恢复，修复，保留!

美国科学家发现，最近发现的一种抗菌素还可以对抗慢性、根深蒂固的感染，此前人们认为这种感染对治疗有抗药性显示。

这种被称为adep的酰基沉积肽抗生素于2006年首次被描述。这些分子是由一种叫做链霉菌属hawaiiensi这种细菌利用它们来抵御其他微生物的攻击。

它们的工作原理是激活细菌细胞内一个叫做ClpP的系统;这就像一台切碎机，研磨和处理扭曲或错误折叠的蛋白质，否则这些蛋白质会对细菌细胞的功能产生不利影响。

指定要销毁的有缺陷的材料通过ClpP粉碎机中心的一个小孔进入粉碎机，这限制了可以咀嚼的分子的大小。但是，当加入ADEP抗生素时，它会打开毛孔，使更大的蛋白质进入并被粉碎，包括对微生物生存至关重要的健康蛋白质。

在用这种药剂治疗之后，细菌有效地从内部将自己粉碎成碎片并死亡。这是众所周知的，但现在东北大学波士顿分校的科学家金·刘易斯和他的同事们发现，包括目前正在制造的一些合成衍生物在内的adep可能也能在其他治疗方法失败的情况下发挥作用。

具体来说，写在自然美国的一个研究小组发现，这种药剂对一种被称为“顽固者”的细菌非常有效。这个术语描述了一种现象——70年前首次被注意到——在培养物中只有百万分之一的细菌细胞突然出现，而且它们的生长速度非常缓慢。

实际上，它们以一种假死的状态存在，保持着完全的活力，但新陈代谢非常低，这使得它们超出了大多数抗生素的作用范围，因为这些抗生素往往主要针对快速生长的细菌。

因此，这些持续的，耐药的细菌是一个主要的医疗保健头痛，引起复发性组织感染以及植入物和导管的定植。刘易斯和他的团队测试了一种ADEP - ADEP4 -金黄色葡萄球菌持续程序细胞。

再加上现有的抗生素利福平，ADEP4完全消毒了培养的金黄色葡萄球菌细菌;它还能从生物膜内消灭细菌。生物膜是细菌在某些表面(如医疗植入物)生长时形成的一种排斥药物和免疫的保护结构。

传统上很难完全治愈的深层葡萄球菌组织损伤小鼠也被治愈了。使用常规抗生素治疗类似感染的对照动物在停药后均复发。

对经过ADEP处理的细菌进行的测试表明，细胞内超过200种关键蛋白质被分解，使它们无法存活。

将传统抗生素与ADEP结合使用，还可以通过攻击任何非持续性“快速生长”的细菌来防止细菌产生抗药性，否则这些细菌可能会发生突变，以对抗药物的作用。

但这种治疗方法可能不仅仅针对细菌。Kim Lewis和他的同事们在总结他们的论文时推测，“这种普遍的杀伤原理可能适用于其他生物体，并被证明在开发治疗真菌感染和癌症的疗法方面是有效的。”

本周的报告显示，2013年中亚和南亚的鸦片收成是有记录以来最高的。但什么是鸦片?下面是凯特·兰布尔和西蒙·毕晓普的快速火科学。

鸦片是从未成熟的鸦片中提取的干燥提取物罂粟籽荚。根据植物种类的不同，乳胶可能含有19%到91%的生物碱——包括止痛药吗啡和可待因在内的化学物质。

虽然少量的化学修饰可以将吗啡转化为海洛因，但几个世纪以来，鸦片类药物一直被用作药用止痛药和麻醉剂。

鸦片在10世纪到13世纪之间在欧洲和亚洲帝国传播，但它的使用记录甚至比这更早——埃及医学文献埃伯斯纸莎草书(Ebers Papyrus)规定鸦片可以让吵闹的孩子安静下来!

英国人从印度向中国交易白银和鸦片，以换取丝绸和茶叶。但在1838年，随着鸦片成瘾的增加和对白银需求的下降，中国人停止了所有贸易。

这导致了两场战争。最后，中国不情愿地与法国和英国签订了条约，允许贸易继续进行，并向西方开放了中国的港口。

吗啡于1804年首次从鸦片中分离出来，并以希腊梦之神墨菲斯命名。

当大脑和脊髓中的受体被内啡肽激活时，疼痛神经元就不能放电。吗啡代替内啡肽产生同样的效果。

但不仅仅是罂粟会产生吗啡——我们也可以。人类白细胞可以释放吗啡到血液中，对邻近细胞起到激素的作用。

基于鸦片的麻醉剂有许多副作用，包括疾病和精神错乱，所以现代手术通常使用非阿片类化学物质。吗啡仍然是常用的止痛药。

由于鸦片可用于娱乐性药物，所以鸦片类药物筛查很常见。1990年，美国一名从未违反过任何法律的资深警官，在其中一项测试中失败了，因为他所做的只是吃了4个罂粟籽百吉饼。

然而，罂粟籽每公斤含有4到200毫克的吗啡，所以你需要吃很多种子才能感觉到任何效果。

当英国广播公司录制旧录像带时，《神秘博士》的许多情节都丢失了。今年早些时候，这部20世纪60年代的经典科幻电视剧的9集被发现在尼日利亚一家电视台被修复。凯特·兰布尔会见了制片人保罗·瓦尼齐斯和视频修复专家彼得·克罗克，他们把这些视频重新拼接起来。她首先问，这么多年过去了，你希望找到什么样的电影?

保罗:如果条件真的很完美，那么电影就会和最初制作时一样好，但我们生活在一个不完美的世界里。我们说的是16毫米的胶片。你遇到的第一个问题是，它们被刮伤了，它们被剪掉了，广播公司不得不在里面放广告，然后再把广告剪掉。胶水和胶带正在变干。在乳剂方面，它与乳剂发生反应，变得非常粘稠。那种胶水渗到胶片上，使胶片变色了。我们面临的另一个问题要追溯到40年代。实际上，我想这要追溯到很久以前，那时候胶片是用硝酸盐制作的硝酸盐是很容易爆炸的。于是，柯达和其他胶片制造商放弃了硝酸盐因为它基本上是危险的，并创造了安全胶片，一种醋酸纤维素薄膜。这就是现在引起这些问题的薄膜因为如果它被储存在潮湿，温暖的环境中，薄膜中的醋酸开始分解，它基本上吸收醋酸。 This acetic acid gives you this characteristic of vinegar smell coming from the film. The film goes from being a bit smelly to - in really bad situations - it will either plasticise, so it will leech out the acid into the emulsion and then the whole thing becomes a soup, or it will shrink. And the emulsion which is gelatine sitting on the surface of this acetate base, gelatine doesn't shrink, but the base does. And so, the whole thing separates apart and you've got an unplayable film. The problem with these films is, if we put them on a telecine machine to transfer them as soon as we got them out of the cans, they would've just fallen apart on the machine. So principally, what we're doing here is, we're not trying to restore the physical film. Our ultimate intention is to restore the image. And so, once the film leave my hands, they're wound off and within minutes, they're transferred in high definition. Then once it's in a form that we can work with, that's the point where the actual image restoration begins.

凯特-《神秘博士》最新修复的剧集之一是《恐惧之网》，主角是帕特里克·特洛顿时代的标志性反派雪人。在这个故事中，医生在伦敦地铁上遇到了这些毛茸茸的机器怪物。所以，当我听说我要去中央线去见数字修复专家时，我很震惊保罗把录像交给了他。我是说，我觉得车厢里没有雪人。

Peter -我是Peter Crocker，我是SVS的视频修复专家。我把高清视频文件，加载到我的电脑系统上，然后我就可以开始处理污垢，划痕，通常是对图像进行处理，因为在那个阶段，图像都是1和0，还有像素。

凯特:你为什么想要高清的?原来的《神秘博士》应该不是高清的。

彼得-虽然底层图像的分辨率很低，但实际的污垢是非常高的清晰度。现在，如果我们在正常的电视清晰度下扫描，那么划痕可能是一个像素宽，底层图像可能会穿过非常精细的细节——某人的眼球或某人的头发。要去除划痕而不留下明显的痕迹是非常非常困难的。

凯特:所以，高清是为了看到污垢而不是原始图像。

彼得:完全正确。

凯特:我们能看看这些照片吗，你是怎么想到的?它看起来像什么，30年前的东西吗?

彼得-我这里有一点是一架直升机降落在田野里的视频片段。如果我播放它，图像实际上是非常不稳定的。它像疯了一样上下抖动，从一边到另一边。上面有很多脏东西。屏幕上有黑色的闪光，这就是录像带被撕下的地方。

它看起来有点像那些古董照片。这受到了什么影响?

彼得:这是很多事情的结合。画面上的一些问题实际上在当时就存在，这是人们在电视上接受的一部分。我们在这个年龄段的节目中看到的许多损害只是磨损。这里有一小部分是拼接的，有几个框架真的严重损坏了。例如，它们必须完全被CGI取代。

凯特-那你是怎么处理掉的?你需要像在Photoshop上那样，把每个像素都去掉吗?

彼得:如果受影响的区域很小，就可以这么做。但通常情况下，也会出现几何形状变化的问题，因为整个胶片都扭曲了。在这些情况下，我们使用稍微聪明一点的技术，真的，包括分析周围帧中单个像素的运动。通过实际评估图像中每个像素的运动，你可以绘制出它们在缺失帧中的位置，你可以生成完全合成的替代品。但我们也会用同样的运动分析技术来消除它的不稳定性。所以，我们之前提到了电影的抖动，在它被修复后，现在运行，所有的抖动都消失了，它坚如磐石。

凯特:你能给我展示一下你是如何去除一个特定的抓痕吗?

彼得:所以，我们这里有一个叫做DIAMANT的电脑程序，是几个可用的修复软件包之一。我们现在看到的是《神秘博士》一集的一段严重受损的片段，带子被划得很厉害。这在最初的广播中是可以看到的——很多长长的黑线，还有很多很多的白点和线。

凯特-你有点希望能一帧一帧地看下去。这个复原需要逐帧进行吗?要花这么长时间吗?

彼得-对这种伤害，是的。

凯特:如果你要一帧一帧地处理像这样严重损坏的东西，那么一集需要多长时间?

这是25个片段，每个片段花了2周的时间来修复。

凯特:那么，在那几周结束的时候，你会一帧一帧地了解整个情节吗?

彼得:这是一个奇怪的情况。有一些项目，由于技术的发展，可能在12年前恢复了它们，然后又会出现。有几次我真的不记得节目了，但我突然看到一点脏东西，就说，“我记得那一点脏东西”，这说明人类的大脑是多么奇怪。

凯特:是的，当然。我们刚刚看到了这些白点，我们设法删除了5到6个，并在几分钟内改进了其中的一个帧。看到最后的结果并说:“哦!我已经把这些都清理干净了。”

当你比较原版的时候…

凯特-所以，这是原始的所有点。

彼得-所有的点。这并不是很好。

凯特:看着它会让人分心，因为你最后看到的是那些点的移动，而不是人。

彼得:没错。这是不够的。所以，修好之后，它…

(播放视频)

彼得:你只是在看节目。

凯特:完全从看错误变成看节目了。我想这就是你最后想要的。

彼得:是的，没错。我把自己比作一个擦窗户的人。我并没有让视图有什么不同，但希望，这对看视图的人来说是一个更好的体验因为他们不再看到脏窗户了。

人体有一种神奇的自愈能力，但有时需要一点帮助。克里斯·史密斯去剑桥大学的材料科学系找露丝·卡梅伦谈话在她之前，塞蕾娜·贝斯特，听听他们如何帮助组织自我修复。

瑟琳娜-我们在努力解决各种不同的问题，这些问题发生在身体的各个部位。从整形外科的问题，我们有退化的组织随着年龄和创伤，但也看组织再生当有人有心脏病发作，例如，我们如何帮助修复心脏?

克里斯:听起来像是，在某些情况下，建立一个新的身体部位来植入，而不是真正建立一些帮助身体恢复正常的东西。

瑟琳娜:是的，当然，这是我们的最终目标，思考我们可以鼓励身体自我修复的方式。为了做到这一点，我们需要创造一个环境，我们想要鼓励身体细胞迁移。

克里斯-你是怎么做到的?

瑟琳娜:我们感兴趣的是制造多孔结构，我们称之为支架。这些毛孔不只是像航空棒一样坚固它们实际上允许细胞迁移到植入物的中心并在植入物内部移动这样身体就有希望在适当的时候自我修复。

所以细胞，血管，这个支架最终会消失吗因为身体会溶解它并用自己的组织代替它?

瑟琳娜-当然，是的。对于我们在这个特殊应用中植入的任何植入物来说，理想的情况是我们启动身体自我修复，然后过一段时间，植入物会消失，分解成自然副产品，然后被体内的自然系统带走。

克里斯-露丝，你们是怎么做脚手架的?

露丝——我这儿有一个。这是一个由胶原蛋白制成的支架，胶原蛋白是人体软组织中主要的蛋白质之一。这是由冰模板路线使用冷冻干燥。我们要做的是将稀释的胶原蛋白溶液和其他一些碎片混合在一起。你把整个东西冷冻起来，冰就会形成冰晶，但是胶原蛋白不能成为冰晶的一部分，而只是被推到这些小冰晶的边缘。然后你从冰中分离出来，这意味着你可以直接从冰变成水蒸气，你留下的是原始冰晶的幽灵结构，它形成了胶原蛋白的多孔结构，然后我们可以稳定它。就是瑟琳娜说过的这种开放的多孔结构细胞现在可以进去了。

克里斯-它看起来有点像我买的最后一台电脑的包装泡沫，当它通过邮政来的时候。我的意思是，那几乎是一种聚苯乙烯，不是吗?所以，如果我切开它，我会看到很多相互连接的小毛孔和孔，以及细胞可以爬进去的通道。

露丝-这正是你会看到的。如果你想想膨胀的聚苯乙烯，那也是一种泡沫结构，但不同的是，当然，它是由胶原蛋白制成的。但它也是开放的毛孔。这意味着孔隙不是封闭的单个实体。它们都是连接在一起的，因此，细胞有途径进入它们的中心，做它们需要做的事情。

克里斯-那个看起来像是直接从我冰箱里的冰块托盘里拿出来的。你能做出任何形状或大小的吗?

露丝:是的!你可以制作各种尺寸和形状的。不仅仅是宏观上看起来像这样确实有点像冰块，你还可以想想冰晶生长的方式。

然后将其植入组织中，让细胞在其中生长，并进行某种修复。但是你可能需要不同种类的细胞，不同的形状，不同的结构来修复不同的组织。

露丝:我们可以，而且我们一直在增加我们的知识。这是许多正在进行的研究的方向。所以，这就是考虑毛孔的形状和你试图指导细胞的结构。但我们也可以做其他事情。所以，不仅仅是胶原蛋白你还可以考虑其他的生物大分子它们会给细胞提供不同的线索。你需要考虑它的力学，它有多软，细胞会经历什么，整个结构会经历什么更宏观的，生物力学的。你也可以考虑通过把肽序列放在这些孔表面来控制这些孔表面的生物化学反应。这意味着某些细胞会想要坐在那里或者迁移而其他细胞不会有附着点，所以你可以开始对结构内部发生的事情进行编程。

克里斯-瑟琳娜，你们现在可以用这种技术修复哪些东西?

瑟琳娜-我们开始研究软骨修复。

克里斯-软骨在关节里。

瑟琳娜-是的，没错。特别是，如果你想象一下你膝关节的软组织，人们有各种各样的眼泪和损伤，这可能是由于运动损伤或仅仅是由于年老。所以，这些胶原蛋白支架最初的想法是使它们既能与我们接触的骨头相容，又能使它具有软骨的机械特性。

克里斯-你做了一个小贴片你可以把它放在关节上取代软骨然后让它在以前患有关节炎的人身上自我再生。

瑟琳娜-没错。我们对开发心脏贴片形式的胶原蛋白支架也很感兴趣。所以，我们可以在心脏上放一个贴片，通过手术把它缝合起来，但它会在那里运送细胞，帮助心脏病发作后的病人康复。