氢,艾滋病毒和摄影欺骗

在本期《裸体科学家快讯》中,我们将听到旅行者号探测器如何探测到恒星诞生时发出的辐射,发现一种新的艾滋病疫苗,这种疫苗可以彻底……
2011年12月05日

在本期《裸体科学家快讯》中,我们将了解旅行者号探测器是如何探测到恒星诞生时发出的辐射,发现一种可以完全阻止实验动物感染艾滋病病毒的新疫苗,以及探索一种可以识别照片被“ps过”的计算机程序。此外,我们遇到了一些聪明的鸟,并询问头球是否会导致脑损伤。

在这一集里

ngc6744星系

00:25 -航海家号摘下了氢色眼镜

本周,法国、俄罗斯和美国的一组研究人员报告说,34年前发射的旅行者1号和2号宇宙飞船已经飞到离太阳系足够远的地方,可以探测到莱曼α辐射。

航海家号摘下了氢色眼镜

本周,法国、俄罗斯和美国的一组研究人员报告说,34年前发射的旅行者1号和2号宇宙飞船已经飞到离太阳系足够远的地方,可以探测到莱曼-阿尔法辐射。

莱曼- α辐射是电子在氢的第一和第二能级之间移动时产生的紫外线辐射,它被认为是恒星形成区域的一个指标。但是为了观察莱曼- α辐射,你必须远离太阳系中存在的氢气云。

正是这些氢粒子(被称为日球氢辉光)也会散射和干扰莱曼α辐射,就像城市灯光会干扰你对星星的观察一样。

两艘旅行者号现在已经飞到离太阳足够远的地方,可以回头看,透过氢光看到。

以前莱曼- α的发射只能用方程来预测,但在《科学》杂志上,巴黎狄德罗大学的Rosine Lallement和同事们可以证实,这种发射已经被探测到,而且它确实起源于新生恒星周围的区域。

因此,我们可以利用这些信息来观察其他星系,以及银河系,以便了解恒星形成的位置。遗憾的是,旅行者2号的光谱仪不得不关闭以节省电力,旅行者1号上的光谱仪可能很快也会关闭。

这意味着这些航天器将无法收集更多关于莱曼-阿尔法源的数据。也许新视野号宇宙飞船(将于2015年抵达冥王星)可以完成数据收集,并观察其他星系的辐射。

HIV-1颗粒聚集在被感染的巨噬细胞表面。

03:13 -基于抗体的HIV疫苗

一种编码抗艾滋病抗体的修饰病毒可以保护动物免受艾滋病毒感染。

基于抗体的HIV疫苗

一种编码抗艾滋病抗体的修饰病毒可以保护动物免受艾滋病毒感染。

据估计,每天有7000例新的艾滋病毒感染病例,其中大多数发生在获得保健和抗逆转录病毒药物的机会有限的发展中国家。因此,迫切需要一种疫苗来控制感染的传播。

以前的疫苗策略表现不佳,几乎没有降低感染率,到目前为止,唯一证明长期有效的干预措施是包皮环切术,它将男性感染这种疾病的风险降低了60-80%。

但加州理工学院的科学家大卫·巴尔的摩和他的同事本周在《自然》杂志上发表的一篇论文可能暗示了一种解决这个问题的新方法。他们使用一种自我互补的腺相关病毒8 (scAAV-8)作为载体,将一种名为b-12的抗体的DNA代码运送到实验动物体内,这种抗体具有中和hiv的特性。

这种抗体是几年前发现的,它很特别,因为它有能力使许多不同的HIV病毒株失效,并且可以首先防止感染的发生。

加州理工学院的研究小组将1000亿个scAAV-8载体颗粒注射到实验小鼠的腿部肌肉中。这些动物也被改造成在它们的血液中携带HIV靶向的人类CD4白细胞。

在一周内,在小鼠的血液中检测到高水平的人b-12抗体,并持续表达至少一年,这是实验的持续时间。

然后,研究人员向这些动物注射足够大的HIV病毒,以感染绝大多数未接种疫苗的小鼠,并追踪血液中循环的CD4细胞的数量。

与CD4计数几乎降至零的对照小鼠相比,产生b-12抗体的小鼠对感染表现出完全的保护作用。

结果是惊人的,但不是没有一些残留的皱纹需要熨平。这是一项在老鼠身上进行的研究,所以这个概念还需要在人类身上得到证实。此外,sc-AAV载体的长期耐受性和安全性以及b-12抗体持续高水平表达的效果尚不清楚,也不清楚需要多少病毒载体来保护包括人类在内的大型物种。

然而,研究小组称他们的技术为“VIP”——载体免疫预防——“鉴于VIP在体内已经证明的保护水平,我们相信通过表达现有的人类抗HIV单克隆抗体进行高效预防是可以实现的。”

钻石纠缠

06:52 -幽灵般的钻石是迈向量子计算的一步

本周,来自英国、加拿大和新加坡的研究人员在宏观尺度上完成了量子纠缠,使两毫米大小的钻石纠缠在一起。

幽灵般的钻石是迈向量子计算的一步

本周,来自英国、加拿大和新加坡的研究人员在宏观尺度上完成了量子纠缠,使两毫米大小的钻石纠缠在一起……

一般来说,我们认为物体运动和相互作用是根据经典力学的,即牛顿第二定律,你对一个物体施加一个力,它会使它朝着一个特定的方向加速。但在量子力学中,还有一些额外的复杂问题,比如纠缠,即一个物体上的动作会影响另一个物体,即使它们相距一定距离:爱因斯坦称之为“幽灵”。

研究比原子粒子大的物体上的这些量子效应是很困难的,因为有太多的环境噪声。一旦进入“宏观”尺度,就会有太多难以消除的额外因素。通常的方法是降低温度,从而减少热噪声。由牛津大学的伊恩·沃姆斯利领导的一个研究小组在《科学》杂志上发表了一篇文章,他们采集了几毫米宽的钻石碎片,并试图在一个更典型的环境温度下观察它们。为了解决可能干扰结果的其他噪声相互作用的问题,他们将实验缩短到飞秒,并使用激光脉冲进行实验。

接下来是纠缠,他们通过设置分束器和探测器来实现。他们向每颗钻石发射了两个激光脉冲,间隔350飞秒。第二个脉冲吸收了第一个脉冲在到达探测器之前留下的能量,成为一个特别高能的光子。如果这个系统是经典的,那么第二个光子只会在一半的时间里获得额外的能量——只有当它碰巧击中了最初储存能量的钻石时。

但在200万亿次试验中,研究小组发现,第二个光子每次都能吸收额外的能量。这意味着能量并不包含在每个钻石中,而是它们共享相同的状态,就好像它们是一个系统一样。据预测,这可以在室温下对更大的物体进行处理,但实际操作完全是另一回事,所以——尽管简短——这可能是向现实世界的量子计算迈出的一步,在量子计算中,纠缠可以让你存储比二进制数字更复杂的信息。

人脑矢状横切术

09:46 -打开血脑屏障的钥匙

一种控制血脑屏障完整性的信号已经被发现。血脑屏障是一种保护大脑免受身体其他部分侵害的化学屏障。

血脑屏障的关键

一种控制血脑屏障完整性的信号已经被发现。血脑屏障是一种保护大脑免受身体其他部分侵害的化学屏障。

在胚胎发育的早期,排列在供应大脑和脊髓的血管上的细胞紧密地连接在一起,建立了一个包围中枢神经系统的屏障,只允许某些东西通过。其他的,包括免疫细胞、抗体、化学物质和许多病原体都被过滤掉了。

但控制血脑屏障形成和运作的因素尚不清楚。现在,来自加拿大的一组科学家已经破解了这个问题,并发现了锁住和打开屏障的分子钥匙。

亚历山大·普拉特和他的同事们已经证明,这一切都取决于一种叫做音刺猬的信号。这是由一种叫做星形胶质细胞的脑细胞产生的,这种细胞与血管中的内皮细胞接触。

该研究小组在《科学》杂志上发表文章称,在超音hedgehog基因存在的情况下,内皮细胞紧密地结合在一起,免疫细胞和蛋白质无法从脑循环中逃脱,血管内壁表达的细胞粘附分子更少,这使得炎症细胞更难附着。

然而,使用一种叫做环巴胺的药物,它可以阻断超音刺猬的作用,逆转所有这些影响。这种药物还使患有多发性硬化症(MS)样疾病的实验动物的病情急剧恶化,这种疾病是由白细胞进入神经系统攻击神经纤维周围的髓鞘引起的。降低血脑屏障的完整性似乎会使更多的炎症细胞涌入神经系统,从而扩大损害。

与这一观察结果一致,对MS患者的大脑样本进行测试显示,在疾病最活跃的区域,超音hedgehog基因的产生水平增加,这表明大脑上调了这种信号,试图抑制炎症。

研究人员说,这些数据“提供了令人信服的证据,表明刺猬通路在血脑屏障水平上具有双重保护作用,并作为一种内源性抗炎系统。”

此外,这些发现开辟了新的治疗途径,可以用来控制免疫细胞进入中枢神经系统,从而降低MS发作的复发率。

一个足球

18:58 -头球足球和手势乌鸦

头球足球如何导致脑损伤,抗疟疾药物的新目标,以及更多证明乌鸦聪明的证据……

头球足球和手势乌鸦
莱斯特大学安德鲁·托宾;爱因斯坦医学院的Michael Lipton;托马斯·布尼亚,马克斯·普朗克鸟类学院。

新的疟疾药物靶点

莱斯特大学的科学家们发现了一种对抗疟疾的新药。这种疾病每年导致全球近80万人死亡,是由恶性疟原虫侵入红细胞引起的。目前市场上的药物已经开始对它们产生耐药性,这使得科学家们开始寻找杀死寄生虫的新方法。

现在,安德鲁·托宾的研究小组已经确定了寄生虫在血液中生存所需的一组至关重要的蛋白质激酶,这使它们成为阻止入侵的主要目标。

“头球”可能会导致脑损伤

本周在北美放射学会年会上发表的一项研究表明,踢足球时头球过多可能导致严重的脑损伤。

通过扫描32名美国业余足球运动员的大脑,阿尔伯特·爱因斯坦医学院的迈克尔·利普顿发现,在比赛中经常头球的球员大脑中负责记忆和注意力的区域出现异常,导致的变化与创伤性脑损伤或脑震荡患者的变化相似。

立顿确定了在造成重大损害之前每年1000至1500个封头的阈值水平。

手势乌鸦

人们发现乌鸦会用手指和手势来吸引对方的注意,这与人类的方式相似。

在此之前,只有类人猿被认为会用手势来吸引别人的注意力,或者拿着东西给别人拿。但是现在,在对野生渡鸦进行了两年的监测之后,来自马克斯·普朗克鸟类研究所的托马斯·布尼亚和他的同事们发现,这些鸟类用它们的喙来展示或提供诸如树枝和石头之类的物体,以引起异性的兴趣或加强社会关系。

这项研究为包括乌鸦在内的鸦科鸟类与人类进化平行的趋同进化理论提供了进一步的证据。

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