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焦点短讯!SpaceX接受美航空管理局调查,被指爆炸损害超出预期;音乐或能让老年人的大脑保持年轻 | 国际科研周报

2023-04-30 18:48:46 来源:科技导报

来源:环球科学、科技日报、中国科学报等


【资料图】

新证据表明,女性科学家富兰克林是DNA双螺旋结构发现的共同贡献者

来源:Pixabay

1953年4月25日,发表于《自然》杂志的3篇关键性论文标志着DNA双螺旋结构的发现。其中,DNA双螺旋结构论文的作者弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森与莫里斯·威尔金斯(第2篇论文的关键作者)共同获得1962年诺贝尔生理学或医学奖。第3篇论文的关键作者、女性科学家罗莎琳·富兰克林(Rosalind Franklin)在1958年因为卵巢癌去世。如今科学界正在探究富兰克林在DNA双螺旋的发现中应获得多少荣誉,以及当时她的贡献被否认的程度。

据《自然》新闻(Nature news)消息,由于在3篇关键性论文中没有体现出富兰克林的观点。美国动物学家Matthew Cobb和医学史学家Nathaniel Comfort(分别为克里克和沃森撰写传记)利用剑桥大学丘吉尔学院保存的富兰克林的论文,重构了她研究思想的发展。研究揭示了一个明确的结论:解开DNA双螺旋结构是一个团队的努力,是理论和实验的融合。

克里克和沃森是DNA结构的理论学者和模型构建者。但没有富兰克林、威尔金斯以及Raymond Gosling(富兰克林的学生)提供的X射线衍射数据,他们无法获得正确的DNA结构。沃森和克里克在1953年的论文中没有承认这一点。不过,富兰克林最终与克里克和沃森和解。在1954年的一篇论文中,克里克和沃森承认如果没有富兰克林的数据,他们的结构很大程度上无法发现正确的DNA结构。但由于富兰克林是犹太人,当时其所处的伦敦国王学院(King’s College London)充斥着反犹太主义,她的同事以及所处的科学环境拒绝承认她做出的贡献。

https://www.nature.com/articles/d41586-023-01390-6?utm_medium=Social&utm_campaign=nature&utm_source=Twitter#Echobox=1682439032-

亚马孙森林观测到不同的干旱耐受

来源:Francisco Diniz

由于气温上升、降雨改变和越来越频繁的极端气候事件,热带森林正在遭受越来越频繁的干旱。气候压力可能对亚马孙雨林尤为明显,在整个亚马孙反复发生的干旱事件在近年里增加了树木的死亡率,但人们对森林随着气候改变应对水胁迫的能力了解不足。根据《自然》(Nature)发表的一项研究,亚马孙森林树木对干旱的耐受取决于不同物种,这影响到它们对水环境变化的耐受。这些发现表明,过去对于干旱之于森林的的长期影响可能估计不足。

研究者在亚马孙11个森林地块的129种树木中观察了植物的水力性状(在水胁迫环境如干旱之下的生存阈值),并评估了水力衰竭或扰乱植物水运输系统的程度。结果显示,潮湿森林的树木对干旱的抗性较低,较干旱森林中的树木则对干旱应对较好。作者还发现,在更接近其水力限制(植物在水力学失败前的阈值)下运作的森林死亡率更高。研究者推测,亚马孙西部和南部森林可能最为脆弱,因为它们可能已经到达了水力极限。

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05971-3

音乐或能让老年人的大脑保持年轻

衰老会导致各种类型的认知能力下降,但一些干预措施可以有效减缓这一过程。近日发表于《科学·进展》(Science Advances)的一项研究发现,长期音乐训练可以减轻、甚至抵消与年龄相关的视听能力下降。

研究者对比了不同年龄的音乐家和非音乐家的大脑活动,发现相比年长的非音乐家,年长的音乐家能在嘈杂环境下更准确地识别声音。进一步研究显示,这主要与大脑的两类变化有关:首先,年长音乐家的感觉运动皮层(主要加工视觉、听觉等外界的单通道信息)与年轻人更相似,并且相似性与音乐家的训练强度相关;另外,年长的音乐家大脑额顶叶区域也比非音乐家更活跃,而预设模式网络(DMN)会受抑制,这可以帮助人体避免无关干扰的影响。研究者表示,播放音乐或许可以让大脑保持敏锐、年轻和专注,这项发现也为更有针对性的训练和治疗方案提供了方向。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg7056

日本首个商业月球着陆器着陆失败

来源:ispace

4月26日,日本ispace公司的Hakuto-R月球着陆器计划在月球上实现软着陆,这是第一个日本制造的商业着陆器。但这似乎并没有发生:当Hakuto-R按照计划即将落在月球上时,与ispace失去了联系,尽管ispace仍在继续尝试联系它。2022年12月,Hakuto-R搭乘SpaceX的“猎鹰”9号火箭,开始执行ispace的第一次登月任务(M1)。经过漫长的旅途,Hakuto-R最终于2023年3月20日抵达月球轨道,然后计划在4月26日降落到月球表面。着陆点是87千米宽的阿特拉斯陨石坑(Atlas Crater)的底部,该陨石坑位于月球北极附近的冷海(Mare Frigoris)区域。遥测数据显示,Hakuto-R似乎选择了合适的着陆位置,但却在原定时间来临时无法着陆,并失去了联系。ispace推测这次任务很有可能失败了。

ispace的目标是在2024年和2025年分别执行第二次(M2)和第三次(M3)登月任务。其中的M3任务属于NASA创建的“商业月球有效载荷服务”(Commercial Lunar Payload Services,简称CLPS)项目。在CLPS项目中,NASA向私人公司支付费用来制造着陆器、月球车和其他仪器,并用这些仪器开展科学实验。其他一些CLPS任务也计划在未来几个月和几年内发射升空。

https://www.space.com/ispace-hakuto-r-moon-landing-failure

因损害超出预期,SpaceX正在接受美航空管理局调查

4月20日,SpaceX公司的星舰火箭(Starship)在得克萨斯州博卡奇卡村的星港发射场进行首次轨道飞行测试,并在升空4分钟后发生爆炸。爆炸产生的碎片和灰尘向周围抛洒,落在距发射台10千米处的得州伊莎贝尔港,以及有多种濒危的海龟、鸟类物种栖息的博卡奇卡海滩上。据CNBC报道,美国联邦航空管理局(FFA)已对此展开调查,以评估星舰发射对公共安全的影响。

与其他大型火箭发射场不同,星舰发射场缺少冷却发射台并吸收冲击波的喷水系统,以及引导废气排出的火焰导流槽。这导致这次试射不仅对发射台造成了大面积损坏,预期影响范围外的伊莎贝尔港的居民也报告公司的窗户被砸碎,学校和住宅被灰尘覆盖。此外,发射台被炸出的碎片还可能击中周围的燃料储存罐。超出预期外的爆炸影响启动了FFA的“异常响应计划”。目前,FFA已禁止SpaceX申请发射,直到他们完成爆炸的事故调查,确认星舰发射不会影响公共安全。这意味着SpaceX在重新申请发射许可前,需要搭建额外的缓解措施。

https://www.cnbc.com/2023/04/24/spacex-starship-explosion-spread-particulate-matter-for-miles.html

测量纠缠熵来重构多体系统的量子态

来源:Thomas Schweigler

对量子系统进行精确表征,能够帮助我们构建更好的量子计算机。利用量子态层析成像(quantum tomography),科学家能够结合理论,测量并重构出系统的量子态。近日,一项《自然·物理学》(Nature Physics)上的研究利用这种方法完整地重建了超冷原子系统的量子态。

当温度接近绝对零度时,被俘获在原子芯片上的冷原子运动缓慢,更易于测量。科学家将超冷原子云分为两个互不干扰的“副本”,使它们随时间演化,而后在不同阶段进行测量,从而揭示二者的关联。通过测量两个“副本”量子系统间的纠缠熵,科学家能够反推出量子系统的初态和某些性质。这项研究验证了多体量子系统的纠缠面积定律,显现出了精确表征量子态的能力,有助于推动量子传感器技术的发展。

https://www.nature.com/articles/s41567-023-02027-1

全新技术能将小鼠身体变透明,利用数千种抗体绘制三维解剖图谱

来源:ERTÜRK LAB/HELMHOLTZ MUNICH

据《科学》新闻(Science news)消息,近期,在一篇发表于预印本的研究中,德国亥姆霍兹慕尼黑研究所的研究人员开发了一项名为wildDISCO的技术。这项技术是他们此前开发的、利用化学方法让小鼠身体变透明的技术的升级版本,能通过β-环糊精对小鼠进行长达2周的处理,去除小鼠细胞膜上的胆固醇。这一过程可以促使了多个靶向不同细胞的抗体可以深入渗透到小鼠体内,并与细胞结合。基于这项技术,科学家能在细胞层面上绘制小鼠的三维解剖图谱,并能揭开各个组织、器官之间的神经联系。目前,研究人员已经可以对已经死去的小鼠尸体进行处理,并通过将小鼠暴露在不同的荧光抗体下,来标记不同的细胞类型,进而实现了对小鼠的组织、神经和血管进行显色。不过,后续研究人员将继续尝试在这种技术中,应用更多的抗体来更清晰地揭示一些关键组织之间的联系,这项技术或将能极大地促进药物开发、癌症扩散等更多方向的研究。

https://www.science.org/content/article/game-changer-method-lets-scientists-peer-and-fly-through-mouse-bodies

母语会影响你对旋律和节奏的感知

关于有音调语言者在音乐性方面是否有优势,之前已经被探讨过,但此前的研究大多只是将一种语言的使用者与另一种语言的使用者进行比较,无法将语言影响与其他文化影响分开。最近,一项发表在《当代生物学》(Current Biology)上的研究比较了使用54种不同语言的近50万人的旋律和节奏能力,发现说有音调语言的人能更好地辨别不同旋律的细微差异,而说无音调语言的人能更好地分辨节奏是否与音乐同步。

研究团队从203个国家在线招募了近50万名参与者,他们的母语是54种不同的语言,包括19种地理上分散的有音调语言。通过3个不同的音乐任务,研究人员能测试参与者辨别旋律、节奏和精细的音高感知的能力。研究人员发现,他们研究的19种有音调语言中,以这些语言为母语的人在辨别旋律方面平均优于无音调语言的人,同样,前者在完成基于节拍的任务时都表现得比后者更差。研究者推断,有音调语言者表现出轻微的节奏劣势可能是由于对不同声学特征的关注的权衡。此外,结合对参与者是否经受过音乐训练的调查,研究人员还发现这些语言带来的音乐优势大概相当于你从音乐课上学到能力的一半。研究人员表示,未来还需要更多的研究来挖掘这些差异背后的机制和发育途径。

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(23)00387-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982223003871%3Fshowall%3Dtrue

阿联酋公布首张火卫二背面高分辨率图像

来源:Emirates Mars Mission

像地球的卫星月球一样,火卫二(Deimos)也被火星潮汐锁定,这意味着从火星表面或较低轨道处观测火卫二,永远只能观测到它朝向行星的这一侧。近日,在维也纳举行的2023年欧洲地球科学联盟(EGU)会议上,阿联酋火星任务(EMM)的科学家介绍了祈望号探测器(Hope)拍摄到火卫二背面第一张近距离的高分辨率照片。

祈望号探测器于2020年7月由日本火箭发射升空,2021年2月抵达了火星,其主要的科学目标是研究火星大气和气候的季节性变化。今年3月10日,祈望号探测器进行了第一次飞越,它的运行轨道异常高,最高点达到火星表面上方约4万多千米,这使得它可以从上方观察火卫二,并拍摄到它的背侧。探测器上搭载的三台仪器能记录红外线到紫外线波段的光谱数据,科学家经数据分析发现,火卫二的物质组成与火星相同。科学家表示,这项观察结果支持了火卫二是与火星一起形成,而不是在行星轨道上被捕获的小行星的理论。

https://twitter.com/SarahAmiri1/status/1650512786827403266

治疗致命肠道感染时,粪便移植可能比抗生素更有效

艰难梭菌(Clostridioides difficile)是定植在人和动物肠道中的微生物之一。在肠道菌群失衡的情况下,艰难梭菌会大量繁殖,其产生的细胞毒素会导致严重腹泻和结肠炎症,甚至可能致死。这种细菌对多种常见抗生素都具有耐药性,且接受抗生素治疗的患者用药后依然会复发,给患者带来了极大痛苦。

近日,发表在Cochrane Database of Systematic Reviews的研究发现,与传统的抗生素治疗相比,粪便移植能更好地治疗艰难梭菌感染。研究分析了320名成年人的6项临床试验数据,发现接受粪便移植的患者中,有77%在8周内没有再次感染,而仅使用抗生素治疗的患者中,只有40%没有再次感染。研究者推测,这是因为在抗生素也会破坏肠道有益菌群,在得到短暂的治疗效果后,患者又会因为菌落失衡又反复感染,从此进入恶性循环;而粪便移植则可以平衡肠道微生物群落,降低再次感染的风险。

https://www.cochranelibrary.com/cdsr/doi/10.1002/14651858.CD013871.pub2/full

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