“人造生命”成功:我国开启合成生物学研究新时代

2018-09-17 18:35
大众科学 2018年8期
关键词:原子钟纹身器官

“人造生命”成功:我国开启合成生物学研究新时代

8月3日新华社报道,我国中科院分子植物卓越中心/植生生态所合成生物学重点实验室覃重军团队在最新一期国际科学期刊《自然》上发表论文,宣布首次人工创造出有生命活性的单染色体真核细胞,开启了合成生物学研究的新时代。

1965年,我国科学家在世界上首次人工合成出与天然分子化学结构相同、有完整生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素,开辟了人工合成蛋白质的时代。中科院深圳先进技术研究院研究员戴俊彪认为,这一结果表明,自然进化而成的现有真核生物(至少酿酒酵母)染色体数目与功能之间并不存在直接的决定关系,染色体的数目可以进行人为改变,同时对细胞生长不造成显著的影响。这颠覆了“染色体的天然三维结构决定基因表达”的传统观念。

天宫二号冷原子钟让世界更“准时”

8月初,天宫二号空间实验室搭载的世界首台太空运行的冷原子钟,在轨近两年时间里完成了全部既定测试任务,实现了3000万年误差小于1秒的预定目标,将目前人类在太空的时间计量精度提高了1至2个数量级,是国际首台在轨运行并开展科学实验的空间冷原子钟,也是目前在空间运行的最高精度原子钟。

“过去20年里,有很多人努力要把冷原子钟送到太空,但最终,是由中国第一次展示了空间冷原子钟的实验……”这一重要科研成果已作为亮点文章发表于国际重要学术期刊《自然·通讯》上。

中国科学家研制出电子纹身 未来可监测健康状况

8月初,媒体报道中国科学家开发出类似皮肤的电子纹身,可以实时监测血压和体温等健康参数。由清华大学的科学家开发的石墨烯电子纹身,可以很容易地转移到人體皮肤、树叶和丝绸等不同的表面。研究人员称,石墨烯是一种超薄的材料,具有极佳的柔韧性和导电性,是电子皮肤的理想材料。

根据发表在《ACSNano》杂志上的研究,基于激光还原石墨烯,将石墨烯与纹身相结合,模仿了电子皮肤的功能。可以通过电阻变化对皮肤表面的微小形变进行监测。并且该电子纹身还可以附着在口罩、手腕、喉咙、人中等多个位置,分别实现对呼吸、心跳、语音等人体信号的测量。

人体内细胞平均每分钟死亡30微米

在发表于8月1 0日《科学》(Science)杂志的论文中,科学家指出,死亡在细胞内就像一股持续不断的波动,其“移动速度”大约为每分钟30微米(1微米等于1毫米的千分之一)。举例来说,神经细胞的长度可达100微米,因此需要长达3分钟20秒的时间才能死亡。

这听起来似乎有点不可思议,但正是这种“死亡波动”使我们能保持活着和健康的状态。细胞凋亡(又称细胞程序性死亡)是清除我们身体中不必要或有害的细胞——比如被病毒感染的细胞——所必需的。细胞凋亡还能帮助发育中的胎儿塑造器官和其他特征。值得一提的是,还存在另一种细胞死亡的方式,即细胞坏死,通常出现于对应激事件(比如缺氧)的非计划反应中。

AI有望取代动物实验判断化学品毒性

8月初巴尔的摩约翰霍普金斯大学研究人员利用机器学习技术开发了一种判断化学物质毒性的新方法,有望替代残酷的动物实验。

人类可能接触到的化学物质数量惊人。单单欧洲化学品管理局认可的就有超过130,000种化学分子。其美国同行认可的是85,000种。测试所有这些化学物质的毒性几乎是不现实的。特别是在动物身上进行试验依然存在争议,过程缓慢且昂贵,通常也是残酷的。事实上,这种动物实验方式并不可靠,其结果通常是不可复制的。如果在动物实验之前,有某种方法可以预测某种物质可能产生的毒性,那么总体情况就会变得更好。

科学家用猪细胞培育人造肺

据国外媒体报道,目前美国接近1500名患者等待肺器官移植,但是捐献者提供肺器官数量不够,同时通过抑制受体免疫系统,使患者身体不排斥新器官是十分危险的。位于美国加尔维斯顿市的德克萨斯大学医学中心科学家使用新方法确保完美匹配生物改良猪肺,能够生长出自己的循环系统。每个肺器官移植之后仍能保持继续生长,大概两个月之后可实现完全功能性。

肺器官移植每年能够拯救数千名患者的生命,但是患者需求的肺器官远远不够,大多数患者会在等待捐献器官的过程中死去。生物改良肺器官可以基于患者自身细胞培育,这样他们就不必服用药物抑制免疫细胞,但是在动物实验中,由于血液和氧气不能正常流向他们,这些肺器官移植手术通常都是失败的。

世界最大飞机将提供玻璃地板机舱

8月初,在英国法恩伯勒航展上,世界上最大的飞机Airlander 10再次惊艳亮相。Airlander 10长度为302英尺,能够承载22050磅的有效载荷,该飞机可用于多个领域,例如在难以到达的地点运输货物,通信和其他工业用途。现在,英国设计咨询公司Design Q提出了内部装修计划。每个小屋将比大多数单通道飞机大151英尺,并设有带连接浴室的卧室,还有酒吧和一个巨大的休息区。

最诱人的部分看起来是部分玻璃地板和巨大的窗户,让旅客可以欣赏到Airlander飞行最高海拔16000英尺的室外景色。目前还没有Airlander 10旅行费用的消息,但价格可能达到奢侈品的价格。(编辑/侯帮虎)

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