在本周的新闻快讯中，我们探索了一种使注射无痛的方法，找出为什么供水中的锂可以帮助稳定情绪，并发现哪些动物有自然节律。此外，我们可以从猪流感DNA中学到什么，以及本周科学史上数字革命是如何取得突破的。
在这一集里
更好的对抗流感的方法
科学家已经开发出一种无痛注射系统，可以让人们免疫流感。在最新一期的《美国国家科学院院刊》上，埃默里大学的研究人员理查德·康普斯和他的同事们描述了一种微针系统是如何用来保护老鼠免受致命剂量的流感的。这种微针的直径不到传统小皮下注射针的十分之一，而且只设计用于穿透皮肤表面。这种微小的注射针被排成一列安装在塑料载体上，并涂上含有流感病毒化学灭活成分的疫苗溶液。
然后让针干燥，这样它们的化学性质是稳定的，然后可以保存到需要的时候。疫苗接种是通过将针头压在皮肤上来实现的，这将病毒物质从针头上转移出去。对老鼠的试验表明，在14天内，这些动物产生的抗体水平与接受传统肌肉注射流感疫苗的动物相当。该团队还能够保护小鼠免受一种可能致命的流感病毒的感染，这种病毒会导致未接种疫苗的对照组动物死亡。
该系统的工作原理是利用相对大量的所谓专业“抗原呈递细胞”(apc)，包括存在于皮肤中的朗格汉斯细胞和树突状细胞。它们会吸收注射的物质，促使免疫系统产生反应。对于需要更大剂量的疫苗材料或抗原的接种，有些人认为禽流感(H5N1)疫苗可能需要这样的接种，可以简单地增加针的数量来增加剂量。但是这种新系统的主要好处是针头上的疫苗材料是干燥的，这意味着与许多传统疫苗不同，它不需要保持冷藏，这使得它在发展中国家的使用可能非常有用。此外，由于该系统不像传统的注射器和针头，而且无痛，它应该有助于针头恐惧症患者克服他们对注射的恐惧。
自来水中的锂能降低自杀率
日本科学家发现，自来水中金属锂的含量越高，自杀率越低。
来自大分大学的Hirochika Ohgami和Takeshi Terao领导了一个团队，他们测量了日本大分地区18个自治市自来水中的锂含量，并将其与当地100万居民的自杀率进行了比较。这项发表在《英国精神病学杂志》上的研究表明，2002年至2006年间，在锂含量最高的地区，自杀率明显较低。
患有双相情感障碍等严重情绪障碍的人已经用高剂量的锂来治疗，试图稳定他们的情绪，但这项研究表明，低剂量的锂可能随着时间的推移在大脑中积累，也可能对自杀率产生积极影响。
饮用水中的锂含量从每升0.7微克到59微克不等，这项研究提出了锂是否应该大规模添加到饮用水中的问题。这种大规模和非自愿的药物输送无疑会引发激烈的争论。作者强调，现在还处于早期阶段，迫切需要更大规模的研究来更多地了解饮用水中锂的影响，特别是因为已知它有严重的副作用，并且在高剂量时可能有毒。
最近的另一项研究揭示了锂究竟是如何影响大脑并帮助稳定双相情感障碍的，这一点科学家们已经很了解了。英国卡迪夫生物科学学院的阿德里安·哈伍德教授领导了一项发表在《疾病模型与机制》杂志上的研究，该研究指出了锂可能通过的途径。
细胞培养的实验室测试发现，通过抑制一种叫做肌醇单磷酸酶(IMPase)的酶，锂可以减少一种叫做PIP3的分子的产生，这种分子在控制脑细胞信号传导方面起着重要作用。该基因的一种变体，即IMPase，先前与双相情感障碍患者有关，可能是锂在某种程度上抵消了该基因的变化。确切的机制还有待发现，但这项研究为未来的研究指明了方向。
干扰炎症
美国科学家已经开发出一种方法，可以选择性地关闭与全身炎症相关的基因。在本周的《自然》杂志上，马萨诸塞大学的研究人员Michael Czech和他的同事描述了他们是如何制造出基因沉默颗粒的，这种颗粒具有口服活性，可以阻止与类风湿性关节炎和感染性休克等疾病相关的炎症信号的产生。令人惊讶的是，这一突破的部分关键在于面包酵母细胞，它在自身表面包裹了一层被称为-1,3- d葡聚糖的化学物质，这种物质本身就能被称为巨噬细胞的炎症细胞识别和吸收。研究小组发现，通过用酸和溶剂溶液处理酵母细胞，它们能够溶解掉除了外层之外的所有细胞，外层就像中空的外壳，每个壳的直径约为1 / 500毫米。
然后，它们可以用被称为干扰RNA分子的遗传物质的短片段重新填充。它们是某些细胞基因的基因镜像，当它们进入细胞时，它们通过与基因产物结合并导致其被分解来关闭目标基因。在这种情况下，研究人员使用干扰RNA分子来对抗两种称为tnf- α和map4k4的炎症基因。当他们将这些颗粒喂给小鼠时，动物消化道内的巨噬细胞识别出表面的-1,3-葡聚糖并将其带走。一旦进入，就像特洛伊木马一样，这些颗粒就会释放出它们的基因沉默内容，关闭这些细胞中的目标基因。
研究人员认为，也许可以用同样的技术来治疗某些炎症性疾病，比如由身体攻击自身组织引发的类风湿关节炎。阻断被认为驱动这一过程的信号的产生应该有助于控制它。该团队通过将治疗过的小鼠暴露于通常会产生严重炎症反应的LPS(脂多糖)物质中来测试这种方法的可能性。与迅速死亡的对照动物相比，近一半的治疗动物得到了保护。因此，这种方法可以为开发口服活性靶向方法铺平道路，以关闭与某些疾病相关的基因。
跳舞的鸟
本周有消息称，不仅人类喜欢跟着最爱的音乐跳舞，鸟类也喜欢跳布吉舞。
圣地亚哥神经科学研究所的阿尼鲁德·帕特尔在youtube网站上的一段视频中第一次看到了这只名叫斯诺鲍的硫冠凤头鹦鹉，它随着一首流行歌曲摆动着头，轻拍着脚。
为了弄清斯诺鲍是否真的感受到了节奏，帕特尔带领一个团队拍摄了斯诺鲍随着后街男孩的《Everybody》跳舞的场景(这是斯诺鲍最喜欢的歌曲之一)。他们测量了斯诺鲍的头部摆动和脚部轻拍与音乐主节拍的同步程度，发现斯诺鲍并没有在音乐播放时随意摆动，偶尔也会随着音乐的节奏下降，而是像人类志愿者一样紧跟节奏。他甚至在不改变歌曲音高的情况下，随着音乐的逐渐加速和减速，他也跟上了节奏。
由哈佛大学的Adena Schachner领导的第二个研究小组也在《当代生物学》杂志上发表了文章，他们在另一只硫冠凤头鹦鹉和一只非洲灰鹦鹉身上发现了类似的结果。
这些研究支持了这样一种理论，即对音乐的沉迷，也就是跳舞，之所以产生，是因为我们的大脑恰好能够听到声音并模仿它们，人类和鹦鹉都能做到这一点。声音模仿需要大脑中听觉回路和运动回路之间的紧密联系，一个非常相似的设置也允许我们用动作和舞蹈来回应音乐。
Schachner的团队在youtube上搜索了数千个明显显示动物跳舞的视频片段，通过对同样的视频进行分析，他们发现只有模仿动物的声音才真正跟上了节奏。其中包括14种鹦鹉和一头大象。
我们还没有完全理解跳舞和欣赏音乐是如何以及为什么在人们中兴起的。也许科学家们会找到方法来测试其他已知的声音模仿者是否会跳舞，包括蜂鸟、鸣禽、海豚、海豹和一些蝙蝠。但这些研究已经让我们更接近于理解是什么让我们都喜欢在舞池里跳布吉舞。
你可以看到雪球在跳舞
在这里。
猪流感的基因
温迪·巴克利教授，伦敦帝国学院
Chris -本周还有新闻，你怎么可能没注意到，我们可能正处于大流行的边缘，也可能没有?人们非常担心来自墨西哥的猪流感，但通过对病毒进行测序和了解其基因故事，肯定可以得到更多的答案，现在加入我们的是伦敦帝国理工学院的温迪·巴克莱教授。她是流感病毒学家。你好温迪!
温迪-你好!
Chris -很高兴你来到我们的裸体科学家节目。金宝搏app最新下载告诉我们我们目前的研究进展，我们从这种病毒的遗传学研究中了解到什么?
温迪:嗯，在上周末和上周的过程中，对这种病毒的许多不同分离株的大部分基因进行了测序。科学家们在网上分享了这些信息，这让我们所有人都能看到这种病毒是否有任何我们会联想到的特殊特征，例如，一种我们可以开始预测的高致病性病毒，当这种病毒传播到人类身上时会发生什么，以及我们应该准备好采取什么样的措施。
克里斯-那从哪儿来的呢，温迪?这个序列实际上告诉我们它的起源是什么?
温迪:很有趣。事实证明，猪流感是一种相当复杂的动物。你们的听众可能知道，也可能不知道，流感病毒的基因组分裂成八个独立的片段，称为RNA片段，一般来说，每个物种编码一种蛋白质，尽管有些物种编码两种。所以大约有11种蛋白质分布在8个物种上你可以把它们想象成染色体，它们是编码基因的离散物理实体。
现在我们可以通过观察这些RNA片段来判断，很久以前，这些RNA片段曾经是在人类，鸟类和猪体内传播的病毒片段。在20世纪90年代末，猪流感在美洲出现了一种特殊的病毒，它包含了至少三种不同病毒的基因片段，来自三种不同的宿主，人类，鸟类和猪，这种组合被称为“三重重组基因组”或TRIG。
这似乎是一个非常快乐的病毒。它在美洲的猪群中传播得很好，在它的抗原性之外有一些变化但病毒的基本主干似乎很一致。现在发生的事情是，来自美洲的猪病毒不知怎么地与另一种猪病毒混在一起，直到最近，这种猪病毒实际上只在欧洲被发现，这两种病毒混合在一起，人们可以想象，在一头猪身上，可能被这两种病毒共同感染，产生了最终的墨西哥流感。
Chris:为什么你认为这种有趣的组合现在突然决定它将跳出猪并开始感染人类?
温迪:是的，这是一个超级问题，显然是我们需要了解的事情，很多人不得不考虑，自20世纪90年代以来存在于美洲的TRIG基因组直到现在才做到这一点。
病毒的内部一直或多或少相同的最好的办法就是外面的特定组合基因,血凝素和神经氨酸酶,在三角骨干使得这个跳跃发生但早期说,显然这只是基于序列凝视,我们现在需要做的是真正的生物学试图理解为什么这些表面基因,H和N,这些特殊的细胞聚集在一起，让这种跳跃发生。
克里斯-谢谢温蒂的解释。你能不能告诉我们现在病毒学家在研究这种大流行病毒或潜在的大流行病毒时要优先考虑的是什么，人们现在开始问的大问题是什么?
温迪:是的，我的意思是，显然从实际的角度来看，我们必须知道这种病毒对抗病毒药物是否敏感，它是否会一直如此?因此，目前从基因观察的好消息是，是的，目前就我们所能看到的，当然我们知道人们对及时的流感治疗反应良好，但我们也知道单点突变可以使这种病毒具有抵抗力。
所以我们需要知道，例如，这种特殊的病毒是否能耐受这些突变，或者它们是否会有某种代价，这意味着任何抗性病毒都会出现在我们不适合或不再在人与人之间传播的地方。
另一个关键问题是，我们现有的疫苗是否能提供某种免疫力?说实话，我们给人们接种疫苗的人类病毒株和这种病毒株之间的同源性很少，这不太可能，但我们当然需要检查一下以确定。最后一个大而为人所知的问题是这种病毒是否会比它已经发生的变化更多?
我们知道它已经成功地进入了人类体内但是它是否会像现在一样保持不变或者它是否有可能发生变异如果它确实发生了变异，它是否会变得更加致命或者它是否更有可能走向另一种方式重新适应它的宿主并和谐地生活。
克里斯-好吧，希望不会。非常感谢。这是伦敦帝国理工学院流感生物学和病毒学教授温迪·巴克利说的。
音乐的病毒
Stephan Zielinski, Stephan zielinski.com
我们不仅可以从DNA序列中获得科学知识，还可以用它来创作音乐。来听听这个。
Stephan Zielinski -猪流感血凝素
听起来很不错，不是吗?我们请来了Stephan Zielinski。他用猪流感病毒中一种叫做血凝素的蛋白质中的氨基酸序列创造了这种音乐，这种蛋白质会导致红细胞聚集在一起。那么Stephan，为什么要用一种可能引发下一次大流行的病毒来制作音乐呢?
斯蒂芬-我只是坐在喂养我的舞蹈蝙蝠高锂自来水和我的一个朋友,从梅奥诊所发送序列,他们刚刚想出这个血凝素的变化,我在想如果我能把它翻译成我应该很容易理解和可能听到官能团——如果我可以翻译他们的音乐那么交响乐运动所以我希望我能听到在音乐的功能组之间划分，我不能，但也许其他人可以。
海伦:那告诉我们你是怎么开始创作这首曲子的吧?
Stephan -好吧，我要作弊并回答一个密切相关的问题那就是当你听音乐时你听到的部分是来自我的哪些部分是来自病毒的?病毒显然与音乐没有很多共同的特征。它们没有调音，没有拍子，也没有编曲。所以所有这些东西都是我想出来的，然后放进作品本身。
真正来自病毒的是旋律。现在我们知道，蛋白质是由生命中的20种氨基酸组成的这20种氨基酸有不同的分类，你知道一个特定的氨基酸可能是疏水的，也可能不是。它可能是脂肪族的;它可能是芳香的。我所做的就是把氨基酸按化学类别划分然后把每个类别分配给一个仪器。比如钢琴有九种氨基酸。
然后我根据范德华体积对它们进行分类也就是氨基酸的大小，它占据的空间大小，然后通过类比基本声学，我把大的分配到相对低的音符上，把小的分配到相对高的音符上。所以当你听音乐的时候各种乐器之间的相互作用以及被挑选出来的特定旋律，都来自于病毒。
海伦:太好了。我们当然很喜欢听，这对我们来说是一种全新的体验。谢谢你，斯蒂芬。这是Stephan Zielinski他提取了猪流感病毒的氨基酸序列并用它来给一些音乐排序。你可以在Stephan-Zielinski.com网站上找到更多关于他的信息。
20:47 -本周科学史-集成电路
本周科学史——集成电路
莎拉Castor-Perry
在科学史上的本周，1952年，发明家杰弗里·达默(Geoffrey Dummer)在美国电子元件研讨会(US Electronic Components Symposium)上提出了集成电路的想法，如今集成电路已成为所有现代计算机的重要组成部分。虽然他尝试建造这样的电路失败了，第一个工作的例子是由基尔比和诺伊斯在1958年建造的，但达默被称为“集成电路的先知”。
达默1909年出生于英格兰约克郡。他从22岁开始从事电子工作，在第二次世界大战期间，他在空军部研究机构工作，在那里他设计和安装了70多种雷达训练设备。他还前往美国和加拿大训练人们使用雷达设备。他认为用于雷达的机器的许多电子元件不够好，在接下来的十年左右的时间里，他探索了制造更可靠电路的技术。
像计算机这样的东西的电路就像我们在学校学习的物理电路图的一个非常复杂的版本。执行特定任务的组件都连接在一起，以提供必要的属性，例如，将文档保存到计算机或在移动设备上播放下载的视频。在集成电路出现之前，所有这些元件——晶体管和电阻器，就像小开关一样——都是单独焊接在电路板上的(有点像粘上导电的液态金属)。
达默建议，让电路更高效的一种方法是使用半导体材料片，比如硅。不要把它和乳房植入物中的硅胶混淆。硅是一种类金属元素，介于元素周期表上的金属和非金属之间，具有一些金属和非金属性质。纯硅的导电性不是很好，所以为了改变它的导电性，需要进行一种称为杂质掺杂的过程，将磷和砷等其他元素的离子引入硅中。在掺杂之前，硅本身必须是非常纯净的——只有十分之一的10次方个原子是非硅的。这就像十桶沙子里有一粒糖。根据所引入的元件，电导率可以低或高，在电路的不同部分需要不同的电导率水平。
集成电路允许使计算机工作所需的部件小型化，因此又称微芯片。它们可以小到只有几平方毫米，每平方毫米有多达100万个晶体管。它们的小尺寸也意味着集成电路的效率更高——使用更少的材料，信息和电力传输的距离更短，减少了信息的损失，减少了所需的电量。
集成电路的制造成本也比分立电路低，因为它们可以大规模生产——正如达默所建议的那样，将不同导电材料的层印在芯片上以形成电路，然后“切割”出不同层，并改变它们之间的连接方式。
许多学者认为，集成电路是人类历史上最伟大的技术革命之一——与农业和工业——数字革命——的一部分。我们现在生活的数字时代依赖于这些电路——笔记本电脑、互联网、移动电话、ipod、掌上游戏机，诸如此类的一切。达默尔的演讲是这场革命的第一步，给了我们很多今天我们离不开的东西。
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