科技日报评出2007年国际十大科技新闻

一、第一台分子机器诞生 分子机器是近年纳米研究领域的重点,法国与德国科学家合作,首次成功研制出可旋转的“分子轮”,并组装出真正意义上的第一台分子机器——生物纳米机器,这个非常奇特的有机分子包括2个直径为0.7纳米,由三苯甲基分子组成的“车轮”,所有分子机器的化学结构均被固定在铜基上,“分子轮”将在复杂的纳米机器如分子卡车和分子纳米机器人制造中占有重要位置.     

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法、德世界第一台分子机器诞生法国图卢兹材料设计和结构研究中心研究院与德国柏林大学合作,首次成功研制出可旋转的“分子轮”,并组装出真正意义上的第一台分子机器。     

应用天然蛋白质片段构建蛋白质分子机器的初步尝试

根据对蛋白质分子结构可塑性和结构重组的理解,本文介绍了如何以来源于不同蛋白质的功能片段和人为设计的多肽片段为部件,组装出一组多结构域融合蛋白。在体外和体内实验中,这些多结构域融合蛋白表现出了我们所期待的特定功能。它们将有可能发展成为一系列新型抗菌和抗肿瘤药物。与现用药物相比,它们的效力更高,靶向性更强,更为安全。它们有可能会很快地代替现用药物,为人类创造更好的福祉。而以这些雏型为基础,则有可能构建出具有更理想功能的蛋白质分子机器。     

分子机器的设计与合成——2016年度诺贝尔化学奖成果简介

 2016年度诺贝尔化学奖授予Jean-Pierre Sauvage、Sir J.Fraser Stoddart和Bernard L.Feringa 3位科学家,以表彰他们在分子机器设计与合成方面的重大贡献。分子机器是一个新兴的研究领域,致力于构建分子水平上的机器。超分子化学在分子机器的研究中起到至关重要的作用,从一定意义来说,这是继1987年以来,诺贝尔化学奖第2次授予超分子研究领域的科学家。本文简述分子机器的设计理念、合成思路、发展现状和前景。     

DNA纳米机器药物递送研究进展

 天然分子机器是细胞正常功能（包括DNA复制、细胞内物质运输、离子平衡和细胞运动等）的重要执行者。受天然分子机器的启发,人工分子机器的概念被提出并逐步实践。DNA分子独特的理化性质使得其可作为自组装基元用于构建分子机器类纳米结构。DNA纳米结构具有形状可设计性、精确的可寻址性、结构动态响应性及良好的生物相容性,可以作为一种良好的药物递送载体材料。通过可寻址的负载特定功能元件从而构建DNA纳米载体和治疗型DNA纳米机器,可以靶向性地将药物传递到病变组织和细胞,响应性地释放药物,提高药物的细胞摄取率并降低其毒副作用,有望成为优秀的药物递送系统。基于DNA纳米结构的药物载体已经被用于递送小分子药物、寡核苷酸类药物和蛋白药物。以每类药物分子中的典型药物为例,介绍了DNA纳米载体和DNA纳米机器药物递送系统的研究进展,并讨论了其所面临的挑战及可能的发展趋势。     

从物的演变看设计的进化

从古至今,物的演变过程中都映射出人类为改造自然、创造更好的生活方式对工具所进行的一系列改进。设计的不断完善,推动了人类历史的发展。人类作为造物之主,从自身的需求为基点,在对人造物的改进中谱写了一曲设计上的进化史。     

科普中国

正"人造生命"成功:我国开启合成生物学研究新时代8月3日新华社报道,我国中科院分子植物卓越中心/植生生态所合成生物学重点实验室覃重军团队在最新一期国际科学期刊《自然》上发表论文,宣布首次人工创造出有生命活性的单染色体真核细胞,开启了合成生物学研究的新时代。1965年,我国科学家在世界上首次人工合成出与天然分子化学结构相同、有完整生物活性的蛋白质——结晶牛     

基于HALCON的PCB光学定位点的3种识别方法及比较

随着印刷电路板(PCB)的制造不断向着微型化方向发展,在其生产过程中,原有的人工检测形式逐渐被现代化的自动光学检测设备所代替。与此同时,在机器视觉代替人类视觉实现检测后,如何能快速识别并定位被检测PCB的光学定位点(Mark点)就成为整个检测过程中的一个重要问题,因为只有识别了光学定位点,才能进行后续的图像配准、匹配以及缺陷检测工作。HALCON作为一款功能强大的机器视觉软件,在工业图像处理方面有着不可替代的优势。笔者将HALCON软件应用到PCB的Mark点的识别过程中,创造出3种不同的定位算法,并对这3种算法的效率和应用范围进行了评价。     

酶超分子结构化学

单体酶、寡聚酶、多酶体系和酶分子机器是理想的天然模型超分子。本文对这些酶超分子的动力学特性和生物学功能、酶超分子主客体间弱相互作用力、软化学键以及锁钥原理进行了阐述。     

我国绿色生态建筑设计的探讨

建筑可以说是一种古老而常新的话题。人类进步的过程,从某种意义上说,就是一个为寻求和创造出最适宜的生存环境而奋斗的过程,居住环境是人类生存环境中最重要的组成部分。搞好建筑的规划和设计是创造优美的居住环境最主要的途径。本文主要以绿色生态建筑的内涵、设计原则、实现策略、发展前景展开探讨的。     

当代风景园林的现状及认识

园林景观,犹如散落在茫茫大千世界的璀璨星辰,装点着人类的环境。它们有的是鬼斧神工的天然生成,有的是精雕细琢的人为创造,焕发出不同的奇光异彩,成为人类共享的艺术珍品。建设园林型城市已成为各级政府领导的共识。然而园林建设不是城市化妆师,     

分子机器人即将登场

在我们身边有各种各样的工具或机器。从轻便的钳子到传送带或起重机等庞然大物，真是不胜枚举。现在人们尝试用微小的分子组装成这些重要的机器，制造出称为“分子机器人”、“分子机器”的微细装置。使用这种装置可以随意控制其他分子。下面就来看分子机器人的最新研究情况。[编者按]     

从零开始

不是我不明白,是这世界变化快。对于绝大多数中国人来说,纳米是一个远比网络、基因更为陌生的科技新名词。今年,随着“纳米热”的兴起,人们更想一知究竟的是:纳米在中国发展如何?有何趋势?“眼睛”和“手指”的诞生历史上,最早提出分子尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者费曼教授。他在1955年提出一种光辉的设想,即人类能够用宏观的机器制造比其体积更小的机器,而这个较小的机器可以制作更小的机器,这样一步步进行可以达到分子状态,最后可以直接按意愿排列原子并制造产品。     

世上首条人类人工染色体

美国马里兰州克利夫兰市凯斯·韦斯顿·雷泽夫大学医学院的科学家们,目前已将几种形状的DNA插入人类细胞中,创造出了人们长期渴望得到的人工染色体。威拉德研究小组在1997年4月出版的《天然遗传学》杂志上报道了这一研究成果。威拉德说:“我们将三种类型的DNA放在一起,染色体便自动地被装配起来了。”     

调控生命过程的若干天然产物的合成、靶点和机制研究立项报告

天然产物一直是生物活性分子特别是药物的重要来源。天然产物往往与生物大分子之间存在着密切而复杂的相互作用关系,从而表现出调控生命过程的宏观功能。然而,多数活性天然产物在自然界的含量有限,其作用靶点和作用机制尚未清楚,成为研究未知生命过程和疾病发生发展机制以及开发相应药物的重要瓶颈。进行天然产物结构—靶点—机制的全方位的化学生物学研究,将为阐明生命过程的分子机制提供理论基础,为寻找治疗方案和新药靶点提供可行思路,从而为服务人类健康事业、生物医学产业和科学技术自身发展等方面的国家重大需求做出贡献。该研究围绕天然产物的化学结构如何关联其作用靶点从而调控生命过程这一关键科学问题,针对以下几个活性天然产物开展合成—靶点—机制的研究:(1)肿瘤细胞迁移抑制剂fusarisetin A。癌转移是导致癌症病人死亡的主要原因。从分子层面上,癌转移依赖于肿瘤细胞迁移和入侵的发生。天然产物fusarisetin A具有较强的肿瘤细胞迁移和入侵抑制作用,但对细胞增殖和细胞本身没有明显毒性。该化合物靶点未知,天然来源稀少,对其作用靶点和机制的研究将为理解肿瘤细胞迁移这一重要生命过程提供有效的途径。(2)抗耐药性抗菌药物达托霉素。达托霉素是过去10年中获批上市且尚未产生耐药性的极少数抗菌药物之一,可能通过细胞膜的破坏作用,或通过抑制Yyc FG介导的信号转导,或抑制细菌细胞壁肽聚糖的生物合成等产生抗菌活性。这些独特的作用方式预示了新型靶点的存在。在当前抗生素过度使用的背景下,将为新型抗生素的创制提供机遇。(3)新型免疫抑制剂sanglifehrin A(SFA)。免疫抑制剂SFA能够有效地抑制白细胞介素2依赖的T细胞增殖和有丝分裂原激活的B细胞增殖。它能够与亲环蛋白结合,并且同时作用于另一未知的靶点蛋白从而产生活性,但与目前广泛使用的免疫抑制剂Cs A、FK506、rapamycin等有着完全不同的作用途径,对其靶点和机制的阐明对理解免疫过程的分子机理具有重要科学意义。具体包括以下几方面研究内容:(1)以上天然产物及其类似物的功能性和多样性导向的化学合成。(2)以上天然产物在生物体系中准确、全面的靶点识别。(3)以上天然产物与生物靶点在原子水平上的结合方式及其作用机制。     

母胎界面MHC-Ⅰ类分子及其与蜕膜淋巴细胞的相互作用

人类和哺乳动物的妊娠过程是自然界存在的同种半异体移植免疫耐受的天然模型,母体和胎儿的免疫学关系是双向的交流,一方面由胎儿提呈的抗原来决定,另一方面依赖于母体对这些抗原的识别和反应。母胎界面滋养层上的MHC-I类分子和蜕膜淋巴细胞在这一过程中起重要作用。人胎盘滋养层细胞不表达经典的HLA-A和HLA-B,只表达少量的HLA-C分子,但高表达非经典的HLA-G和HLA-E,它们是主要的免疫耐受分子。蜕膜淋巴细胞群也趋向于天然免疫,主要由NK细胞组成。同时它们之间的相互作用为母胎免疫耐受的建立提供了重要的分子机制,对其机制的研冤和阐释必将会对生殖生物学、移植免疫学及肿瘤治疗学的发展提供一定的思路。     

母胎界面MHC-I类分子及其与蜕膜淋巴细胞的相互作用

人类和哺乳动物的妊娠过程是自然界存在的同种半异体移植免疫耐受的天然模型,母体和胎儿的免疫学关系是双向的交流,一方面由胎儿提呈的抗原来决定,另一方面依赖于母体对这些抗原的识别和反应.母胎界面滋养层上的MHC-I类分子和蜕膜淋巴细胞在这一过程中起重要作用.人胎盘滋养层细胞不表达经典的HLA-A和HLA-B,只表达少量的HLA-C分子,但高表达非经典的HLA-G和HLA-E,它们是主要的免疫耐受分子.蜕膜淋巴细胞群也趋向于天然免疫,主要由NK细胞组成.同时它们之间的相互作用为母胎免疫耐受的建立提供了重要的分子机制,对其机制的研究和阐释必将会对生殖生物学、移植免疫学及肿瘤治疗学的发展提供一定的思路.     

幻想世界

为了适应火星上严酷的气候,人类发明出了一种超智能型机器,它只有电视遥控器那么大,能根据人类的生存需要释放不同的热量和冷量。在火星度假时随身携带一台,可比空调管用多啦!     

生物学的革命

当代自然科学正在酝酿新的重大突破。据专家们估计,在本世纪末,将进入按照人类自己的需要改造原有生物品种,创造新的生物种的时代,从而会给农业、环境保护、食品和医药工业以及生物能源等带来根本性的变革;将进入以机器代替部分的脑力劳动的时代,它将比机器代替手工劳动的工业革命对社会产生更深刻的影响;将比较彻底地解决能源问题,还将制造出多种强有力的仪器,使人们能深入物     

点击“纳米技术”

纳米技术简称为“NT 技术”,纳米工艺技术则简称为”TN 技术”。“NT 技术”与纳米科学有关,表示的是科学的最尖端成果,研究的是纳米机器和纳米自动机。这些在原子和分子水平上组合起来的机器将帮助人制造合成材料或在人体内输送药品。但是,要制造出这些纳米机器人,首先需要“纳米工艺技术”(TN 技术),而纳米工艺技术指的是在原子和分子水平上进行操作的包罗万象的技术。作为纳米技术(NT)先导的纳米工艺技术(TN)主