你的尿布里有什么?

恒星会在星系外形成吗?耳鸣的原因是什么?力的传播速度有多快?为什么眼镜反着戴还能正常工作?膨胀的宇宙正在撕裂……
2012年1月8日

恒星会在星系外形成吗?耳鸣的原因是什么?力的传播速度有多快?为什么眼镜反着戴还能正常工作?膨胀的宇宙正在撕裂星系吗?地球上有新的水产生吗?另外,新卫星探测月球的新闻,斯特拉迪瓦里琴声的科学方法,以及基于黑猩猩病毒的疫苗如何预防丙型肝炎。另外,在厨房科学方面,戴夫打开尿布的内容…

在这一集里

SARS蛋白酶3Clpro结晶的x射线衍射图。(2.1埃分辨率)。

-爆炸x射线衍射

已经开发出一种测定晶体结构的新方法,即使会使样品爆炸,也能测出晶体的结构。

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。

x射线衍射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。

为什么我们看不到路灯下的彩虹?

戴夫:好的。这可能有两个影响。其中之一就是路灯的亮度比阳光要低得多。我只是做了一个快速计算。我认为那里的亮度是阳光的千分之一,你可能会注意到,当光线变得非常非常暗淡时,你很难分辨出颜色,因为当光线非常暗淡时,你的眼睛对颜色的敏感度会降低。所以即使那里有彩虹,你也看不太清楚。有了一些路灯,它们就会形成一道彩虹。你必须把目光从路灯上移开,但它太暗了,你根本看不见它。

但是还有另一种效果,那就是很多路灯都有彩虹的所有颜色,尤其是那些很黄的灯,它们实际上只有一种颜色,一种纯橙色。你通常能看到彩虹的原因是因为白光把彩虹的所有颜色混合在一起,所以雨水可以把它们分开,你可以在不同的地方看到它们。但是如果光是橙色的,雨滴就不能把它分开,所以你只会看到橙色,所以你就看不到彩虹的颜色了。克里斯-实际上你得到了一个橙色的彩虹。戴夫:是的,我们得到的是“桔红色”,而不是多色的。

Chris -你为《脆包烟花书》做了一个实验我们很久以前做过用你的汽车指示灯和路灯来显示这种效果,对吗?

戴夫:没错。如果你在黄色街灯下看任何颜色鲜艳的东西,它看起来都是灰色的。实际上,它只是看起来像橙色和黑色。那里根本没有颜色,但是如果你把它放在正常的光线下,或者在白色的手电筒下看,它看起来是彩虹的所有颜色,即使你在橙色的指示灯下看,你经常会看到彩虹的一些颜色因为它是绿色,红色和黄色的混合物。所以你会看到一些颜色,但在路灯下,你只能看到一种颜色。

克里斯:做橙子的方法不止一种。戴夫:做橘子有很多种方法。

力的传播速度有多快?

克里斯-好的,你有一个装满球的管子你要在球的一端施力你想看看力在球的集合中传播的速度有多快,对吧?

多米尼克-现在发生的是当你推管子的一端时它们会把其中一个球稍微压缩一下然后会对管子上的下一个球施加一个力这个力会压缩管子上的下一个球。这种压缩只能以光速传播,因为没有任何影响的传播速度能超过光速。你在这里实际施加的力是电磁力,所以你手里的质子和电子会对球里的光子和中子施加电磁力,使它压缩。

戴夫:事实上,它可能会比光速慢得多,因为你所做的,通过像这样快速地推动物体,是在向它发出声波,而音速实际上是信息弹性地通过材料的最快速度。对于像钢球这样的物体,我认为这是每秒5到6公里,比空气中的声速快得多,但与光速相比仍然很慢。

阿波罗12号拍摄的月球

05:32 - GRAIL在月球周围定居

新年期间,一对新的美国宇宙飞船进入了月球轨道,目的是以前所未有的细节测量月球的重力场。

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。

月亮一旦到达那里,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。

为什么眼镜戴反了还能戴?

戴夫-这一切都与镜头的工作方式有关。透镜折射光线的原理是光线在玻璃中比在空气中传播得慢。所以当光束以一定角度照射它时,它首先照射的那一边的速度会减慢,这就会使光线旋转一点。就像你在开车,你把一个轮子开到沙子上,车就会转起来。这有点像光。光线在进入镜片时发生弯曲,当光线离开镜片时,第一个离开镜片的光线会再次加速。使它向相反的方向旋转。所以,如果光进入一块两面平行的玻璃,它进去的时候会弯曲,但出去的时候弯曲的方向正好相反,也就是说它会沿着开始的方向前进。但是如果你让这块玻璃上的两个角不平行,如果它的两边都是弯曲的,那么它在两边的弯曲程度就会不同。这意味着如果它是一个会聚透镜,它最终要么指向内,要么指向外,如果它是一个散透镜。 If you flip the lens over, even though on the lens from apair of glasses, the two sides don't look identical, it will still be thicker on the outside than on the inside, or thinner on the outside than it is on the inside. And so, the light will also be bent in the same direction it would be otherwise. Although it might not produce quite as good an image, because they put different curvatures on each side to do some very cunning optimisation on the optics.

膨胀的宇宙正在撕裂星系吗?

多米尼克-宇宙在膨胀因为它是由大爆炸形成的大爆炸是宇宙开始时的一次大爆炸它将动量和惯性赋予了宇宙中所有的物质在最初的50万年里物质的分布是平稳的。

大约50万年后,你进入了一个我们称之为黑暗时代的时代,宇宙中第一个结构开始形成。当时发生的事情是在宇宙的某些地方密度过大,那里有很多物质被压缩在一起,引力强大到足以把这些物质拉到一起让它们被引力束缚成一个我们称之为星系的结构。

所以,大爆炸产生的物质的初始速度被重力克服了所以,星系中物质的运动完全由星系中的引力决定。单个星系将会分开,因为它们没有引力束缚。它们的速度仍然由大爆炸给出的速度决定。但在星系内部,现在一切都是重力。

克里斯-所以,即使宇宙作为一个整体变得越来越大,如果我测量地球和冥王星之间的距离,即使在我们的太阳系中地球和冥王星之间有很大的空间,60亿公里左右,这个空间实际上并没有变得更大吗?

多米尼克-是的,无论这个距离是否在改变,它都将完全取决于太阳系中所有行星的引力。

宇宙中已知的最古老的行星是什么?

多米尼克-这个问题很难回答。我们很难确定太阳系外行星的年龄,因为我们不知道它们是由什么构成的。我们只能看到它们对其他天体的引力影响。所以,它必须是我们太阳系中的一颗行星,大约有45到50亿年的历史。所以,我们太阳系中所有的行星年龄都差不多是50亿年。

克里斯-但不可避免地会有一些更老的我们还看不到的?

多米尼克-是的。

为什么在钠路灯下颜色看起来不一样?

戴夫:这与你的大脑试图解释颜色信息的方式有关。你的大脑试图考虑到不同的光源实际上看起来非常不同。如果你见过在室内用相机拍摄的照片,这是为了弥补这一点——在普通的白炽灯泡下,它看起来非常黄,你的大脑会立即试图弥补这一点。你实际上看到的是整个物体看起来是不同类型的橙色,不同的橙色点,因为只有一种颜色。但是你的大脑试图弥补光线是橙色的事实,因为所有东西看起来都是橙色的,它假设任何能反射橙色的东西都可能是白色的,而不是黑色的东西。所以,你会把它解读为白色,因为你的大脑在进行补偿。Chris,我被南非的一些人问过类似的问题为什么当你看有红色道路的法令调查地图时例如,如果你在红色火炬下看它们,为什么红色道路看起来不是奇怪的颜色这是同样的问题,不是吗,Dave?戴夫:事实上,如果你看红灯下的红色道路,它们完全消失了。白色反射红色,红色也反射红色,所以它们看起来一样。

在美国德克萨斯州波特兰的一所房子里拍摄的一只美洲蟑螂

16:08蟑螂燃料电池

一种燃料电池已经被开发出来,它可以消耗昆虫体内的糖....

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。

在美国德克萨斯州波特兰的一所房子里拍摄的一只美洲蟑螂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!

原声和电小提琴

19:10 -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,音乐专业人士无法分辨出著名的斯特拉迪瓦里(Stradivarius)和瓜内里(Guaneri)的名字在小提琴上的声誉受到了损害。

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。

原声和电小提琴一个由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?”

耳鸣的原因是什么?

克里斯-我们耳鸣最常见的原因是我们听到的声音太大了。你的内耳里大约有16000个这种叫做毛细胞的小东西。内耳包含一个叫做耳蜗的结构,它可以将声波振动转化为脑电波——神经能量。它这样做是因为这些微小的毛发开始振动,当它们振动时,它们会在它们附着的细胞表面打开一个小通道,或一个孔。这个孔让钾离子进入细胞并改变细胞内的神经活动。然后通过神经系统将信号传递到你的大脑,并将其解释为听到噪音。

如果你暴露在非常大的噪音中,或者噪音太大持续时间太长,那么这些毛发的尖端就会脱落,阻塞频道一段时间。这意味着更多的钾离子会进入细胞,因此细胞持续保持活跃,所以即使没有声音,你也能听到声音。幸运的是,这些神经尖端或发梢可以重新生长。但是如果你暴露在非常非常非常大的声音中,或者长时间暴露在非常大的声音中,你实际上可以撕裂所有这些所谓的立体纤毛,毛细胞,细胞就会死亡。我确实读过一段话,当你站在地铁上,一列大火车轰鸣而过,每次都会有一些细胞死亡。所以随着时间的推移,随着年龄的增长,你会失去这些东西,不幸的是,一旦你上了年纪,你就会失聪。戴夫:那么是什么导致铃声持续很长时间呢?如果细胞死亡,还会产生这种噪音吗?克里斯:一旦你得了慢性疾病,你可能会从大脑中移除耳蜗的输入,这些输入与那些细胞发出的信号的特定频率相对应。大脑以为自己聋了,于是打开了“扩音器”。 The brain listens a bit harder for the sounds it's expecting and they're not coming, so it turns it up a bit more. It's a bit like what happens when you're tuned to a radio station and it's not a very good signal - when you turn the radio up, you hear some hiss in the background. If you keep turning it up, the hiss gets louder, and louder, and louder, and that's effectively what the brain is doing, or at least that's one model of what we think the chronic problem, known as tinnitus, actually is.

宇宙中的第一批恒星在大爆炸后大约4亿年出现。WMAP数据揭示了时代。

星系外能形成恒星吗?

多米尼克·福特给出了这个答案……

多米尼克:恒星是由我们称之为分子云的气体云形成的,当这些气体云的自我引力比气体压力更强时,它们就会形成,而气体压力是把这些气体云向外推的。你可以得到一种长期的重力失效,整个云坍塌成极小的点,开始融合,成为一颗恒星。实际上很难触发云的密度足以坍塌的初始条件。你通常需要一些东西来给它一些压缩来启动这个过程。一个最有可能的候选者是附近的另一颗恒星变成超新星,或者如果你在像银河系这样的螺旋星系中你穿过其中一个螺旋臂,那是一个密度声波如果你穿过那个声波,你被压缩了,这就导致了一颗恒星的形成。

在星系间空间中没有任何过程能导致分子云像那样坍塌所以我不知道有什么理论能让恒星在星系间空间中形成。但可以肯定的是,恒星可以从星系中剥离出来,然后在星系间空间中自由漂浮。例如,如果两个星系彼此靠得很近,那么这两个星系的外围就会以很高的速度被抛入星系间空间。它们形成了我们所说的长串恒星从星系延伸到星系间空间。

为什么我们在日落时看到绿色的闪光?

你看到的最后一点太阳在地平线下实际上是太阳已经在地平线下的时候,你看到的是被大气弯曲的光,有点像棱镜里的光它实际上是向你弯曲的。红光比绿光弯曲小绿光比蓝光弯曲小。所以,当太阳下山时,你能看到的最后一束光会是蓝色的,在那之前你会看到绿色,再往前一点你会看到黄色和红色。但是通常情况下,大气太脏了,如果你看不到蓝色,因为蓝色会被散射出去,因为天空是蓝色的,所以蓝色就不存在了,而且通常情况下,大气太脏了,看不到绿色。但如果你碰巧在一个非常非常干净的大气中,这通常会发生在海上,因为海上大气中的灰尘更少,因为那里的灰尘更少。如果天气非常非常平静,你有时会看到绿光被大气折射,你就会看到绿光,这是非常罕见的。我认识一个人,他看过好几次。

水滴

我们的星球上有新的水形成吗?

克里斯-答案是肯定的,有!

如果我们说呼吸的过程,这是最好的例子,如果你看看地球上每一个生物都在进行的代谢过程,我们所做的主要是燃烧燃料;比如糖,葡萄糖,C6H12O6,然后与氧(O)反应2),反应的产物是一氧化碳2 -二氧化碳,你也猜到了,氢2O -水。

你所做的实际上是重新排列了糖分子中的一些原子,将它们与氧混合,就得到了一些水新创

所以在这个反应中有水产生,同时,你有植物,它们从太阳那里收集能量它们利用光合作用的过程来驱动逆向反应;所以它们从空气中吸收二氧化碳,它们把二氧化碳和从根部吸收的水混合,如果你把二氧化碳2和H2O,而来自阳光的能量反过来驱动方程,你就得到,你猜对了,C6H12O6你又回到葡萄糖了!

所以,尽管地球上没有新的原子产生(除了放射性衰变),但是,这些原子有了新的排列——新的分子——所以你通过重新排列原子来制造以前不存在的水……

核磁共振成像和功能磁共振成像有什么区别?

它们都使用相同的原理——磁共振成像。核磁共振成像实际上应该叫核磁共振成像,但是他们去掉了核磁共振成像,因为它吓到了人们,尽管它在任何方面,形状或形式上都不危险。它所做的是观察原子核。事实上,在核磁共振中,它观察的是原子核,氢原子的原子核。如果你把它们放在一个非常强的磁场中,就会影响它们与无线电波的相互作用,然后通过一个非常复杂的数学运算和一些大型计算机,基本上你可以让你身体的不同部位处于不同强度的磁场中,这意味着它们与不同的无线电波相互作用,通过在很多不同的方向上保持磁场的变化,做很多困难的数学计算,你可以勾勒出氢原子在你体内的位置,以及它们在它们所处的分子中的化学结构。Chris -是的,这基本上就是他们在做的如果你想做功能性磁共振成像,他们所做的是观察血液中的氧含量,所以,你推断出有多活跃,假设你在看大脑你想知道,当我做某项工作时,这部分大脑是否活跃,你可以观察血液的含氧程度因为大脑中更活跃的区域消耗更多的能量它通过燃烧更多的葡萄糖和更多的氧气来获得更多的能量。因此,它增加了血液供应,你可以用它来衡量。戴夫,我觉得有一个他们可以做的第二件事是,他们可以看血液的流动,因为他们可以magnetise你的整个身体很快用无线电波,然后他们可以看看磁化移动你的身体,他们可以在任何地方看的感动和感动,有可能将血液流动,这样他们就可以计算出血流通过体内移动。

苏门答腊岛Buket Lawang猩猩康复中心的一只苏门答腊猩猩。

33:21 -跑酷和灵长类动物运动-行星地球在线

自由奔跑,或跑酷,正在帮助科学家了解猩猩是如何在森林树冠上移动的……

跑酷和灵长类动物运动-行星地球在线
Suzanna Thorpe,伯明翰大学

克里斯-如果你想想电影的开场皇家赌场在电影《007》中,詹姆斯·邦德追逐一个恶棍,他时而摇摆,时而滑行,时而跳上起重机,时而越过各种屋顶。这实际上是一项被称为自由奔跑或跑酷的运动,它现在正在帮助伯明翰大学的科学家了解人类最近的亲戚之一猩猩是如何穿过雨林的树冠的。行星地球播客主持人苏·纳尔逊会见了来自大学生物科学学院的苏珊娜·索普博士,以了解更多……

苏珊娜:我们在这里做的是用跑酷运动员作为一个在复杂环境中移动的大型猿的类比。我们让它们绕着我们制作的攻击路线移动,这是它们从未见过的,我们要记录它们在攻击过程中的能量消耗。我们做这项研究的原因是,猩猩和其他类人猿在热带森林的树冠上活动,那里的树枝在它们的体重下非常灵活,因为这种动物太大了。这里我们有很多支撑物,我们可以让它们像森林中的树枝一样运动,我们可以设置攻击路线,使其非常复杂,就像在森林树冠上移动一样,我们可以混淆支撑物的行为。所以,我们可以让看起来很硬的支架变得柔顺,也可以让看起来很柔顺的支架变得很僵硬。这模仿了大型猿类在树冠周围移动时所面临的挑战,当它们必须向前看,并在无法测试的情况下判断它们可用的支撑物将如何表现。

苏门答腊猩猩Brendan -我要做的最好的挥杆方式是,我向上跳,向后跳,一只手臂向上,摆动到另一边,当我到达终点时,把一只手臂向下摆动……

苏-在这里帮助科学家的运动员是来自EMP跑酷的布兰登·莱利。基本动作是什么?

Brendan:一个简单的跳马动作是猫传,就像体操中的跳马一样。你有井字棋,就是踢开一堵墙,把自己推得更高或更远。你有一个速度跳马,这是一个非常有效的跳马,只用一只手,然后有一堆其他的效率较低,但同样有趣。然后我们做的主要事情是精确,就是从一个东西跳到另一个东西,或者如果你用手抓住,那就叫做手臂跳跃。

苏:你觉得帮助科学家们研究灵长类动物的运动方式怎么样?我想你不会觉得被侮辱了吧?

布兰登-一点也不。我喜欢猴子,我喜欢猿猴,我希望我是一只长臂猿。我想我前世可能是这样的。这听起来很奇怪,但我们尊敬灵长类动物。我们观察他们的动作,这非常鼓舞人心。我认识一些人,他们去了世界上不同的地方,只是为了看看猴子是如何运动的,并和它们一起训练。我认为这很棒。

苏:为了计算出跑酷运动员在跑完全程时的能量消耗,你需要做一些测量,这就是刘易斯·哈尔西博士的工作。他是伦敦罗汉普顿大学环境生理学高级讲师。那么,路易斯,你要测量什么,你要怎么测量?

刘易斯:我们最感兴趣的是跑酷运动员在穿越赛道时的能量消耗,因为他们使用了各种各样的设备。我们将通过测量它们的耗氧量来测量。所以,我们要在他们的背上,装上一个便携式氧气分析仪。它会有一个面罩,同时测量人的耗氧量和二氧化碳排放量,这些都被传送到电脑上。因此,我们可以实时地看到他们使用的各种设备的各种成本。还有一个额外的问题,在某些情况下,它们可能部分地使用了无氧代谢途径而分析仪无法检测到这一点因为它测量的是有氧途径中涉及的氧气消耗。

苏-苏珊娜,这是一个了不起的实验,我迫不及待地想知道结果会是什么,但是有一个很重要的原因,不是吗,做这个项目?

苏珊娜:这很重要,原因有很多。第一,从理解人类进化的角度以及所有类人猿的共同祖先所面临的挑战以及我们的祖先在部分树栖部分两足行走时所面临的挑战。其次,从保护或生态的角度来看,如果我们更多地了解猩猩在树冠层面临的挑战以及它们找到的解决方案以及这样做的能量成本,那么我们就可以更好地为它们构建保护策略。据预测,如果我们不采取措施,它们将在十年内在野外灭绝。因此,找到最有效的方法来构建栖息地或为它们选择最有效的栖息地进行恢复,是帮助保护它们的好方法。

虹吸管在自由落体时能起作用吗?

多米尼克-是的。当你在自由落体时,你基本上处于零重力状态,因为你的航天器的所有部分都以相同的速度向地球下落,通常情况下,你会感受到重力,因为“我感受到地球对我的吸引力,我被我下面的椅子阻止了,所以椅子必须把我推起来,以阻止我向地球下落”。戴夫:唯一可能略有不同的是,他们必须仔细设计他们的实验,他们只有2秒的自由落体。如果他们在自由落体之前就已经开始虹吸,水就会有很大的动量,这种动量会让水持续流动很长时间。所以他们得在它掉下来之后打开阀门什么的。否则,他们就没有做一个公平的测试。

布谷鸟怎么知道自己是布谷鸟?

克里斯:没有人能绝对确定,但有一种理论认为,杜鹃的父母可能会去他们戴绿帽子的鸟巢,并在雏鸟长大的时候去看望它们,这样它们就会在它们身上留下印记,因为鸟类的一个特点是它们会留下印记——换句话说,它们会把养育它们的东西当作父母——你可以让它们在无生命的物体上留下印记。如果你有一只鸟,你让它接触打开和关闭的门,它最终会认为这扇门是它的妈妈,它会奇怪地跟着一扇门走,所以,一种理论是,杜鹃的父母偶尔会来拜访,所以杜鹃认识到它真的是杜鹃。或者有其他一些基因编程的先天行为在里面。

慢性丙型肝炎感染并发肝硬化患者肝细胞癌的组织病理学图像。苏木精伊红染色。

黑猩猩病毒接种丙型肝炎疫苗

全世界有超过1.7亿人感染丙型肝炎,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们的方法——通过添加零件……

黑猩猩病毒可预防丙型肝炎
与牛津大学Paul Klenerman教授合作

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丙型肝炎病毒的电子显微镜疫苗?

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。

大西洋热液喷口

46:56 -蜘蛛虫,探索通风口,耳聋和膨胀的线索!

产蛛丝的蚕,在南极洲热液喷口发现的新物种,一种为耳聋提供新见解的基因,以及今年肥胖背后的科学……

蜘蛛虫,探索通风口,耳聋和肥胖的线索!
犹他州立大学的兰迪·刘易斯;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。

铅屏障能保护我们免受太阳风的伤害吗?

是的。事实上,这项技术已经在国际空间站上进行了测试,以便在太阳风爆发时保证宇航员的安全。事实上,他们不倾向于使用铅,因为铅很重,很明显,重量在国际空间站非常重要。但一层薄薄的金属或塑料就足以使颗粒偏转。

当照镜子的时候,为什么左边会变成右边?

多米尼克-这真是个很好的脑筋急转弯。事实上,当你照镜子的时候,没有什么是颠倒的。当你在镜子里看着你的左脸时,它就在你所期望的左边。但是如果我转过身去看戴夫我就得把自己转一转然后把我对左右的定义颠倒过来这样一来,我对左右的定义就和戴夫的相反了,所以我看到他的右边在我的左边。戴夫-这是否意味着如果你转过身来,而不是向左或向右,你你只是做了一个前滚,把你自己向上翻转,所以你转过身来通过翻转你自己来看着我,上下会互换吗,而不是左右互换?多米尼克-完全正确。我想我不会在演播室里尝试,但如果我倒立着看你,我看到的是上下颠倒的,而不是左右。克里斯-这在你的空间科学领域很重要吗当你用望远镜之类的东西看的时候?多米尼克-是的。当然,有了望远镜,不同的侧面,左右,上下在不同的光学系统中会倒转你确实需要担心这个,是的。

太阳镜

57:32 -太阳镜会导致晒伤吗?

太阳镜是否会欺骗你的身体,使其无法释放足够的黑色素来保护你免受太阳有害射线的伤害?

太阳镜会导致晒伤吗?

我们向剑桥分子生物学实验室的科学家米克·黑斯廷斯提出了这个问题,他对这个问题给出了一些解释……

米克-底线是,不,但这是一个有趣的问题。黑色素是在皮肤本身对光线的反应中产生的。它不是来自任何腺体,但有一种叫做松果体的腺体——不是脑下垂体,是松果体——它产生一种叫做褪黑素的东西。

有趣的是,褪黑激素可以影响两栖动物皮肤的色素沉着。事实上,它就是这样被发现的。但褪黑素对人体皮肤没有影响。

实际上是黑色素让我们在阳光下变得更黑。这背后还有另一个简洁的生物学原理,也就是说,近年来,人们在视网膜上发现了一组全新的光反应细胞,叫做内在感光性视网膜神经节细胞。它们与让我们看到周围的世界没有任何关系,但它们让我们感受到光的强度和质量的变化。这些细胞对我们的情绪、生物钟和昼夜节律有非常重要的影响。

所以,在某种程度上,如果一个人戴上太阳镜,它不仅会影响我们如何看待世界上的物体、运动和颜色;它也会影响我们的情绪反应,包括心率,瞳孔收缩,诸如此类。

因此,戴太阳镜会影响光对身体的一些潜意识影响,但说白了,这不会影响我们对晒伤和晒黑的敏感度。

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