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2021-02-09

科学中国人·下旬刊 2021年10期
关键词:中子种质围栏

细胞更新质量控制研究取得

重要进展

我国科学家在细胞更新质量控制研究方面取得重要进展,相关研究结果日前在《自然·化学生物学》在线发表。

纺锤体是调控真核细胞更新细胞质量控制的重要无膜细胞器,其动态组装与可塑性调控是物质科学与生命科学的共性问题,其组装异常可导致染色体碎片化,促进肿瘤的发生与发展。针对交叉学科的共性科学问题,科研人员聚焦细胞质量控制的重要区室化催化反应。

研究提示TIP60信号轴基因突变增加胃癌易感性,科研人员结合胃类器官体系与单类器官代谢质谱学分析,解析幽门螺杆菌干预胃上皮细胞更新质量的化学修饰,发现了细胞分裂纺锤体可塑性调控机器EB1第66位赖氨酸是TIP60的生理学底物,细胞动力学表型分析提示EB1巴豆酰化调控了有丝分裂纺锤体可塑性与染色体稳定性。他们利用非天然氨基酸嵌入技术在哺乳动物细胞内表达巴豆酰化的EB1与活细胞酶动力学测定,发现EB1巴豆酰化精准调控细胞分裂期星体微管动态性与可塑性。

为了模拟幽门螺杆菌介导EB1巴豆酰化异常对胃上皮细胞更新质量的干预作用,研究人员建立了TIP60突变基因敲入小鼠,并成功获得了可视化三维胃类器官,开展近生理状态的实时细胞更新质量控制动力学研究。

这项研究成果阐明了胃上皮细胞更新过程的质量控制机制,为动态干预幽门螺杆菌介导的炎-癌转化与药物学提供了独特的靶向化学生物学技术策略。

围栏阻碍全球生物多样性目标实现

中国科研人员发现,在一些国家和地区常见的围栏工程尽管一定程度上保护了濒危物种,但也阻隔了动物迁徙和基因交流,阻碍了全球生物多样性目标实现。研究人员建议,对计划建设和正在建设的围栏做出科学评估,并采取预防、调整措施降低潜在风险。相关研究成果以快报形式在线发表于《科学》杂志。

围栏功能属性日益多样化,一些围栏的建设用于禁牧和退化草地恢复,还有一些围栏可作为国境边界线,防止迁移进入和疾病扩散。但围栏也导致生态环境进一步破碎化,成为伤害野生动物的无形陷阱。

生态环境破碎化在气候变化背景下的放大,进一步加剧了生物多样性及生态系统功能和服务的恶化。生物多样性对于全球可持续发展、粮食安全、栖息地保障、遏制病毒蔓延和传播至关重要。遏制并防止生物多样性丧失是联合国《2030年可持续发展议程》可持续发展目标之十五——陆地生物的基石。

因此,重新审视和评估遍布世界各地的围栏工程迫在眉睫。应鼓励重新开放跨国界的野生动物迁徙通道,并依具体情况对计划建设和正在建设的围栏做出必要的科学评估。在不可避免的情况下,临时性围栏或可穿透围栏可能是一种有用的工具,但所有类型围栏的建设都需要也应该把其对生物多样性的长期影响作为先决条件。

中国正式步入“探日”时代

10月14日18时51分,我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭,成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”,实现我国太阳探测零的突破。这标志着我国正式步入“探日”时代。

“羲和号”将实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白,提高我国在太阳物理领域的研究能力,对我国空间科学探测及卫星技术发展有重要意义。

“羲和号”全称为太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星,运行于高度为517公里的太阳同步轨道,主要科學载荷为太阳空间望远镜。卫星在轨运行期间,将观测太阳耀斑和日冕物质抛射的光球及色球表现,探究太阳爆发的源区动态特性和触发机制,同时探测太阳暗条形成和演化过程的色球表现,揭示其与太阳爆发的内在联系,还将获取全日面Hα波段多普勒速度分布,研究太阳低层大气动力学过程,为解决“太阳爆发由里及表能量传输全过程物理模型”等科学问题提供重要支撑。

国家航天局对地观测与数据中心主任、高分辨率对地观测重大专项工程总设计师赵坚表示,“羲和号”卫星在轨开展的相关试验,有望获得有国际影响力的科学产出,将显著提高我国在太阳物理领域的国际影响力。我国在太阳观测领域发表论文数量已居世界第二位,但使用的数据均来自国外卫星数据。赵坚表示,“羲和号”发射成功,打破我国在此领域的被动局面,我国将成立卫星数据科学委员会,制定数据政策,供国内外科学家研究、使用、共享卫星探测数据,力争产生原创性科学成果。

我国植物种子采集最高海拔达6200米

世界之巅的珠峰,在高海拔裸露的流石滩上,虽因极寒、缺氧被视为“生命禁区”,但仍存在适应极端环境的生命。日前,中国科学院昆明植物研究所中国西南野生生物种质资源库(以下简称“种质资源库”)种子采集队顺利完成“珠峰种子采集2021”任务,在珠峰6200米左右成功采集到须弥扇叶芥、鼠麴雪兔子等植物种子,刷新了我国植物种子采集的最高海拔纪录。

目前全球已知报道过的在海拔6100米以上采集的植物有15种,均为国外学者采集。

历经3年的准备,种质库采集队分别于2021年8月和9月两次前往珠峰,先后历时20余天,最高抵达海拔6605米开展植物多样性调查采集。8月15日至28日完成了第一次珠峰植物科考,在5738米成功采集到珠峰齿缘草的种子。但8月还不是珠峰植物种子采集的最佳时期。9月24日,由8名采集队员,再次从5200米的珠峰大本营向上攀登,采集到迄今中国乃至全世界海拔最高纪录的植物种子。

“此前,种质资源库保存的最高海拔种子采自西藏阿里地区5559米的高山荒漠灌丛,这次任务是对高海拔植物种质资源采集的一次新探索和尝试,对保护生物多样性、应对气候变化和加强生物安全建设具有重要意义。”相关科研人员介绍。

中国西南野生生物种质资源库是依托中国科学院昆明植物研究所建设的国家重大科技基础设施。截至2020年年底,该库已保存野生植物种子10601种、85046份,为保护我国生物多样性、保障我国战略生物资源安全、切实履行《生物多样性公约》奠定了坚实基础。

中子“寿命”迄今最精确测量结果发布

物理学家组织网10月12日报道,一个国际物理学家团队宣布,他们对中子的“寿命”开展了迄今最精确测量,精确度提高了两倍多,不确定性不足1/10,相关研究发表于10月13日的《物理评论快报》上。

该研究负责人之一,洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家丹尼尔·萨尔瓦特说:“精确测量这个值意义重大,因为了解中子的精确寿命可以揭示宇宙的发展演化历程,也可以让物理学家发现现有亚原子粒子标准模型中的缺陷。”

研究中使用的中子由洛斯阿拉莫斯国家实验室中子科学中心内的超冷中子源(UCNtau)内产生。研究人员在一个拥有4000块磁铁的“浴缸”内捕获这些中子,并将其温度降低到接近绝对零度。等待30到90分钟后,研究人员计算了“浴缸”内幸存的中子,它们在磁力的作用下悬浮起来。

UCNtau陷阱的独特设计可以将中子储存11天以上,比早期设计的时间长得多,从而最大限度地减少了对中子寿命测量结果的影响。在两年多里,研究人员计算了使用这种方法捕获的大约4000万个中子的寿命。

萨尔瓦特说,实验结果有助于验证被广泛接受的粒子物理学标准模型的准确性,还有助于理解物理学中的新思想(如中子衰变为暗物质)在宇宙演化理论中的潜在作用,帮助解释第一批原子核是如何形成的。

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