼自然力量--如古代火星上的水--可能促成其形成的線索。 高解析度的相機和麥克風也被內置在 SuperCam 中,為美國國家航空航天局和我們其他人提供了一些迄今為止最好的火星表面視圖。來源:cnBeta

為光子集成電路鋪平道路 科學家發現提高矽光致發光方法

近日,科學家發現了能提高矽光致發光(PL)的方法。矽是所有現代電子產品的核心,同時它在光子發射器和吸收器上的表現非常糟糕。而科學家的這項發現可能為光子集成電路鋪平道路,提升其性能。這篇論文發表在《Laser and Photonics Reviews》雜志上。 Skolkovo 科學技術研究所的研究人員,同俄羅斯科學院微結構物理研究所、下諾夫哥羅德羅巴切夫斯基國立大學、ITMO 大學、莫斯科國立羅蒙諾索夫大學和 A.M. Prokhorov 普通物理研究所的研究人員共同合作,發現了這個新突破。 在近 80 年來,半導體技術的「自然選擇」導致矽成為了晶片的主要材料。大多數數字微電路是使用互補金屬氧化物半導體技術(CMOS)創建的。但製造商在進一步提高其性能的道路上遇到了一堵牆:由於 CMOS 電路中元素的高密度而導致的熱量釋放。 一個潛在的解決方法是通過將微電路中元素之間的金屬連接換成光學連接來減少熱量的產生:與導體中的電子不同,光子可以在波導中以最小的熱損失進行巨大的距離傳播。 來自 Skolkovo 的高級研究員、該論文的第一作者 Sergey Dyakov 表示:「向 CMOS 兼容的光子集成電路的過渡也將使現代計算機中的晶片內和單個晶片之間的信息傳輸率大幅提高,使其速度更快。不幸的是,矽本身與光的相互作用很弱:它是一個可憐的光子發射器和一個可憐的吸收器。因此,馴服矽以有效地與光互動是一項重要的任務」。 Dyakov 和他的同事們已經成功地使用鍺量子點和一種特殊設計的光子晶體來增強矽基光致發光。他們使用了一種基於連續體中束縛態的諧振器,這是一個從量子力學中借用的想法:這些諧振器在其內部對光產生了有效的限制,因為諧振器內部的電磁場的對稱性與周圍空間的電磁波的對稱性不相符合。 他們還選擇了鍺納米片作為發光源,它可以被嵌入到矽晶片上所需的地方。"使用連續體中的束縛態使發光強度增加了一百多倍,"Dyakov說,並指出它可以使我們獲得兼容CMOS的光子集成電路。來源:cnBeta

藍色起源公司以2800萬美元的價格賣出與貝佐斯一起上天的太空票

下個月,當傑夫·貝索斯的火箭公司藍色起源首次將人類送上太空時,座位將由貝索斯、他的兄弟馬克和另外兩個人填補,其中包括一個願意為這一經歷支付2800萬美元(1980萬英鎊,3630萬澳元)的超級富豪。 經過數周的網上競價,藍色起源公司周六舉行了現場拍賣會以完成交易。開標價為480萬美元,這是網上出價的最高價。拍賣會進行了現場直播,實際競標者通過電話與代理人進行溝通。2800萬美元的最終價格意味著拍賣贏家每分鍾的成本將超過200萬美元(整個飛行過程只有10至15分鍾)。 拍賣所得將捐給 "未來俱樂部",這是藍色起源的非營利性基金會,專注於STEM教育。 在競標開始前,藍色起源的太空人銷售主管阿麗亞娜·科內爾說,拍賣獲勝者的名字將在幾周內公布。7月20日從該公司位於德克薩斯州西部的發射設施起飛的第四位也是最後一位乘客也將在未來幾周內揭曉。 藍色起源公司還將與 "最具競爭力的競標者"聯系,向他們提供即將到來的新謝潑德飛船航班的座位。來源:cnBeta

迪斯尼世界下周開始不再強制要求已接種疫苗的遊客戴口罩

從6月15日開始,迪斯尼世界度假區將實施一項最新的口罩政策,在大多數情況下,已完全接種疫苗的遊客可以不戴口罩。這是對其現行政策的改變,該政策要求所有遊客佩戴由適當材料製成的合適的口罩。此外,該公司表示,它將開始放寬其在度假區的社交疏遠規則。 迪斯尼宣布了華特迪士尼世界度假區的更新准則,新政將於6月15日開始生效。該公司指出,它仍將要求客人在某些地方戴口罩,即在單軌列車和公共汽車等交通設施上。 此外,迪斯尼表示,沒有完全接種疫苗的遊客仍應在任何時候戴上口罩,盡管該公司不會要求提供疫苗接種證明。然而,完全接種疫苗的遊客在室內將不再需要戴口罩,這是一項重大的規則松動,這也反映了在美國各地展開的更廣泛的防疫政策變化。 如前所述,迪斯尼說它也將在同一天在這個度假區放寬其社交距離規則,遊客將注意到在度假村的登機、商店、餐廳、劇院和排隊等地方的物理距離規則的變化。 "我們還沒有完全准備好讓一切恢復,"該公司在其公告中解釋說,它對未來持樂觀態度,並期待著事情何時能恢復正常。同時,該公司將繼續執行其衛生政策,遊客仍然可以期待隨時獲得洗手液和清潔用品。來源:cnBeta

NASA正對外徵集下一對私人國際空間站任務的實施建議

美國宇航局宣布正在為一對新的私人太空人任務徵求建議,目的地是國際空間站。NASA表示,這兩項任務是該機構向比以往更多的人開放太空的努力的一部分。這些機會將使美國商業公司繼續發揮核心作用,通過NASA商業低地球軌道發展計劃在低地球軌道上建立持續存在。 第一次發射機會將發生在2022年秋季至2023年中期,第二次將發生在2023年中期至2023年底。美國宇航局將在美國東部時間7月9日星期五下午5點前接受提案。美國宇航局已經宣布,它將舉辦一次會議,回答行業夥伴與該公告有關的問題。 私人太空人任務使用美國商業太空飛行器將私人太空人運送到空間站,隨後將在實驗室上開展活動,或將一個商業結構連接到空間站。美國宇航局計劃每年最多促成兩次短期的私人太空人任務,新的目標飛行機會是第二次和第三次私人太空人前往國際空間站的任務。 目前,NASA已經與Axiom Space公司達成協議,第一次私人太空人任務將不早於2022年1月進行。每個新的擬議任務將橫跨14天。具體的發射日期取決於空間站的交通和在軌活動規劃和限制。任何私人任務都必須由美國實體來安排,並使用符合NASA載具要求、政策和程序的美國太空飛行器。 美國宇航局表示,使私人太空人能夠前往國際空間站執行任務是其發展強大的低地球軌道經濟目標的一部分。美國國家航空航天局希望成為眾多客戶之一,並希望私人部門能夠引領潮流,它相信這種任務將以較低的成本向政府提供服務。來源:cnBeta

美國宇航局成功使用來自國際空間站的凍干小鼠精子使鼠卵受精

美國宇航局宣布,它利用在國際空間站上呆了幾個月的凍干老鼠精子使地球上的鼠卵受精。該實驗的結果是一群小老鼠,美國宇航局稱之為 "太空幼崽"。日本研究人員主持了這項實驗,其結果本周發表在一篇新論文中。 該實驗的目的是確定空間輻射如何影響哺乳動物的生育能力。科學家們知道輻射會破壞細胞內的DNA,導致突變,這就是為什麼皮膚科醫生建議地球上的人類塗抹防曬霜。在地球上,重度輻射的環境會使動物的後代出現缺陷。 隨著太空人在太空中度過更多的時間和空間,特別是在低地球軌道上,太空輻射仍然是航天國家的一個重要關切。美國宇航局和其他空間機構還計劃在未來進行更遠的太空任務,例如首次將人類送上火星。在美國宇航局派遣太空人執行長期任務之前,它需要知道增加的輻射暴露將如何影響太空人的健康。 在這個實驗中,研究人員將12隻不同小鼠的精子樣本冷凍乾燥後放在輕質膠囊中。這些小包被運到國際空間站並儲存了不同的時間。一些樣本在太空中呆了九個月後被送回地球,而另一組則在兩年零九個月後被送回。最後一組精子樣本在太空中呆了5年零10個月後回來。 當樣本被送回地球時,研究小組利用RNA測序確定它們吸收了多少輻射。研究小組發現,太空中的旅行並沒有損害精子的細胞核。科學家們用水將精子重新水化,並將它們注射到新鮮的小鼠卵巢細胞中。在將卵巢細胞轉化為雌性小鼠後,母鼠懷孕並最終生下了小鼠寶寶。由此產生的太空幼鼠是健康的,沒有任何缺陷。來源:cnBeta

一個巨大的星系弧被發現 橫跨33億光年

天文學家有一個非常有趣的發現,它被稱為"巨弧"。新發現的新月形星系橫跨33億光年,被描述為宇宙中最大的已知結構之一。這個星系方舟的巨大規模正在挑戰天文學家們對宇宙的一些基本假設。巨弧包括星系、星系團,以及大量的氣體和塵埃,它距離我們的太陽系大約92億光年,其質量如此之大,橫跨大約1/15的可觀測宇宙。 研究人員Alexia Lopez說,巨弧的發現是偶然的,Lopez當時正在利用來自12萬個類星體的光來匯集夜空中的物體地圖。類星體是星系的一個遙遠的明亮核心,超大質量黑洞在那裡消耗物質和噴射能量。 當來自類星體的光在我們和類星體之間穿過時,它會被各種元素吸收,留下痕跡,這些痕跡可以給研究人員提供關於他們正在觀察的材料的重要信息,這個時候可以利用鎂留下的痕跡來確定與中間的氣體和塵埃的距離,以及它在夜空中的位置。 在觀察宇宙地圖時,一個結構開始出現,研究人員進一步分析了這些發現,以確保數據中不存在導致方舟出現的偶然排列或錯誤。 研究人員所做的額外調查最終確定,巨弧不存在的可能性不到0.003%。巨弧的發現正在挑戰 "宇宙學原理",即在最大尺度上,物質或多或少均勻地分布在整個空間。然而,巨弧的發現反駁了這種觀念。來源:cnBeta

醫藥公司正在贏得大企業的人氣競賽 科技公司光環消退

制藥公司曾經是非常容易吸引仇恨的,在藥品價格飆升和阿片類藥物危機之間,該行業被廣泛認為是將利潤置於人們的健康之上。在2019年的一項蓋洛普調查中,制藥業在美國機構中的積極看法排名倒數第一。甚至人們對聯邦政府的感覺都比大藥廠更積極。 科技公司顯然更受歡迎一些,在一項不同的調查中,只有不到一半的美國成年人對科技行業持積極看法。很難對兩個不同的民意調查進行正面比較,但總的趨勢是明確的:在2019年,人們對科技公司的感覺比對制藥業的感覺好。 但隨後,大流行病襲來,國家的復蘇取決於疫苗的成功。政府對科技公司的審查,尤其是來自兩黨的審查加快了步伐。而這兩個行業似乎在全美范圍內的人氣競賽中互換了位置。 由輝瑞公司、強生公司和Moderna公司開發的COVID-19疫苗具有驚人的效果。它們的推出有助於將美國部分地區的病毒水平降低到2020年3月以來的最低水平。這一成功導致藥物公司的人氣大增,在2021年3月的 "進步數據 "調查中,對這些公司持贊成態度的人多於持反對態度的人,而此時美國的大規模疫苗接種運動正逐漸興起。 與此同時,在大流行期間,科技公司的受歡迎程度卻直線下降。民主黨人和共和黨人都在過去一年裡強調了各種科技公司的失敗,國會聽證會也讓人們重新關注他們的反競爭商業行為。根據2021年2月的蓋洛普民意調查,對科技行業持積極看法的美國成年人群體縮減到三分之一左右。而對該行業持非常負面看法的人數從2019年8月的10%躍升至22%。 過去的一年重新調整了我們與這兩個行業的關系:科技行業的光芒消失了,人們對制藥業的一些好處有了認識。但大流行病也突出了它們在大多數人的日常生活中糾纏得有多深,以及它們在多大程度上支配著我們的生活、工作和在這個世界上的行動。過去的一年表明,我們真的不能沒有這兩種東西--但這並不意味著我們必須喜歡它們。 畢竟,今年藥品價格不斷上漲,即使制藥業從COVID-19疫苗中積累了商譽。制藥公司Biogen剛剛為一種治療阿爾茨海默氏症的新藥貼上了56000美元的年度價格標簽,而這種藥物可能實際上並沒有效果。國會仍在針對該行業,而科技公司的CEO們因避稅而成為頭條新聞……來源:cnBeta

NASA批准繼續開發用於防禦近地小行星的NEO Surveyor太空望遠鏡

美國國家航空航天局(NASA)已經批准近地天體勘測者太空望遠鏡(NEO Surveyor)在任務審查成功後進入任務開發的下一階段,授權該任務進入初步設計階段(稱為關鍵決策點-B)。 這台紅外太空望遠鏡旨在幫助推進美國宇航局的行星防禦工作,加快我們發現和描述大多數潛在危險的小行星和彗星的能力,這些小行星和彗星距離地球軌道有3000萬英里,統稱為近地天體。 繼2010年完成發現90%的體積大於1000米(3280英尺)的近地天體的目標後,2005年的《國家航空和航天管理法》(公法109-155)指示美國航天局發現90%的體積大於140米(459英尺)的近地天體。該機構正在努力實現這一指令,目前已經發現了大約40%的這個大小范圍內的近地小行星。 美國宇航局近地天體觀測計劃的項目經理Kelly Fast說:"每天晚上,全球的天文學家都在勤奮地使用地面光學望遠鏡來發現新的近地天體,描述其形狀和大小,並確認它們不會對我們構成威脅。這些望遠鏡只能在夜空中尋找近地天體。近地天體測量儀將使觀測工作日夜持續進行,專門針對可能造成危害的近地天體的區域,並加速實現國會目標的進展。" 盡早發現、描述和跟蹤潛在危險的近地天體,對於確保及時進行偏轉或其他減輕撞擊的准備工作至關重要。美國宇航局將通過今年晚些時候發射的雙小行星重定向測試(DART)任務測試一種偏轉技術--動能撞擊器。雖然在下個世紀沒有已知的對地球的撞擊威脅,但未知的近地天體的撞擊--例如2013年俄羅斯的車里雅賓斯克事件仍然對地球構成危害。近地天體探測器使用在紅外線下工作的傳感器,將幫助行星科學家更快地發現近地天體,包括那些可能在白天從更接近太陽的方向接近地球的天體,這是目前使用地面光學觀測站無法做到的。 通過搜索更接近太陽方向的近地天體,近地天體探測器將幫助天文學家發現可能從白天的天空接近地球的撞擊性危險。近地天體測量儀還將大大增強美國宇航局通過使用紅外光確定新發現的近地天體的具體尺寸和特徵的能力,補充地面觀測站和雷達正在進行的觀測。 近地天體測量儀被批准進入下一個任務里程碑,使該望遠鏡離發射又近了一步,目前計劃於2026年上半年發射。該任務由位於南加州的NASA噴氣推進實驗室開發,由位於馬歇爾太空飛行中心的NASA行星任務項目辦公室管理,並由行星防禦協調辦公室(PDCO)進行項目監督。美國宇航局在2016年成立了PDCO,以管理該機構在行星防禦方面的持續努力。來源:cnBeta

ExoMars Rover復製品在 “火星地形模擬器 “中開始了基於地球的任務

將被用於漫遊者操作控制中心以支持任務培訓和操作的ExoMars Rover復製品已經完全組裝完畢,並在義大利都靈的ALTEC公司的火星地形模擬器上完成了它的第一次駕駛。在未來幾個月里,漫遊車 "地面測試模型"(GTM)將發揮關鍵作用,漫遊車操作員將為羅莎琳·富蘭克林探測器於2023年6月抵達火星的奧克西亞·普朗姆區域做准備。 GTM在泰雷茲阿萊尼亞航天公司的潔淨室中時已經完成了重要的指揮測試,現在它已經在火星地形模擬器中完全組裝起來。 為了最好地表現真正的羅莎琳·富蘭克林探測器在火星上的經歷,GTM由一個設備支持,以重現火星重力水平。火星重力約為地球重力的三分之一,因此漫遊車290公斤總質量的三分之二被連接到測試區天花板上的 "漫遊車重力卸載裝置"所吸收。漫遊者操作人員將與復制的漫遊者一起演練許多活動,從在不同的地形上移動到部署其科學儀器。 第一個測試是簡單的駕駛活動:在不同的表面上移動,處理一個側坡、小山和巨石遍布的地形。在山頂上,漫遊車還被命令拍攝全景圖像序列。這次測試為未來幾個月的更高級活動鋪平了道路。例如,雖然第一次駕駛測試是按照直接驅動指令執行的,但即將進行的是軌跡控制測試:也就是說,火星車將自動糾正由地形和粗糙度引起的偏差,以保持在指令路徑的20厘米之內。稍後,將測試更先進的自主駕駛功能,即漫遊車將使用車載計算能力,自行評估地形的安全性。 GTM還將在未來幾周內用於鑽探活動。ExoMars火星車在火星探索中是獨一無二的,因為它將首次在火星表面以下2米處進行鑽探,以取回樣品在其復雜的機載實驗室中進行分析。地下的樣本更有可能包括生物標志物,因為脆弱的火星大氣對表面的輻射和光化學作用幾乎沒有保護。了解火星上是否曾經存在生命是行星科學的一個關鍵問題,也是ExoMars計劃的核心價值所在。來源:cnBeta

松島冰川的冰架正在自我撕裂 加速南極關鍵冰川的脫離速度

幾十年來,幫助阻擋南極洲移動最快的冰川之一的冰架已經逐漸變薄。對衛星圖像的分析顯示,近年來有一個更戲劇性的過程。從2017年到2020年,冰架邊緣的大冰山斷裂,冰川加速熔融和分離。 由於浮動的冰架有助於擋住冰川更大的接地質量,最近由於邊緣的減弱而加速,可能會縮短松島冰川最終崩塌入海的時間表。華盛頓大學和英國南極調查局的研究人員的研究報告於2021年6月11日發表在開放獲取的《科學進展》雜志上。 "我們可能無法等待松樹島的緩慢變化;事情實際上可能比預期的要快得多,"主要作者、華盛頓大學應用物理實驗室的冰川學家Ian Joughin說。"我們在這個地區一直研究的過程正在導致不可逆轉的崩潰,但速度相當謹慎。如果我們失去該冰架的其餘部分,情況可能會更加突然。" 松島冰川包含大約180萬億噸的冰--相當於0.5米,或1.6英尺的全球海平面上升。它承擔了南極洲對海平面上升的大部分責任,每年造成約六分之一毫米的海平面上升,或每世紀約三分之二英寸,這個速度預計會增加。如果它和相鄰的斯懷特冰川加速並完全流入海洋,釋放出它們對更大的西南極冰原的控制效應,全球海洋可能在未來幾個世紀內上升幾英尺。 近幾十年來,這些冰川吸引了人們的注意,因為它們的冰架變薄了,因為更溫暖的洋流融化了冰的底層。從20世紀90年代到2009年,松島冰川向海的運動從每年2.5公里加速到每年4公里(每年1.5英里到每年2.5英里)。然後冰川的速度穩定了近十年。 但最近發生的事情是一個不同的過程,Joughin說,與冰川上的內部力量有關。從2017年到2020年,松島的冰架在幾次戲劇性的斷裂中失去了五分之一的面積,這些斷裂被歐洲航天局代表歐盟運行的哥白尼哨兵一號衛星所捕捉。研究人員分析了2015年1月至2020年3月的圖像,發現冰架最近的變化不是由與海洋融化直接相關的過程造成的。 論文中分析的冰川表面的兩個點在2017年和2020年之間加速了12%。作者使用華盛頓大學開發的一個冰流模型來證實,冰架的消失導致了觀察到的速度加快。 目前還不清楚該冰架是否會繼續崩塌。其他因素,如冰川退縮邊緣下的土地坡度將發揮作用,Joughin說。但是這些結果改變了松樹島冰架可能消失的時間線,以及冰川可能移動的速度,增加了它對海平面上升的貢獻。 松島冰架很重要,因為它正在幫助擋住這個相對不穩定的南極西部冰川,就像聖母院大教堂上的弧形托架支撐著大教堂的質量一樣。一旦這些托架被移除,緩慢移動的冰川可以更快地流向海洋,導致海平面上升。 "松島冰架前面和下面的沉積物記錄表明,冰川前沿在幾千年裡一直保持相對穩定,"課題合作者Dutrieux說。"定期的前進和斷裂發生在大約相同的位置,直到2017年,然後每年相繼惡化,直到2020年。"來源:cnBeta

引力在基本粒子的形成中的作用可能比科學家們想像的要大

引力在基本粒子的形成中發揮的作用可能比科學家過去認為的要大。來自RUDN大學的一個物理學家團隊獲得了描述粒子狀波的半經典模型的解決方案。他們還計算了粒子的引力相互作用和它們的電荷相互作用之間的比率。這項研究的結果發表在《宇宙》雜志上。 由於體積小,基本粒子(電子、質子和中子)之間的引力作用與庫侖力,也就是由電荷決定的吸引和排斥相比很弱。例如,帶負電的電子在含有帶正電的質子的原子核周圍移動。因此,牛頓吸引力與庫侖排斥力(或γ)的比率可以忽略不計。然而,在普朗克尺度上,即在大約1.6 x 1035米的距離上,這些力量變得相當。來自RUDN大學的一個物理學家團隊發現了現有模型的解決方案,對應於普朗克范圍內的粒子。 該團隊使用了基於電磁場方程的半經典模型。包含幾個粒子以及孤子(穩定的孤波)的解決方案。在這樣的方程中,通常不考慮引力,而是用一個幾乎任意選擇的非線性修正來代替。這就是這些模型的主要問題所在。然而,可以通過在系統中加入三個基本場的方程來解決這個問題。然後,根據量子不變性的要求(防止物理值與場的變換同時發生變化),非線性的形式就會被嚴格定義。來自RUDN大學的團隊使用這種方法找到了與典型基本粒子的特徵相匹配的解決方案。這種解決方案的存在將證實重力在粒子形成中的基本作用。 該團隊未能找到電荷和質量與γ<0.9的基本粒子相匹配的解決方案,其存在的可能性仍然值得懷疑。他們描述了普朗克范圍內的帶電半量子物體(即質量約為105克,大小為1033厘米)。物理學家們仍然不確定這些解決方案對應的是什麼。具有這些參數的假想粒子被稱為maximons或planckeons。來自RUDN大學的團隊是第一個獲得γ趨於無窮大的物體的離散能譜(即在模型中排除電場)。在這種情況下,該解決方案描述了具有近太陽質量的物體。 "盡管我們試圖計算γ<0.9時的機率特徵並不成功,但該模型仍然可以有這種類似粒子的解決方案。在未來,我們希望闡明這個從數學角度看極其復雜的問題,對物理學家來說是很有吸引力的。"RUDN大學的Vladimir Kassandrov補充說:"我們想找出基本粒子的解決方案是否真的存在於三場模型中。"來源:cnBeta

電池技術的突破:從原子層面看待富含鋰元素的電池

自從200年前伏打首次將銅盤和鋅盤堆在一起以來,電池技術已經取得了長足的進步。雖然技術不斷從鉛酸電池發展到鋰離子電池,但仍存在許多挑戰,如實現更高的密度和抑制枝晶生長。專家們正在競相解決全球對高能效和安全電池日益增長的需求。 重型車輛和飛機的電氣化需要具有更高能量密度的電池。一個研究小組認為,要想對這些行業的電池技術產生重大影響,必須進行範式轉變。這種轉變將利用富鋰正極中的陰離子還原-氧化機制。發表在《自然》雜志上的研究結果標志著首次在富鋰電池材料中直接觀察到這種陰離子氧化反應。 合作機構包括卡內基梅隆大學、東北大學、芬蘭的拉彭蘭塔-拉赫蒂科技大學(LUT),以及日本的機構,包括群馬大學、日本同步輻射研究所(JASRI)、橫濱國立大學、京都大學和立命館大學。 富鋰氧化物是有前途的正極材料類別,因為它們已被證明具有高得多的存儲容量。但是,有一個電池材料必須滿足的 "和問題":材料必須能夠快速充電,對極端溫度穩定,並可靠地循環數千次。科學家們需要清楚地了解這些氧化物如何在原子水平上工作,以及它們的基本電化學機制如何發揮作用,以解決這個問題。 正常的鋰離子電池通過陽離子氧化還原作用來工作,當鋰被插入或移除時,金屬離子會改變其氧化狀態。在這個插入框架內,每個金屬離子只能儲存一個鋰離子。然而,富含鋰的陰極可以儲存更多。研究人員將此歸功於陰離子氧化還原機制--在這種情況下是氧氧化還原。這是材料的高容量的機制,與傳統的陰極相比,其能量儲存幾乎翻了一番。盡管這種氧化還原機制已經成為電池技術的主要競爭者,但它標志著材料化學研究的一個支點。 該團隊著手利用康普頓散射為該氧化還原機制提供確鑿的證據,康普頓散射是指光子與粒子(通常是電子)相互作用後偏離直線軌跡的現象。研究人員在SPring-8進行了復雜的理論和實驗研究,這是世界上最大的第三代同步輻射設施,由JASRI運營。同步輻射包括狹窄、強大的電磁輻射束,當電子束被加速到(幾乎)光速並被磁場強迫以彎曲的路逕行駛時,就會產生這種輻射。康普頓散射變得可見。研究人員觀察到位於可逆和穩定的陰離子氧化還原活動核心的電子軌道是如何被成像和可視化的,並確定其特徵和對稱性。這一科學首創可能會改變未來電池技術的遊戲規則。 雖然以前的研究提出了陰離子氧化還原機制的替代解釋,但它無法提供與氧化還原反應相關的量子力學電子軌道的清晰圖像,因為這無法通過標准實驗進行測量。 當研究小組第一次看到理論和實驗結果之間在氧化還原特性方面的一致性時,他們意識到分析工作可以描繪出負責氧化還原機制的氧氣狀態,這對電池研究來說是非常關鍵的。 "我們有確鑿的證據支持富鋰電池材料中的陰離子氧化還原機制,"卡內基梅隆大學機械工程系副教授Venkat Viswanathan說。"我們的研究為富鋰電池在原子尺度上的運作提供了一個清晰的圖景,並為設計下一代陰極以實現電動航空提出了路徑。高能量密度陰極的設計代表了電池的下一個前沿領域"。來源:cnBeta

諾斯羅普·格魯曼公司的Minotaur 1火箭將於6月15日發射

6月15日早起,住在美國東北部海岸大部分的人們都可以拿起一杯咖啡,看著諾斯羅普·格魯曼公司的Minotaur 1(米諾陶1號)火箭從維吉尼亞州的NASA沃勒普斯飛行設施發射到太空。這枚為國家偵察局(NRO)攜帶三個國家安全載荷的火箭定於6月15日上午7點從瓦洛普斯島的中大西洋地區航天港(MARS)0B停機坪發射。 美國空軍(USSF)空間和飛彈系統中心的發射企業正在為這項任務提供發射服務。 這次任務被命名為NROL-111,將是USSF的第三次小型發射任務,也是NRO在過去12個月中從Wallops進行的第二次專門發射。 在天氣允許的情況下,整個大西洋中部地區以及視野較好的美國東海岸地區的居民可能會看到這次發射,不過沃勒普斯的NASA遊客中心將不會為這次發射而開放。 欽科泰格島的觀看地點包括主街的羅伯特·里德公園或橫跨欽科泰格島和阿薩蒂格島之間的海灘路。 任務現場報導定於上午6:30在Wallops YouTube網站上開播: https://www.youtube.com/user/NASAWallops?sub_confirmation=1來源:cnBeta

新設計的​LED燈泡原型發出的藍光更少

與其他類型的照明相比,LED燈泡具有相當大的優勢。由於效率更高,它們需要更少的電力來運行。它們不會像老式白熾燈那樣散發出不必要的熱量,而且最好的燈泡甚至比螢光燈還要長壽。但LED並非沒有問題。人們懷疑,過度暴露在當今標準的LED燈泡產生的藍光下,會導致疲勞、情緒紊亂和失眠等健康問題,這些問題揮之不去。此外,較高的價格會促使購買者考慮其他選擇。 由自然科學和數學學院化學副教授、德克薩斯超導中心首席研究員Jakoah Brgoch領導的休斯頓大學研究小組正在開發一種LED燈泡,它的大部分能量來自可見光光譜中較安全的紫光部分。他們正在開發一類獨特的發光材料,稱為螢光粉,而不是僅僅掩蓋藍光,這類材料可以吸收紫羅蘭色LED的單色發射,並將光線轉換為覆蓋大部分可見光譜。 "我們小組正在創造的發光體不再是用傳統的藍色LED晶片來操作,而是換用紫色LED晶片。這基本上從藍色轉向了紫色作為基礎光源,然後將紫色LED光轉換為我們看到的廣譜白光,"Brgoch解釋說。"最終目標是讓這種新的基於紫光的燈泡盡可能地節能,同時也很便宜,最終使新的照明技術能夠向消費者銷售。" 他們的研究結果最近發表在《ACS應用材料與界面》雜志上,這是美國化學學會的一本知名學術雜志。 但從技術上講,實際上並不存在純白的光,拿一個棱鏡對著燈泡,你會看到它的光被分成不同的波長,顯示出從紫色到紅色的美麗色帶;這就是科學家所說的可見光光譜。燈看起來是白色的,因為人的眼睛和大腦一起工作,將人類對這些獨立色帶的感知混合成白色的光,這時可能正在照亮你讀的字,不同類型的燈泡強調光線的可見光譜的不同部分。 照明公司的工程師們操縱著這種平衡來創造一種特定的氛圍。多一點紅色會產生溫暖、圓潤的白光,這在客廳里很合適,而冷色調的藍色會發出清晰的白光,更適合辦公室照明。但在實驗室外,LED的藍色傾向一直難以避免。 "有時你會認出它 - 那些最便宜的LED燈泡,有時它看起來像一個漂亮的暖白光。但是,即使在最昂貴的燈泡中,如果它是基於藍色的LED,仍然有相當大的藍光成分潛入,"這位教授解釋說。最近,科學家們一直在關注光的頻率如何影響健康。"隨著LED照明的出現,公司已經開始嘗試了解人類如何與光互動,更重要的是,光如何與人類互動,當你坐在辦公室里時,燈光中的藍色色調是一件好事,因為它們幫助你保持精神振奮,但是同樣的光線在需要休息的晚上卻可能會讓你繼續保持清醒,這就非常不好,本質上這是關於遵循自然的晝夜節律周期而不被破壞。" 睡眠研究顯示,夜間過度暴露於藍光頻率會改變褪黑激素等荷爾蒙,有時會導致失眠,睡眠周期紊亂,以及其他問題。過多的藍光照射也被懷疑是白內障的形成。生活在基於LED的路燈、交通燈和照明商業標志中的城市居民還比郊區居民暴露在更多的LED中。 "這並不是說我們應該把所有的藍光從你的燈泡中移除。你需要一些藍色光譜。這不是要消除藍色,而是要把它保持在一個合理的水平。這就是我們的工作所追求的,"該論文的作者、研究生研究助理Shruti Hariyani說。來源:cnBeta

細菌大小的金屬機器人可以實現分解微塑料 解決環境難題

極其小塊的塑料無處不在,從城市環境到原始的荒野。如果任其自生自滅,它們可能需要數百年的時間才能完全降解。由陽光激活的催化劑可以加速這一過程,但讓這些化合物與微型塑料發生作用是很困難的。 在一項概念驗證研究中,研究人員在《ACS應用材料與界面》雜志上報告說,他們開發了能夠「游泳」並附著在塑料上並將其分解的自我推進的微型機器人。 雖然塑料製品在室內無處不在,但塑料垃圾和破碎的碎片現在也在戶外被到處亂扔。其中最小的塑料--尺寸小於5毫米的微塑料--很難被撿起和清除。此外,由於它們可以吸附重金屬和污染物,如果不小心吃了,可能會對人類或動物造成傷害。因此,此前研究人員曾提出了一種低能耗的方法,通過使用催化劑來擺脫環境中的塑料,這種催化劑利用陽光產生高活性化合物,分解這些類型的聚合物。然而,讓催化劑和微小的塑料塊相互接觸是一種挑戰,通常需要預處理或笨重的機械攪拌器,而這並不容易擴大規模。 馬丁·普梅拉及其同事想創造一種陽光推動的催化劑,它可以向微粒子移動並抓住它們並將其分解。為了將一種催化材料轉化為光碟機動的微型機器人,研究人員製作了星形的釩酸鉍顆粒,然後在4-8微米寬的結構上均勻地塗上磁性氧化鐵。這些微機器人可以沿著迷宮般的通道游動,並在其整個長度上與微塑料碎片互動。 研究人員發現,在可見光下,微型機器人能強烈地粘附在四種常見的塑料上。然後,研究小組將覆蓋有微型機器人催化劑的四種塑料碎片在稀疏的過氧化氫溶液中照射了七天。他們觀察到,塑料失去了3%的重量,所有類型的塑料的表面紋理都從光滑變成了凹陷,並且在剩餘的溶液中發現了塑料的小分子和成分。研究人員說,自我推進的微型機器人催化劑為在難以到達的地方捕獲和降解微塑料的系統鋪平了道路。來源:cnBeta

國家航天局:近期正與NASA、ESA開展火星探測器軌道數據交換合作

中國國家航天局12日在北京舉辦新聞發布會,介紹中國首次火星探測任務情況。中國國家航天局新聞發言人許洪亮在會上表示,為了保證火星探測器在軌衛星安全,近期中國正在與美國國家航天局(NASA)、歐空局開展火星探測器軌道數據交換合作。 許洪亮介紹,在天問一號火星探測任務中,中國國家航天局和歐空局、法國國家空間中心、阿根廷空間活動委員會、奧地利研究促進局等4家航天機構通過載荷搭載、測控支持等方式開展了廣泛合作,同時中國還正與法國、奧地利、俄羅斯等有關機構,就天問一號火星探測數據的應用合作保持溝通。 「同時為了保證火星探測器在軌衛星安全,近期我們正在與美國國家航天局、歐空局開展了火星探測器軌道數據交換合作。」許洪亮表示,在月球與深空探測領域開展國際合作是國際通行慣例,因此中國在謀劃下一步發展過程中,不論是探月工程四期還是小行星探測,包括國際月球科研站,中國都堅持開放的態度,按照共商共建共享原則跟國際同行正在開展廣泛合作。來源:cnBeta

「界限越來越模糊」:小行星和彗星可能比科學家此前認為的更相似

據媒體報導,正如任何曾經試圖打掃房間的人所知道的那樣,清除灰塵是一項艱難的工作。沒有哪個表面能長期保持無塵狀態。事實證明,太空也有些類似。太空中充滿了行星際塵埃,地球在圍繞太陽運行的過程中不斷收集這些塵埃--在軌道上,在大氣中,如果它足夠大的話,在地面上就會成為微隕石。雖然標本可能不大,但事實證明,這種塵埃粒子正在改變科學家對小行星和彗星的概念,並足以重建太陽系歷史中的整個場景。 小行星和彗星是太陽系形成早期留下的原始天體,因此我們對它們的組成了解得越多,就越能知道它們在哪裡形成。那些與彗星形成在同一區域的小行星往往在成分上與彗星更接近。試圖打破小行星-彗星的連續性,並對小行星與彗星的相似程度進行分類,這就是Pierre Beck博士在法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學的SOLARYS項目中正在做的事情。 他解釋說,官方登記的小行星大約有一百萬個顆,但實際應該還有更多。「傳統上,這些天體一直被認為是太陽系中最原始的。你可以看看這些成分,看看那裡有什麼,它們是如何被吸積的,以及它們在很久以前是如何形成的。」 形成地球或火星的類似原始材料經歷了地質活動,並被熱、壓力和侵蝕等條件從根本上改變。「因此,最原始的天體不是以岩石的形式來到地球,而是以灰塵的形式,」他說。「雖然一年中來到地球的隕石的預期(數量)可能是5-6噸--但對於塵埃來說,它是4萬噸。」 利用從我們平流層高處收集的行星際塵埃樣本和來自南極洲等原始地點的微隕石, Beck博士正在使用一種新的紅外光譜學方法,結合原子力顯微鏡來檢查它們在微米尺度上的光譜和屬性。 就像考古學家放置挖掘現場的文物一樣,然後他可以將這些結果與太空中小行星的現有數據進行比較。「當你是一個地質學家,你發現了一塊岩石,你有一個露頭的地方,並試圖在其背景下看到岩石,」Beck博士說。 11:31:07 化合物 利用紅外雷射在僅10-20微米的樣品上的變化,他的團隊第一次可以挑出矽酸鹽礦物和有機化合物,而無需使用會擾亂材料的化學品。他們還在實驗室中構建了更大的樣品模型,以完善尋找的內容,從而用地面望遠鏡識別和分類小行星和彗星。 他們在塵埃中發現的是復雜的有機聚合物,富含碳氫化合物和氮、氧等元素,有時是氘(重水)。 「關於這些地外有機物是如何形成的,存在著很大的爭議。」Beck博士說:「一種假設是,冰混合物被輻照,但在這種情況下,不同類型的冰混合物應該產生不同類型的有機物。」 研究這些樣本的化學成分應該有助於他更多地了解小行星的起源以及D-型小行星的區別,D-型小行星是黑暗的、難以探測的天體,有些帶有冰冷的內壁,它起源於木星周圍及更遠的地方,而冰冷的彗星。 「如果我們了解這一點,它將告訴我們外太陽系是由什麼組成的,以及更多關於進入太陽系的最初的東西。」知道在哪裡可以找到某些有機塵埃類型,甚至可以幫助未來的太空探測器。 「你可以把這些小行星中的一些視為燃料來源,」他說。如果有還原的有機化合物,它們可以作為能源的來源。 彗星 行星際塵埃中這種化合物的存在只是讓科學家們懷疑小行星和彗星畢竟不一定那麼不同的一件事。CASTRA項目的Jessica Agarwal博士認為也可能有其他原因的重疊。 利用歐空局研究67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星的羅塞塔號探測器和天文望遠鏡的數據,Agarwal博士和她在德國布倫瑞克技術大學的團隊研究了彗星和小行星如何積極向太空排放物質。 她說:「我們的目標是更好地了解導致彗星和小行星表面和內部變化的過程。我們還希望更好地了解它們的原始性質,或者說它們在45億年前是怎樣的。」 Agarwal博士的團隊利用來自羅塞塔號上幾個儀器的數據,已經能夠對67P彗星環境中的彗星塵埃的特性進行建模。他們發現,塵埃顆粒可能是微米級矽酸鹽和亞微米級碳質成分的鬆散聚合體。 "我們還觀察到從67P彗星出來的巨石大小的物質,來自表面的某些特定地方......巨石的『噴泉』,"Agarwal博士解釋道。 活躍的小行星 彗星並不是唯一發射物質的天體。以小行星288P為例。一顆所謂的活躍小行星會釋放出灰塵,從遠處看它就像一顆帶著灰塵尾巴的彗星。 "288P的奇怪之處在於,它的核看起來是雙倍的......最後,我想,也許它是一個雙星?" Agarwal博士說。「我們不得不等了幾年才從近處重新觀察它,然後在2016年,我們得到了更多的哈勃時間,真正看到了它是兩個組成部分。」 他們的測量結果確定,這顆首次被觀測到的小行星是由兩塊大小相似的碎片組成的,相互繞行,相距100公里。「我們發現它是偶然的。我們不知道是否有更多類似的系統我們沒有看到,」Agarwal博士說。 他們推測,這些小行星被太陽照射並開始旋轉,當它們旋轉得太快而無法保持在一起時,便一分為二。這對小行星之間的距離可能是由於從表面噴出的氣體汽化,像火箭一樣把一塊石頭推走。他們仍在試圖找出導致尾巴的原因。 科學家們長期以來一直認為小行星主要是通過碰撞演變而來的,但是對於較小的小行星來說,快速旋轉也有可能起到同樣的作用。 他們的研究揭示了一系列活躍小行星,從那些有一次性爆發活動的小行星(仿佛來自撞擊),到那些反復發射塵埃的小行星。 Agarwal博士說:「有一些過程或多或少地隨機發生,觸發了塵埃雲的爆發。我們認為也許是快速旋轉引發了山體滑坡或類似的事情。" 所有這些的結果是,彗星和小行星之間的區別可能更像是一個光譜,而不是一個硬性的分界線。 「這個界限越來越模糊了。在過去,我們認為小行星是岩石,彗星是冰的。但是現在我們看到,有的彗星幾乎不活動......有的小行星則很活躍。」Agarwal博士說:「在這兩類星體之間存在著比我們過去想像的更多的過渡。」來源:cnBeta

「氧氣控制假說」:地球早期的含氧量增加是否有助於多細胞生命的進化?

據媒體報導,一項新研究將早期地球的含氧量與更大、更復雜的生物體聯系起來的假說推翻了。喬治亞理工學院的研究人員報告了一個更復雜的影響。科學家們長期以來一直認為,大氣中氧氣的增加(始於25億年前的大氧化事件)與大型復雜多細胞生物的興起之間有直接的聯系。 這一理論,即「氧氣控制假說」,表明這些早期多細胞生物的大小受限於氧氣能夠擴散到它們體內的深度。該假說提出了一個簡單的預測,在進化生物學和地球科學中都有很大的影響。更多的大氣氧氣應該總是增加多細胞生物可以生長的大小。 事實證明,這一假設很難在實驗室中得到驗證。然而,喬治亞理工學院的一個研究小組找到了一種方法--使用定向進化、合成生物學和數學建模--所有這些都被用於一個簡單的多細胞生命體,稱為 "雪花酵母"。結果是什麼?關於早期地球的含氧量和大型多細胞生物的興起之間的相關性的重要新信息--而且這都是關於我們最早的一些多細胞祖先究竟有多少氧氣可用。 「氧氣對多細胞進化的積極影響完全是劑量依賴性的--我們星球的第一次含氧量會強烈制約而不是促進多細胞生命的進化,」生物科學學院的研究科學家和該研究的主要作者G. Ozan Bozdag解釋說。「氧氣對多細胞大小的積極影響可能只有在它達到高水平時才能實現。」 "我們表明,氧氣的影響比以前想像的要復雜。喬治亞理工學院的研究人員 Will Ratcliff指出:「事實上,全球氧氣的早期增加應該強烈制約宏觀多細胞的進化,而不是選擇更大和更復雜的生物體。」 他補充說:「人們長期以來一直認為,地球表面的含氧量對大型復雜多細胞生物的進化是有幫助的--有些人甚至說這是一個先決條件。但是從來沒有人直接測試過這一點,因為我們沒有一個模型系統,它既能快速經歷很多代的進化,又能在全部氧氣條件下生長。」 然而,研究人員能夠用 "雪花酵母"做到這一點, "雪花酵母"是能夠快速進化的簡單多細胞生物。通過改變它們的生長環境,他們在實驗室里對 "雪花酵母"進行了800多代的進化,選擇了更大的尺寸。 結果令 Bozdag感到驚訝。他說:「我驚訝地看到,當多細胞酵母不能使用氧氣時,它們的尺寸迅速翻倍,而在適度含氧環境中進化的種群則完全沒有顯示出尺寸的增加。」他說:「這種效應是強大的--甚至在更長的時間尺度上。」 該團隊在研究中指出:"當我們的酵母沒有氧氣或有大量的氧氣時,大尺寸很容易進化,但當氧氣存在於低水平時就不容易。"Ratcliff說。"我們做了更多的工作,以表明這實際上是一個完全可預測和可理解的結果,即氧氣在限制時,作為一種資源--如果細胞可以獲得它,它們就會獲得很大的代謝利益。當氧氣稀缺時,它不能很好地擴散到生物體內,因此多細胞生物有一種進化的動機,即允許它們的大部分細胞獲得氧氣--當氧氣根本不存在時,或者當周圍有足夠的氧氣可以更深入地擴散到組織中時,這種限制就不存在了。" Ratcliff表示,他的研究小組的工作不僅挑戰了氧氣控制假說,而且還幫助科學家理解為什麼在大氧化事件之後的十億年裡,多細胞生物世界中很少發生明顯的進化創新。Ratcliff解釋說,地質學家將這一時期稱為地球歷史上的 "無聊的十億年"--也被稱為地球歷史上最沉悶的時期,以及地球的中世紀--這一時期的氧氣存在於大氣中,但水平很低,多細胞生物保持相對較小和簡單。 Bozdag對這項研究的獨特性質補充了另一個見解。他說:「以前的工作主要通過氣體擴散的物理原理研究氧氣和多細胞大小之間的相互作用。雖然這種推理是必不可少的,但在研究我們星球上復雜多細胞生命的起源時,我們也需要對達爾文進化論的原則進行包容性的考慮。」Bozdag補充說,最終能夠通過許多代的進化來推進生物體的發展,幫助研究人員實現了這一點。來源:cnBeta

全球消滅天花40年後,為什麼FDA上周還在批新藥?

最近幾天,FDA 批准阿茲海默症新藥的消息引起醫療圈的廣泛關注,相較之下,另一則款新藥的獲批則顯得有些無人問津。6 月 4 日,FDA 批准了抗病毒藥物 Brincidofovir 治療天花,該藥也成為了人類歷史上第二款獲批的天花藥物。 FDA 官網截圖 但這一消息傳來後,討論的聲音卻傳達出不少困惑:對於已經被消滅的天花,FDA 為何還會批准新藥呢? 昔日網紅遭遇研發困局 此次獲批的天花新藥 Brincidofovir 由醫藥公司 Chimerix 研發,是著名抗病毒藥西多福韋(Cidofovir)的前體藥物。 西多福韋是一類抗 DNA 病毒藥物,它的結構與脫氧胞苷一磷酸非常相似。進入人體後,西多福韋與脫氧胞苷一磷酸競爭 DNA 聚合酶,使病毒無法合成 DNA 而終止復制。 西多福韋(右)結構酷似脫氧胞苷一磷酸(左),這是它最主要的抗病毒原理(圖源:參考資料) 早在 1996 年,西多福韋就被批准治療巨細胞病毒引起的視網膜炎,臨床上也有超適應症治療腺病毒或皰疹病毒感染的案例。 但是,靜脈應用西多福韋,最為常見的不良反應是腎毒性,極易導致近曲腎小管細胞損傷和代謝性酸中毒,發生率超過 50%。為避免腎髒不可逆受損,靜脈滴注西多福韋時,需要同時給予丙磺舒和足量的生理鹽水。 而...

科學家打造耳罩式血液酒精濃度檢測方案 等效傳統呼氣式測醉儀

在酒駕查處行動中,交警普遍在快速篩查階段使用呼氣式儀器來檢測酒精濃度。但為了確保數值的准確性,酒駕者也會被拉到醫院接受抽血復核。不過得益於一項新穎的技術,未來這項工作或許可以變得更加無創。由近日發表於《科學報告》期刊上的一篇文章可知,Kohji Mitsubayashi 教授帶領的一支研究團隊,已提出一種耳罩式的血液酒精濃度測試方案。 傳統呼氣式測醉儀的工作原理,是通過一個人呼氣帶出的乙醇濃度,來評估血液中的酒精含量。但事實上,乙醇也會通過人的皮膚釋放。 遺憾的是,由於濃度太低,研究人員難以在人體上找到可准確讀取數值的最佳部位。更別提皮膚汗腺的存在,可能導致讀數出現偏差。 為尋求更可靠的替代方案,東京醫牙大學的科學家們竟然將目標轉移到了耳朵上。眾所周知,耳朵皮膚不僅比手臂等部位的皮膚釋放更多的乙醇,還含有相對較少的汗腺。 基於此,研究人員開始著手修改一套現成的耳罩式裝置。在最終的實驗系統中,過濾後的空氣會通過一根軟管泵入其中一個耳罩,且頂部還有另一個通孔。 當空氣流經耳罩中的密封腔室時,它會收集釋放出來的乙醇氣體,然後通過另一側的軟管抽出。接著低側的軟管可通向另一個被稱作「生物嗅探器」的單獨設備。 當被紫外線「激發」時,其中的傳感器會在乙醇氣體存在的情況下發出螢光 —— 乙醇濃度越高、螢光效應就越強。 實驗室測試期間,研究人員讓三位男性志願者佩戴了這款耳罩式裝置,且他們事先都攝入了一定量的酒精。 然後在接下來的 140 分鍾內,受試者接受了基於耳罩和傳統呼氣式測醉儀的定期測量,結果發現兩款設備的效果始終近似。 下一步,研究團隊希望進一步改進這套技術方案,以使之能夠作為呼氣式測醉儀的替代品,且未來有望用於其它與皮膚相關的疾病檢測手段。 有關這項研究的詳情,已經發表於近日出版的《科學報告》(Scientific Reports)期刊上。 原標題為《External ears for non-invasive and stable monitoring of volatile organic compounds in human blood》。來源:cnBeta

科學家首次成功地將「假肢」直接整合到胡兀鷲的殘余腿骨上

據媒體New Atlas報導,盡管已經有鳥類接受了綁帶式假肢,但科學家們現在報告說,他們首次成功地將「假肢」直接整合到一隻胡兀鷲的殘余腿骨上。他們將這種動物描述為世界上第一隻「仿生鳥」。 這只鳥被命名為「米婭」,是一隻雌性胡兀鷲,是歐洲最大的一種飛鳥。它被安置在位於奧地利哈林塞的貓頭鷹和猛禽保護區。「米婭」最初被帶入保護區時,腳部嚴重受傷,最終不得不被截肢。 雖然較小的鳥類可能只用一隻腳就能搞定,但這樣的損失會使較重的鳥類(如胡兀鷲)很難著陸、行走或按住它們的獵物。考慮到這些問題,維也納醫科大學的一個小組決定給「米婭」植入一個永久連接的新「假肢」。 該小組由奧斯卡-阿斯曼(Oskar Aszmann)教授領導,他曾負責為三名人類截肢者配備心智控制的仿生手臂等任務。 對於這只胡兀鷲,該小組利用了一種被稱為骨整合的過程,在這個過程中,人造假肢的底部直接與鳥類殘余殘肢的腿骨末端連接。「米婭」在手術後三周內開始嘗試行走,並在六周後將它的全部重量放在腳上。據報導,它現在可以正常行走和著陸。 Aszmann說:「這個概念提供了一個高度的體現,因為骨感知提供了直接的直觀反饋,從而允許自然地使用肢體進行行走和捕食。我們現在第一次成功地以仿生方式重建了一隻禿鷹的肢體。」 舊金山骨整合研究中心的Rickard Branemark也參與了這項研究。有關該研究的論文最近發表在《科學報告》雜志上。來源:cnBeta

研究稱維生素D的缺乏強烈地加劇了對阿片類藥物的渴望和影響

根據麻薩諸塞州綜合醫院(MGH)研究人員領導的一項新研究,維生素D的缺乏強烈地加劇了對阿片類藥物的渴望和影響,可能會增加依賴和成癮的風險。發表在《科學進展》上的這些研究結果表明,用廉價的補充劑來解決維生素D缺乏的普遍問題,可以在打擊正在進行的阿片類藥物成癮的問題中發揮一定作用。 麻薩諸塞州綜合癌症中心黑色素瘤項目主任、MGH皮膚生物學研究中心(CBRC)主任David E. Fisher博士的早期工作為當前的研究奠定了基礎。2007年,Fisher和他的團隊發現了一些意想不到的東西。暴露在紫外線下(特別是稱為UVB的形式),會使皮膚產生激素內啡肽,它在化學上與嗎啡、海洛因和其他阿片類藥物相關--事實上,所有這些都會激活大腦中的相同受體。Fisher隨後的一項研究發現,紫外線照射提高了小鼠的內啡肽水平,然後小鼠表現出與阿片類藥物成癮一致的行為。 內啡肽有時被稱為「感覺良好」的荷爾蒙,因為它能引起一種溫和的興奮感。研究表明,一些人產生了曬太陽和去日光浴的沖動,這反映了阿片類藥物成癮者的行為。Fisher和他的同事推測,人們可能尋求紫外線,因為他們不知不覺地渴望內啡肽的刺激。但這表明了一個重大的矛盾。Fisher問道:「為什麼我們會在行為上被現有的最常見的致癌物所吸引?畢竟,陽光照射是皮膚癌的主要原因,更不用說皺紋和其他皮膚損傷。」 Fisher認為,對人類和其他動物尋找太陽的唯一解釋是,暴露於紫外線輻射是產生維生素D的必要條件,而我們的身體不能自行形成維生素D。維生素D能促進鈣的吸收,而鈣對骨骼的形成是必不可少的。在史前時代,隨著人類部落向北遷移,可能需要一種進化上的改變來迫使他們在嚴寒的日子裡走出洞穴,暴露在陽光下。否則,小孩子會因長期缺乏維生素D而死亡(佝僂病的原因),當人們逃避捕食者時,脆弱的骨骼可能會破碎,使他們變得脆弱。 這一理論使Fisher及其同事假設,尋求陽光是由維生素D缺乏驅動的,目的是為了增加生存所需的激素合成,而且維生素D缺乏也可能使身體對阿片類藥物的影響更加敏感,可能會導致成癮。「我們在這項研究中的目標是了解體內維生素D信號與尋求紫外線和尋求阿片類藥物行為之間的關系,」研究主要作者、皮膚學博士後研究員Lajos V. Kemén說。 在《科學進展》的論文中,Fisher、Kemény和一個來自多個機構的多學科團隊從雙重角度解決了這個問題。在研究的一個方面,他們將正常的實驗室小鼠與缺乏維生素D的小鼠(通過特殊的育種或從它們的飲食中去除維生素D)進行比較。「我們發現,調節維生素D水平會改變對紫外線和阿片類藥物的多種成癮行為,」Kemény說。重要的是,當小鼠接受適量的嗎啡調理時,那些缺乏維生素D的小鼠繼續尋找藥物,這種行為在正常小鼠中不太常見。當嗎啡被停用時,維生素D水平低的小鼠更有可能出現戒斷症狀。 該研究還發現,嗎啡在缺乏維生素D的小鼠身上更有效地發揮了止痛作用--也就是說,阿片類藥物在這些小鼠身上有夸張的反應,Fisher說,如果這在人類身上也是如此,這可能令人擔憂。畢竟,考慮到一個手術病人在手術後接受嗎啡來控制疼痛。如果該病人缺乏維生素D,那麼嗎啡的興奮作用可能會被誇大,Fisher說,「而且這個人更有可能會成癮。」 實驗室的數據表明,維生素D的缺乏會增加成癮行為,這一點得到了幾項伴隨的人類健康記錄分析的支持。其中一項分析顯示,維生素D水平略低的病人比其他水平正常的人更有可能使用阿片類藥物,而維生素D嚴重缺乏的病人則有90%的可能性。另一項分析發現,被診斷為阿片類藥物使用障礙(OUD)的患者比其他人更可能缺乏維生素D。來源:cnBeta

受「全輪驅動」的鰩魚精子啟發 科學家創造出更好的游泳機器人

如果說鰩魚還不夠特別的話,事實證明它們的精子在動物界也是獨一無二的。科學家們現在創造了一個機器人,其靈感來自於這些精子,有朝一日可能會產生在人體內游泳的更小的機器人。 大多數精子基本上是由一個圓圓的蝌蚪狀的頭和一個柔軟的尾巴組成。這個頭保持在一個固定的方向,而尾巴要麼來回擺動,要麼相對於它旋轉一圈。然而,鰩魚精子的情況並非如此。 在沈亞靜博士和史家海博士的帶領下,香港城市大學的研究人員最近發現,這些精子通過旋轉其剛性的頭部和柔軟的尾部來推動自己。更重要的是,這種頭部是長而螺旋狀的結構(換句話說,開瓶器形狀),使其能夠在液體環境中鑽行。 這意味著精子不僅可以比其他精子更快、更有效地移動,而且它們還可以通過獨立調整頭部和尾部的推進力來適應在不同粘度的液體中移動。在分析時,研究人員確定頭部通常占總推進力的31%。 與其他精子的情況一樣,傳給卵子的遺傳物質包含在頭部。連接頭部和尾部的是一個靈活的中段,它為旋轉運動提供能量。該中段還允許加強機動性,因為它讓精子像手風琴一樣彎曲,頭部和尾部都可以旋轉,以拉動它轉彎。此外,如果精子遇到無法克服的障礙,它可以通過向相反的方向旋轉其頭部來反轉離開它。相比之下,其他動物的精子是無法向後移動的。 沈亞靜博士說:"這種非傳統的推進方式不僅為鰩魚精子提供了對各種粘性環境的高度適應性,而且還導致了卓越的運動能力以及效率。" 科學家們將這種運動系統稱為 "異質雙螺旋"(HDH)推進器,並將其納入一個鰩魚精子啟發的機器人,該機器人小到可以放在手掌上。它由剛性的鐵線螺旋頭、柔軟的棉線尾巴和中間的兩個電動馬達組成。在給定的功率輸入下,當涉及到在不同粘度的液體中移動時,它比其他游泳機器人更具有適應性和能源效率。 研究人員希望更小的HDH機器人有朝一日能夠在病人體內游動,也許能通過血管將藥物輸送到特定位置。 這項研究在最近發表於《美國科學院院刊》的一篇論文中進行了描述。 來源:cnBeta

天文學家發現一顆神秘的天體在銀河系中心附近「閃爍」

據媒體BGR報導,當天文學家窺視作為我們家園的銀河系的深處時,他們可以看到很多東西正在發生,但是有一個光源引起了研究人員的注意,他們正試圖了解它到底是什麼。它是一顆恆星......但它在「閃爍」。這個天體被稱為VVV-WIT-08,它可能屬於一個全新的巨型恆星類別,被稱為 「閃爍巨星」。 觀察這顆恆星並不容易,因為它大約在2,000光年之外,位於地球和銀河系中心之間。銀河系的中心,就像大多數星系一樣,密密麻麻地布滿了恆星,所以發現個別恆星並觀察它們的行為是很有挑戰性的。就VVV-WIT-08而言,由於這顆恆星有一個極其奇怪的習慣,即在很長一段時間內變得越來越暗,然後又恢復到全亮度,因此天文學家花了幾個月的時間來觀測它。 當天文學家尋找系外行星時,他們藉助的主要工具之一就是使用高倍望遠鏡來觀察遙遠恆星的亮度變化。如果一顆恆星在短時間內略微變暗,然後再次變亮,這就是一個好的跡象,說明有一顆行星在圍繞它運行。當那顆行星從恆星和地球之間經過時,我們看不到行星本身,但我們可以看到亮度的降低,這可以告訴我們很多關於在它前面經過的天體的情況。 研究人員認為,VVV-WIT-08也被一些阻擋其光線的東西所環繞,但他們完全不知道那是什麼。這顆恆星本身是巨大的,大約比我們的太陽大100倍,它每隔幾十年就會「閃爍」一次。而當這顆恆星在天空中變得越來越暗的時候,就是一個戲劇性的變化。圍繞這顆恆星運行的東西幾乎阻擋了它所有的光線,這意味著它一定是巨大的。這是一個巨大的謎團,甚至連這顆星的名字都暗示了天文學家無法解釋這一事實。 該項目共同負責人 Philip Lucas教授在一份聲明中說:「我們偶爾會發現不適合任何既定類別的變星,我們稱之為『這是什麼』或者『WIT』天體。我們真的不知道這些閃爍巨星是如何形成的。在計劃和收集數據這麼多年之後,看到VVV的這種發現,真是令人興奮。」 尋找類似恆星系統的工作已經開始。科學家們能夠發現的這些 "閃爍巨星 "的例子越多,就越有機會能夠解釋為什麼它們看起來是那樣的。來源:cnBeta

隨著全球氣溫上升 監測瀕臨滅絕的物種或有助於拯救其他物種

據媒體報導,白尾燕和灰叢鴉生活在「氣候救生艇」中,它們的小范圍受到溫度和降雨模式的全面限制。即使在溫和的氣候變暖下,模型預測在未來50年內這些鳥類將嚴重失去適宜的氣候--極大地提高了它們的滅絕風險。在最近發表在《PLOS ONE》雜志上的研究中,科學家們說,監測這些鳥類對氣候變化的反應,對於驗證廣泛使用的氣候模型的預測能力至關重要。它也將幫助保護主義者想出有效的方法,防止其他物種在野外滅絕。 密集的保護措施,如協助遷移和圈養繁殖,可能是保護這兩種衣索比亞鳥類的唯一選擇,因為氣候變化已經註定了它們在野外的命運。對這些鳥類活動范圍的新認識將有助於在衣索比亞新成立的亞貝羅國家公園為它們制定保護管理計劃。 該研究的第一作者、劍橋大學動物學系的Andrew Bladon博士說:「發現兩個物種在其全球分布的每一個邊緣都受到溫度的限制,這真的相當了不起。」他補充說:「這些完全不相關的物種受到當地氣候的影響非常相似。隨著氣候變化導致的溫度上升,它們將掙扎著生存。」 科學家們研究了政府間氣候變化專門委員會(IPCC)對未來一系列氣候變化預測的影響,從「最好的情況」,即協調一致的氣候行動導致碳排放在2030年達到頂峰,然後下降;到 "最壞的情況",即碳排放沒有變化,到本世紀末,全球平均氣溫上升3-5攝氏度。 他們發現,在所有情況下,使用一系列的建模方法,這兩個物種在未來50年內都面臨著嚴重的滅絕風險,因為在鳥類目前的活動范圍內,68-84%(燕子)和90-100%(叢鴉)的氣候預計將變得不適合它們的生存。 溫度會影響衣索比亞灰叢鴉的覓食能力,所以一旦它們的活動范圍變得太熱,科學家們預計它們會迅速開始消失--如果它們不能覓食,它們就不能生存。氣候變暖導致白尾燕數量下降的機制尚不清楚,但研究小組認為這可能會影響鳥類的繁殖成功。 白尾燕是一個受威脅的物種,只在衣索比亞南部大約8000平方公里的草地上發現。該物種首次被記錄在1942年,盡管在其他合適的棲息地進行了廣泛的搜索,但在其他地方從未發現過它。多年來,燕子受限范圍的原因一直讓鳥類學家感到困惑。 在以前對衣索比亞灰叢鴉的研究中,研究小組發現較高的溫度在其4000平方公里范圍的每個邊緣都形成了一個無形的邊界。新研究表明,白尾燕的范圍雖然比衣索比亞灰叢鴉的范圍略大,但也是由當地氣候決定的。 許多物種的分布范圍由北部或南部的溫度決定,但科學家們認為白尾燕和衣索比亞灰叢鴉可能是世界上唯一的溫血動物的例子,它們的整個分布完全由氣候驅動。 「氣候變化驅動的溫度上升對這兩種鳥類的長期生存是可怕的。但如果它們真的在未來50年內滅絕,它們至少是一個有用的測試案例,可以驗證為許多保護工作提供信息的氣候模型,」Bladon說。 研究預測,專家和范圍受限的物種是最有可能因氣候變化而面臨滅絕風險的物種之一。來源:cnBeta

科學家發現使DHA和其他相關脂肪酸減緩腫瘤發展的生化機制

據媒體報導,所謂的 "好脂肪酸 "對人類健康至關重要,也是那些試圖健康飲食的人所追求的。在 Omega-3脂肪酸中,DHA或二十二碳六烯酸對大腦功能、視覺和調節炎症現象至關重要。除了這些優點外,DHA還被認為與減少癌症的發病率有關。它是如何工作的,是魯汶大學(UCLouvain)研究人員的一個多學科小組的重大發現的主題,他們剛剛闡明了使DHA和其他相關脂肪酸減緩腫瘤發展的生化機制。 這是一項重大進展,研究成果最近發表在著名的《細胞代謝》雜志上。 發現的關鍵:跨學科性 2016年,Olivier Feron的UCLouvain團隊,專門研究腫瘤學,發現腫瘤內酸性微環境(酸中毒)中的細胞為了繁殖,用脂類代替葡萄糖作為能量來源。通過與UCLouvain大學的Cyril Corbet合作,Feron教授在2020年證明了這些細胞是最具侵略性的,並獲得了離開原始腫瘤產生轉移的能力。同時,UCLouvain生物工程學院的教授Yvan LaronDELLe,其團隊正在開發改進的膳食脂質來源,向Feron教授提議,他們在博士生Emeline Dierge領導的研究項目中結合他們的技能,評估腫瘤細胞在不同脂肪酸存在下的行為。 在魯汶基金會、比利時癌症基金會和Télévie電信公司的支持下,研究小組很快發現,這些酸中毒腫瘤細胞的反應方式截然相反,這取決於它們所吸收的脂肪酸。在幾周內,結果既令人印象深刻又令人驚訝。研究人員解釋說:「我們很快發現,某些脂肪酸會刺激腫瘤細胞,而其他脂肪酸會殺死它們。DHA實際上是在毒害它們。」 這種「毒害」行為通過一種叫做鐵中毒的現象作用於腫瘤細胞,這是一種與某些脂肪酸的過氧化作用有關的細胞死亡類型。細胞中不飽和脂肪酸的數量越多,它們被氧化的風險就越大。正常情況下,在腫瘤內的酸性區間中,細胞將這些脂肪酸儲存在脂滴中,這是一種束狀物,其中的脂肪酸受到保護而不會被氧化。但在大量DHA存在的情況下,腫瘤細胞不堪重負,無法儲存DHA,DHA會被氧化並導致細胞死亡。通過使用一種阻止脂滴形成的脂質代謝抑制劑,研究人員能夠觀察到這種現象被進一步放大,這證實了所確定的機制,並為聯合治療的可能性打開了大門。 在他們的研究中,UCLouvain大學的研究人員使用了一種 3D腫瘤細胞培養系統,稱為球狀體。在DHA的存在下,球狀體首先生長,然後內爆。該小組還向患有腫瘤的小鼠提供富含DHA的飲食。結果是:與使用傳統飲食的小鼠相比,腫瘤的發展速度明顯減慢。 這項UCLouvain的研究顯示了DHA在抗癌方面的價值。UCLouvain的研究人員說:「對於一個成年人來說,建議每天至少攝入250毫克的DHA。但研究表明,我們的飲食平均每天只提供50至100毫克。這遠遠低於最低推薦攝入量。」來源:cnBeta