在本周的《裸体科学家快讯》中，我们在蜡烛火焰中发现了钻石，但遗憾的是，只有几个原子!在其他新闻中，我们听到了一项新技术，可以发现哪些旧药物可以治疗现有疾病，人工染色体如何有助于治疗一种肌肉萎缩症，以及为什么太阳地震学可以预测太阳黑子。
在这一集里
预测太阳黑子
太阳不是你经常看到的东西，这是有充分理由的，因为它太亮了，所以我们通常认为它是一个均匀的黄色圆盘。但实际上，它是一个充满活力的地方，有着令人难以置信的恶劣天气。
太阳和太阳黑子表面的颗粒状结构。强烈的磁暴涌向太阳表面，形成了稍微暗一些的区域，我们称之为太阳黑子。如果不是因为太阳黑子可以发展成太阳耀斑并最终形成日冕物质抛射，太阳表面的巨大爆炸将高能粒子抛射到太阳系中，这将是一个有趣的异常现象。如果它们击中地球，它们会损坏卫星，扭曲地球磁场，并在电力系统中产生足够的电流来熔化变压器。
所以我们可以为这些事件做好准备，预测太空天气是非常重要的。到目前为止，这都是基于对太阳可见表面的监测，但斯坦福大学的斯塔蒂斯·伊洛尼迪斯和他的同事们一直在研究太阳表面的地震波——本质上是地震。
由于显而易见的原因，我们不能在太阳表面放置地震仪。相反，我们使用SOHO航天器上的特殊摄像机。当太阳表面的光被地震波上下移动时，这些相机对其波长的微小变化很敏感。从这些数据中，就有可能绘制出地震波穿过地表的图像。
发表在科学在美国，研究人员报告说，在太阳黑子到来之前，他们发现了一系列独特的地震波，这些地震波的中心位于太阳黑子在表面爆发的地方。这些波似乎是在太阳表面以下约4 -7万公里处产生的。通过研究这些波是如何移动的，他们能够在太阳黑子实际出现前1-2天预测它，这可以在未来帮助敏感装置对即将到来的太阳风暴发出更多警告。
基因筛选筛选出旧药物的新疗法
科学家已经开发出一种技术，可以用旧药物找到治疗现有疾病的新方法。
写在科学转化医学斯坦福大学的研究员乔尔·达德利和他的同事们运用了这样的逻辑:如果我们知道哪些基因在某种疾病中改变了它们的活动，我们就能找到一种药物，对这些基因起相反的作用，那么这种药物至少可以逆转一些症状。
关注炎症性肠病(IBD)溃疡性结肠炎为了证明这一原理，该团队挖掘了与该疾病相关的已发表基因筛选数据库，以及一系列药物的影响。
在一系列从未被考虑过，更不用说尝试过的治疗IBD的药物中，拖网发现了许多治疗“命中”的药物。排在榜首的是一种名为托吡酯的抗癫痫药物，它的得分甚至超过了目前治疗的黄金标准——强的松龙(一种免疫抑制类固醇)。
为了弄清托吡酯是否真的能有效治疗这种疾病，一组患有溃疡性结肠炎的老鼠分别服用强的松龙、托吡酯或安慰剂。果然，正如测试预测的那样，托吡酯被证明和强的松龙一样好。
因此，该团队说，可能会有许多已经批准的药物可以重新部署到新的方向上，以对抗现有的疾病。因此，他们建议，与其试图重新发明新的药物，不如利用类似他们的工具，重新定位我们已经在流通的药物轮子……
07:52 -肌肉萎缩症的人工染色体
肌肉萎缩症的人工染色体
Giulio Cossu，米兰大学
克里斯-杜兴肌营养不良症(简称DMD)是一种遗传性疾病，患者缺乏产生肌营养不良蛋白的能力，而肌营养不良蛋白是肌肉中必不可少的结构蛋白。这会导致肌肉萎缩，最终导致行走和呼吸困难，症状通常在5岁左右出现。杜氏肌营养不良症可以通过给病人一个健康的抗肌营养不良蛋白基因来治疗，但问题是，这个基因太大了，无法融入我们通常用来向细胞中添加基因的病毒中。现在，意大利的研究人员已经解决了这个问题，他们制造了一条人工染色体，将基因携带到一些细胞中，然后将其添加到干细胞中，这样就可以用来修复受损的肌肉。为了告诉我们更多，我们请来了米兰大学的Giulio Cossu教授，他是这项研究的科学家。你好,朱里奥…
朱利奥:嗨。
Chris -首先，杜氏肌营养不良症有多普遍?
朱利奥-这是一种非常常见的疾病，大约每3500名男性中就有1人患有这种疾病，因为这种疾病与X染色体有关，所以只有男孩会受到影响，而女性是携带者。他们可以携带这种疾病，但自己不会受到影响。
克里斯-而且这个基因非常大。
朱利奥:是的。
克里斯:多大才算大?
朱利奥:它实际上是这个星球上已知的最大的基因。它比许多细菌的整个基因组都要大。它有超过200万个碱基这是传统基因疗法的主要问题基因的健康拷贝通常是通过病毒载体运载的，但是这个基因太大了。
Chris -所以，仅仅将一个新的基因拷贝添加到受影响的肌肉细胞中并不简单，因为它的大小，所以你采用了什么方法呢?
朱利奥:我们采用的方法是使用人造染色体，这是我们在日本的合作者，Mitsu Shimora，发明的，他逐渐从21号染色体上取下一些片段用整个肌营养不良蛋白基因代替缺失的部分，用所有这些干预序列，调控序列。所以它是一种迷你染色体每次细胞复制自己的染色体时都能复制。所以每次细胞分裂时它都会在细胞内携带整个肌营养不良蛋白基因。
所以，你可以把这条染色体放入一个缺乏健康的肌营养不良蛋白基因拷贝的患病细胞中。它会取代不健康的基因，产生健康的肌营养不良蛋白，这应该会使肌肉功能得到改善。
朱利奥:这是我们在老鼠身上发现的，但你们都知道，在老鼠身上比在病人身上容易得多!其中一个原因是人工染色体的转移效率低下。所以你需要选择携带染色体的细胞和其他很多没有携带染色体的细胞，人类细胞不具备，和啮齿动物细胞不同的是，在体外无限增殖的能力。因此，将这项技术立即转移到人类细胞是不可能的，需要进一步的技术步骤才能使之成为可能。这就是我们正在努力的方向，我们希望在未来几年解决这个问题。
克里斯:那么，既然你不能直接将人工染色体添加到肌肉中，你采用了什么方法呢?
朱利奥:所以我们用了这个我们已经研究了很多年的细胞。他们有一个可怕的名字。我很抱歉——成血管细胞。我们没能拿出更好的东西。从本质上讲，这些是与血管相关的祖细胞，但我们发现，如果从骨骼肌的活组织检查中提取出来，它们也能制造肌肉。这些细胞可以在培养基中培养，过去我们已经证明正常细胞可以通过动脉循环到达下游肌肉。这导致了细胞在下游肌肉中的均匀分布，在过去，我们能够证明这些供体细胞的移植改善了肌肉萎缩症小鼠和狗的肌肉萎缩症症状。
目前，我们正在进行临床试验，但问题是，使用供体细胞的策略需要两件事——首先，患者需要有一个最初相同的供体，通常是一个兄弟，就像骨髓移植一样;其次，这需要免疫抑制，这不是一件简单的事情。
Chris -所以一个更好的方法是取病人自己的干细胞，他们自己的成血管细胞，和你的染色体然后把它们放回病人体内，这样他们就只得到他们自己的细胞了，这样就能解决这个问题了，不是吗?
朱利奥:当然。现在的问题是我们没有足够的细胞来做所有这些事情。所有这些步骤都可以在小鼠细胞上完成，但还不能在人类细胞上完成。所以为了在病人身上进行测试，这个策略还需要几年的实验室工作。
克里斯:当你尝试在老鼠身上做这个实验时，如果你从老鼠身上取出成血管细胞然后把人造染色体放进去，它们能改善患有肌肉萎缩症的老鼠的功能并解决它的问题吗?
朱利奥:是的，这就是我们观察到的。将这些细胞移植到营养不良小鼠体内后，肌肉形态得到改善。这些动物的运动能力增加了，尽管没有达到正常小鼠的水平。在任何情况下，我们都不应该谈论治愈，而只是一种实验性的治疗，在临床前的环境中，正在产生疾病症状的改善。
克里斯-非常感谢你，朱利奥。这是米兰大学的Giulio Cossu。还有很多工作要做，但这是一个很棒的发现，你可以在本周的《科学转化医学》杂志上找到他们。
火焰中的钻石
科学家们发现蜡烛的火焰会形成钻石。
蜡烛火焰的确切成分实际上很难弄清楚——火焰是反应气体的动态混合物，它们的颜色来自微小的碳颗粒。问题是这些碳粒子在火焰中活跃地反应，当它们离开蜡烛时，它们已经反应形成了CO2或者粘在一起形成烟灰。因此，火焰中究竟发生了什么仍然很不清楚。
我们不知道蜡烛火焰中到底发生了什么，这一点是向圣安德鲁斯大学化学教授周武宗提出的，他把这看作是一个挑战，并着手寻找答案。
最大的问题是如何快速地从火焰中心提取颗粒并停止反应。周开发了一种新的采样技术，该技术涉及到使用阳极氧化铝膜——这是一块铝，经电化学氧化形成蜂窝状结构，其中包含许多大小可控的孔，通常只有几十纳米宽。这种薄膜的背面可以用磷酸除去，留下一个过滤器。他用两层滤光片做了一个三明治——第一层有80纳米的孔，第二层有40纳米的孔——然后把它放在蜡烛火焰中大约1秒钟。
然后用电子显微镜研究这些薄膜，以确定在火焰中发现的产物。周发现了小块石墨，你会在烟灰中看到，因为这是大气压力下最稳定的碳形式。他还发现了富勒烯——一种被称为“巴基球”的球形碳笼。最大的惊喜是发现了小钻石。然而，由于它们只有几纳米宽，直径只有几十个原子，这些钻石可能对订婚戒指不太有用。
了解这些钻石是如何在火焰中成核的，对于理解化学气相沉积过程中钻石的生长可能很重要。化学气相沉积用于工业用途，从手术刀刀片到散热器和高温电子产品，但也可以用于珠宝——使订婚戒指更接近。
气候变化迫使动物上坡
因气候变化而过热的动物正在向山上迁徙，远离
一项新的研究发现。
近年来的一系列研究表明，面对气候变化导致的全球气温上升，一些物种正在迁移到更高的地方，远离赤道，以保持凉爽。但这种迁移在多大程度上是跨物种的全面和全球性的还不清楚。
现在，纽约大学的科学家克里斯·托马斯和他的同事在一篇论文中证实了这一点科学动物们真的在移动。研究人员进行了一项荟萃分析，整理了之前监测2000多种物种活动的大量研究结果，结果表明，动物正以每十年11米的速度向上移动，并在同一时期将它们的活动范围从赤道转移到平均16.9公里的地方。
这些数字远远大于之前的研究结果。研究小组根据不同地理区域的温度变化对物种的迁移规模进行了预测，然后将这些预测与实际观察结果进行了比较，从而对他们的结果进行了交叉检验。这两件事非常吻合。
这一规律也有一些例外，高达25%的物种与一般趋势相反，比如鸟类，尽管解释这些异常超出了本研究的范围。这也不足为奇，因为一个物种的移动可能会打开生态位或减少对另一个物种的压力，使其能够留在原地。
这一发现的影响是非常重大的，并且可能对人类健康具有临床意义，因为非本地动物进入新的地区，可能会带来一系列疾病……
- 以前的太阳帆是如何工作的?
- 下一个飞机会引发降雨吗?
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