今日科技話題:土星合月、揭祕北京鴨基因改變、果蠅完整大腦高清圖、近海水體剖面觀測難題被解、人類左心室三維模型研製成功

今日科技话题:土星合月、揭秘北京鸭基因改变、果蝇完整大脑高清图、近海水体剖面观测难题被解、人类左心室三维模型研制成功

1土星合月7月25日天宇“秀恩愛”

今日科技话题:土星合月、揭秘北京鸭基因改变、果蝇完整大脑高清图、近海水体剖面观测难题被解、人类左心室三维模型研制成功

據天文專家介紹,7月25日,有著“指環王”美譽的土星將移動到廣寒宮附近,上演一出土星合月的浪漫天象。

所謂土星合月,是指土星和月亮正好運行到同一經度上,兩者間的距離最近。屆時土星將戴上草帽狀的光環,並依附月亮近距離展現“星姿”,而人們只需用肉眼即可清晰地見到這幕天象。

就像璀璨奪目的黃白色寶石,還環繞著一層層絢麗的迷人光環,土星實在是夜空中令人歎為觀止的美麗星球。進入7月,這顆迷人的星球日落不久就從東南方地平線升起,亮度0.1等左右,幾乎整夜可見。

天文教育專家、天津市天文學會理事趙之珩介紹說,7月25日14時,土星合月正式上演。我國感興趣的公眾可於7月25日晚對這幕天象進行觀測。“人們面向東南方天空,在一輪盈凸月右方不遠處,可見一顆閃耀著金黃色光芒的明星,這就是土星。”此時此刻,英俊的“指環王”攜手優雅的“月女神”,漫步雲端,舞步輕移,大秀恩愛。

趙之珩提醒說,想一睹“指環王”風采的公眾使用簡易的天文望遠鏡就可以看到土星那寬大的彩色光環。

——新華網

2中國農業科學院等揭秘北京鴨基因改變

今日科技话题:土星合月、揭秘北京鸭基因改变、果蝇完整大脑高清图、近海水体剖面观测难题被解、人类左心室三维模型研制成功

北京白鴨

中國農業科學院等單位的研究人員發現了與北京鴨白羽和體型較大相關的基因突變。這一發現揭示了北京鴨經過幾百年選擇形成的一些性狀的遺傳基礎。相關論文近日刊登於《自然—通訊》雜誌。

公元前500年,綠頭鴨在中國中部被馴化,後形成了各種不同的地方鴨品種。其中,北京鴨就是幾百年高強度人工選擇的結果。不過,研究人員此前並未發現與北京鴨白羽和生長速度快等優良性狀相關的基因改變。

中國農業科學院的侯水生、西北農林科技大學的姜雨等對40只綠頭鴨、12個不同品種的36只地方鴨(包括紹興鴨和高郵鴨)和30只北京鴨的基因組進行了比對分析。在發現選擇信號後,研究人員再將綠頭鴨與北京鴨進行雜交,繁殖了1026只家鴨。

通過研究,研究人員確定了與北京鴨白羽、體型較大、飼料轉化率較高相關的兩個基因突變。研究發現,一種與白羽相關的名為MITF的基因發生了突變,另外一個獨立的突變可能造成了北京鴨出生後IGF2BP1基因的持續表達以及最終的產肉量增加。

——《中國科學報》

3科學家繪製果蠅完整大腦高清圖

今日科技话题:土星合月、揭秘北京鸭基因改变、果蝇完整大脑高清图、近海水体剖面观测难题被解、人类左心室三维模型研制成功

研究人員利用電子顯微鏡重建了果蠅的一系列神經元。圖片來源:Z. ZHENG ET AL.

科學家近日首次對黑腹果蠅的整個大腦進行了足夠詳細的成像,從而能探測每個神經元之間的單獨連接,或者說突觸。由此獲得的圖像數據庫可幫助研究人員描繪支撐果蠅嗅聞、嗡嗡叫、空中飛行等各種行為的神經迴路。

同人類頭骨中的約1000億個神經元相比,含有10萬個神經元的果蠅大腦非常初級。但霍華德·休斯醫學研究所珍妮莉亞研究園區神經科學家Davi Bock認為,果蠅不只是“你在吃晚餐時從酒杯上揮手趕走的小汙點”。果蠅大腦中的一些系統,比如負責探測和記憶氣味的系統——可能和人類共享“通用的準則”。

“這篇論文從技術成就的角度來說絕對是傑作。”洛克菲勒大學神經生物學家Cornelia Bargmann表示。Bargmann研究秀麗隱杆線蟲的神經系統。秀麗隱杆線蟲的302個神經元的佈線圖,或者說連接組在1986年發表。為獲得果蠅的類似圖像,研究人員不得不利用獲得的最新圖像追蹤每個神經元同它在大腦內“聆聽”和“對話”的其他每個神經元之間的關聯。

迄今為止,Bock及其團隊針對大腦中一小部分神經元完成了此項工作。這部分大腦涉及學習和記憶氣味,被稱為蕈形體。這項日前在《細胞》雜誌上得以描述的研究,提供了關於果蠅嗅覺系統的新細節。比如,將氣味信息傳遞給蕈形體細胞的神經元形成了異常緊密的束狀物。目前,Bock團隊正在尋找關於果蠅如何從環境中嗅到氣味的線索。

如果全球的研究團隊成功描繪出果蠅大腦的完整佈線圖,隨後他們將需要把這一信息同記錄活體果蠅大腦活動的其他技術結合起來。Bargmann表示,神經元之間的連接強度隨著不同情形和時間發生改變。“我在30年裡致力於研究一種生物體的連接組,而目前我們仍在探尋這一神經系統是如何工作的。”

——《中國科學報》

4中科院三錨式浮標綜合觀測平臺解決近海水體剖面觀測難題

今日科技话题:土星合月、揭秘北京鸭基因改变、果蝇完整大脑高清图、近海水体剖面观测难题被解、人类左心室三维模型研制成功

中國科學院海洋研究所近日將具備智能剖面觀測能力的三錨式浮標綜合觀測平臺布放至浙江舟山附近海域,這一平臺有效解決了傳統單錨系浮標無法觀測近海水體剖面的難題。

中國科學院海洋研究所黃東海浮標觀測站副站長賈思洋介紹,傳統單錨系浮標的錨鏈和觀測設備容易纏繞,因此無法開展水體剖面觀測,而大量的能量交換都在水體,這部分數據的科研價值非常大。三錨式浮標綜合觀測平臺標體直徑15米,由三根錨鏈固定,相互間隔120度,平臺以中心觀測井作為剖面觀測通道,可有效避免錨鏈與剖面觀測設備絞纏,從而獲得水體剖面的寶貴數據。

據介紹,三錨式浮標綜合觀測平臺採用智能絞車開展實時水體剖面觀測,可根據海況變化智能調節絞車運行速度,實現了海面、水體、海底的長期連續在線實時監測,是適應我國近海海洋觀測需求的創新性海洋綜合觀測平臺,將為我國海洋科學基礎研究、防災減災等提供更加豐富、完備的數據支撐。

賈思洋說,三錨式浮標綜合觀測平臺屬於近海觀測設備,它抗破壞能力強、穩定性好,可有效避免近海頻繁經濟活動導致的干擾和損壞。

——新華網

5新有機分子可用於高效廉價電池

電池儲能能力對風能、太陽能等清潔能源的使用至關重要。美國哈佛大學研究人員新發現一種有機分子,有望用於長效、高質量的液流電池,比目前使用的電池更安全廉價。

液流電池是一種電化學儲能裝置,在存儲大規模清潔能源方面比傳統鋰電池更安全經濟。目前常見的是正負極使用釩鹽溶液的釩液流電池,但這種電池的成本及維護費用都比較高。

7月23日發表在美國《焦耳》雜誌上的研究顯示,一種被稱為“瑪士撒拉醌”的分子可在長達幾年時間內數萬次充放電。“瑪士撒拉”取自《聖經·舊約》中的長壽族長,醌是光合作用和細胞呼吸等自然過程中的關鍵分子。

哈佛大學材料科學及化學等學科的研究人員合作,對醌在液體電池中的老化過程進行了分析,在此基礎上對醌分子進行改良修飾,研製成提高了液流電池壽命的“瑪士撒拉醌”分子。

研究顯示,在實驗室條件下,“瑪士撒拉醌”分子的老化率每天不足0.01%,每次充放電引起的老化率不足0.001%,每年的整體老化率預計不到3%,預計可有效充放電數萬次。此外,“瑪士撒拉醌”分子可溶性強,在較小空間中能儲存更多能量。由於“瑪士撒拉醌”分子是在弱鹼性電解質中發揮作用,可使用更為廉價的密封材料和聚合物膜分離正負極,進一步降低了成本。

論文通訊作者、哈佛大學材料和能源技術教授邁克爾·阿齊茲說,利用這一新發現分子製備的液流電池具有更長效的穩定性,並且已具備商用能力。論文共同第一作者、哈佛大學博士後研究人員大衛·卡比說,這種有機分子有望替代昂貴的釩液流電池。

——新華網

6人類左心室三維模型研製成功

今日科技话题:土星合月、揭秘北京鸭基因改变、果蝇完整大脑高清图、近海水体剖面观测难题被解、人类左心室三维模型研制成功

人類心臟左心室的三維模型圖 圖片來源:物理學家組織網

據物理學家組織網7月23日報道,哈佛大學研究人員通過生物工程技術,研製出人類心臟左心室的三維模型,未來可用於藥物檢測以及心率不齊等疾病療法的研究。

該模型利用採於人體心臟細胞的納米纖維搭成支架來協助構建組織。這種支架如同三維模版,可以引導細胞及其組織進入體外搏動的心室腔。這讓科學家可以藉助使用壓力容積環、超聲波等臨床通用工具,實現對心臟功能的進一步研究。

研究人員表示,這種模型一旦投入使用,其在心血管疾病再生醫學領域以及作為體外模型進行藥物開發等相關研究中,均會產生巨大而廣泛的影響。項目的長期目標是實現在醫學研究中以人類模型替代動物模型,或彌補動物模型的不足。未來,研究人員可通過收集病人的幹細胞來構建組織模型,從而完全複製出其器官功能和特性。

製造出一個功能完好的心室模型的關鍵是重塑組織的特殊架構。在人類心臟結構中,平行排列的心肌纖維如同支架,引導磚狀的心臟細胞首尾銜接成線狀排列,形成一箇中空的錐形結構。當心髒跳動時,心臟細胞如同手風琴一般伸展和收縮。

為製造心室模型,研究人員將可降解聚酯和明膠纖維的聚合物以彈頭形狀放入旋轉器。當儀器旋轉時,纖維將順著同一方向呈線狀排列,因此,會引導細胞像原生細胞般運動和收縮。

研究人員稱,下一步將利用源自病人的預分化幹細胞來進行心室模型的研究,這將有利於形成功能更強大的組織結構。

——《科技日報》


分享到:


相關文章: