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学家2021/9/26 13:16:00 |
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导语：美国科学家近日宣布了一个里程碑式的计划，将在十年内重建全部的人体细胞。如果这一项目获得成功，将极大地推进对癌症等疾病的研究，甚至能满足日益增长的移植器官需求。不过，编辑人类基因组也引起了不少争议。主要是对伦理、法律和社会的影响不确定。
美科学家筹资一亿合成人类基因组 重建人体细胞引发争议
美国25名科学家宣布将于今年筹资一亿美元启动人类基因组编写计划，目标包括在10年内合成一条完整的人类基因组。报道指出，这项极具争议的计划势必引发 究竟人类生命是否可以人工合成的伦理激辩。一个生物体的基因组是指一套染色体中完整的DNA序列，即遗传蓝图。
人工合成一条完整的人类基因组，理论上来说 将有助于造出没有生物学意义的父母的人类，也提高了出现基因改良的定制人类的可能性。不过，科学家们说，他们的目的并不在此。他们指出，人工合成的人类基因组可用在各方面，包括培育出可移植给人类的器官、通过全基因组重编码赋予细胞对病毒的免疫力、通过细胞工程技术赋予细胞抗癌能力、加速疫苗和药物的研发进程等。
研究者解释道：“这项计划需要公众的参与，要从一开始就考虑伦理、法律和社会影响。”对编辑人类基因组的主要争议之一，是任何这样的改变都可能通过生殖系谱传递给后代。
合成人类基因组将有助于造出没有生物学意义的父母的人类，也提高了出现基因改良的定制人类的可能性
来自哈佛大学、麻省理工学院、纽约大学等知名学术机构的科学家，是到哈佛大学开会后宣布开展名为“人类基因组编写计划”(Human Genome Project-Write)的项目。科学家们承认这个计划较具争议性，他们指出，人类基因组计划也曾被一些人认为有争议性，但现在被视为是最伟大的探索壮举之一，让科学和医学发生革命性变化。
人类基因组计划从1990年持续到2003年，重点是基因测序，让科学家能够“阅读”基因组。人类基因组编写计划的重点则是构建基因，让科学家能够“编写”基因组。
人类基因组编写计划的首要目标是在10年内把合成大型基因组的成本降低至现在的千分之一。据介绍，人类基因组有约30亿个碱基对，以今天的价格构建一个完整人类基因组的费用极为高昂。科学家们希望在今年内募得一亿美元资金，以开展此计划;预计整个计划需要的资金不会超过人类基因组计划的30亿美元。
导语：猛犸象约在1万年前从地球上灭绝。猛犸象是一种适应寒冷气候的动物。曾经是世界上最大的象之一，在陆地上生存过的最大的哺乳动物之一，其中草原猛犸象体重可达12吨。科学家表示，如果能将猛犸象复活、重新引入生态系统之中，或许就能将冻原重新变回草原，从而将永久冻土层与大气隔离开来，阻止温室气体的逃逸。这也是保护北京冰川的方式之一。
科学家欲复活万年前猛犸象以保护北极冰川
随着北极的永久冻土层不断融化，其中储存的远古时期的温室气体被逐渐释放出来，这可能会气候变化进一步加剧。但有一位“英雄”或许能帮助我们阻止这一进程。科学家表示，如果能将猛犸象复活、重新引入生态系统之中，或许就能将冻原重新变回草原，从而将永久冻土层与大气隔离开来，阻止温室气体的逃逸。
两种猛犸象复活的方法
猛犸象约在1万年前从地球上灭绝。但利用最新的DNA测序和基因编辑技术，我们或许在短短几年之内便能让它们起死回生。据美国《大众杂志》(Popular Science)称，科学家有两种可以使猛犸象复活的方法。
猛犸象复活方法一：利用远古生物残留的组织克隆猛犸象
一种是利用从远古生物身上收集的材料来克隆猛犸象。自从人们在一头名叫“毛毛”(Buttercup)的猛犸象尸体上找到了残留的组织之后，科学家就一直在尝试这一点。
自从人们在西伯利亚发现了一头名叫“毛毛”(Buttercup)的猛犸象尸体后，科学家就一直在尝试复活猛犸象。这头雌性猛犸象是在2013年5月发现的。它身高8英尺(约合2.4米)，死亡时年龄约为50岁，体型和现代大象差不多。
这头雌性猛犸象是在2013年5月发现的。它身高8英尺(约合2.4米)，死亡时年龄约为50岁，体型和现代大象差不多。虽然科学家认为“毛毛”是在陷入泥塘之后、被其它动物吃掉的，但它的大部分身体、三条腿、头部和鼻子都完好无损。
科学家计划“复活”猛犸象：虽然科学家认为“毛毛”是在陷入泥塘之后、被其它动物吃掉的，但它的大部分身体、三条腿、头部和鼻子都完好无损。
猛犸象复活方法二：修改亚洲象的DNA
另一种复活猛犸象的方法是修改亚洲象的DNA，因为它是猛犸象仍未灭绝的近亲中与之最为相似的一种。这些体型巨大的野兽一度是“猛犸大草原”上的主宰，这一草原生态系统曾占据了整个北半球。它们在草原上起到了至关重要的作用。作为食草生物，它们让树木在平原上无法生长，并在草原各处撒播营养物质。
如果猛犸象能够复活，这一生态系统也将得到修复，并阻止北极永久冻土层继续消融。“由于缺乏猛犸象的帮助，冻土层不断上升，导致人类行为引发的气候变化进一步加剧。”该研究项目指出。“如果没有草原将冻原的永久冻土层隔绝开来，永久冻土层就会消融，释放出其中已经储存了数十万年的温室气体。”“全球的永久冻土层一旦消融，引发的后果相当于将全球的森林焚烧了2.5次。”
综合 据自然母亲网站报道，目前，科学家在南极陨石中发现色彩艳丽的猫眼石，它们是由二氧化硅构成的，将有助于揭晓地球上的水资源从何而来。
这是继2015年夏季发现南极火星陨石之后另一个类似发现，进一步支持了地球水资源可能来自于地球之外。猫眼石碎片是在EET 83309陨石中发现的，这块陨石是由数千个岩石和矿物质碎片构成，很可能来自一颗定期遭受辐射的较大体积小行星，也可能来自彗星。
研究负责人、英国伦敦柏贝克学院希拉里-道恩斯(Hilary Downes)教授说：“我们发现的猫眼石不是由碎片残骸，就是由其它矿物质构成，研究证据表明这块猫眼石形成于陨石从小行星分离之前，最终坠落在地球南极。”
这项猫眼石发现是非常有趣的，证实该种矿物的形成需要水。在地球上，该过程涉及到水与沙层和二氧化硅结合，历经数百万年时间，伴随着水蒸发和二氧化硅变硬，逐渐形成绚丽的猫眼石结构。实际上地球上发现的猫眼石体积中包含着3-21%的水分。
道恩斯强调称，更多的证据表明陨石和小行星可以携带大量的水冰物质，虽然我们担心大型小行星碰撞地球所带来的灾难，但是数十亿年前碰撞小行星为地球带来了水资源，有助于促进地球生命的繁衍发展。
导语：前阵子，引力波可掀起一番讨论，引力波是时空的涟漪，对于探索宇宙有着重要的意义。100年前爱因斯坦早已经提出，2016年2月11日，科学家首次探测来自双黑洞发出的引力波信号证实了其存在，引起各界人士的关注。6月16日凌晨，美国天文学会发布新闻会议，对外宣布又探测到了引力波信号，被人们亲切称为“来自爱因斯坦的圣诞礼物”。值得关注的是，这次探索可以说是人类探索未知宇宙更进一步呢。
引力波信号是一种罕见的小概率事件，难以重复
科学家再次探测到引力波信号：源自14亿年前的黑洞合并
北京时间6月16日凌晨消息，凌晨1：15，正在美国圣迭戈参加再次召开的第228届美国天文学会的LIGO科学合作组(LSC)和Virgo合作组的科学家举行新闻发布会，报告他们再次探测到引力波信号的消息。
这是14亿年前两个遥远的黑洞相互合并过程所产生的时空扰动，该事件的涟漪穿越宇宙，被地球上的人们探测到。此番再次探测到引力波信号证明引力波信号的探测并非罕见事件，有理由预期未来还将有更多探测案例的出现，从而真正开启一个崭新的引力波天文学时代。
这是14亿年前两个遥远的黑洞相互合并过程所产生的时空扰动，该事件的涟漪穿越宇宙，被地球上的人们探测到。
新发现引力波被命名为GW151226
这次探测到的引力波是由两颗初始质量分别为约14倍太阳质量和约8倍太阳质量的黑洞，合并成一颗约21倍太阳质量的旋转黑洞所引起的。经过14亿年的漫长旅行，这个信号于世界标准时间2015年12月26日3时38分53秒被LIGO的两台孪生引力波探测器探测到，被命名为GW151226。这次引力波事件也被研究人员亲切地称为“来自爱因斯坦的圣诞礼物”。
由于这次两个黑洞质量较轻，两者靠近的速度较上一次要缓慢不少，基于同样的原因，双黑洞并合前旋转的圈数也远远大于第一次，在大约1s的时间内，这两个黑洞相互绕转了55圈，这让科学家有机会对广义相对论进行一次全新的验证。
科普：引力波是什么?
在物理学上，引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动，如同石头丢进水里产生的波纹一样，引力波被视为宇宙中的“时空涟漪”。或者说如果将时空看成一张大橡胶膜，用小球代替天体，当小球被放上橡胶膜时，球的质量会把橡胶膜往下压。这时，如果在旁边再放一颗球，两颗球分别造成的“时空弯曲”就会让它们逐渐滚向对方。当它们互相加速运动时，产生的“涟漪”就是引力波。
导语：迄今最小硬盘将实现单原子信息存储了，荷兰科学家实现原子存储，研究团队把存储空间缩小到了极限，科学杂志Nature Nanotechnology报道了该研究团队的成果，据称，这项技术能够在1平方英寸(650平方毫米略大于一块SD卡)中存储500TB的数据。有网友持不同的态度表示：目前该团队展示的实际效果只能在0.1平方毫米里存入1KB。不过，科学的进步需要支持，相信储存技术所遇到的困难会被解决。
荷兰科学家实现原子存储：SD卡大小介质能存500TB信息
存储密度：所有书籍写到一张邮票上
据荷兰代尔夫特理工大学科维理纳米科学研究所网站最新消息，该校一个研究团队把存储空间缩小到了极限：每比特只占一个氯原子位，并按这个标准存储了1000字节(8000比特)的信息。
荷兰研究人员在新研究中将存储密度提高到500Tbpsi(兆兆比特/平方英寸)，是目前最好商业硬盘的500倍。该研究负责人桑德·奥特说：“理论上，这种存储密度能把人类迄今为止创作的所有书籍都写到一张邮票上。”
这些存储信息由许多8字节(64比特)模块组成，每块上都有氯原子空穴标记，就像机票上的扫描条形码，携带每个模块在铜层上的精确位置信息。如果其中一块因污染或表面腐蚀而被损坏，即使铜的表面并不完美，存储器也能很容易地扩展升级。
实用的原子数据存储仍需等待
研究人员指出，新方法在稳定性和升级能力上提供了光明前景。但这种存储器近期还不能在数据中心使用。奥特说：“以现在的形式，存储器只能在非常干净的真空条件和液氮温度(77K)下工作，实用的原子数据存储仍需等待。但这一成果使我们向前进了一大步。”其次，让该设备的可靠度更高，因为这样设备不拾取单一原子，而是让原子绕空缺运动。最后，研究人员可以将空缺排布成原子自动运行的形式，解决难以控制原子的问题。
这项储存技术仍面临很多实际的问题，比如数据中心的温度比-196℃高不少，大规模地使用液氮降温并不现实。另外传输速度也是一个问题，读取一个储存网格的数据需要10分钟很难满足实际需要。不过研究人员表示，读取速度慢主要是受到了STM的限制，如果能用到STM最大的电子带宽，读取速度在理论上能够提升到1MB/s。
导语：近日，在斯坦福大学医学院领导下，研究人员首次成功修复了哺乳动物的部分关键视神经。科学家让小鼠的视神经(负责将视觉信息从眼睛传递到大脑)在被完全切断之后，成功实现了再生，并发现视神经可以重新沿袭之前的路径，重建与大脑合适部位的联系。这项前无古人的修复工作或能帮助盲人重见光明。
科学家首次成功修复小鼠受损视神经：或帮助盲人重见光明
鼠的症状类似于人类的青光眼，这是除白内障之外的第二大致盲原因。该研究的高级作者、神经生物学副教授安德鲁?休伯曼(Andrew Huberman)指出，白内障通常可以通过手术移除，但青光眼则没有有效的治疗方法。该研究的主要作者为加州大学圣地亚哥分校的研究生Jung-Hwan Albert Lim。青光眼由视神经受压过高引起，全世界有将近7千万人深受此疾病之苦。外伤、视网膜脱落、垂体瘤、多种脑癌以及其它原因也会对视神经造成损伤，导致视力下降。
在这项研究中，成年小鼠一只眼睛的视神经被人为摧毁，它们每天要接受高强度的高对比度视觉刺激，观看不断闪烁的黑白条纹图片;或者接受生物化学手段治疗，让视网膜神经节细胞中的mTOR信号通路重新回到高档位上;或者两种方式同时进行。
科学家让小鼠的视神经(负责将视觉信息从眼睛传递到大脑)在被完全切断之后，成功实现了再生
虽然接受两种方法之一治疗的小鼠受损眼部的视网膜神经节细胞轴突都出现了一定的恢复，但重新生长出来的轴突只能到达视交叉区域，即健康的轴突离开视神经、分头前往大脑各处结构的地方。
但当小鼠同时接受两种方法治疗时，并且将小鼠未受伤的一边眼睛遮住、以激励它们使用受损眼部的话，就出现了大量轴突延伸到了视交叉之外，并成功与大脑中的相应部分相连。这些小鼠脑中重新生长出来的轴突已经长回了原本的大脑区域，并与相应区域建立起了功能性联系。小鼠们一度失明的眼睛又重见光明了。
