许多科幻剧情中将数据储存在活细胞中的想法,如今已经变成现实。据英国《每日邮报》报道,美国斯坦福大学的科学家已经找到将DNA转变成“活硬盘”的方法,能够随意在活细胞DNA中存储或删除数据。
斯坦福大学学者杰罗姆·邦尼特(Jerome Bonnet)说:“经过3年时间750多次尝试,我们才成功找到一种方法,可以在活细胞DNA中进行重复编码、储存以及删除数据信息。”这些信息将以DNA密码的方式储存,可以被任意重写或删除,因此可用于研究细胞衰老问题,甚至可在细胞癌变之前将其“关闭”。
细胞就像一台人体中的微型计算机,对计算机学和医学非常重要。从某种意义上说,邦尼特等人的研究相当于发明了一种生物二进制。邦尼特的同事德鲁·恩迪(Drew Endy)说:“可编程的数据存储在活细胞DNA中,这种技术将日益成为强大的工具,可用于研究癌症、衰老、组织发育以及自然环境等。”
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洛桑研究所的公关主管Darren Hughes表示,这次袭击损坏了栅栏,以及环绕小麦试验田周围的一些“缓冲带”农作物,但对试验田的破坏“尚不足0.1%”。他说,环绕试验田的栅栏、事发现场的保安,以及警方的迅速响应都防止了对试验田的严重破坏。
由激进分子组成的团体“拿回面粉”曾邀请公众在5月20日于试验田周围展开为期一天的抗议活动,但他们表示自己与这起破坏事件没有关系。
在一封电子邮件声明中,该组织的Eleanor Baylis表示:“我们并没有关于这次事件的任何信息,但如果由试验田释放的GM花粉的数量减少了,那我们都会感到放心。”他们在本周末的抗议计划包括摧毁这些试验田。
参与此项试验的科学家向抗议者发出公开呼吁,希望能够让这项试验进行下去。双方日前在英国广播公司(BBC)的新闻节目上就这一问题展开辩论。而“拿回面粉”在这份声明中则表示,他们“将继续在5月27日展开大规模的行动”。
Hughes表示,科学家依然担心本周末的抗议活动可能会损坏试验田。但他说,这些试验田“有明显的标记,因此任何损坏它的人显然都是故意的行为”。
Hughes说,在本周末之前没有与公众进行讨论的更进一步的计划。洛桑研究所的科学家曾提议与抗议者就此进行公众讨论,但“拿回面粉”拒绝了这一邀请。
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据物理学家组织网5月21日报道,斯坦福大学生物工程系的科学家创建了一种新系统,能够重复编码、擦写和储存活体细胞DNA中的数据。他们表示,可编程的数据存储在活体细胞的DNA内,或可成为研究癌症、衰老和有机体发展等的强大工具。相关研究报告发表在同日出版的美国《国家科学院学报》上。
虽然基因物质本身就具备天然的数据存储介质,但支持科学家可靠且可逆地将信息写入活体DNA的工具仍十分匮乏。以前的研究虽可通过单个酶的表达朝一个方向翻转基因序列,但这一过程并不可逆,而科研人员需要不断翻转基因序列以创建可完全重复使用的数据存储器。
科学家坦言,虽然翻转DNA的截面至两个方向之一并不困难,但获取蛋白质水平的平衡却非易事。为了使新系统正常工作,研究团队需要精确控制微生物内两个对立蛋白质、整合酶和切除酶的动态。
他们经过3年多达750次的尝试,最终成功创建了相当于1比特(1位)的基因物质。相关人员解释说,如果DNA的截面指向一个方向,它就是0,如果指向另一个方向,其就是1。由此,科研人员能计算出细胞分裂的次数,这或将赋予科学家制止细胞癌变发生的能力。
研究小组将这款设备命名为“重组酶可寻址数据”模块(RAD)。RAD可借助改编自噬菌体的丝氨酸和切除酶来按需翻转和还原特定的DNA序列。这将形成类似于计算机领域的“永久性数据存储”,能在无功耗的情况下保留信息。随后,科研小组在单个微生物内对RAD模块进行了测试,其在缺乏基因表达的情况下也能被动存储信息,十分可靠。此外,它们能重复切换而不使性能发生退化,使科学家目睹细胞分裂100余次,这对支持组合化的数据存储十分重要。
研究人员表示,他们未来的目标是尽快创建可扩展的、可靠的生物位,实现1字节的可编程基因数据的存储,随后再逐步挖掘基因数据存储更广泛的应用范围。(张巍巍)
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据国外媒体报道,天文学家近日终于“看清”黑洞内部的神秘运行过程以及黑洞周围所发生的奇特现象。通过联合三台功能强大的红外望远镜,一个国际科学家小组观察到一个超大质量黑洞周围聚集着大量活动气体和尘埃,该黑洞所在的星系距离我们大约数千光年。
黑洞通过吸积宇宙物质而不断成长
由位于德国波恩的马克斯·普朗克研究所射电天文学科学家格尔德魏格特(Gerd Weigelt)领导的国际科学家小组揭开了在NGC 3783星系内部活跃区中神秘的内环碎片之谜。在智利的高原上,欧洲南方天文台甚大望远镜阵列联合了其他三台红外望远镜通过干涉测量仪详细探索了这个巨型黑洞的行为。加州大学圣塔芭芭拉分校物理系的博士后研究员塞巴斯蒂安(Sebastian Hoenig)认为:“这项研究的主要里程碑式的意义是直接探测到黑洞在成长阶段的图像数据。”
通过两个或者更多台相距较远的射电望远镜可进行干涉测量,从而“创建出”完整的观测目标图像。因为这样的图像具有非常高的分辨率,形成的组合图片可为天文学家提供惊人的细节信息。换句话说,干涉测量技术可使得现代天文学家获得无与伦比的目标信息。为了观测到NGC 3783星系中的神秘环形分布区域,使用干涉测量方法是非常必要的。科学家发现该环形区域所在的宇宙空间仅有0.7毫弧秒,大约是1°的500百万分之一。
如果通过传统的镜面成像光学望远镜,天文学家估计这个望远镜的直径将是至少100米,但是我们并没有能力制造出如此巨大的光学望远镜,因此干涉测量法是最好的选择。通过位于世界上不同地方的望远镜组成的干涉网,观测能力相当于一个直径130米的光学望远镜,是欧洲南方天文台甚大望远镜阵列观测能力的15倍。该阵列中的每个望远镜直径为八米,大约为26英尺。观测数据显示,在距离黑洞一定位置的气体和尘埃发生混合,形成了圆环形的标志面并逐渐向黑洞移动。
由于星系核所发出的红外辐射,使得科学家们很容易对其进行观测。结果天文学家怀疑这个尘埃构成的环面很可能是黑洞的燃料。位于星系中的超级黑洞一般具有数百万倍的太阳质量,其周围一般存在着明亮而炙热的气体盘,我们将之称为吸积盘,当周围宇宙空间的物质落入黑洞之中时,就出发出辐射信息。而本次科学家们所观测到的圆环形面围绕在吸积盘分布,很可能是黑洞的燃料站,源源不断地向黑洞提供增长所需的物质材料。
来自于佛罗伦萨大学的天体物理学家格勒诺布尔(Grenoble)和尼斯(Nice)将作为下一组的科学家继续研究NGC 3783星系中的黑洞,他们将不断地收集关于活动星系核的详细图像资料。根据其中一个研究人员介绍:我们最大的兴趣是研究超大质量黑洞是如何从星系中央获得足够的燃料,并最终成长为我们目前所推算出的拥有数百万倍乃至数亿倍太阳质量的恐怖等级。同时,科学家们也在银河系中发现了超大质量的黑洞,通过对遥远星系中的黑洞探索,也有助于我们了解银河系黑洞的具体状况。(Everett/编译)
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苏门答腊猩猩为卧薪尝胆强壮自己再去挑战雄性霸主。
科学网(kexue.com)讯 北京时间5月23日消息,科学家们近日发现居住在印尼群岛的苏门答腊猩猩成功锻炼出一种奇怪的进化能力——延长青春期的时间以等到他们强壮的足以挑战主导的雄性为止。
科学家们一直尝试着去解释这个奇怪的现象,究竟是什么原因让他们如此进化,有的年轻的猩猩甚至会延迟长达10年之久直到30岁(一般寿命也就45岁)才开始进入性成熟,而目前为止还没有发现其他灵长类物种的有类似的甚至是连婆罗洲猩猩也不具有这样的特性.
据科学网(kexue.com)了解雄性的猩猩在大约15岁的时候就开始具有繁殖能力了,不过只有发育雄性第二性特征诸如明显的面颊轮廓,肌肉数量与体积变大等等才有机会获得雌性的青睐。
南佛罗里达大学研究员Gauri Pradha以及她的研究团队发现有的苏门答腊猩猩会延迟发育出第二性特征长达十多年,而苏门答腊猩猩也不同于婆罗洲猩猩它们会霸占雌性猩猩长达数周。研究者们还发现其他的一些第二性特征好包括手臂和背部的毛发变长,喉结变大等等。
科学家们通过数年来该领域收集到的数据中构建了一个猩猩的数学模型发现只有少数主要雄控制所有的雌性,而更多红毛猩猩推迟了他们的发育,忍气吞声卧薪尝胆,直到他们有足够的力量推翻占统治地位的雄性时次才开始发育,发育出雄性第二性特征以吸引雌性,享受霸王的地位。(科学网kexue.com 重林)
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研究证打呼患癌风险比常人高出5倍。
科学网(kexue.com)讯 北京时间5月22日消息,你睡觉打呼噜吗?相信打呼噜的危害每个人都略有所知:吵得你的枕边人夜不能寐;容易短促性停止呼吸等等,然而最近一项研究显示打呼噜的人患癌症的几率比正常人高出5倍。
打呼噜是睡眠呼吸紊乱的一个症状,而它诱发癌症的原因很可能是缺氧。科学家在小鼠实验中,通过减少小鼠的呼吸氧气从而观察小鼠的变化,通过长时间的观察,科学家们发现小鼠皮肤癌肿瘤出现增生的情况。研究者认为这种情况很可能同时适用于人类身上。
在另一项实验中,美国的研究者对1500名受试者进行了长达20年的跟踪实验,参与者进行的项目包括睡眠和呼吸测试。结果显示,轻度睡眠呼吸紊乱者死于癌症的速度大约是不打呼噜的人的1.1倍,而中度患者的速度是2倍,重度患者是4.8倍。
实验室体外实验和动物实验中,间歇性缺氧会促进肿瘤生长的说法都得到了证实。而打呼噜是间歇性缺氧的一种病态呈现,打呼噜患癌症几率的高的说法有据可循。(科学网kexue.com 维森)
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瑞典发现的神秘壁画
壁画中显示不同内容
科学网(kexue.com)讯 北京时间5月21日消息,当今社会人们联络通常使用手机、电话等先机科技,往前推溯信件成为人们通讯的主要工具,而在史前人类也有自己的联络手段。
根据英国每日邮报介绍,日前剑桥的科学家发现了史前人类联络的方式,科学家在一些岩石上发现了数千计壁画,科学家分析这是人类早期的“社会网络”,有可能是青铜器时代部落之间相互沟通的手段。
俄罗斯也发现此壁画
神秘壁画中的不同图案
科学家甚至分为这些岩石壁画的作用相当于我们当今的网络,当时不同的种族在这里留下标记,是为了建立知识与不同种族分享狩猎经验。科学家相信古代人经常回到同一地点绘画进行沟通,这是一种深度“链接”行为。科学家从图画中分析,这些壁画内容包括动物、人类、船、狩猎还有聚会。
剑桥考古学专家萨普威尔(sapwell)表示:“这些就应当是当时联络的最好手段,不同种族利用绘画进行沟通,也是当时社会的一种书面语言。它传达的别人一些经验。”
根据介绍,目前这样的岩石在瑞典与俄罗斯均有发现,萨普威尔表示:“这可能当时人类活动的轨迹,他们在不停的迁徙,并留下一些记录。如果我们继续寻找,在欧洲的许多国家或许都会有这样的岩石壁画。”
(科学网kexue.com 乔尔)
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朱迪斯教授研究上龙化石
朱迪斯教授发现上龙患有关节炎
科学网(kexue.com)讯 恐龙曾经是地球中的霸主,对于食肉恐龙来说,几乎没有什么能给它们带来威胁,不过近日科学家发现,关节炎成为许多恐龙的最大威胁。
根据英国每日邮报报道,近日科学家对一具上龙的颌骨化石进行研究,他们发现上龙会遭到关节炎的伤害,而这也是导致上龙死亡、甚至灭亡的重要原因。这也是科学家第一次发现侏罗纪时期的爬行动物患有关节炎的证据。
磨损痕迹明显
布里斯托尔大学的科学家研究了一具侏罗纪晚期时的上龙骨架化石,他们发现这头巨兽患有严重的关节炎,这头上龙的左下颚关节有严重的侵蚀痕迹。布里斯托尔大学的朱迪斯教授表示:“这样的磨损对上龙是毁灭性的打击,就像人老了以后关节出现问题一样,生活中会有很大不便。无法正常进食或许是它最后死亡的重要原因。”
上龙在正式命名前被称为“妖怪”,在大约2亿—1.45亿年前的侏罗纪,它们是海洋中的高级掠食者,也被成为海上霸王龙。上龙是上龙科中首先发现的,这主要是理查·欧文的贡献,他在1841年对这种动物进行了研究并予以命名为上龙。关于上龙与滑齿龙的关系一直以来科学家都争论不休,有人认为它们其实是一种动物;而有些人又说上龙的口鼻部比较窄,头骨也比较深凹些,并且上龙的牙齿横截面是三角形的,滑齿龙的则是圆形。上龙生活在侏罗纪中晚期,欧洲和南美都有出土。上龙的身材很大,长度有10至12米,脑袋就有两米长。上龙要比先前最大的海生爬虫、出土于澳洲的另一种上龙——克柔龙大上20%。
上龙的化石曾发现于英格兰、墨西哥、南美、澳大利亚、接近挪威的北极地区。
(科学网kexue.com 乔尔)
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通古斯大爆炸威力相当于广岛原子弹1000倍。
科学网(kexue.com)讯 北京时间5月18日消息,1908年6月30日上午7点17分,西伯利亚通古斯森林一声巨响,就如一颗氢弹被引爆一样,一次人类历史上威力最大的爆炸事件发生了,然而时至今日,仍然没人知道这次爆炸事件是如何产生的,人们只知道,这次爆炸的威力比广岛原子弹爆炸威力还大1000倍!
近日意大利科学家在爆炸地点的数百公里之外的Cheko湖边寻找到一块陨石碎片,经过初步推测,认为该碎片来自1908年那次通古斯灾难。于是一种假设产生了:那次大爆炸可能是由于陨石坠落引发的。
然而这种说法也备受质疑,如果是陨石撞击,那应该有更多更大的碎片被找到,科学家将会对找到的碎片进行更加仔细与系统的的扫描分析。
对于那次爆炸的影响是史无前例的,据记载,爆炸冒起的火花连英国都能看见,爆炸引发的大火烧掉了西伯利亚1000平方英里的森林。这次神秘的人类大劫,真正的谜底似乎还需不断探索。(科学网kexue.com 维森)
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据国外媒体报道,上个世纪英国一位科学家詹姆斯·洛夫洛克(James Ephraim Lovelock)提出地球是一个超级有机体的假说,认为地球可以自我调节以维持生命进程,并以古希腊大地之神盖亚来命名这个假说。科学家认为硫元素是开启地球周期的关键因素。虽然盖亚假说在提出之时被其他研究人员嘲笑,但现在的科学发现认为我们应该认真对待这个假说。
盖亚假说认为地球是一个巨大的“超级有机体”
在上个世纪七十年代,詹姆斯·洛夫洛克与知名的美国生物学家林恩·马古利斯(Lynn Margulis)发现地球的物理与生物过程可“关联”到一种神秘的自我调节机制。但是该理论被编写成书籍出版时,却成了“邪教”的反面典型,假说中提到地球时一个巨大的化学系统,几乎就像是一个外星“有机体”,虽然该理论永远不可能被证明,但它还是一直延续至今。
在2010年,有将近400名学者建议将盖亚假说授予英国学术突破第六个伟大的发现,这是因为科学家们现在发现地球化学存在一个新的线索,即从硫元素的循环可计算出地球可能是一个巨型“活着的”化学系统,支撑着星球上所有生物。盖亚假说并不侧重于强调地球是某种意义上的“生命”,但该理论将所有的生物与非生物环境联系起来,从而形成了一个可维持生命条件的系统。
盖亚假说的早期提出者为詹姆斯·洛夫洛克,他做出的预测中包含了一个惊人的事实:现代的科学家发现海洋中的生物可产生一种含硫的化合物,并释放到空气和陆地上。科学家目前正处于检验盖亚假说的理论边缘,至少可得出地球的一部分是一个系统的结论,含硫化合物的最可能物质被认为是二甲基硫化物。马里兰大学的研究人员哈利奥杜洛(Harry Oduro)创建了一个工具来测量和跟踪含硫量的变化,该循环链通过海洋生物释放进入大气等环境中,这套方法可能有助于证明或者反驳盖亚假说。
值得一提的是,硫元素是宇宙中第十种丰富的元素,可参与形成许多有机和无机化合物。硫循环在陆地、大气以及生物链中进行,并在气候与生物和生态系统健康上扮演重要角色。根据哈利奥杜洛在马里兰大学地质与地球系统科学的博士学位论文上称:“二甲基硫的释放在气候调节中占据重要地位,通过转换成气溶胶从而影响地球的辐射平衡。”目前,哈利奥杜洛是麻省理工学院博士后研究员。
科学家们通过展示二甲基硫可能存在的不同释放形式,有助于精确估计其释放到大气以及海洋循环的总量。与其他化学元素一样,硫也有不同的同位素,它们具有相同数量的电子和质子,只有中子数量上存在不同。因此,同位素的特点是具有几乎完全相同的化学特性,而在质量和原子核属性上有差异。
科学家们可利用元素的放射性同位素作为示踪物质,寻找其循环的路径。根据马里兰大学地球化学家詹姆斯·法夸尔(James Farquhar)介绍:“这项研究工作的建立使我们可观察到硫同位素在不同的海洋环境和不同生物体中出现。”因此,通过跟踪同位素来了解海洋硫化物循环,可帮助我们更好地发现二甲基硫的释放量与硫酸盐气溶胶之间的联系。(Everett/编译)
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