科技短波

施一公研究組首次解析人源次要剪接體電鏡結(jié)構(gòu)

1月29日，西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院施一公教授研究組在《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文，首次報(bào)道了迄今整體研究知之甚少的次要剪接體的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，展示了在剪接反應(yīng)中的一個(gè)關(guān)鍵構(gòu)象——激活態(tài)次要剪接體，整體分辨率高達(dá)2.9埃（1埃為十億分之一米）。此次研究突破，使施一公研究組成為世界上首個(gè)解析了次要剪接體高分辨率三維結(jié)構(gòu)的團(tuán)隊(duì)。

“萬里黃河第一隧”全線貫通

圖/《科技日?qǐng)?bào)》

1月23日，山東省濟(jì)南市天橋區(qū)濼口浮橋渡口旁，“黃河號(hào)”盾構(gòu)機(jī)巨大刀盤破土而出，這意味著“萬里黃河第一隧”濟(jì)南黃河隧道工程全線貫通。按照計(jì)劃，今年10月隧道建成通車，屆時(shí)，開車最快4分鐘、乘坐地鐵2.5分鐘可穿越黃河，比繞道濟(jì)南黃河大橋節(jié)約近1小時(shí)車程。

濟(jì)南黃河隧道工程線路全長4760米。隧道設(shè)計(jì)為雙管雙層，管片外徑15.2米，上層為雙向六車道公路，下層為軌道交通，使用兩臺(tái)超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工，刀盤開挖直徑15.76米，是目前國內(nèi)在建最大公軌合建盾構(gòu)隧道。

隧道自2019年9月盾構(gòu)掘進(jìn)以來，先后克服了大斷面、長距離、淺覆土、深基坑、高水壓、鈣質(zhì)結(jié)核和粉質(zhì)黏土不規(guī)則分布等技術(shù)難題，兩條隧道相繼貫通，有效掘進(jìn)期間平均每天掘進(jìn)10.8米。隧道采用市政道路和軌道交通合建盾構(gòu)隧道的方案，實(shí)現(xiàn)了空間利用的優(yōu)化以及對(duì)黃河生態(tài)的保護(hù)。

“深海一號(hào)”能源站交付啟航

圖/中國海油

1月14日，全球首座10萬噸級(jí)深水半潛式生產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)——“深海一號(hào)”能源站交付啟航。由我國自主研發(fā)建造的這一最新海洋工程重大裝備，實(shí)現(xiàn)了3項(xiàng)世界級(jí)創(chuàng)新、運(yùn)用了13項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，被譽(yù)為迄今我國相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)集大成之作。

據(jù)介紹，“深海一號(hào)”能源站由上部組塊和船體兩部分組成，按照“30年不回塢檢修”的高質(zhì)量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建造，設(shè)計(jì)疲勞壽命達(dá)150年，可抵御百年一遇的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。能源站搭載近200套關(guān)鍵油氣處理設(shè)備，同時(shí)在全球首創(chuàng)半潛平臺(tái)立柱儲(chǔ)油，最大儲(chǔ)油量近2萬立方米，實(shí)現(xiàn)了凝析油生產(chǎn)、存儲(chǔ)和外輸一體化功能，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

跨越10%！我國公民科學(xué)素質(zhì)邁入新階段

1月26日，第十一次中國公民科學(xué)素質(zhì)抽樣調(diào)查結(jié)果發(fā)布，2020年公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例達(dá)到10.56%，較2015年的6.20% 提高了4.36個(gè)百分點(diǎn)，完成了《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出的2020年“公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例超過10%”的目標(biāo)任務(wù)。這一數(shù)據(jù)也意味著我國公民科學(xué)素質(zhì)水平跨入創(chuàng)新型國家行列。

然而，我國公民科學(xué)素質(zhì)總體水平仍然偏低，發(fā)展不平衡的問題依然存在。老年群體、較低文化程度人群的科學(xué)素質(zhì)水平仍然較低?！拔磥硖嵘茖W(xué)素質(zhì)薄弱人群的科學(xué)素質(zhì)水平任重道遠(yuǎn)?！奈濉瘯r(shí)期鞏固拓展脫貧攻堅(jiān)成果，提升西部地區(qū)、農(nóng)村地區(qū)、老年群體的科學(xué)素質(zhì)任務(wù)依然艱巨?！敝袊破昭芯克L王挺說。

“中國天眼”4月1日起對(duì)全球科學(xué)界開放

被譽(yù)為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）將于4月1日正式對(duì)全球科學(xué)界開放，征集來自全球科學(xué)家的觀測(cè)申請(qǐng)。

據(jù)“中國天眼”運(yùn)行和發(fā)展中心常務(wù)副主任、總工程師姜鵬介紹，自4月1日起，各國科學(xué)家可以通過在線方式向國家天文臺(tái)提交觀測(cè)申請(qǐng)，申請(qǐng)的項(xiàng)目將交由“中國天眼”科學(xué)委員會(huì)和時(shí)間分配委員會(huì)進(jìn)行評(píng)審、提出項(xiàng)目遴選建議，并于8月1日起分配觀測(cè)時(shí)間?！懊嫦蛉蚩茖W(xué)界開放的第一年，預(yù)計(jì)分配給國外科學(xué)家的觀測(cè)時(shí)間約占10%?！苯i說。

按照科學(xué)目標(biāo)和相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃，“中國天眼”已確立多個(gè)優(yōu)先和重大項(xiàng)目，其中包括多科學(xué)目標(biāo)漂移掃描巡天、中性氫星系巡天、銀河系偏振巡天、脈沖星測(cè)時(shí)、快速射電暴觀測(cè)等，但觀測(cè)申請(qǐng)不限于這些領(lǐng)域。

中科院院士、中科院國家天文臺(tái)臺(tái)長常進(jìn)表示，F(xiàn)AST 驗(yàn)收運(yùn)行以來取得的科學(xué)成果遠(yuǎn)超預(yù)期，未來期待它可以帶來更多驚喜。

時(shí)速350公里“最抗凍”動(dòng)車組問世

日前，由中車四方股份公司研制的我國新型時(shí)速350公里CR400AF-G 復(fù)興號(hào)高寒動(dòng)車組首次亮相。該動(dòng)車組是高鐵家族中的“戰(zhàn)寒神器”，擁有耐低溫、冰雪的“獨(dú)門絕技”，在-40℃極寒環(huán)境下也能奔跑如常，堪稱“最抗凍”的動(dòng)車組。目前，該車已進(jìn)入線路運(yùn)行試驗(yàn)階段。

據(jù)介紹，動(dòng)車組所使用的材料、電氣元件以及車體、轉(zhuǎn)向架、供風(fēng)制動(dòng)等系統(tǒng)部件均進(jìn)行了耐低溫設(shè)計(jì)，并從密封防雪防擊打、水系統(tǒng)防凍、冷凝水防治等方面采取技術(shù)措施，使動(dòng)車組具備了特殊的“抗寒”性能。

列車的“神經(jīng)系統(tǒng)”由數(shù)百組開關(guān)組成，高寒環(huán)境中，配電柜容易因?yàn)椤敖Y(jié)露現(xiàn)象”產(chǎn)生冷凝水，影響“神經(jīng)系統(tǒng)”安全。設(shè)計(jì)人員為配電柜骨架噴涂了一層微米級(jí)陶瓷多孔材料，空氣遇冷產(chǎn)生的冷凝水可存儲(chǔ)在孔隙中，當(dāng)客室溫度升高時(shí)，冷凝水便可自然蒸發(fā)。

此外，列車的水箱、污物箱、水管路穿上了厚厚的“棉衣”，“棉衣”中間有電伴熱線，水箱底部還增加了“小電爐”，天寒地凍依舊可以保持“活力”。

圖/《中國科學(xué)報(bào)》

我國高空高速長航時(shí)察打一體無人機(jī)首飛成功

圖/中國航天科工集團(tuán)三院

1月11日，高空高速長航時(shí)察打一體無人機(jī)WJ-700圓滿完成首飛試驗(yàn)。

據(jù)悉，該型號(hào)作為中國航天科工集團(tuán)先進(jìn)無人機(jī)裝備的拳頭產(chǎn)品，是目前國際少有、國內(nèi)唯一的高空高速長航時(shí)察打一體無人機(jī)，將開創(chuàng)無人機(jī)作戰(zhàn)使用的新樣式。

WJ-700無人機(jī)由中國航天科工集團(tuán)三院海鷹航空通用裝備有限公司牽頭研制。該型號(hào)無人機(jī)聚焦未來5至10年國內(nèi)和國際市場(chǎng)使用需求，集高空、高速、長航時(shí)和大載重能力于一身，具備防區(qū)外對(duì)地攻擊、反艦、反輻射等空對(duì)面精確打擊作戰(zhàn)和廣域偵察監(jiān)視作戰(zhàn)能力，可在高威脅戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下遂行多樣化作戰(zhàn)任務(wù)。

治療精神分裂癥，首個(gè)純“國產(chǎn)藥”來了

1月中旬，由煙臺(tái)大學(xué)分子藥理和藥物評(píng)價(jià)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)主持研發(fā)，中國首個(gè)自主研發(fā)、開展全球注冊(cè)的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新微球制劑獲得國家藥監(jiān)局批準(zhǔn)上市，此舉打破了國外技術(shù)壟斷。該新成果被用于治療急性和慢性精神分裂癥以及其他各種精神病性狀態(tài)的明顯的陽性癥狀和明顯的陰性癥狀，可減輕與精神分裂癥有關(guān)的情感癥狀。

據(jù)了解，該新成果屬于2類新藥（改良型新藥），每兩周肌肉注射1次，具有明顯臨床優(yōu)勢(shì)。目前，該成果已在美國進(jìn)入新藥上市申請(qǐng)階段，并在歐洲開展關(guān)鍵臨床研究。之前，該成果的專利在中、美、歐、日、韓、俄、加、澳均獲得授權(quán)，專利期至2032年。

激光傳輸穩(wěn)定自如創(chuàng)世界紀(jì)錄

近日，澳大利亞國際射電天文學(xué)研究中心和西澳大利亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員創(chuàng)造了在大氣層中最穩(wěn)定傳輸激光信號(hào)的世界紀(jì)錄。相關(guān)論文發(fā)表于《自然·通訊》。

該團(tuán)隊(duì)將相位穩(wěn)定技術(shù)與先進(jìn)的自導(dǎo)向光學(xué)終端相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了此次最穩(wěn)定的激光傳輸。換句話說，這些技術(shù)允許激光信號(hào)從一個(gè)點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)點(diǎn)，而不會(huì)受到大氣的干擾。這一結(jié)果可謂是用一個(gè)通過大氣傳輸?shù)募す庀到y(tǒng)比較兩個(gè)不同地點(diǎn)間時(shí)間流動(dòng)的全球最精確的方法。

這項(xiàng)技術(shù)的精確測(cè)量能力在地球科學(xué)和地球物理學(xué)中也有實(shí)際用途，如改進(jìn)有關(guān)地下水位如何隨時(shí)間變化的衛(wèi)星研究，或?qū)ふ业叵碌V藏。

水凝膠開辟青光眼治療新途徑

據(jù)《先進(jìn)科學(xué)》雜志報(bào)道，研究人員開發(fā)出了一種潛在的青光眼新療法，可取代每日滴眼液和每年兩次的注射術(shù)以控制眼壓的增長。在動(dòng)物身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，該方法大大降低了眼內(nèi)壓。

美國佐治亞理工學(xué)院研究人員稱，新療法可能成為青光眼的第一種非藥物、非手術(shù)的長效治療方法，它通過注射可生物降解的天然材料制成的黏性水凝膠，打開了眼內(nèi)多余液體（房水）離開眼睛的替代途徑。它不依賴于患者每天滴眼藥水，不需要復(fù)雜的手術(shù)，副作用小并且具有良好的安全性。

房水流出眼睛通常有兩種通路。主要通路是通過位于眼前的稱為小梁網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，較小的通路是通過眼睛正下方的結(jié)構(gòu)脈絡(luò)膜上腔（SCS）。在青光眼中，主要通路被阻塞，因此為了降低壓力，需要進(jìn)行治療以打開較小的通路使房水流出。

研究人員使用一根小于1毫米的空心微針，將聚合物制劑注入SCS。該物質(zhì)在眼內(nèi)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)形成水凝膠，水凝膠在SCS 中保持開放的通路，從而允許眼內(nèi)的房水從眼中排出。這種凝膠結(jié)構(gòu)可以使SCS 通路保持開放數(shù)月。

海草可清除廢塑料

圖/Marta Weny

一項(xiàng)研究近日指出，水下海草場(chǎng)可以捕獲、提取海洋塑料廢棄物，并將其帶到岸邊，從而幫助清除海洋里的塑料垃圾。相關(guān)論文刊登于《科學(xué)報(bào)告》。

此前研究顯示，大部分塑料最后都沉到了海底，但有一些被沖回岸邊，不過，人們尚不清楚為何會(huì)出現(xiàn)這種情況。科學(xué)家猜測(cè)，海草場(chǎng)廣泛分布在淺海水域，能幫助捕獲并纏住來自海床的沉積物顆粒。

為了評(píng)估海草在捕獲和清除海洋塑料中的作用，研究者對(duì)2018年至2019年在西班牙馬略卡島4個(gè)海灘的海草垃圾中收集的塑料廢棄物進(jìn)行了測(cè)量。馬略卡島有大面積的海草場(chǎng)，同時(shí)近岸處有大量塑料。在42個(gè)松散的海草葉樣本中，其中50%發(fā)現(xiàn)了塑料廢棄物；在198個(gè)海草纖維球中，17%的海草纖維球上纏繞著塑料廢棄物。研究人員表示，在每千克散葉和海草纖維球中發(fā)現(xiàn)的塑料制品最多分別達(dá)613個(gè)和1470個(gè)。

電鰻也能集體狩獵

近日，在發(fā)表于《生態(tài)學(xué)與進(jìn)化》的研究中，巴西、美國的科研人員在亞馬孫河深處發(fā)現(xiàn)，電鰻可以通過合作吃到一頓飯——這與狼和虎鯨的做法沒什么不同。

群居捕食是哺乳動(dòng)物的一種常見策略，但在魚類中相對(duì)少見。多年的觀察讓科學(xué)家把電鰻歸類為單獨(dú)的捕食者——它們能把魚擊昏然后吃掉。但此次研究更新了科學(xué)家的認(rèn)識(shí)：他們拍攝了100多條伏特電鰻集體狩獵的場(chǎng)景。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在黃昏和黎明前后，水中的鰻魚群開始繞圈游泳，從而把魚群驅(qū)趕到淺水區(qū)。接著是同步攻擊——10條鰻魚會(huì)同時(shí)放射強(qiáng)大的電流攻擊獵物，這會(huì)使魚從水中躍出并落在水面上。這些魚很快就被捕食者吃掉了。

研究人員說，這種行為可能很罕見，只有獵物足夠多的時(shí)候才會(huì)發(fā)生。這項(xiàng)成果為研究捕食和逃跑策略相互作用的進(jìn)化提供了一個(gè)新的視角。

解開癌細(xì)胞“能量工廠”的百年難題

1921年，德國醫(yī)生觀察到癌細(xì)胞以一種奇怪的低效方式從葡萄糖中獲取能量：癌細(xì)胞不用氧氣“燃燒”葡萄糖，而是像酵母一樣進(jìn)行發(fā)酵。該發(fā)現(xiàn)被稱為“瓦氏效應(yīng)”。多年來，人們提出各種各樣的假說解釋“瓦氏效應(yīng)”，但是，這些猜測(cè)經(jīng)不起時(shí)間的考驗(yàn)。

基于大量基因和生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們將其歸結(jié)為瓦氏新陳代謝和強(qiáng)大的酶（PI3激酶）在細(xì)胞中活動(dòng)之間的聯(lián)系。相關(guān)成果近日發(fā)表于《科學(xué)》。

“PI3激酶是一個(gè)關(guān)鍵的信號(hào)分子，其功能就像細(xì)胞代謝的總指揮。”研究人員介紹，“大多數(shù)耗能的細(xì)胞事件，包括細(xì)胞分裂，只有當(dāng)PI3激酶發(fā)出信號(hào)時(shí)才會(huì)發(fā)生?！彪S著細(xì)胞向瓦氏代謝轉(zhuǎn)移，PI3激酶的活性增加，進(jìn)而增強(qiáng)了細(xì)胞分裂的“決心”。這一發(fā)現(xiàn)修正了生物化學(xué)家對(duì)新陳代謝是細(xì)胞信號(hào)傳遞的次要環(huán)節(jié)的普遍認(rèn)知。

攝入過多“垃圾食品”易導(dǎo)致青少年睡眠問題

澳大利亞昆士蘭大學(xué)主導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，頻繁攝入碳酸飲料和快餐食品的青少年，更容易出現(xiàn)睡眠障礙問題。

這項(xiàng)研究所使用的數(shù)據(jù)來源于世界衛(wèi)生組織2009年至2016年的全球校園健康調(diào)查。這項(xiàng)調(diào)查涵蓋了東南亞、非洲、南美洲和東地中海部分地區(qū)64個(gè)高、中、低收入國家的175 261名當(dāng)時(shí)年齡在12至15歲的學(xué)生。

研究發(fā)現(xiàn)，每天喝3杯以上碳酸飲料的青少年比每天只喝一杯的同齡人出現(xiàn)睡眠障礙的概率要高出55%。每周有4天以上吃快餐食品的男性青少年出現(xiàn)睡眠障礙的概率比每周只吃一次快餐的男性青少年要高出55%，而這一概率在女性青少年中高出49%。

調(diào)查所涵蓋的國家中，頻繁攝入碳酸飲料和快餐食品的問題在低收入國家以外的國家中都非常普遍。高收入國家的青少年在出現(xiàn)睡眠障礙和攝入碳酸飲料方面顯示出了更高的關(guān)聯(lián)度。

到2040年，地面沉降將威脅全球近1/5人口

與地震、海嘯、滑坡等劇烈的地質(zhì)災(zāi)害相比，地面沉降要“溫和”得多，它的刻度往往以毫米、厘米表示，在“水滴石穿”的累積中，卻帶來地面開裂、高樓倒塌、海水倒灌等不可逆的危害。而恰恰因?yàn)榫徛?，它不常引起人們的關(guān)注。

近日，一項(xiàng)由聯(lián)合國教科文組織地面沉降工作組組織的研究警告說，到2040年，地面沉降將威脅全球近1/5的人口。相關(guān)成果在線發(fā)表于《科學(xué)》。

“本次研究繪制了全球地面沉降分布圖，并創(chuàng)建了一個(gè)模型，可預(yù)測(cè)局部地區(qū)的沉降風(fēng)險(xiǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，地面沉降風(fēng)險(xiǎn)最大的國家、地區(qū)集中在亞洲?！痹撜撐牡淖髡咧?、南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授葉淑君說。對(duì)全球的研究表明，沿海地區(qū)的海平面上升，是絕對(duì)海平面上升和地面沉降共同導(dǎo)致的，后者的貢獻(xiàn)可能是前者的10倍甚至更多。

把數(shù)據(jù)存在活細(xì)菌里

圖/Sproetniek/iStock

“Hello World”是許多程序員的第一行代碼，但你見過從生物活體內(nèi)讀出的“Hello World”嗎？近日，哥倫比亞大學(xué)的一個(gè)研究小組做到了，他們把數(shù)據(jù)寫入了活細(xì)菌的DNA（脫氧核糖核酸）。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然·生物化學(xué)》

對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而言，DNA 在許多方面都很有吸引力。比如，相較于目前結(jié)構(gòu)最緊湊的硬盤，DNA 的密度是前者的1000倍以上，一粒鹽大小的面積上能存儲(chǔ)10部完整的數(shù)字電影。

隨著時(shí)間推移，讀取和寫入DNA 的技術(shù)終將迎來實(shí)用性更強(qiáng)、成本更低的那一天。論文通信作者表示，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在活的生物體中還為時(shí)過早，因此不會(huì)與當(dāng)前的存儲(chǔ)系統(tǒng)產(chǎn)生競(jìng)爭。未來還需要改進(jìn)辦法，防止細(xì)菌復(fù)制時(shí)發(fā)生突變導(dǎo)致降解。