在本期《裸体科学家快讯》中，我们将了解月球轨道上的新航天器，蟑螂体内可以发电的植入物，以及科学的方法来发出斯特拉迪瓦里小提琴的声音。此外，还有一种很有前景的新型丙型肝炎疫苗，以及其他登上头条的科学综述……
在这一集里
GRAIL在月球周围定居
在新年期间，一对新的美国宇宙飞船进入月球轨道，目的是以前所未有的细节测量月球的重力场。这对双胞胎被称为重力恢复和内部实验室(GRAIL)，它们将在未来几周内逐渐下降到低月球轨道，到3月份，它们将掠过月球地表上方仅30英里的地方。
一旦到达那里，他们将开始为期90天的科学任务。它们将在距离月球约200公里的地方一个接一个地绕着月球飞行，使用雷达测距系统以10微米的精度监测它们的分离。通过跟踪它们之间距离的微小系统变化，将有可能测量出月球表面的某些部分是否比其他部分具有更强的引力，从而为月球表面下存在不同类型、不同密度的岩石提供证据。
最终，应该有可能将月球全球引力场的完整地图转换为月球地下地质的地图，从表面一直到核心。2002年发射的GRACE航天器已经将类似的技术应用于地球，该航天器已被证明足够敏感，可以监测全球变暖导致的地球冰盖融化等变化。
在月球上，这些测量将告诉我们月球的形成历史。例如，为什么月球远端的平均海拔比近端的平均海拔高2公里仍然是一个谜:这是一个比纯粹偶然解释要大得多的差距。最近的一篇论文认为，地球曾经有两个卫星以低速相撞，月球高地是由相撞后的残余物质形成的。如果是这样的话，那次碰撞会留下地下信号，而GRAIL将成为寻找这些信号的航天器。
蟑螂燃料电池
电子学在生物系统中有许多潜在的应用。葡萄糖传感器和其他健康监测系统对人类或其他大型动物非常有用，可以在健康问题发生之前识别它们，或者通知和控制药物剂量。
最大的问题之一是为这些设备供电。传统电池不能持续很长时间，而且通常由有毒材料制成，而外部电源又笨拙又笨重。任何有生命的生物系统都必须有充足的能量来源，因为生物每时每刻都在使用能量。然而，这种能量通常以糖的化学形式储存，所以以一种不伤害生物的方式获取这种能量是具有挑战性的。
凯斯西储大学的米歇尔·拉斯穆森(Michelle Rasmussen)和他的同事们已经能够利用燃料电池将蟑螂体内的能量转化为电能。作为燃料来源，它们使用一种通常在昆虫中发现的糖——海藻糖。一种基因工程酶将其分解为葡萄糖，葡萄糖随后被氧化，释放电子给锇离子。然后，这些离子将电子以电流的形式推到电路周围的另一个电极上，这个电极上覆盖着一种叫做胆红素氧化酶的酶。第二种酶催化氢离子和氧的反应，产生水。
燃料电池的组成部分，酶和锇，被粘合在电极周围的凝胶状聚合物上，将所有的东西粘合在一起。
这些燃料电池每平方厘米产生约0.6微瓦的功率，虽然很小，但稍加发展就足以为一个小型传感器供电，偶尔还可以通过无线连接将数据发送出去。
从长远来看，这项技术可能对人类很有用，但它的主要用途是作为一个项目的一部分，创造出能够携带传感器进入其他无法进入的区域的昆虫。这应该能够探索狭窄或危险的空间，无论是事故后还是日常维护，并可能导致一代昆虫秘密特工!
爆炸x射线衍射
发现分子结构的主要方法之一，特别是像蛋白质这样的复杂分子，是x射线衍射。这包括向晶体发射一束x射线，并“读取”反射x射线产生的图案。这是可能的，因为晶体包含重复的分子单元，所以从晶体反射的x射线产生一个独特的图案，可以用来识别分子的结构。
然而，要破译一个大分子，你需要使用非常明亮的x射线，这可能会损坏样品。这种损坏可能会造成对原始结构的不确定性。
在一个奇怪的转变中，汉堡the自由电子激光科学中心的科学家们可能通过制造x射线来减少这个问题更明亮的-更亮。他们使用一种x射线激光器，这种激光器产生的x射线强度是太阳光的一百万万亿倍。他们发射激光的时间只有30飞秒，也就是三千万分之一秒，但在这段时间的一小部分时间里，样品吸收了如此多的能量，以至于剧烈爆炸。
你可能会认为这次爆炸会使任何结果无效，但由于爆炸是随机的，它所做的只是在反射的x射线模式上增加了一点背景噪音，而根本不会扭曲它，而且由于激光更亮，结果比传统的x射线衍射实验要好得多。这意味着，即使他们爆炸性地牺牲了他们的样本，科学家们应该能够在未来更容易地发现蛋白质的结构。
09:13 -斯特拉迪瓦里的声誉在压力下下降
斯特拉迪瓦里的声誉在压力下下降
一项新的研究表明，在一项盲测中，音乐专业人士无法将著名的斯特拉迪瓦里(Stradivarius)和瓜内里(Guaneri)这两个名字在小提琴上的声誉受到了损害。
发表于PNAS在印第安纳波利斯举行的一场国际小提琴活动的一个酒店房间里，研究人员将3把1700年至1740年之间的老小提琴——两把是斯特拉迪瓦里小提琴，一把是格纳里琴——与近几年制造的3把现代乐器进行了比较。
一个由21名专业音乐家组成的小组被要求演奏每种乐器，并对乐器的音调、可演奏性、投影和反应进行排名，同时选出他们最想带回家的和最不想带回家的乐器。
为了避免偏见，研究人员给参与者戴上了焊接护目镜，以防止他们从任何视觉线索中辨别出他们正在演奏的乐器的年代，小提琴的下巴上还涂了一点香水，以掩盖任何气味泄露。
尽管它们的总价格为1000万美元，比现代乐器高出100多倍，但被评为最不适合演奏的小提琴是那些古老大师的作品。斯特拉迪瓦里琴也是演奏者们最不愿意带回家的乐器。然而，评估人员发现新旧音响的整体音响性能没有差异。
这是第一次进行这样的盲法试验，尽管是基于一个小样本的研究，但似乎表明，大师小提琴的声誉更多地与价格标签有关，而不是与他们演奏的甜美音乐有关。
事实上，正如来自巴黎法国国家科学研究中心的首席作者克劳迪娅·弗里茨所指出的那样，“在最近的一项葡萄酒品尝实验中，我们发现，提高葡萄酒的标价会增加受试者报告的‘风味愉悦度’。”弗里茨和她的同事们推测，“小提琴家对斯特拉迪瓦里小提琴的偏爱，在一定程度上可能是因为他们意识到它数百万美元的价格和历史外观，这两者都可能从它独特的外观中得到体现?”
13:14 -黑猩猩病毒接种丙型肝炎疫苗
黑猩猩病毒可预防丙型肝炎
Paul Klenerman教授，牛津大学
这周在杂志上发表了两篇论文科学转化医学这是一种通过血液接触传播的病毒，在80%以上的感染者中，它会形成持续的终身感染，逐渐损害肝脏，导致肝硬化，对一些人来说，还会导致肝癌。现在全世界有超过1.7亿人感染了这种病毒，目前还没有有效的疫苗。
但现在，科学家们可能已经找到了一种保护人类的方法，将部分丙型肝炎病毒添加到一种无害的感冒病毒中，这种病毒被称为腺病毒，通常会感染黑猩猩。这种经过改造的病毒会触发免疫系统对丙型肝炎产生强烈的反应，这可以防止一个人在以后真正接触到这种病毒时患上慢性感染。Ben Valsler采访了牛津大学的Paul Klennerman教授。
保罗-丙型肝炎的特点是它会在人体内引起慢性感染。所以，即使你有一个相对完整的免疫系统，通常情况下，你似乎也无法产生一种免疫反应来清除病毒。如果人们被慢性感染，有些人处理得很好，事实上，他们的肝脏很少发炎，这是主要的后果。但有些人的肝脏有更多的炎症，结果是肝脏组织上有更多的疤痕，所以随着时间的推移，他们会发展成晚期肝病，肝硬化和肝癌。这是我们国家和西方世界人们需要器官移植的主要原因之一。话虽如此，丙型肝炎的另一个有趣的特点是，一小部分人最终会自己清除病毒。从疫苗的角度来看，这实际上是非常有吸引力的，因为我们已经知道有某种形式的免疫是有效的。
本，我们一直在寻找什么样的目标来制造一个
疫苗?
保罗:一般来说，你可能会想到制造疫苗的方法是产生抗体反应或细胞免疫反应，也就是产生直接针对感染细胞的白细胞反应。丙型肝炎在抗体反应方面的问题是病毒的包膜是多变的。所以另一种方法是尝试瞄准在细胞内复制的病毒，这实际上依赖于t淋巴细胞的反应。
t细胞实际上会观察病毒感染过程中产生的蛋白质，这些蛋白质可能是病毒复制机制的一部分。如果t细胞真的能识别这些细胞，它就会分泌化学物质，细胞因子，它们是直接抗病毒的，会限制病毒感染，它们也能杀死被感染的细胞，从而摧毁其中的病毒。
你现在在做什么，你的“武器”从何而来?
保罗:诀窍似乎是把你想要的东西缝在一起，在我们的例子中，就像我说的，丙型肝炎病毒的内部蛋白质，缝在一起，使免疫反应完全激活。在我们的例子中，我们使用了腺病毒。使用腺病毒和丙型肝炎内部蛋白的结合似乎能产生非常强的免疫反应，就像我们在自然清除感染的人身上看到的那样。
我们不是已经对腺病毒免疫了吗?
保罗-是的，说得很好。所以我认为腺病毒是好的原因之一是我们的身体已经习惯了看到它们，但出于同样的原因，我们已经有了免疫力。所以，我们采用了一种使用向量的方法这是人们以前从未见过的或者至少很少见过的。其中一种是人类腺病毒，但只是一种罕见的菌株，另一种是一种全新的载体它来自于黑猩猩身上发现的一种病毒。
本:你看到了什么样的结果?你真的得到了预期的免疫反应吗?
保罗:这次试验有两个有趣的地方。我们的启动超出了预期。所以如果你找一个对丙肝没有任何免疫反应的人，给他们注射疫苗，他们会产生非常大的反应。水平比我们预期的要高，但我们也很高兴地看到，他们针对病毒的许多不同部分，因为如果你要克服病毒基因组中已经嵌入的变异，这真的很重要。它们做了我们希望t细胞做的事情;所以它们增殖得很好，它们产生了我提到的细胞因子，它们看起来能杀死被感染的细胞。
第二阶段是我们尝试用替代腺病毒来增强——我们有两种病毒，我们给一组病人注射每一种病毒，但顺序不同。这种增强效应比我们预期的要小一些，我们认为这可能是因为我们刚刚讨论过的，一旦你看到一种腺病毒，你就会开始对它产生免疫反应。但最终的结果，我认为这是很重要的，在接种疫苗六个月或一年后，我们仍然有大量的细胞，这些细胞似乎仍然具有我们真正想要的保护性反应的品质。
本:使用已经适应其他物种的病毒安全吗?
保罗:我们通过了许多安全委员会来确保这是尽可能安全的。我认为最关键的是病毒被制造成不能复制的。一大块遗传物质被移除，它就不可能自我修复，变成传染性病毒。如果这些东西有哪怕是很小的风险，你就不能指望在这个领域取得进展因为你会给大量完全健康的人注射这些药物。所以你必须尽可能多地消除风险。
本-所以你已经竭尽所能保证安全了。这似乎很有效。下一阶段是什么?
保罗:很高兴看到这些反应，但它们都是在试管中产生的，所以任何疫苗学家都想知道它们是否具有保护作用。我们必须要做的，以及我们计划与美国的合作者一起做的，是观察那些感染风险很高的人。在巴尔的摩，有一个非常成熟的静脉注射吸毒者群体，因为他们使用针头，他们将自己置于丙型肝炎的风险之中。所以，他们设计了一个试验，他们想象感染率足够高，我们可以真正看到这种疫苗的影响。现在我们已经研制出了这个阶段的疫苗，计划继续进行。
蜘蛛虫，探索通风口，耳聋和肥胖的线索!
兰迪·刘易斯，犹他州立大学;Alex Rogers，牛津大学;大卫·奥尼茨，华盛顿大学;Athanassia Soritopoulos, INSERM
蚕的蛛丝
经过基因工程改造，蚕可以纺出蜘蛛丝蛋白，从而生产出更坚韧、更有弹性的丝材料。
由于产量小和种群内同类相食，为生产蜘蛛而养殖蜘蛛是具有挑战性的。发表于期刊
美国犹他州立大学的兰迪·刘易斯和他的同事们克服了这个问题，他们创造了含有蜘蛛基因的转基因蚕丝，使蚕丝具有弹性和抗拉强度，从而大量生产出蠕虫和蜘蛛丝的复合材料。
兰迪:当然，我们非常感兴趣的一个领域是用于韧带和肌腱修复的人工韧带和人工肌腱。我们的合作者有兴趣用它来帮助他们建立一个非常坚固的骨基质，或者非常精细的缝合线。除了生物医学，人们对降落伞之类的东西也很感兴趣。我们还可以匹配不同的应用。所以对于肌腱来说，你想要的是非常坚固而不是非常有弹性的东西。对于韧带来说，你想要的是坚固而有弹性的东西。所以，我们将定制设计我们的基因和蚕来制作一种特殊的丝绸，这种丝绸有非常特殊的用途。
南极喷口的新物种
在南极海底发现了独特的海洋物种群落，它们生活在南大洋东斯科舍脊海岸外的热液喷口中。
来自牛津大学的亚历克斯·罗杰斯(Alex Rogers)的团队使用远程操作的交通工具，发现了世界上其他地方从未见过的新物种雪人蟹、潜行藤壶和七臂海星，而通常与热液喷口有关的管蠕虫和喷口蟹等动物则无处可寻。
研究小组认为，南大洋可能起着屏障的作用，导致全球喷口生态系统比以前想象的更加多样化。
亚历克斯:南大洋可能是其中一些动物从一个海洋传播到另一个海洋的门户，但南大洋非常恶劣的环境条件可能意味着它会成为其他群体传播的障碍。东斯科舍地区大约有1000万年到2000万年的历史，所以这些动物似乎是在山脊形成后不久就被隔离在山脊上的。喷口动物在全球范围内的分布和热液喷口动物的演化比我们之前想象的要复杂得多。
发现新的耳聋基因靶标
在小鼠模型中发现的一种新基因可能为了解人类耳聋的原因提供线索。
来自圣路易斯华盛顿大学医学院的David Ornitz和他的同事们发现，
FGF20是纤维母细胞生长因子蛋白家族的编码，它对外毛细胞的形成至关重要——外毛细胞是放大内耳声音所需的感觉细胞。
该基因先前与人类遗传性耳聋有关，可能导致听力损失的治疗。
David - FGF20是外毛细胞形成的关键信号，可能是人类耳聋相关基因，我们希望FGF20可能有助于保护或帮助再生因噪音，药物或衰老过程受损的感觉毛细胞。
肥胖背后的科学
最后，当我们中的许多人以锻炼的决心开始新的一年时，法国Inserm研究所的科学家们发现了锻炼中肌肉生长和膨胀所需的关键因素。
通过小鼠实验，Athanassia Sotirorpoulos发现，在工作肌纤维中需要血清反应因子(SRF)来指示肌肉中发现的卫星干细胞的增殖，这些干细胞随后生长并融合到现有的肌纤维中，从而导致生长。
缺乏SRF基因的小鼠肌肉不能生长。
失能症——这意味着，例如，在衰老过程中，肌肉萎缩被称为肌肉减少症，或者当你在床上不能活动时，你会得到非常重要的肌肉萎缩。所以，如果我们能确定所有真正参与控制肌肉生长的基因，那么我们就可以利用这些基因在衰老或卧床休息时减少浪费。
这项研究发表在最新一期的《细胞代谢》杂志上。
- 以前的太阳镜会导致晒伤吗?
- 下一个你的尿布里有什么?
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