生命科學(xué)

首例接受全基因組篩查的試管嬰兒誕生

英國(guó)科學(xué)家將名為新一代測(cè)序（NGS）技術(shù)的全基因組篩查技術(shù)，應(yīng)用于篩查由體外受精（IVF）獲得的胚胎是否存在染色體異?！，F(xiàn)在，已有一名接受該技術(shù)的男嬰呱呱墜地，健康且正常?？茖W(xué)家們表示，這一技術(shù)的成本比常規(guī)篩查技術(shù)低很多，有望讓更多人受益。

這是科學(xué)家們首次使用下一代測(cè)序（NGS）技術(shù)來篩查通過體外受精獲得的胚胎，是否存在肉眼看不見的染色體異常。這一技術(shù)有望提高IVF的成功率，讓更多夫婦擁有自己的孩子。

異常染色體是阻止IVF胚胎成功進(jìn)入母親子宮的最大問題，或許也是造成80%的IVF胚胎無法發(fā)育成足月健康嬰兒的“罪魁禍?zhǔn)住?。以前的研究表明，在移植前篩查IVF胚胎內(nèi)的染色體異?？梢詫VF的成功率提高三分之一；同時(shí)將流產(chǎn)率減少50%。

編輯圈點(diǎn)

面臨生育障礙的育齡夫婦中的絕大多數(shù)都會(huì)尋求IVF的幫助。但受限于胚胎篩查技術(shù)，成功的比例僅為30%。不僅耗費(fèi)精力，而且女性會(huì)承受痛苦。對(duì)于有求于IVF的家庭來說，NGS技術(shù)無疑是巨大的福音。

生命科學(xué)

英首次培育出眼部感光細(xì)胞

英國(guó)科學(xué)家使用實(shí)驗(yàn)鼠的胚胎干細(xì)胞，在人造視網(wǎng)膜幫助下，不僅在實(shí)驗(yàn)室培育出了眼部的感光細(xì)胞，而且將其移植進(jìn)失明老鼠的眼部后讓老鼠“重見光明”。

視網(wǎng)膜存在兩種感光細(xì)胞：視錐細(xì)胞與視桿細(xì)胞，失去感光細(xì)胞是造成大量退行性疾病病患視力下降的“罪魁禍?zhǔn)住薄Ｗ钚卵芯康耐黄圃谟?，可以將由胚胎干?xì)胞獲得的感光細(xì)胞植入成年老鼠眼部，這一研究為人類臨床試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。

經(jīng)過多年研究，科學(xué)家們已經(jīng)能很好地處理干細(xì)胞，并誘導(dǎo)它們發(fā)育成不同類型的成體細(xì)胞和組織。迄今為止，視網(wǎng)膜的復(fù)雜結(jié)構(gòu)一直被證明很難在實(shí)驗(yàn)室中再生。而英國(guó)的該項(xiàng)研究很好地模擬了細(xì)胞正常的發(fā)育過程，這意味著在正確的發(fā)育階段將細(xì)胞挑選出來并進(jìn)行純化，可以確保移植的成功。

編輯圈點(diǎn)

各種與視覺相關(guān)的細(xì)胞復(fù)制頻傳捷報(bào)，也許不久，眼睛的修補(bǔ)技術(shù)就能夠用于人體。盲人必須終身忍受的黑暗，或許很快就像白內(nèi)障那樣容易治療。干細(xì)胞研究的光榮莫大于此。

材料科學(xué)

美首次“種”出石墨烯納米帶

美國(guó)科學(xué)家首次在金屬上從頭開始逐個(gè)原子地合成出了石墨烯納米帶——在熔爐中生長(zhǎng)出的石墨烯的同軸六邊形。這種石墨烯“洋蔥圈”有望用于鋰離子電池和高級(jí)電子設(shè)備內(nèi)。

該研究的領(lǐng)導(dǎo)者之一、萊斯大學(xué)的物理學(xué)家詹姆斯·圖爾說，通常而言，通過化學(xué)氣相沉積方法，在一個(gè)熔爐中生長(zhǎng)的石墨烯以一個(gè)種子開始。在成核過程中，一個(gè)碳原子附著在該種子的表面，其他碳原子“依葫蘆畫瓢”，就形成了鐵絲織網(wǎng)一樣的網(wǎng)格。

研究發(fā)現(xiàn)，在富氫環(huán)境下，一塊快速生長(zhǎng)的石墨烯薄片被氫化，其整個(gè)邊緣會(huì)變成一個(gè)成核點(diǎn)。最終得到的是層疊的多層單晶體石墨烯“洋蔥圈”。這種六方形石墨烯“洋蔥圈”的邊緣都是鋸齒形，擁有金屬的屬性。如果改變生長(zhǎng)環(huán)境中氫與碳之間的相對(duì)壓力，可得到一種與普通石墨烯迥然不同的全新結(jié)構(gòu)。

編輯圈點(diǎn)

在納米量級(jí)，要想切出寬度相等且邊緣規(guī)范的石墨烯帶，并不像用美工刀裁紙那么簡(jiǎn)單，更不要說是“洋蔥圈”了。新研究的亮點(diǎn)，就是變“切割”為從一個(gè)原子開始的親手“種植”，并找到了做“洋蔥圈”的妙招。

材料科學(xué)

人造肌肉可隨濕度改變收縮擴(kuò)張

加拿大阿爾伯塔大學(xué)研究人員最近開發(fā)出一種強(qiáng)力“人造手臂”，能在其周圍空氣濕度變化的驅(qū)動(dòng)下做“舉重運(yùn)動(dòng)”，毫不費(fèi)力地舉起超過它本身許多倍的重量。

科學(xué)家把能對(duì)化學(xué)或物理刺激起反應(yīng)的高分子聚合材料稱為“人造肌肉”。它們被應(yīng)用在控制“軟體”機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中。這種機(jī)器人的所有組成部分都是柔軟靈活的，并能在狹窄空間運(yùn)動(dòng)。

研究小組開發(fā)的“人造手臂”是一小條塑料帶子。他們先給一條塑料膜表面涂上一層鉻和金，然后再涂一層微凝膠單層。當(dāng)整個(gè)材料干燥時(shí)，聚陽離子烴區(qū)域間的疏水作用會(huì)大大增強(qiáng)，使含有聚陽離子層收縮。當(dāng)空氣濕度增加時(shí)，它又會(huì)伸展返回原來狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明，改變濕度給“手臂”增加或降低重量，結(jié)果它能提起的重量達(dá)到了本身重量的14倍。

編輯圈點(diǎn)

人造肌肉可隨濕度收縮擴(kuò)張，已經(jīng)讓人驚嘆，而更不可思議的，是它所能承受的超大重量。它看似離我們的生活有些遠(yuǎn)，但對(duì)那些失去手臂的人來說，或許有著別樣的期許。

信息科學(xué)

“數(shù)學(xué)拼圖”加密軟件固若金湯

美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校與IBM的研究人員共同設(shè)計(jì)出一個(gè)固若金湯的“數(shù)學(xué)拼圖”加密軟件系統(tǒng)，在允許用戶將其作為一個(gè)程序使用的同時(shí)，可阻止任何潛藏在背后的破譯。

這種被稱為“軟件混淆”的加密系統(tǒng)是首次在實(shí)際操作中完成。新系統(tǒng)是一種數(shù)學(xué)混淆機(jī)制，可以通過阻止盜竊的新算法、隱藏軟件補(bǔ)丁的漏洞，并在補(bǔ)丁分布時(shí)進(jìn)行修復(fù)，以此來保護(hù)源代碼。以前開發(fā)的混淆技術(shù)迫使攻擊者花費(fèi)一些精力，但最終幾天后就可以成功破譯。而新系統(tǒng)固若金湯，對(duì)于一個(gè)試圖破譯軟件的工程師來說，他必須首先解決各種數(shù)學(xué)問題，從而改變密碼學(xué)領(lǐng)域的游戲規(guī)則，而這需要花費(fèi)數(shù)百年時(shí)間。

這種模糊機(jī)制成功的關(guān)鍵是一種新型“多線性拼圖”，其中真正的創(chuàng)新是將軟件轉(zhuǎn)化成一種數(shù)學(xué)拼圖游戲。

編輯圈點(diǎn)

密碼的搭、拆、攻、防，是數(shù)學(xué)家們永恒的矛盾游戲。然而美國(guó)研究者的新思路，卻制造出一張刺不破的盾?！案鶕?jù)接收者的個(gè)性來加密”的確是絕招，想要攻破它得動(dòng)動(dòng)腦筋。

環(huán)境科學(xué)

“超級(jí)防曬乳”源自珊瑚

澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）在珊瑚的身上發(fā)現(xiàn)一種新的“紫外線濾網(wǎng)”物質(zhì)。這種物質(zhì)可以抵抗UVA和UVB紫外線，因此百萬年來可以在澳洲的烈日下生存?？茖W(xué)家也將借此進(jìn)一步研發(fā)出安全有效的防曬乳。

主導(dǎo)研究的科學(xué)家約克（Mark York）指出，這種過濾物質(zhì)輕透、無色、無味，并且質(zhì)量穩(wěn)定，可輕易地與各類乳液融合。

澳大利亞海洋科學(xué)院（AIMS）最早發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)在大堡礁淺海水域的珊瑚，具有天然防御紫外線侵害的能力，長(zhǎng)年在烈日的侵襲下仍可存活。根據(jù)早前的重大研究成果，這次CSIRO成功從珊瑚萃取出紫外線濾網(wǎng)，并將以研發(fā)成防曬乳，這項(xiàng)產(chǎn)品預(yù)計(jì)5年內(nèi)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。

編輯圈點(diǎn)

防曬霜是戶外活動(dòng)者的必備品之一。一直以來，普通防曬霜的效果都不盡如人意，曬傷、過敏事件屢見不鮮。來自珊瑚的天然防御紫外線的防曬乳，或?qū)?huì)有不一樣的驚喜。