損人終究不會(huì)利己

關(guān)毅 (本刊特約記者)

生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的國際合作歷來被認(rèn)為很少涉及政治或國家安全問題。但近來，美國生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的部分機(jī)構(gòu)“談華色變”，動(dòng)輒以莫須有罪名開除華人學(xué)者，這種做法正在損害兩國的正常學(xué)術(shù)交流和合作。最新一個(gè)例子是美國埃默里大學(xué)終身教授李曉江的實(shí)驗(yàn)室近日突遭校方關(guān)閉。其實(shí)不僅僅是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，也不僅僅是在美華人，正常的中美學(xué)術(shù)交流活動(dòng)整體上都在受影響。越來越多的跡象表明，面對(duì)中國科技實(shí)力增強(qiáng)以及中美差距逐漸縮小，一些美國政客甚至部分學(xué)術(shù)界人士心態(tài)發(fā)生扭曲，華人科學(xué)家有時(shí)不幸成為被打擊對(duì)象，正常的學(xué)術(shù)交流也受到壓制?！犊茖W(xué)》雜志前主編布魯斯?阿爾伯茨等人近日撰文指出，在某些政客的鼓吹下，不公正地詆毀出生在美國以外地區(qū)的人，這形成了一種令人憂慮且危險(xiǎn)的新公共話語，這種“非我國人”的態(tài)度以及由此產(chǎn)生的新簽證政策正在阻礙年輕人才來到美國。部分美國科研機(jī)構(gòu)“談華色變”的同時(shí)，斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、密歇根大學(xué)、特拉華大學(xué)等知名大學(xué)發(fā)文重申歡迎國際學(xué)生和學(xué)者，認(rèn)為基于國籍而產(chǎn)生的懷疑會(huì)導(dǎo)致可怕的后果。

史上最大水下火山爆發(fā)還在繼續(xù)發(fā)展 或引發(fā)海嘯

日前，法國巴黎地球物理研究所(IPGP)所長Marc Chaussidon在查看最近完成的海底地圖時(shí)發(fā)現(xiàn)了一座新的山峰。在非洲大陸和馬達(dá)加斯加之間的印度洋海底隆起一座800 m高、5 km寬的龐然大物。在以前的地圖上，這里什么都沒有?！斑@個(gè)家伙是在6個(gè)月內(nèi)從零開始建造的！”Chaussidon說。

他的團(tuán)隊(duì)，連同法國國家研究機(jī)構(gòu)CNRS和其他研究所的科學(xué)家，一同見證了一個(gè)神秘海底火山的誕生，這是有史以來最大的水下事件?！拔覀儚奈匆娺^這樣的情況。”IPGP的Nathalie Feuillet說。Feuillet是搭乘Marion Dufresne號(hào)科考船對(duì)該地點(diǎn)進(jìn)行考察的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，研究人員于近日發(fā)布了初步研究結(jié)果。

幾個(gè)月來，居住在科摩羅群島法屬馬約特島上的25萬居民知道這里肯定發(fā)生了什么。法國布魯耶斯-勒夏特爾市歐洲-地中海地震中心社會(huì)學(xué)家Laure Fallou說，從2018年年中開始，他們幾乎每天都能感覺到小地震。人們“需要知道信息”，她說，“他們感到非常緊張，經(jīng)常失眠”。

法屬馬約特島附近海底的多波束聲吶波顯示出一座800 m高的火山輪廓和不斷上升的富含氣體的羽狀物(圖片來源：MAYOBS TEAM)

地方政府對(duì)此知之甚少。馬約特島上有一個(gè)地震儀，但是要想對(duì)這些隆隆聲的來源進(jìn)行三角測量需要使用好幾臺(tái)儀器，而最近的儀器也在幾百公里之外的馬達(dá)加斯加和肯尼亞。直到2019年2月，一次嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究才正式開始。當(dāng)時(shí)Feuillet和她的團(tuán)隊(duì)在3.5 km深的海底放置了6臺(tái)地震儀，那里離地震活動(dòng)發(fā)生的位置很近。

科考隊(duì)從地震檢波器上獲得的數(shù)據(jù)顯示，此處有一個(gè)緊密聚集的地震活動(dòng)區(qū)域，范圍從地殼深處20 km到50 km不等。研究小組推測是一個(gè)深處的巖漿庫將熔融的巖漿注入海底然后收縮，導(dǎo)致周圍地殼開裂并發(fā)出隆隆聲。全球定位系統(tǒng)對(duì)馬約特島的測量也表明巖漿庫正在收縮——數(shù)據(jù)顯示，馬約特島在過去的1年中下沉了13 cm，并向東移動(dòng)了10 cm。

科考船上的多波束聲吶繪制的海床圖顯示，多達(dá)5 km3的巖漿被噴發(fā)到海床上。聲吶還探測到了從火山中心和兩側(cè)噴出的富含氣泡的水柱。Feuillet說，她的團(tuán)隊(duì)并沒有看到漁民報(bào)告的死魚群，但他們從羽狀物中收集了水樣。水的化學(xué)成分將提供有關(guān)巖漿組成、巖漿來源的深度以及火山爆發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的信息。

研究人員還從新火山的兩翼打撈出巖石。Feuillet說：“當(dāng)我們把它們拉上船時(shí)，這些石頭還在砰砰作響。”這是一種高壓氣體被困在黑色火山物質(zhì)中的跡象。

解釋導(dǎo)致此次火山噴發(fā)的原因并不容易。大多數(shù)海底火山都是在大洋中脊上發(fā)現(xiàn)的，地殼的構(gòu)造板塊在那里緩慢分裂，使得相對(duì)較淺的巖漿庫中的巖漿從裂縫中滲出。還有一些周期性沖破地殼的深地幔柱形成了一系列火山。夏威夷群島、加拉帕戈斯群島和附近位于馬達(dá)加斯加島和馬約特島對(duì)面的reunion島都被認(rèn)為是這樣形成的。

科摩羅群島顯然是由火山活動(dòng)形成的?；鹕芥溛鞫烁裉m德科摩雷島上的卡塔拉火山早在2007年就曾噴發(fā)過。離馬約特島最近的Petite Terre火山上一次噴發(fā)是在7 000年前。但是對(duì)于火山活動(dòng)也有不同的解釋，而這次新的噴發(fā)將會(huì)加劇這一爭論。

對(duì)一些人來說，坍塌巖漿庫的異常深度(在地下數(shù)十公里處)提供了線索。英國牛津大學(xué)火山學(xué)家Mike Cassidy說：“一個(gè)非常深的腔室可能與下面熔融的巖漿流是一體的?！钡牵芯糠侵迾?gòu)造的美國路易斯安那州新奧爾良杜蘭大學(xué)地質(zhì)學(xué)家Cindy Ebinger認(rèn)為，正在緩慢將索馬里與非洲大陸其他地區(qū)分隔開來的東非大裂谷的蔓延可能與此有關(guān)。

Ebinger在一封電子郵件中寫道：“歷史上的地震模式表明，非洲正在分裂成若干由裂谷和火山帶分隔開的剛性板塊。”她補(bǔ)充說，科摩羅群島似乎正沿著其中一個(gè)疑似板塊的北部邊緣延伸。

Feuillet和她的團(tuán)隊(duì)還在進(jìn)行更深入的研究，直到有一個(gè)完整的分析結(jié)果發(fā)表。與此同時(shí)，馬約特島上的居民仍然感到焦慮。持續(xù)不斷的地震活動(dòng)現(xiàn)在離該島更近了，再加上新火山側(cè)翼的海底滑坡引發(fā)海嘯的可能性，都讓人們感到恐慌。

Cassidy認(rèn)為，新火山很深，因此可能不會(huì)在岸上引發(fā)危險(xiǎn)的海嘯。但他擔(dān)心正逼近馬約特島的向西移動(dòng)的小地震，這可能會(huì)引發(fā)該島側(cè)翼的坍塌?！斑@種情況肯定會(huì)引發(fā)海嘯?！彼f。

Feuillet打算把她的團(tuán)隊(duì)的任務(wù)再延長幾個(gè)月，以監(jiān)測這個(gè)地質(zhì)謎團(tuán)的發(fā)展。

真菌或在10億年前出現(xiàn)含有甲殼素 結(jié)構(gòu)微小復(fù)雜

從加拿大遙遠(yuǎn)的北極地區(qū)發(fā)掘出的微小化石，可能將已知真菌出現(xiàn)的最早時(shí)間溯至大約10億年前——這比科學(xué)家之前的預(yù)期早了5億多年。

2019年5月22日發(fā)表在英國《自然》雜志的一篇論文描述了這些原始真菌——它們非常微小，而結(jié)構(gòu)卻復(fù)雜得令人驚訝，并具有絲狀結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的化學(xué)分析表明，這些化石含有甲殼素，后者通常是存在于真菌細(xì)胞壁中的一種化學(xué)物質(zhì)。

如果這一分析站得住腳，它將重塑科學(xué)家對(duì)于真菌進(jìn)化過程的理解，以及真菌是否促進(jìn)了植物向陸地的遷移。但一些研究人員還不確信這一發(fā)現(xiàn)是否真的是真菌?！霸谖铱磥?，似乎有理由相信這是真的?！奔幽么鬁馗缛A市英屬哥倫比亞大學(xué)真菌學(xué)家Mary Berbee說，“但更多的數(shù)據(jù)將非常有幫助。”

比利時(shí)列日大學(xué)古生物學(xué)家Corentin Loron和他的同事在考察加拿大北極區(qū)一個(gè)名為“草灣構(gòu)造”的地區(qū)時(shí)發(fā)現(xiàn)了這些化石。

研究人員不得不搭乘直升機(jī)前往上述地點(diǎn)——它坐落在該地區(qū)引人注目的懸崖附近。Loron在列日大學(xué)的顧問、古生物學(xué)家Emmanuelle Javaux表示，由于那里的巖石形成時(shí)沒有受到高溫和壓力的影響，因此其中的化石保存得非常完好。

哥斯達(dá)黎加的這種真菌可能是從10億年前出現(xiàn)的一個(gè)物種進(jìn)化而來的(圖片來源：Alex Hyde/Nature Picture Library)

研究小組煞費(fèi)苦心地將這些化石切割成薄片，從而可以在電子顯微鏡下對(duì)其進(jìn)行分析。最終的圖像顯示了以球體為末端的分枝細(xì)絲。同時(shí)，絲狀體也被隔膜(在一些現(xiàn)代真菌中發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞壁)分成了幾段。

這些化石是在具有10億年歷史的巖石中發(fā)現(xiàn)的，而甲殼素在化石中的存在進(jìn)一步說服了研究人員，表明它們是在10億年前死去后被保存下來的真菌。研究小組將這種真菌命名為Ourasphaira giraldae。

但研究人員對(duì)這一發(fā)現(xiàn)的化學(xué)分析結(jié)果的解釋卻讓法國巴黎礦物學(xué)、材料物理和宇宙化學(xué)研究所地球化學(xué)家Sylvain Bernard感到困惑。Bernard說，許多有機(jī)分子的存在可能會(huì)產(chǎn)生類似的結(jié)果，而相關(guān)化學(xué)分析的結(jié)果也發(fā)現(xiàn)了在甲殼素中通常不存在的分子?！斑@些數(shù)據(jù)并不能證明這些微化石中最初含有甲殼素?！?/p>

Loron則反駁說，這些樣品可能含有甲殼素和其他有機(jī)化合物。他還指出，這些化石表面存在甲殼素和甲殼素樣纖維特有的化學(xué)信號(hào)?！拔覀兊难芯拷Y(jié)果與甲殼素最為一致?！盠oron說。

Javaux表示，研究小組利用脫氧核糖核酸(DNA)變化在真菌中積累的速度計(jì)算了它們首次出現(xiàn)的時(shí)間，其結(jié)果也與分子研究結(jié)果相吻合。這些“分子時(shí)鐘”分析已經(jīng)將這種真菌的起源時(shí)間追溯到大約10億年前。但英國倫敦自然歷史博物館古生物學(xué)家Christine Strullu-Derrien說，之前的分子分析表明，生活在10億年前的真菌是簡單的單細(xì)胞生物，并不具備化石中所見的更復(fù)雜的絲狀結(jié)構(gòu)。

盡管如此，Strullu-Derrien希望進(jìn)一步的研究能夠證實(shí)這些化石中含有甲殼素。她說：“我愿意相信，這是世界上一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)——如果它真是一種真菌的話?！?/p>

DNA顯微鏡研制成功新技術(shù)可研究腫瘤和大腦

要觀察細(xì)胞，過去你可能需要顯微鏡?，F(xiàn)在，研究人員開發(fā)了一種方法，能夠使用其自身的遺傳物質(zhì)來觀察細(xì)胞。這種被稱為脫氧核糖核酸(DNA)顯微鏡的技術(shù)所產(chǎn)生的圖像比傳統(tǒng)顯微鏡的圖像模糊，但它能夠讓科學(xué)家改進(jìn)癌癥治療方法，同時(shí)探索人體神經(jīng)系統(tǒng)是如何形成的，從而在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究上具有重要意義。

“DNA顯微鏡是一種巧妙的方法，”并未參與該項(xiàng)研究的美國加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)家Howard Chang說，“我認(rèn)為它會(huì)被廣泛使用?！?/p>

霍華德-休斯醫(yī)學(xué)研究所日前發(fā)布新聞公報(bào)說，“DNA顯微鏡”是一種全新的細(xì)胞可視化技術(shù)，這種技術(shù)由該機(jī)構(gòu)和布羅德研究所共同開發(fā)，利用化學(xué)手段獲取細(xì)胞內(nèi)部信息，繪制的圖像反映出細(xì)胞內(nèi)生物分子的基因序列和相對(duì)位置兩方面的情況。

生物體不同的細(xì)胞從基因組中調(diào)用不同的指令，生產(chǎn)出相應(yīng)的生物分子，使細(xì)胞能夠執(zhí)行它的專屬任務(wù)。這些生物分子在細(xì)胞內(nèi)的位置分布與它們的基因序列同樣重要，但目前觀測手段都只能反映其中一個(gè)方面。

為了研制DNA顯微鏡，馬薩諸塞州劍橋布羅德研究所博士后Joshua Weinstein及其同事從培養(yǎng)皿中的一組細(xì)胞開始入手。

通過在細(xì)胞中制造核糖核酸(RNA)分子的DNA版本，研究人員生產(chǎn)了大量可以追蹤的DNA分子。隨后他們將標(biāo)簽—— 一小段DNA——附著在這些DNA復(fù)制物上。

接下來，科學(xué)家將這些化學(xué)物質(zhì)混合在一起，它們會(huì)產(chǎn)生這些標(biāo)簽的多個(gè)副本，及其所連接的DNA分子。

用傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡(左)和DNA顯微鏡捕獲的細(xì)胞圖像(圖片來源：《細(xì)胞》)

隨著這些復(fù)制品的增多，它們開始偏離原來的位置。當(dāng)兩個(gè)游離的DNA分子相遇時(shí)，二者會(huì)連接起來，形成一個(gè)獨(dú)特的DNA標(biāo)簽，標(biāo)志著這次相遇。

這些標(biāo)簽對(duì)于捕捉細(xì)胞的DNA圖像至關(guān)重要。如果兩個(gè)DNA分子一開始就很接近，則它們擴(kuò)散的拷貝就會(huì)頻繁地結(jié)合在一起，產(chǎn)生的標(biāo)簽就會(huì)比兩個(gè)一開始相距較遠(yuǎn)的DNA分子要多。

為了計(jì)算DNA標(biāo)簽的數(shù)量，研究人員將這些細(xì)胞磨碎并分析其中的DNA。然后，一個(gè)計(jì)算機(jī)算法可以推斷出DNA分子的原始位置，從而生成一幅圖像。

Weinstein認(rèn)為，從某種意義上說，最初的DNA分子就像無線電發(fā)射塔，以DNA分子的形式相互傳送信息。研究人員可以探測到一座塔何時(shí)與附近的另一座塔通信，并利用兩座塔之間的信息傳輸模式繪制它們的位置。

為了確定這項(xiàng)新技術(shù)效果如何，研究人員對(duì)攜帶著綠色或紅色蛋白質(zhì)基因的細(xì)胞進(jìn)行了測試。結(jié)果顯示，用DNA顯微鏡拍攝的圖像并沒有研究人員用光學(xué)顯微鏡拍攝的圖像那樣清晰，但它能夠區(qū)分出紅細(xì)胞和綠細(xì)胞在基因上的不同。

此外，Weinstein說，DNA顯微鏡能夠捕捉到細(xì)胞的排列。這種能力在分析人體器官樣本時(shí)可能很有用。然而，這項(xiàng)技術(shù)還不能揭示細(xì)胞內(nèi)部的細(xì)節(jié)。

研究人員在2019年6月20日出版的《細(xì)胞》雜志上報(bào)告了這一研究成果。

“我們的目標(biāo)并不是要取代光學(xué)顯微鏡?！盬einstein說。但是DNA顯微鏡可以做一些光學(xué)顯微鏡做不到的事情。例如，光學(xué)顯微鏡往往無法區(qū)分細(xì)胞之間的DNA差異，如具有特定突變的腫瘤細(xì)胞或免疫細(xì)胞，這些細(xì)胞在重組DNA后往往具有基因上的獨(dú)特性。

Weinstein說，通過識(shí)別能夠攻擊腫瘤的免疫細(xì)胞，DNA顯微鏡可以幫助改善某些癌癥的治療方法。隨著神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，細(xì)胞通常會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的RNA，從而使其能夠合成特殊的蛋白質(zhì)，而這項(xiàng)技術(shù)也可以幫助科學(xué)家研究這些細(xì)胞。

如果將細(xì)胞比作裝有不同顏色小球的容器，那么光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡等的觀測結(jié)果就屬于黑白照片，而DNA顯微鏡能同時(shí)獲取細(xì)胞內(nèi)生物分子的基因序列和相對(duì)位置兩方面的信息，相當(dāng)于拍到容器內(nèi)部的彩色照片。

瑞典斯德哥爾摩市KTH皇家理工學(xué)院分子技術(shù)專家Joakim Lundeberg說，這項(xiàng)技術(shù)“相當(dāng)酷”。他曾幫助開發(fā)了一種在細(xì)胞中可視化RNA的方法。但他警告說，這項(xiàng)研究只是初步的，研究人員還需要確定這項(xiàng)技術(shù)的能力。

Lundeberg說，如果能在樣本中生成細(xì)胞的三維圖像，DNA顯微鏡顯然將非常有價(jià)值?！把芯咳藛T需要在組織樣本中證明這一點(diǎn)，才能真正理解DNA顯微鏡到底多有用?！?/p>

“好奇”號(hào)測得迄今火星甲烷峰值或來自行星表面氣體羽流

美國宇航局(NASA)的“好奇”號(hào)火星車近日在這顆紅色星球上探測到的甲烷濃度達(dá)到任務(wù)期內(nèi)截至目前測得的最大值。在蓋爾隕石坑測得的讀數(shù)為21 ppb(十億分之一)，是該探測器在2013年探測到的上一個(gè)甲烷濃度記錄的3倍。

行星科學(xué)家一直在熱切追蹤火星上的甲烷，因?yàn)樗拇嬖诳赡茴A(yù)示著這顆行星上存在生命。在地球上，大多數(shù)甲烷是由生物產(chǎn)生的，當(dāng)然這些氣體也可能來自于地質(zhì)資源，如與巖石相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)?；鹦菢颖痉治鍪紫茖W(xué)家Paul Mahaffy說，根據(jù)目前的測量情況，還無法判斷甲烷的來源究竟是生物還是地質(zhì)活動(dòng)，甚至無法判斷這些甲烷來自遠(yuǎn)古還是現(xiàn)代。

“好奇”號(hào)火星車在火星上探索蓋爾隕石坑(圖片來源：NASA)

在過去的16年里，各種各樣的航天器和望遠(yuǎn)鏡都曾在火星上發(fā)現(xiàn)了甲烷，但這些氣體并沒有以任何可預(yù)測的形式出現(xiàn)，而這更進(jìn)一步加深了人們對(duì)于火星甲烷起源的困惑。

“好奇”號(hào)自2012年在蓋爾隕石坑著陸以來，已多次測量到甲烷的存在。其水平通常很低，一般在萬億分之一的范圍內(nèi)，而且似乎隨著火星季節(jié)的變化而起伏。

俄羅斯莫斯科太空研究所物理學(xué)家Oleg Korablev說，最新的火星甲烷測量結(jié)果“巨大得令人興奮”。他在歐洲-俄羅斯微量氣體軌道飛行器(TGO)上運(yùn)行著一個(gè)甲烷嗅探儀器。該探測器于2016年發(fā)射，旨在揭開火星甲烷的神秘面紗。但到目前為止，它還沒有發(fā)現(xiàn)這種難以捉摸的氣體。

馬里蘭州格林貝爾特市NASA下屬戈達(dá)德太空飛行中心行星科學(xué)家Michael Mumma說，對(duì)于這一結(jié)果的其中一種解釋可能是甲烷在大氣中上升時(shí)被稀釋或破壞了。像TGO這樣的軌道航天器最適合在火星表面以上幾千米的高度測量甲烷。

TGO目前正在蓋爾隕石坑上方的大氣層中尋找甲烷。歐洲空間局的火星快車探測器也是如此，這是另一個(gè)測量甲烷的火星軌道飛行器。

NASA將延長“好奇”號(hào)火星車目前在隕石坑——一個(gè)叫做藍(lán)綠色山脊的地方的停留時(shí)間。該機(jī)構(gòu)的科學(xué)家日前進(jìn)行了一項(xiàng)后續(xù)甲烷實(shí)驗(yàn)，并于2019年6月24日宣布，他們檢測到的甲烷含量要低得多，不到1 ppb，這意味著此次甲烷的高讀數(shù)可能來自于一個(gè)短暫的氣體羽流?！昂闷妗碧?hào)團(tuán)隊(duì)24日表示，正進(jìn)行相關(guān)測量和分析，以揭開火星甲烷之謎。

團(tuán)隊(duì)表示，此前也曾發(fā)現(xiàn)過類似羽流，但科學(xué)家目前還沒有探明這些短暫羽流的產(chǎn)生模式。

此前有研究論文記錄了甲烷濃度存在季節(jié)性波動(dòng)的情況，也注意過甲烷濃度的突然飆升，但科研人員對(duì)這些變化的原因還知之甚少。

“好奇”號(hào)項(xiàng)目科學(xué)家Ashwin Vasavada表示，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)測量和分析火星大氣中的甲烷變化。

甲烷和其他一些有機(jī)分子被認(rèn)為與原始生命有關(guān)。自從科研人員發(fā)現(xiàn)火星大氣中存在甲烷以來，關(guān)于其來源等問題一直沒有定論。

美“蜻蜓”無人機(jī)將飛往土衛(wèi)六實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)取樣 尋找生命跡象

美國宇航局(NASA)2019年6月27日宣布，將發(fā)射一架雙四旋翼無人機(jī)探測器飛越土星衛(wèi)星土衛(wèi)六(泰坦)的表面，目的包括尋找生命跡象等。這項(xiàng)名為“蜻蜓”的探測任務(wù)將于2026年發(fā)射升空，并于2034年抵達(dá)泰坦，將在這顆衛(wèi)星復(fù)雜多樣的地表上實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)取樣。

泰坦是土星最大的衛(wèi)星，也是太陽系內(nèi)唯一擁有濃厚大氣層的行星衛(wèi)星，大氣濃度是地球大氣的4倍，其中含氮?dú)夂图淄榈?。土衛(wèi)六由于離太陽較遠(yuǎn)，表面溫度為-179℃。

“‘蜻蜓’號(hào)實(shí)際上是一架火星車大小的無人機(jī)。在泰坦上，我們將能夠從一個(gè)地方飛到另一個(gè)地方?！敝鞒诌@項(xiàng)探測任務(wù)的馬里蘭州勞雷爾市約翰斯?霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)家Elizabeth Turtle說。

據(jù)介紹，采用核動(dòng)力的“蜻蜓”號(hào)無人機(jī)探測器可以在不到1 h的時(shí)間內(nèi)飛行數(shù)十公里，這使得它比輪式車輛能夠更快地覆蓋衛(wèi)星地面。據(jù)估計(jì)，在為期兩年的任務(wù)中，無人機(jī)探測器可以飛行175 km的距離。

泰坦大氣中富含碳?xì)浠衔锏脑茖幽軌驅(qū)⒋罅考淄楹鸵彝橐越涤甑男问捷斔偷叫l(wèi)星表面。這些液體匯聚在湖泊和海洋中，NASA的“卡西尼”號(hào)探測器曾在2009年至2017年的不同時(shí)間，觀測到這些液體在陽光下閃閃發(fā)光。隨著季節(jié)變化，泰坦上的一些湖泊會(huì)出現(xiàn)增減。

同時(shí)，“卡西尼”號(hào)探測器多次飛掠土衛(wèi)六也為“蜻蜓”號(hào)無人機(jī)探測器選擇降落時(shí)間和地點(diǎn)提供了科學(xué)依據(jù)。

“蜻蜓”號(hào)無人機(jī)探測器將在飛行過程中研究泰坦大氣，并在衛(wèi)星表面停留很長時(shí)間。這架無人機(jī)將探索最近干涸的曾富含甲烷和乙烷的湖泊。在干涸過程中，那里可能會(huì)留下富含有機(jī)化合物的殘留物，就像在生命出現(xiàn)之前的早期地球上曾發(fā)生過的那樣。

“泰坦擁有生命所需的所有關(guān)鍵成分。”NASA行星科學(xué)部負(fù)責(zé)人Lori Glaze說。

2005年，歐洲空間局(ESA)的“惠更斯”號(hào)探測器成為第一個(gè)登陸土衛(wèi)六的航天器。它在下降過程中測量了泰坦大氣的溫度、壓力和密度，并在著陸后72 min內(nèi)傳回了那里崎嶇多巖石的景觀照片。

“蜻蜓”號(hào)無人機(jī)探測器之前擊敗了一項(xiàng)從彗星67P/Churyumov-Gerasimenko上返回樣本的計(jì)劃——2014年至2016年間，ESA的“羅塞塔”號(hào)探測器曾探索了這顆彗星。

紐約州伊薩卡市康奈爾大學(xué)行星科學(xué)家Steve Squyres主持了彗星天體生物學(xué)探索樣本返回項(xiàng)目。該項(xiàng)目打算從彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的彗核中帶回至少80 g物質(zhì)，這將是迄今為止從一顆彗星上獲得的最大樣本。NASA的“星塵”項(xiàng)目曾在2004年收集了來自懷爾德2號(hào)彗星的大約1 μg的塵埃。

“蜻蜓”無人機(jī)探測器是NASA“新疆界”計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃從研究人員提交的限制成本的提案中選擇其行星科學(xué)任務(wù)?！膀唑选碧?hào)無人機(jī)探測器的成本上限為8.5億美元(按2015年的美元匯率計(jì)算)，其中不包括此次任務(wù)使用的運(yùn)載火箭的費(fèi)用。

NASA此前的3次“新疆界”計(jì)劃分別是2015年飛越冥王星，并于2019年早些時(shí)候飛越外太陽系一顆較小天體的“新視野”號(hào)探測器，自2016年以來一直環(huán)繞木星運(yùn)行的“朱諾”號(hào)探測器，以及正在環(huán)繞小行星貝努運(yùn)行并將在2020年采集樣本飛回地球的OSIRIS-REx探測器。

“蜻蜓”號(hào)將首先降落在土衛(wèi)六赤道附近的“香格里拉”丘地，它會(huì)像蜻蜓一樣“彈跳式”飛行，每次飛行距離可達(dá)8 km。它將在不同地點(diǎn)取樣，最終抵達(dá)“塞爾克”撞擊坑，有證據(jù)顯示這里曾有構(gòu)成生命的基本元素——含碳、氫、氧和氮的有機(jī)物分子以及液態(tài)水等。

NASA說，“蜻蜓”號(hào)無人機(jī)探測器將是人類飛行器首次在其他天體上攜帶全部科學(xué)載荷進(jìn)行多次、定點(diǎn)“彈跳式”取樣。“蜻蜓”將在土衛(wèi)六上尋找生命可能曾經(jīng)存在的化學(xué)跡象，甚至尋找現(xiàn)在是否有生命存在的跡象。

“蜻蜓”號(hào)無人機(jī)探測器將在土衛(wèi)六上空進(jìn)行多次飛行，并在著陸期間探索衛(wèi)星表面(圖片來源：約翰斯?霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室)

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今最高能量的宇宙伽馬射線有助于揭示宇宙中極端天體性質(zhì)

中國科學(xué)院高能物理研究所2019年7月3日對(duì)外公布，我國西藏羊八井ASgamma實(shí)驗(yàn)陣列近日發(fā)現(xiàn)了迄今為止最高能量的宇宙伽馬射線，標(biāo)志著超高能伽馬射線天文觀測進(jìn)入到100 TeV(1 TeV = 1012eV)以上的觀測能段，將有助于揭示宇宙中極端天體的性質(zhì)。

公元1054年，北宋時(shí)期的中國人曾詳細(xì)記錄了一次超新星爆發(fā)事件。中日合作西藏ASgamma實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)此次發(fā)現(xiàn)的宇宙伽馬射線，即來自該超新星爆發(fā)產(chǎn)生的蟹狀星云方向，距離地球6 500光年左右。伽馬射線能量高達(dá)450 TeV, 比此前國際上正式發(fā)表的75 TeV的最高能量高出5倍以上。

研究人員推斷，蟹狀星云是銀河系內(nèi)天然的高能粒子加速器，與目前世界上最大的人工電子加速器相比，蟹狀星云的電子加速能力至少高了上萬倍。

據(jù)介紹，超高能伽馬射線觀測是研究高能帶電粒子加速過程及其發(fā)生的極端環(huán)境的獨(dú)特途徑，是探索極端宇宙的重要探針之一。了解伽馬射線所能達(dá)到的最高能量以及這些超高能射線的能量分布，有助于揭示宇宙中極端天體的性質(zhì)，并了解其中蘊(yùn)藏的物理過程和規(guī)律。

西藏羊八井ASgamma實(shí)驗(yàn)陣列位于海拔4 300 m的西藏羊八井，1990年一期陣列建成并開始運(yùn)行，后來多次升級(jí)改造，在銀河系宇宙線的探測研究方面獲得一系列重大發(fā)現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)由中國科學(xué)院高能物理研究所和日本東京大學(xué)宇宙線研究所共同主持，相關(guān)觀測結(jié)果于2019年7月下旬作為亮點(diǎn)文章在《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表。

作為西藏羊八井ASgamma實(shí)驗(yàn)的后續(xù)項(xiàng)目，我國還正在四川稻城建設(shè)大面積高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)，其部分設(shè)備已經(jīng)建成并投入觀測運(yùn)行。和ASgamma實(shí)驗(yàn)相比，LHAASO的能量范圍和靈敏度要高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，有望將宇宙線物理和超高能伽馬射線天文研究推進(jìn)到一個(gè)新的高度。

新方法成功從小鼠體內(nèi)去除艾滋病病毒

一個(gè)美國科研團(tuán)隊(duì)在新一期英國《自然?通訊》上發(fā)表報(bào)告說，他們將抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法與基因編輯技術(shù)相結(jié)合，成功從小鼠基因組中清除了艾滋病病毒，向治愈人類艾滋病邁進(jìn)一步。

論文高級(jí)作者、美國坦普爾大學(xué)劉易斯?卡茨醫(yī)學(xué)院教授卡邁勒?哈利利說：“我們的研究顯示，相繼實(shí)施抑制艾滋病病毒復(fù)制的療法和基因編輯療法，能夠從感染動(dòng)物的細(xì)胞和器官內(nèi)去除艾滋病病毒?！?/p>

艾滋病病毒屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，能嵌入宿主DNA(脫氧核糖核酸)后不斷復(fù)制，從而擴(kuò)大感染。目前主流抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法是聯(lián)合使用至少3種抗病毒藥物，最大限度抑制病毒復(fù)制，但不能徹底清除病毒，患者需終身服藥。

此前哈利利團(tuán)隊(duì)曾利用被稱為“基因剪刀”的CRISPER-Cas9基因編輯技術(shù)開發(fā)出一套基因編輯治療系統(tǒng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，該系統(tǒng)能有效從宿主感染細(xì)胞中刪除艾滋病病毒DNA片段，顯著破壞艾滋病病毒的基因表達(dá)。但與抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法類似的是，該系統(tǒng)也無法徹底清除病毒。

新研究中，哈利利團(tuán)隊(duì)與美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員合作，將上述基因編輯療法與一種長效緩釋的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物結(jié)合使用。研究人員通過改變現(xiàn)有抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)獲得這種長效緩釋藥物。它可以裝入納米晶體，輸送到艾滋病病毒感染的機(jī)體組織后緩慢釋放，將抗病毒藥物有效期從數(shù)日延長至數(shù)周。

在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，研究人員先給感染艾滋病病毒的小鼠使用長效緩釋抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物，隨后讓它們接受基因編輯療法治療。療程結(jié)束時(shí)的分析顯示，約1/3的小鼠體內(nèi)艾滋病病毒DNA被徹底清除。研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)結(jié)果為開發(fā)艾滋病新療法增添了希望。他們計(jì)劃一年內(nèi)開啟人類臨床試驗(yàn)。