疯牛病、子宫颈癌及弓形虫病

如果你要预测天气你首先要知道的是现在的天气情况，其次你要知道的是你的预测是否正确，这样你才能改进你的模型。

其中最难测量的是降雨，降雨雷达覆盖的区域很大，但不是很准确，而雨量仪虽然很准确，但只能提供几个点的数据。以色列特拉维夫大学的研究人员提出了一种新的数据来源——移动电话基站。当你的手机显示微弱信号时，你的手机和天线杆都会提高它们的功率。雨水会妨碍移动信号，因此通过查看移动桅杆需要使用的功率，您可以了解该地区的降雨情况。电气工程师Hagit Messer-Yaron发现，来自移动桅杆的数据比气象雷达更接近雨表，而且使用这种资源不需要任何设备投资，因为它已经存在了。

本周，希娜·艾略特和德里克·索恩将演示布朗运动的科学。

德里克-欢迎来到唐纳姆市场高中，我们有一个非常简单的实验让你在家做。和我们一起的是希娜，她为我们准备了实验。我们今天有什么?

我们只是在观察食用色素的样子，以及在热水和冷水中的变化。

德里克:听起来很简单，确实很简单，今天我们请来了一位志愿者来做这个实验。你能自我介绍一下吗?

汤姆-我是汤姆，我在10年级

德里克-你喜欢科学吗?

汤姆:是的，没关系。

德里克:这听起来对裸体科学家来说不够热情，所以我们要试着把你转向科学。金宝搏app最新下载我们为你准备了一个非常简单的实验，如果你想在家里做这些是你需要的东西:两个碗，每个能装一升;煮过的水壶;还有一些食用色素。现在希娜会告诉我们怎么处理这些东西

先在一个碗里装满冷水，另一个碗里装满我们煮好的热水。然后我们只需要让它们沉淀，所以在热的上面盖上盖子以保持热量，让它们沉淀5-10分钟。

德里克:一碗水可能看起来是静止的，但你是说里面仍然有某种运动?

是的，可能在一段时间内会有一些移动，但如果我们让它静止5 - 10分钟，它应该没问题

德里克:所以我们需要等到水变好，静置5-10分钟。

然后我们在每个碗里适量地加一点食用色素。所以我建议把一茶匙的把手浸入食用色素中，然后用它触摸每碗水的表面。

德里克-所以你不能放满满一茶匙的水。

希娜-是的，只是一点点。

德里克:汤姆，你认为会发生什么?

汤姆:完全不知道。

德里克-但是我们有一个是热的，一个是冷的。当你把食用色素放入水中，你会看到什么?

汤姆:其中一种食物色素会比另一种扩散得更多?

如果你在家里想知道会发生什么，你可以自己做这个实验。这很简单，你可以告诉我们结果。所以把碗装满水，看看会发生什么。我们稍后会告诉你结果。在那之前，回到演播室。后来……

德里克-大家好，欢迎回到唐纳姆市场高中。我们一直在这里等着用热水和冷水做这个实验。汤姆来自唐纳姆市场高中，希娜也安排了这个实验。希娜，你能告诉汤姆现在该怎么做吗。

希娜:好了，汤姆，如果你拿起一瓶食用色素，然后蘸着勺子的柄端。然后把它放入装有冷水的碗中，重复这一步骤。

德里克-告诉我们你看到了什么。

汤姆:它在热水中比在冷水中运动得快得多。

德里克:你看这个的时候，它在热水里是怎么运动的?

汤姆:它扩散得很远，然后下沉到海底，而在冷水中，它没有扩散得那么远，然后又下沉到海底。

德里克:是的，我想我们在冷水中已经有了一个非常明确的形状。我们有这种奇怪的食物染料结构悬浮在水中它似乎不会移动，不是吗?

汤姆:不，它在热水里扩散得更厉害。

德里克-我们已经在这里等了一分钟了。现在，那个热水的是什么样子的?

汤姆:全是红色，或者浅粉色。

德里克-你觉得这是怎么回事?

汤姆:我认为这可能是因为热水中的热量使颗粒更有活力，这意味着食用色素更容易通过热水扩散。

德里克:听起来很合理。你说呢，希娜?

汤姆:听起来是个完美的解释。我认为这里可能会发生两件事。首先，在热水中分子会运动得更快有更多的动能。当我们讨论热的时候，我们实际上讨论的是动能所有这些分子都在快速运动。这就是我们认为的热。

德里克:如果我们用巨大的显微镜观察这些粒子，它们会经常移动吗?

希娜-是啊，他们会在里面疯转的。所以这就是我最初认为会导致食用色素被打碎的原因。这是布朗运动:它们都被周围的热分子撞击。在冷水中，这些分子仍然在运动但是它们的运动速度没有那么快。然而，我认为可能还有另一种解释，我们很快就看到了。我想那是对流。表面顶部靠近冷空气的热水会蒸发并冷却，它将不再是碗中最热的水。由于热液体上升，下面的热水会上升并取代它的位置。然后你建立了这些水流，热水从下面不断上升，冷水被推下去。所有这些电流使混合物迅速混合。

德里克-好的，那么对流会在有温水的地方持续发生吗?

希娜-是的。只要容器的温度与周围空气的温度不同，它就会继续蒸发，你就会在表面得到这种冷却效果。

德里克:你已经谈到了两种不同的影响。我想这两件事同时发生是很合理的。

是的，我认为两者都会在某种程度上发生，但我们不能断定哪一个是主导的。

德里克:汤姆，你猜扩散与其中一种有关，但你现在对整个事情有更多的了解了吗?

汤姆:是的，很清楚。

德里克:谢谢。你喜欢吗?

汤姆:是的，很有趣。

德里克-谢谢你和我们一起做这个实验，下周我们会回来了解更多来自英格兰东部的科学知识。在那之前，再见!

克里斯-你能告诉我们，什么是疯牛病吗?

托尼:这种病会导致瘫痪、昏迷，然后死亡，是一种中枢神经系统疾病。这是这类疾病中的一种，但疯牛病很特别，因为它在20世纪80年代末突然出现在牛身上。到1990年左右，它从几乎不存在发展到每年约4万例。真正可怕的是，它被证明是可以传播给人类的，但传播效率极低。结果是在过去的十年里大约有100个病例发生在人类身上但是在牛身上却有成千上万的病例。

克里斯:如果你用一个非常强大的显微镜放大被感染的牛和人的大脑，传染因子的性质是什么?

托尼:这真的很不寻常，过去15年的研究表明，这是一种全新的疾病，不是由细菌或病毒引起的，而是由我们自己的某一种蛋白质折叠异常引起的。它很少会异常折叠然后形成异常折叠蛋白质的聚集体。这很奇怪，因为这种异常折叠的蛋白质似乎吸引了其他正常蛋白质并招募了它。如果你用一个非常强大的显微镜观察它，你看到的是这种物质的棒状聚集体，它们被称为朊病毒。你们听过朊病毒疾病这个术语，朊病毒疾病是由异常蛋白质引起的一类疾病。

Chris -不仅仅是疯牛病:在人类和动物身上自然发生的疾病有很多，在人类身上以不同的形式发生。

托尼:这种病有很多种。在羊身上叫做痒病;在人类中，我们知道一种叫做普通克雅氏病的疾病已经很多年了，这种疾病会在世界上的每个人群中自发发生。每年大约百万分之一的人患上克雅氏病，这种异常蛋白质的形成是自发发生的。当你开始回收同一物种时，风险就大了。其中一个著名的例子是库鲁病。在新几内亚高地一个特别偏僻的地区，他们将同类相食作为葬礼仪式的一部分。当人们死后，他们会把大脑的物质作为葬礼仪式的一部分吃掉。

克里斯:当他们这样做的时候，脑组织中的蛋白质是如何进入人的大脑的?

托尼:当你吃下一小块大脑时，它会进入你的胃，穿过胃壁进入淋巴系统。人们认为在淋巴组织和脾脏中它会扩张并开始吸收更多相同的蛋白质。然后它似乎沿着神经系统进入大脑，一直吸收更多的蛋白质，并像连锁反应一样转化更多的正常蛋白质。很明显，危险的事情是同类相食，并将食物回收到同一物种中。

克里斯-这事发生在英国是不是太不幸了?

托尼——我想这可能是对的。我认为我们只是非常不幸，因为几乎每个西方国家都在收集牛肉尸体的残留物，然后将其制成高蛋白补充剂，喂给更多的牛。所以我认为它可能发生在任何地方。

所以说，英国牛肉现在比以往任何时候都更安全，也许我们应该对其他国家的牛肉持怀疑态度。

托尼:嗯，我不想说任何关于其他国家的事情，因为我们最终会被起诉，但我认为你是对的。我们现在采取了特别的预防措施。首先，我们不会再把任何牛的材料回收到牛身上，我们也不再用骨粉制作肉。其次，我们不吃1996年之前出生的动物，1996年我们停止将食物完全回收到牛身上。第三步，我们会在屠宰前将所有危险的组织，比如淋巴和脑组织从胴体中移除，最后，当它们被送往屠宰场时，我们会对它们进行朊病毒检测。所以这是一个非常特殊的测试范围。因为我们不再把牛肉循环喂给奶牛，这个国家的疯牛病病例数量正在减少。现在比十年前低了一千倍。

克里斯-玛格丽特·斯坦利是剑桥大学病理学系的一名研究人员她花了很多时间研究人类乳头状瘤病毒，这种病毒会导致疣和疣，但也会导致宫颈癌。告诉我们你的研究。

玛格丽特:我的研究一直在问这种病毒是如何改变细胞的，更重要的是，我们如何在病毒感染的早期进行干预，以预防感染或预防其后果。

克里斯:病毒是如何引发癌症的，因为对很多人来说，这是一件很不寻常的事情?

玛格丽特:这很罕见。病毒的存在是为了制造更多的病毒，但作为它们生命周期的一部分，它们启动细胞进行分裂并制造DNA。如果在病毒复制过程中发生意外，当病毒制造自己的DNA时，病毒蛋白在错误的时间或错误的数量被表达，那么它们就可以改变细胞的行为。这就是这种病毒导致癌症的基本原理。这是个罕见的事故。

Chris -这与子宫颈癌有关是怎么被发现的?

玛格丽特:这一切都始于20世纪70年代。每个人都听说过巴氏涂片检查。加拿大有一位聪明的细胞学家他意识到你在巴氏涂片上看到的一些细胞和你在疣上看到的细胞类型是一样的。从宫颈癌的流行病学来看，我们一直认为这是一种具有传染性的疾病，所以一旦发现这一点，人们就开始努力寻找是否与这些病毒有关。下一个重大进展是一位德国科学家从宫颈癌中分离出病毒DNA，确定了它是什么，结果证明它是一种乳头状瘤病毒。

克里斯:有没有一些轶事证据表明，修女在患宫颈癌的人群中非常罕见，犹太人和穆斯林也很少受到牵连?

玛格丽特:基本上，你是对的。这是杜撰的故事。大约15,000名比利时修女接受了调查，其中只有一人患有宫颈癌。她戴面纱前的行为相当极端。

克里斯-所以这是修女们的薄弱环节。但你是怎么研制出疫苗来阻止这种病毒的?

玛格丽特:这又是一个棘手的问题。你需要做的是将人体第一次看到的自然病毒感染的蛋白质呈现给身体。换句话说，就是你产生抗体的那种蛋白质。由于各种原因，这对乳头状瘤病毒来说是非常困难的。微生物学，重组DNA技术，拯救了我们。你分离出制造病毒外壳蛋白质的基因。病毒就像一个鸡蛋:它有外衣和内部。所以你分离出制造外壳蛋白质的基因然后你把这个基因表达在像酵母一样生长得非常快的东西里。随着酵母菌的生长，它会表达基因并制造蛋白质，所以你会制造大量的病毒蛋白质。当你用这种方法制造病毒时，蛋白质就会形成自然形状。 In other words, it forms what we call 'the native shape'. It looks like a ball of wool with a set of railway lines. It's the ball of wool that you need for an immune response to be made.

克里斯:这在什么年龄有效?你需要在什么年龄的人接种这种疫苗来保证他们会受到保护?

玛格丽特:当你给某人注射预防性或预防性疫苗时，你必须在他们被感染之前注射。这是一种因性行为而感染的病毒。我得说每个人都明白这一点。这不是罕见的病毒感染。你唯一能从性生活中得到这么多的是怀孕，所以这很常见。所以很明显，你必须在人们开始性行为之前给他们接种疫苗。接种疫苗的最佳年龄是儿童时期。原因是儿童的抗体反应比成人好得多。我有个坏消息:一旦你进入青春期，免疫系统就会走下坡路，所以你要给孩子接种疫苗。所以最佳年龄可能是九岁或十岁。

克里斯-现在临床试验进展如何?它在人类身上，不是吗?

Margaret:是的，这是一项被称为三期试验的大型试验，目前我们已经获得了大约8000名女性的5年数据。我可以告诉你，这对接种过疫苗的女性是100%有效的。

克里斯:那么国际上有什么影响呢?

Margaret -这是第三世界最大的癌症杀手。这是一种预防感染的疫苗。

Chris -我想，这是一个敏感的话题，如果不使用动物研究模型，这是不可能发展起来的吗?

玛格丽特:当然。这依赖于兔子和狗，因为兔子和狗是有天然疣的动物，我们证明了病毒在人类身上起作用之前。

所以如果动物和狗真的感染了这种病毒，你真的可以治愈它们吗?

玛格丽特:你确实可以。

当你的电灯开关刚好在制作电路的边缘时，你正在创建一个几乎闭合的开关。在某一时刻，开关会产生火花。当你产生火花时，你会在电线中产生一点电流。然后火花将结束并再次断开电路。你会不断得到火花，每一个火花都会产生自己的电流。你的灯泡闪烁是因为电流在变化，而电流的变化会产生磁场的变化。变化的磁场产生变化的电流。所以当我们制造无线电波时，你得到的是一个发射器，它将一个变化的电场施加到一块金属(天线)上。在这块金属上上下移动的电流会引起金属周围磁场的变化，而磁场的变化又会引起金属周围空间结构中电流的变化。这种电流在时空中产生了磁场的摆动，所以你就得到了这种以磁场和电场交变的形式传播的波。 This propagates through space at roughly the speed of light. That's a radio wave. So why did your interfere with your radio? Well when you're just on the verge of completing a circuit with your light, it's creating enormous amounts of changing current in the wire. This creates lots of funny frequencies of radio waves at a fairly low power. These then come out around the wire, spread out into the room and are picked up by the aerial of your radio. They interfere destructively. In other words they cancel out the radio waves of the station you were listening to. That's why you get the interference.