中国新闻

图为一个已被艾滋病病毒感染的供体细胞(绿色),正在感染正常细胞(红色)。

  利由加州理工学院生物学教授、诺奖获得者大卫·巴尔的摩(David Baltimore)领导的一个研究团队近日发现,艾滋病病毒会利用已感染细胞来接近健康细胞,从而实现病毒大批量传播,这可能是艾滋病病毒在经过抗逆转录病毒药物成功治疗后,仍能在少数受感染细胞中存活的原因。相关研究论文已发表在8月17日的《自然》杂志上。

  目前,艾滋病病毒感染细胞有两种方式:一是无细胞传播,即病毒在血浆中移动,遭遇免疫系统细胞(T细胞)时,对其传染;二是细胞间传播,病毒以被感染的供体细胞作为媒介在细胞间传播。一旦发现未受感染的靶细胞,供体细胞便将病毒传染给该细胞。

  研究小组分别使用细胞外艾滋病病毒和供体细胞来感染靶细胞。使用的供体细胞缺少一种天然标记HLA-A2,而靶细胞则有这种标记,这将有助科学家分清两种细胞。结果显示,无论是否有抗病毒药物作用,靶细胞都会被感染。

  研究人员发现,通过无细胞传播方式感染的细胞在抗病毒药物作用下,数目急剧下降,而即使在大剂量药物的作用下,通过细胞间传播感染的细胞依然是缓慢减少。“我们发现,细胞间传播使更多病毒作用于一个细胞,” 该小组成员Alex Sigal说,“这使得病毒存活的几率大大增加。”这或许能解释,为什么抗病毒药物无法根除艾滋病病毒感染。药物治疗本质上说是一种概率性杀毒,即它们不能100%地杀死病毒。所以,当病毒数量变多时,其存活并感染下一个细胞的几率变大。

  另一个可能是艾滋病病毒进入潜伏期,病毒潜伏在细胞的DNA中,聚集成一个病毒库,不发生复制作用,因而药物对其无效。Sigal表示,这两种方式可能存在相互影响。

  “确定病毒的细胞间复制是否导致艾滋病病毒库的产生,对研究治疗方案尤为重要”,他说,“我们不能用对付病毒库的方式来对付(细胞间复制)。”理论上来说,通过激活潜伏病毒库中的病毒,有助实现病毒的根除,但如果病毒进入新细胞内,它们将变得难以对付。

  “我们下一步要做的是,从生理学水平上了解艾滋病病毒是怎样通过细胞间传播来感染像淋巴结这样的器官,”Sigal说。

发表在栏目: 科学

  据英国《每日邮报》报道,人们经常开玩笑说“地球真小,在这里我们竟然都能遇到”,而事实上地球也确实不会再“大”了。科学家近日研究表示,地球不会再“长大”了,地球半径平均每年也只变化了0.004英寸(约0.1毫米),相当于人们每根头发的厚度,该变化幅度在统计学上完全可以忽略不计。据来自美国宇航局喷气推进实验室(位于加利福尼亚州帕萨迪纳市)的研究人员吴小平(音译)表示,他们得出的这个研究结果足以表明,虽然现在仍存在测量不确定性因素,但目前地球并没有变大的趋势。

  在达尔文时期,就有一些科学家计算推论地球有可能会增大或收缩,那时大多数人们都对该结论深信不疑。直到科学家研究出板块构造论,对地球岩石圈的大规模运动及地球最外层地壳进行了充分解释后,才改变了人们对地球的一些错误想法。但即使人们在半世纪前接受了板块构造理论,一些专于研究地球和太空的科学家仍然继续在不同科学根据下,对地球体积进行研究,一心想要对传说中的地球膨胀或收缩的传闻一探究竟。而美国宇航局的这次研究,正是曾经科学家们对地球体积探索的一个最好总结。

  据了解,美国宇航局的研究人员在这次研究中使用了一部太空测量基础工具及一种全新数据测量技术,通过计算得出了固态地球半径随着时间流逝的平均变化率,还考虑到在这个过程中其他物理学现象对地球半径的影响。除此之外,科学家还在全球范围内精心选出的地点中,通过使用大地测量学技术,其中包括卫星激光测距,超长底线干扰量度法,以及GPS定位系统,来获取地球表面运动的相关数据。且科学家通过美国宇航局的重力量测及气候监控卫星(Nasa's Gravity Recovery and Climate Experiment)和海底压力模型对地球重力进行了测量,随后通过将获取数据与测量结果进行共同研究,弄清楚了海洋上的重力变化数据。

  同时,科学家对地球的周长也十分感兴趣,这是因为如果想要将地壳运动放在适当的环境下来研究,就需要寻找一个参照系来对地壳运动进行评估。地球半径上的任何显著变化都会改变我们曾经对地球物理过程的理解,而且对名为“地测学”的科学分支也是十分重要的,因为这关系到对地球形状、重力场以及地球随着时间如何变化的相关测量。为了进行这些测量,全球科学社区还建立了国际陆地参考系,科学家将会利用该参考系对全球气候变化进行多角度监视,其中包括海平面上升幅度和海平面上升的原因、地球两极冰块数量的失衡以及在冰河时代后期,当覆盖地球大面积的冰原大量消融后,地表的持续反弹情况等等。(尚力)

发表在栏目: 自然

  病菌对抗生素产生了耐药性怎么办?或许可以用另一种细菌来杀死它。新加坡研究人员利用合成生物学手段,通过基因改造使大肠杆菌分泌专门的毒素,成功杀死绿脓杆菌。

  绿脓杆菌是一种生存能力很强、对多种抗生素和消毒剂有耐药性的细菌。它对健康人的影响较小,但对免疫力低下的人群有很大威胁,是导致医院感染的主要菌种之一。

  不同类型的绿脓杆菌之间因生存竞争而存在“内战”,它们会分泌称为绿脓菌素的毒素,彼此攻击。每种绿脓菌素只对特定菌株起作用。新加坡南洋理工大学的研究人员利用这种特性,给大肠杆菌植入基因,使其分泌可杀灭感染人类的绿脓杆菌菌株的毒素。

  在这种大肠杆菌作用下,实验室中培养的绿脓杆菌只有1%能够存活,绿脓杆菌形成的生物膜也比正常情况下稀薄得多。生物膜是由细菌及

  相关成果发表在新一期的英国《分子系统生物学》杂志上。研究人员说,这是将合成生物学应用于抗感染的第一个例证。

  不过这一方法目前还有缺陷,离实用尚有距离。例如,目前该方法只有在大肠杆菌数量比绿脓杆菌多几倍时才有效,而很多情况下不宜往感染部位大量添加细菌。

  研究小组正在设法改进这种方法,并在培养另一种大肠杆菌菌株,用于杀灭霍乱弧菌。
 

发表在栏目: 科学

芯片模仿人脑

  北京时间8月22日消息,几十年来,科学家一直“训练”电脑,使其能够像人脑一样思考。这种挑战考验着科学的极限。IBM公司的研究人员18日表示,在将电脑与人脑结合在一起的研究道路上,他们取得了一项重大进展。

  这家美国科技公司研制出两个芯片原型,与此前的PC和超级计算机采用的芯片相比,这些芯片处理数据的方式与人脑处理信息的方式更为接近。这两个芯片是一项为期6年的项目取得的一项具有里程碑意义的重大成就。共有100名研究人员参与这一项目,美国政府的国防高级研究计划局(DARPA)提供了4100万美元资金。IBM的投资数额并未对外公布。

  两个芯片原型提供了进一步证据,证明“平行处理”日益提高的重要性。平行处理具体是指电脑同时处理多个任务。多任务处理对渲染图片和处理大量数据非常重要。迄今为止,这两个芯片仅用于处理一些非常简单的任务,例如操控一辆仿真车穿过迷宫或者玩《Pong》。它们最终走出实验室并应用于实际产品可能需要10年或者更长时间。

  威斯康星州大学麦迪逊分校精神病学教授吉利奥·托诺尼表示,重要的并不是这些芯片使用何种材料,而是如何制造。这些芯片能够处理不适于编程的信息,这是它们的一个关键功能。他说:“仍有很多工作等待我们去做,最重要的事情往往就是第一步。这项研究需要很多步骤,绝不仅仅只有一个步骤。”托诺尼与IBM合作,参与这项研究计划。

  长久以来,技术人员便希望研制能够像人脑一样学习的电脑。iPhone或者谷歌服务器编程后能够根据以往的事件预测确定行为。IBM和其他公司及大学实验室研发的技术围绕“认知计算”展开,提高芯片处理意想不到的信息的能力。IBM之所以研发这种芯片是因为它们能够潜在地帮助处理现实世界的信号,例如温度、声音或者运动,用以提高电脑的功能。

  在将发电站或者交通信号灯等实体基础设施与服务器或者软件等信息技术结合,帮助管理它们的功能方面,总部设于纽约的IBM扮演着领导者角色。类似这样的研究计划能够研制出性能更为出色的工具,用于监视存在于这些环境下的无数模拟信号。IBM芯片研制项目领导人达曼德拉·摩德哈表示,新型芯片的组件就像是数字神经细胞和数字突触,因此有别于其他芯片。每一个核或者处理器引擎都拥有计算、通讯和存储功能。他说:“我们不得不抛弃自己了解的有关芯片设计的所有东西。关键的差异是存储器和处理器,它们非常紧密地结合在一起。这些芯片并行计算的规模可以用‘庞大’形容。”

  2009年,IBM宣布他们成功利用一台超级计算机模拟猫的大脑皮层。大脑皮层是进行思考和逻辑推理的部位。模拟猫的大脑皮层和研制新型芯片属于同一项研究计划。借助于性能更卓越的超级计算机,IBM曾于2006年成功模拟老鼠大脑40%的区域,2007年成功模拟整个老鼠大脑,2009年成功模拟人脑大脑皮层1%的区域。

  研制出拥有人脑功能的电脑还需要相当长时间。摩德哈教授表示此次取得的最新进展是朝着这条道路迈出的重要一步。他说:“我们的态度已经从‘将会怎么样?’变成‘现在怎么办?’。现在,我们已经验证了这种可能性。很多人仍持怀疑态度并且还会越来越多,但从某种意义上说,我们的第一轮革新已经完成。”(孝文)

发表在栏目: 科学

  据新华社电 美国研究人员18日公布报告称,适度饮酒可以降低患痴呆以及认知障碍的风险。

  美国洛约拉大学芝加哥校区的研究人员分析了1977年以来的140多项研究后发现,适度饮酒的人患痴呆和认知障碍的风险比不饮酒的人低23%。共有超过36.5万名研究对象参与了这些研究。适度饮酒被定义为男性每日饮红酒或啤酒不超过两杯,女性饮酒不超过一杯。

  根据这项发布在《神经精神病和治疗》杂志网站的研究成果,饮用红酒的效果要好于啤酒,但如果饮酒过量——每天3杯以上,患痴呆的风险将增加。

  尼夫赛认为,少量酒精将给脑细胞施压,使其更坚强,从而应对将来可能导致痴呆的更强压力。

 

发表在栏目: 科学
匈牙利本科生发明隐形球解决隐形衣关键难题 
匈牙利本科生发明隐形球解决隐形衣关键难题

  北京时间8月20日消息,据国外媒体报道,英国圣安德鲁斯大学一名来自匈牙利的本科生近日解决“隐形衣”研制过程中的一个关键技术难题。研究人员在所谓“隐形衣”上增加了一种光学设备,这种光学设备不仅仅本身可以实现隐形,而且还能够令光线减速。

  据介绍,这种光学设备被称为“隐形球”,它可以令所有接近隐形衣的光线变缓。这就意味着,被隐形物体周围的光线不一定要被加速。通常,有限隐形的隐形衣必须要让周围的光线加速才能够实现在可见光谱的特定区域内隐形。新发明将可能保证隐形衣穿戴者在颜色不断变换的背景中到处走动而不现身。

  最新研究成果发表于德国物理学会物理研究所《新物理学杂志》之上,该研究成果作者为参加英国圣安德鲁斯大学夏季学校的一名来自匈牙利的本科生简诺斯-佩泽尔,他是在乌尔夫-莱昂哈特教授指导下完成这项研究的。佩泽尔认为,这种隐形球未来应用潜力巨大。

  设计隐形衣的通常做法是在希望被隐形的物体周围使用某些特殊材料来实现令光线弯曲的目的。光线被弯曲后,就无法抵达该物体,在观测者眼睛看来该物体就不存在。然而,光线必须要加速到一定速度才能够有效,这也就限制了隐形衣必须在有限的光谱范围内才能够工作。如果一个人只准备站着静止不动,这种隐形衣效果是比较理想的。但是,当他开始移动时,场景开始变形,隐形衣下的人就被暴露出来。如果利用一种所谓的隐形球能够让所有光线减速,而不必要将光线加速到如此高的速度,那么隐形衣就可以在光谱的所有范围内工作。

  佩泽尔介绍说,“我在莱昂哈特教授指导下,开始对超光速传播问题进行研究。有了想法后,我努力钻研了8个月,终于克服了其中的技术障碍,并验证了可行性。”

  德国物理学会物理研究所一位发言人表示,“这一最新成果将让未来研制出实用的隐形衣成为一种可能,它解决了其他先进正努力克服的光速难题。更令人难忘的是,这一重要研究成果竟然是由一名年仅22岁的本科生完成的。”(彬彬)

发表在栏目: 科学

  科学网(kexue.com)讯 狗是我们人类的朋友,现在早就成为大家最为喜欢的宠物。不过在以前狗也会帮人类打猎,放牧或者是看家。对于古老的法国人来说可不只这些。研究人员发现,法国人早在史前时代就开始眷养犬类,除了是外出狩猎的好伙伴,晚上睡觉的时候还可以拿来采暖,相当多的用途。


古代圈养犬体现如同现代泰迪犬

  这项发现由法国自然历史博物馆以及里昂大学合作研究,当中描绘居住在当今法国一带的史前人类与狗类的关系。他们推测当时的狗类可能是从驯养的小狼演变而来,体型相当迷你,不超过43公分,大约跟今日的泰迪狗差不多大小。

  考古学家在法国境内查找一些犬类的化石,经过检验之后发现它们约在15000年至11500年间出现,活跃在当今的法国以及西欧一带。当时史前人类眷养狗的其中一个目的,是将之当作食物以及衣物来源。研究人员指出,从化石中的凹痕可看出,这些狗或许曾被拿来当作食物来源,而它们的皮毛则被当作御寒衣物。当时古老的法国人似乎没有把狗当朋友面对,那时候饲养的狗似乎就如同我们现在圈养的牛,羊一样,是人类生活中必不可少的物品的来源。但至于之后到什么时候,这些狗别成了宠物,我们现在还不得而知,还需要时间来慢慢研究。

  当日社会,狗狗已经逐渐成为了专职的宠物,仅有少数的狗还是会帮助人类工作。比如警犬,搜救犬或者牧羊犬。不过为了科技的发展,科学家也开始在狗身上做一些实验,这也取得了不少成就。首当其冲的当然是克隆狗,科学家认为,人类和狗有268种疾病可以共生,因此人工培育出这样的狗可以发现通过改变基因也能治愈人类疾病的方法。世界很多国家争相利用DNA技术培育出一些克隆狗。


韩国研究的荧光狗

  前不久在韩国,首尔大学的兽医专家经过两年的研究,用克隆技术改变了猎犬基因,培育出一种全新的可以在黑暗中发光的狗。这种狗可以帮助人类治疗诸如阿兹海默症和帕金森综合症。而且韩国科学家称这种发光的能力是由是否给药决定的。如果没有服药,狗就不会发光。韩国科学家也表示:“荧光狗的出现为我们的研究开辟了新天地,通过基因注射便可让狗发光,那么这种方式也有希望应用于人类棘手的基因病变。”他还声称,荧光狗的培育借用了培育2005年第一只克隆狗“史努比”时的成纤维细胞转移技术。

  不过虽然狗对我们人类帮助很大,也常被说是人类最好的朋友,但在这个资讯爆炸的年代,这句话已经过时。在一项最新研究中,个人电脑已取代狗狗,成为“人类最好的朋友”,最新的研究发现,有67%的问卷受访者认为电脑才是人类最好的朋友。只有6%的受访者仍然坚持:“人类最好的朋友是狗狗”。即便接受访问的是狗主人,也有38%的人承认越来越依赖他们的个人电脑。

  (科学网kexue.com 乔尔)

  相关阅读

  狗狗人工受精诞新生命 去世冠军犬生命得以延续

  韩科学家培育荧光狗 服药物可控制狗狗"开关灯"

  狗狗失宠不再位居首位 电脑才是人类最好的朋友

  声明:科学网(kexue.com)独家稿件,版权所有,转载请注明出处

发表在栏目: 自然

  做父母的常有这样的感觉:如今的孩子生理上越来越早熟。德国马克斯-普朗克人口研究所一项新研究证实,至少自十八世纪中叶以来,男孩性成熟的年龄平均每10年减小2.5个月。该所所长戈尔德施泰因说:“如今18岁的男孩生理发育成熟程度相当于1800年的22岁。”

  科学界对人类医学记录的研究早已证实,女孩月经初潮的年龄越来越提前。但男孩性成熟年龄研究以往缺乏可比的数据。戈尔德施泰因通过研究欧洲5个国家男性各年龄组死亡率曲线的方法间接弥补了这一空白。

  他说,人类几乎各民族男性年龄组别死亡率曲线上都会在男孩青春期的一个特定阶段出现一个所谓“意外死亡高峰期”。出现这一现象的原因,是这个阶段男孩荷尔蒙分泌达到巅峰,此时男孩往往鲁莽妄为,意外死亡几率增高。“意外死亡高峰期”会在男孩青春期晚期变声和具有生育能力后达到极致。利用这种类似女孩月经初潮的特征现象的统计数字,研究人员间接推算出男孩生理成熟期越来越提前的结论。

  戈尔德施泰因认为,男女性成熟越来越早的主要原因是人类营养状态不断改善。

  上述现象造成的结果是年轻人生理成熟但社会年龄尚未成熟之间的时间差越来越大。马克斯-普朗克人口研究所指出,人口统计学研究表明,过去半个多世纪来人们结婚生子、事业起步从而经济上不再依赖父母的年龄越来越大。年轻人已经性成熟但还没有孩子的人生阶段越来越长。该研究所没有详细分析这一趋势的社会影响,仅指出一点:至少现在的人需要做人生重要决策的时期离少年鲁莽期越来越远。

发表在栏目: 科学
 这是天体摄影师菲利普·琼斯(Phillip Jones)拍摄于美国德州的满月景象,时间是今年3月19日
 
    这是天体摄影师菲利普·琼斯(Phillip Jones)拍摄于美国德州的满月景象,时间是今年3月19日
 
这是一块储藏在美国宇航局的阿波罗时代岩石样本。根据一项最新研究,有一块被分析的岩石样本显示月球的年龄可能比我们原先认为的要年轻 
 
    这是一块储藏在美国宇航局的阿波罗时代岩石样本。根据一项最新研究,有一块被分析的岩石样本显示月球的年龄可能比我们原先认为的要年轻

  北京时间8月19日消息,月球的起源之谜变得更加神秘了,一项最新研究指出月亮可能比我们之前认为的更年轻,或者其经过了一段非常不同的演化史。

  科学家们一般认为月球大约形成于45亿年前,当时一颗火星大小的天体与地球发生撞击,其产生的碎屑物质逐渐冷凝形成了月球。许多研究者估算认为月球在撞击发生后数万到数百万年内便已经冷凝成型,但并非所有人都认为它能如此迅速实现冷却。

  为了更好的了解月球起源,科学家们对当年阿波罗时代取回的月球岩石样本进行了分析,这些样本一直被精心地保存在休斯顿的宇航局约翰逊航天中心内。他们将注意力集中在富铁斜长岩上,据信这是月球表面最古老的岩石。

  为了确定这些富铁斜长岩的年代,研究人员对这些岩石样本仔细提纯,并进行铅,钐,钕等多元素的精密同位素分析。任意元素的所有同位素都含有相同数量的质子,他们之间的不同在于有多少中子。不稳定同位素会随着时间推移发生有规律的自然衰变并转变为另一种元素,因此通过对某一样本中同位素比例的分析可以了解其形成年代。

  “经过多年的尝试,我们已经找到了精确测量月壳岩石年代的方法。”拉尔斯·伯格(Lars Borg)说。他是加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的一位行星学家。他说:“运用这种方法,我们可以对许多发生在月球历史上的事件进行断代。”

  根据测试结果,科学家们发现这些岩石大约于43.6亿年前结晶,这比公认的月球形成年代要晚了很多。这就意味着两种可能性:或者月球的年龄事实上要远比我们之前设想的年轻,或者现在有关月球的全球熔浆海洋曾发生迅速冷凝的理论有误。

  不过这也并不绝对,存在着调和的可能。如伯格就告诉美国太空网的记者说:“或许月壳的形成本身是一个相对漫长的过程,是和小片岩浆区域开始结晶伴随发生的,就和地球上的情形类似。”

  最近还有另一个研究小组提出一个理论认为地球在历史上曾经拥有两颗卫星,其中一颗“以慢速”撞上了月球。伯格认为:“这一理论确实可以解释这些富铁斜长石样本表现出来的明显测年数据异常。”

  目前还不确定这一孤立岩石测年样本对于整个月球地质历史究竟具有多大的代表性。对此,伯格也说:“月球研究的进展已经受到了来自我们缺乏足够多样本的制约。”不过无论如何,他们已经将他们的这一结果发表在了8月17日出版的《自然》杂志上。(晨风)

发表在栏目: 自然

和母性离开的幼猴

  科学网(kexue.com)讯 最近一项研究表明:幼猴离开母猴的成长过程中因为缺少生存技能,而导致一种心理上的焦虑与失意,并且这种心态会持续很长一段时间。

  心理上的变化源自于过早的经历“变故”而产生抑郁,这种心理上的巨大阴影甚至会挥之不去。由于猕猴与人类的巨大相似,科学家们认为这项研究能够让我们更好的理解一些如同幼猴遭遇的人的心理。

  然而,这种心理在幼猴中究竟会存在多长时间呢?为了得出结论,研究小组负责人胡新田和他的团队观察了幼小猕猴离开母性后3年的成长过程,他们大多由同龄猴帮助慢慢的走上了正常的社会生活。

  与被母亲抚养长大的猴子相比较,由同龄的猴子抚养长大猴子的应激激素皮质醇更低。这种皮质醇存在于猴颈部后面的头发里,有助于控制焦虑的情绪。此外,三年的正常社会生活也无法抹去与母亲很早就分离的烙印。由同龄猴子抚养长大的猴子们倾向于独处,他们很少四处走动与聚在一起。但是,它们会在自己的笼子里踱来踱去。吮吸自己的手指和脚趾。比被母亲抚养长大的猴子更喜欢抓自己的身体。

  这说明一出生就与母亲分离所导致的焦虑情绪至少会存在于脑子里三年以上,这项研究的作者认为猕猴可能是研究人类幼时遭受创伤的最好范例。这项研究结果将刊登在国家科学院期刊的旅行进行时的章节里。(科学网kexue.com 重林)

  声明:科学网(kexue.com)独家稿件,版权所有,转载请注明出处。

发表在栏目: 自然
第 26 页,共 114 页