科学之窗

利用照像机监控 航天飞机安全情况美国航空航天局(NASA)官员近期表示:他们计划在2005年春季恢复发射航天飞机。2003年2月1日,"哥伦比亚"号航天飞机在返回地球时发生解体,机上7名宇航员全部殉难。这次灾难的罪魁祸首是"哥伦比亚"号航天飞机在发射过程中,其油箱上绝缘材料发生脱落撞击在机翼上引发的。现在,新设计的航天飞机外部油箱将不会出现上述材料脱落的现象。设计人员在接近油箱顶部的位置安置一架照相机,以此监测材料脱落及航天飞机腹部可能受到的伤害。当航天飞机发射时,照相机开始工作。8分钟     

不可忽视的前庭研究

<正>2014年10月6日,瑞典卡罗林斯卡研究院诺贝尔奖评选委员会宣布今年的诺贝尔生理学或医学奖授予英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫(John O'Keefe)、挪威科技大学教授梅·布莱特·莫瑟尔(May-Britt Moser)及其丈夫爱德华·莫瑟尔(Edvard I.Moser),以表彰他们发现了组成大脑定位系统的细胞,这些细胞构成了"大脑中的GPS"。     

不仅仅是基因编辑——CRISPR工具包扩展出三个新技能

正近期发表在《科学》杂志的三项研究中,全球领先的CRISPR实验室在这项技术上展示了一些极具创造性的新发现,将这位编辑高手变成了一名病毒侦探,抑或是一位目光敏锐的历史学家,将细胞的整个历史寥寥几笔记录在DNA中。与CRISPR一样,这些新技术也被冠以可爱的缩略词,例如"照相机"(CAMERA)、"探测器"(DETECTR)和"神探夏洛克"(SHERLOCK)。CRISPR的"创意性用途"突然爆发式涌现清楚地表明,科学家还远未完成这项技     

基因编辑技术首个管理规范发布

<正>在2018年"基因编辑婴儿"事件之后,一个国际委员会对基因编辑技术进行了评估,并为其临床试验设定了严格的标准。科学家很早就畅想着基因的剪切和拼贴,在某株绿植、某类菌种或某只小猪的遗传序列内插入、删除、修改或替换某些片段,然后看看它们会变成啥样。他们也为此理想努力了数十年。当然,如果某天他们能行云流水地驾驭某一套自如编辑DNA的工具,那么编辑对象大概率就不会再限于小猪、小鼠,而给予人类种系恒久改变将是科技的终极目标。     

“众包”在墨西哥湾漏油危机中发挥作用

<正>2个月内收到11.6万份建议和应对方案——2010年4月20日,墨西哥湾漏油事件发生后,设法尽快控制"深水地平线"原油泄漏事件之后的持续喷油,迫切需要一种新的应对技术,而"众包"对这一应对技术的提出起到了关键作用。英国石油公司(BP)在事件发生一周内在网上发出了呼吁请求后,世界各地成千上万人提交了他们的方案,到2010年6月为止,BP"替代应急技术"(ART)挑战问题发布团队,收到了11.6万多份帮助阻止石油扩散和对事件损失进行善后清理工作的建议和工程创新方案。这些建议和方案来自于不同的群体,从业外人士到业内专家,其中300多项方案被纳入考虑范围,并对其中20项进行了测试或评估。     

全球变暖导致哺乳动物变小

正在大约5500万年前发生的"古新世-始新世最热事件"期间,像灵长类这样的哺乳动物种群(包括马和鹿等)的个头变小了,这为科学家长期以来所知。他们现在又发现,哺乳动物"侏儒化"在"古新世-始新世最热事件"发生大约200万年后又发生了一次,被称为"始新世最热事件2"。"古新世     

细胞氧气感知与适应机制

<正>2019年度的诺贝尔生理学或医学奖授予哈佛医学院的William G.KaelinJr(威廉·乔治·凯林)、牛津大学的Sir Peter J. Ratcliffe(彼得·拉特克利夫)与约翰霍普金斯大学的Gregg L. Semenza(格雷格·塞门扎),以表彰他们在细胞感知与适应氧气供应(how cells sense and adapt to oxygen availability)的信号转导通路研究中做出的杰出贡献.这些发现揭示了低氧条件下,细胞感知氧浓度变化并调节细胞代谢和生理功能的分子机制.在喜马拉雅山脉附近,生活着一类称为夏尔巴人(Sherpa)的民族,他们长期居住在海拔5000 m以上的地带.     

高分辨率照相机

人的眼睛是一部质量很好的照相机,它有成像系统、光栏和接收系统,能自动调焦和调光圈.但人的眼力毕竟有限,其空间分辨率在视轴方向上约为一分,相当于眼睛的明视距离上(250毫米)能分辨开十分之一毫米之间的间距.由于人眼的视觉暂留作用,人眼的时间分辨率为百分之六秒,因此,对于每秒24张的电影片,人分辨不出动作的不连续性.要提高人眼的时间和空间分辨率,就得借助于照相机. 普通照相机135和120照相机是大家最熟悉、最常见的照相机,应用也最广.这类相机的成像系统采用单镜头或复合镜头.单透镜有正透镜和负透镜两种,只有正透镜才能在照相机中成像.在业余作品中,单镜头已可以满足要求,但用这种底片放大照片时是不清晰的,     

软件助力显微镜数字化

<正>从图像分析软件到安装在手机上的无透镜显微镜,计算创新及其新的工具正在给病理学家们提供更清晰、更富含信息的图像。17世纪,伽利略(Galileo)、安东尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)和罗伯特·胡克(Robert Hooke)等人,通过研磨透镜制造出最早的显微镜,使人类看到了肉眼看不到的微观生命体的奇特景致。他们第一次看到了软木塞内的细胞、包     

谁是潜藏的“致癌真凶”(下)

<正>"癌基因"浮出水面双联手科坛流芳1969年,美国两位科学家霍布尼和托德罗提出了一种"癌基因学说"。他们认为,细胞的癌变源于从病毒那里获得了"癌基因"。换句话说,"癌基因"并非是细胞本身固有的。一些科学家对此持有不同观点,他们认为"癌基因"是细胞基因本身固有的,由于外界因素促使这些基因结构和功能改变而引发癌症。这类科学中的代表人物是美国科学家毕晓普和瓦穆斯。他们发现,在正常鸟类细胞中,存在与"劳氏肉瘤     

使蛋白质特性和结构散发光芒的三重奖诺贝尔化学奖纵横光谱

继基因革命而来的时髦新词是蛋白质学(PRO-TEOMICS)——研究从活细胞产生的蛋白质的多样性的学说。今年的诺贝尔化学奖颁发给三位研究人员——他们研制出了用于分析蛋白质的二项关键工具。     

改写推动科学研究的剧本——慈善基金大举投入基础科学

正私人资助者开始投资大型项目,他们正在改写推动科学研究的剧本。2016年9月,Facebook的联合创始人、亿万富翁马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)和他的妻子普莉希拉·陈(Priscilla Chan)宣布了一项极为雄心勃勃的计划——"在21世纪末治愈、预防或控制所有疾病"。扎克伯格和陈承诺将由他们在     

血管“青春”保卫战(下)

正LDL受体"浮出水面"在人体细胞膜上,有一种被称为"受体"的蛋白质分子。"受体"就好像是一道关卡,生物活性物质到了那里,就必须受到严格检验,完全合格才能发挥生物作用。"受体"还具有高度专一的识别能力。戈德斯坦和布朗由此推测,血清中低密度脂蛋白(简称LDL)对正常成纤维细胞的"高亲和性",提示相应"受体"(简称LDL-R)的存在。1974年,他们运用放射性碘标记LDL,果然在正常细胞中发现了这种高亲和性的     

ACS天文照相机

约翰·霍普金斯大学的胡兰特·福特 (ＨｏｌｌａｎｄＦｏｒｄ)没有理由不骄傲 :他最新设计的 1 60 0万像素的先进勘测照相机 (ＡＣＳ ,安装在哈勃太空望远镜的舷板上 )拍下了有史以来最为深邃的关于宇宙的照片。作为这个项目的主要研究人员 ,福特说 :“当我们第一次看到这些照片的时候 ,我和我的同事们都惊呆了。”“我们低估了这架照相机有多么好。”ＡＣＳ是由在太空行走的宇航员在今年 3月一次长达一周的维修任务中安装到哈勃太空望远镜上的。在这次任务中 ,宇航员们修复了另一架ＮＩＣ ＭＯＳ远红外照相机。ＡＣＳ拍摄到的图像中最微小…     

“墨西哥湾”漏油灾难中的科学家

弗农·阿斯珀(Vernon Asper)和他的团队作为首批到达墨西哥湾漏油区域的研究团队之一,他们致力于对英国石油公司(BP)"深海地平线"油井泄漏事件展开了调查和研究,为最终控制漏油付出了极大努力。然而,他们在取样分析基础上所作出的深海正在形成的石油带的发现,屡次遭到美国海洋和大气管理局(NOAA)的忽视甚至责难,其中究竟发生了什么?以下是《自然》杂志撰稿人马克·施罗佩(Mark Schrope)就此采写的报道,以鄕读者。     

照相机选购——五看

不论是国产的还是进口的照相机,在确定了价格范围后,选购时务必做到"五看"。一看类型你要买全自动的还是手动的?或自动与手动兼之?如果只是在节、假日和外出旅游时搞一点留念,那么买一个稍好些的全自动(傻瓜机)较合适,拍起来简便,价格也较便宜。如果你是位名副其实的摄影爱好者,那么手动是必不可少的,若兼有自动功能,则更为理想。二看镜头首先看是标准镜     

条件非线性最优扰动及其在天气和气候可预报性研究中的应用

条件非线性最优扰动(CNOP)是非线性动力系统中满足一定物理约束条件, 且在预报时刻有最大非线性发展的一类初始扰动. 它不仅可以代表某一天气或气候事件的“最优前期征兆”, 而且可以用来研究预报时刻对预报结果有最大影响的初始误差. 在流体运动的(不)稳定性(或敏感性)问题研究中, 它还可以代表最不稳定(或最敏感)的初始模态. CNOP还可以被用来估计某一天气或气候事件预报误差的上界. CNOP的上述物理特征在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的可预报性研究和海洋热盐环流(THC)的敏感性分析中得到了实现: 在一个海气耦合ENSO模式中, CNOP代表了最容易发展成ENSO事件的初始模态(即最优前期征兆); 在ENSO事件的预报误差研究中, CNOP代表了在预报时刻对ENSO预报有最大影响的初始误差. 当CNOP作为观测ENSO事件的初始扰动时, 它给出了ENSO事件预报误差的上界估计; 当CNOP作为THC的最不稳定(或最敏感)的初始模态时, 它揭示了THC对有限振幅扰动的非线性不对称响应. 最后, 讨论了CNOP方法在较复杂模式中的应用, 结果表明CNOP方法对于较高维数的模式也是适用的, 对应的优化算法也是有效的.     

2015年诺贝尔化学奖钟情于基因组DNA“修理工”

2015年诺贝尔化学奖授予了Tomas Lindahl、Paul Modrich和Aziz Sancar三位科学家,以表彰他们在"绘制细胞修复损伤DNA和捍卫遗传信息(完整性)的机制研究"方面所做出的杰出贡献。简要介绍了三位获奖者的研究工作和成就,以及DNA损伤修复与人类疾病(尤其是癌症)的发生、发展、诊断、治疗及预防的相关性。     

世界上拍照最快的相机

近来，光学研究人员发明了一种利用红外激光器反射物体上光线的照相机，他们表示，这项发明将使摄影爱好者不再有技术差异。这种照相机1s内可拍摄610万张照片，在这段时间里，光仅能前进不到1cm。这是世界上速度最快的照相机。     

我科学家精准“删除”动物特定记忆

<正>近日,我国科学家利用基因编辑技术,在实验大鼠的脑中实现特定记忆的精准删除。此项研究有望为慢性疼痛、成瘾等以"病理性记忆"为特征的疾病治疗提供新思路。事件的记忆是由脑内一群"印记细胞"编码与储存的,不同的记忆由不同的印记细胞群负责。传统的药理学或基因编辑技术仅能大范围地、非特异地影响神经细胞,无法精确操控有特定功能或解剖特征的神经细胞群。