施一公研究組首次解析人源次要剪接體電鏡結構

1月29日，西湖大學生命科學學院施一公教授研究組在《科學》雜志上發(fā)表論文，首次報道了迄今整體研究知之甚少的次要剪接體的高分辨率三維結構，展示了在剪接反應中的一個關鍵構象——激活態(tài)次要剪接體，整體分辨率高達2.9埃（1埃為十億分之一米）。此次研究突破，使施一公研究組成為世界上首個解析了次要剪接體高分辨率三維結構的團隊。

“萬里黃河第一隧”全線貫通

圖/《科技日報》

1月23日，山東省濟南市天橋區(qū)濼口浮橋渡口旁，“黃河號”盾構機巨大刀盤破土而出，這意味著“萬里黃河第一隧”濟南黃河隧道工程全線貫通。按照計劃，今年10月隧道建成通車，屆時，開車最快4分鐘、乘坐地鐵2.5分鐘可穿越黃河，比繞道濟南黃河大橋節(jié)約近1小時車程。

濟南黃河隧道工程線路全長4760米。隧道設計為雙管雙層，管片外徑15.2米，上層為雙向六車道公路，下層為軌道交通，使用兩臺超大直徑泥水平衡盾構機施工，刀盤開挖直徑15.76米，是目前國內(nèi)在建最大公軌合建盾構隧道。

隧道自2019年9月盾構掘進以來，先后克服了大斷面、長距離、淺覆土、深基坑、高水壓、鈣質(zhì)結核和粉質(zhì)黏土不規(guī)則分布等技術難題，兩條隧道相繼貫通，有效掘進期間平均每天掘進10.8米。隧道采用市政道路和軌道交通合建盾構隧道的方案，實現(xiàn)了空間利用的優(yōu)化以及對黃河生態(tài)的保護。

“深海一號”能源站交付啟航

圖/中國海油

1月14日，全球首座10萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”能源站交付啟航。由我國自主研發(fā)建造的這一最新海洋工程重大裝備，實現(xiàn)了3項世界級創(chuàng)新、運用了13項國內(nèi)首創(chuàng)技術，被譽為迄今我國相關領域技術集大成之作。

據(jù)介紹，“深海一號”能源站由上部組塊和船體兩部分組成，按照“30年不回塢檢修”的高質(zhì)量設計標準建造，設計疲勞壽命達150年，可抵御百年一遇的超強臺風。能源站搭載近200套關鍵油氣處理設備，同時在全球首創(chuàng)半潛平臺立柱儲油，最大儲油量近2萬立方米，實現(xiàn)了凝析油生產(chǎn)、存儲和外輸一體化功能，具有較好的經(jīng)濟效益和技術優(yōu)勢。

跨越10%！我國公民科學素質(zhì)邁入新階段

1月26日，第十一次中國公民科學素質(zhì)抽樣調(diào)查結果發(fā)布，2020年公民具備科學素質(zhì)的比例達到10.56%，較2015年的6.20% 提高了4.36個百分點，完成了《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》提出的2020年“公民具備科學素質(zhì)的比例超過10%”的目標任務。這一數(shù)據(jù)也意味著我國公民科學素質(zhì)水平跨入創(chuàng)新型國家行列。

然而，我國公民科學素質(zhì)總體水平仍然偏低，發(fā)展不平衡的問題依然存在。老年群體、較低文化程度人群的科學素質(zhì)水平仍然較低?！拔磥硖嵘茖W素質(zhì)薄弱人群的科學素質(zhì)水平任重道遠?！奈濉瘯r期鞏固拓展脫貧攻堅成果，提升西部地區(qū)、農(nóng)村地區(qū)、老年群體的科學素質(zhì)任務依然艱巨。”中國科普研究所所長王挺說。

“中國天眼”4月1日起對全球科學界開放

被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）將于4月1日正式對全球科學界開放，征集來自全球科學家的觀測申請。

據(jù)“中國天眼”運行和發(fā)展中心常務副主任、總工程師姜鵬介紹，自4月1日起，各國科學家可以通過在線方式向國家天文臺提交觀測申請，申請的項目將交由“中國天眼”科學委員會和時間分配委員會進行評審、提出項目遴選建議，并于8月1日起分配觀測時間?！懊嫦蛉蚩茖W界開放的第一年，預計分配給國外科學家的觀測時間約占10%?！苯i說。

按照科學目標和相關戰(zhàn)略規(guī)劃，“中國天眼”已確立多個優(yōu)先和重大項目，其中包括多科學目標漂移掃描巡天、中性氫星系巡天、銀河系偏振巡天、脈沖星測時、快速射電暴觀測等，但觀測申請不限于這些領域。

中科院院士、中科院國家天文臺臺長常進表示，F(xiàn)AST 驗收運行以來取得的科學成果遠超預期，未來期待它可以帶來更多驚喜。

時速350公里“最抗凍”動車組問世

日前，由中車四方股份公司研制的我國新型時速350公里CR400AF-G 復興號高寒動車組首次亮相。該動車組是高鐵家族中的“戰(zhàn)寒神器”，擁有耐低溫、冰雪的“獨門絕技”，在-40℃極寒環(huán)境下也能奔跑如常，堪稱“最抗凍”的動車組。目前，該車已進入線路運行試驗階段。

據(jù)介紹，動車組所使用的材料、電氣元件以及車體、轉向架、供風制動等系統(tǒng)部件均進行了耐低溫設計，并從密封防雪防擊打、水系統(tǒng)防凍、冷凝水防治等方面采取技術措施，使動車組具備了特殊的“抗寒”性能。

列車的“神經(jīng)系統(tǒng)”由數(shù)百組開關組成，高寒環(huán)境中，配電柜容易因為“結露現(xiàn)象”產(chǎn)生冷凝水，影響“神經(jīng)系統(tǒng)”安全。設計人員為配電柜骨架噴涂了一層微米級陶瓷多孔材料，空氣遇冷產(chǎn)生的冷凝水可存儲在孔隙中，當客室溫度升高時，冷凝水便可自然蒸發(fā)。

此外，列車的水箱、污物箱、水管路穿上了厚厚的“棉衣”，“棉衣”中間有電伴熱線，水箱底部還增加了“小電爐”，天寒地凍依舊可以保持“活力”。

圖/《中國科學報》

我國高空高速長航時察打一體無人機首飛成功

圖/中國航天科工集團三院

1月11日，高空高速長航時察打一體無人機WJ-700圓滿完成首飛試驗。

據(jù)悉，該型號作為中國航天科工集團先進無人機裝備的拳頭產(chǎn)品，是目前國際少有、國內(nèi)唯一的高空高速長航時察打一體無人機，將開創(chuàng)無人機作戰(zhàn)使用的新樣式。

WJ-700無人機由中國航天科工集團三院海鷹航空通用裝備有限公司牽頭研制。該型號無人機聚焦未來5至10年國內(nèi)和國際市場使用需求，集高空、高速、長航時和大載重能力于一身，具備防區(qū)外對地攻擊、反艦、反輻射等空對面精確打擊作戰(zhàn)和廣域偵察監(jiān)視作戰(zhàn)能力，可在高威脅戰(zhàn)場環(huán)境下遂行多樣化作戰(zhàn)任務。

治療精神分裂癥，首個純“國產(chǎn)藥”來了

1月中旬，由煙臺大學分子藥理和藥物評價教育部重點實驗室科研團隊主持研發(fā)，中國首個自主研發(fā)、開展全球注冊的、具有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新微球制劑獲得國家藥監(jiān)局批準上市，此舉打破了國外技術壟斷。該新成果被用于治療急性和慢性精神分裂癥以及其他各種精神病性狀態(tài)的明顯的陽性癥狀和明顯的陰性癥狀，可減輕與精神分裂癥有關的情感癥狀。

據(jù)了解，該新成果屬于2類新藥（改良型新藥），每兩周肌肉注射1次，具有明顯臨床優(yōu)勢。目前，該成果已在美國進入新藥上市申請階段，并在歐洲開展關鍵臨床研究。之前，該成果的專利在中、美、歐、日、韓、俄、加、澳均獲得授權，專利期至2032年。

激光傳輸穩(wěn)定自如創(chuàng)世界紀錄

近日，澳大利亞國際射電天文學研究中心和西澳大利亞大學等機構的研究人員創(chuàng)造了在大氣層中最穩(wěn)定傳輸激光信號的世界紀錄。相關論文發(fā)表于《自然·通訊》。

該團隊將相位穩(wěn)定技術與先進的自導向光學終端相結合，實現(xiàn)了此次最穩(wěn)定的激光傳輸。換句話說，這些技術允許激光信號從一個點發(fā)送到另一個點，而不會受到大氣的干擾。這一結果可謂是用一個通過大氣傳輸?shù)募す庀到y(tǒng)比較兩個不同地點間時間流動的全球最精確的方法。

這項技術的精確測量能力在地球科學和地球物理學中也有實際用途，如改進有關地下水位如何隨時間變化的衛(wèi)星研究，或尋找地下礦藏。

水凝膠開辟青光眼治療新途徑

據(jù)《先進科學》雜志報道，研究人員開發(fā)出了一種潛在的青光眼新療法，可取代每日滴眼液和每年兩次的注射術以控制眼壓的增長。在動物身上進行的實驗表明，該方法大大降低了眼內(nèi)壓。

美國佐治亞理工學院研究人員稱，新療法可能成為青光眼的第一種非藥物、非手術的長效治療方法，它通過注射可生物降解的天然材料制成的黏性水凝膠，打開了眼內(nèi)多余液體（房水）離開眼睛的替代途徑。它不依賴于患者每天滴眼藥水，不需要復雜的手術，副作用小并且具有良好的安全性。

房水流出眼睛通常有兩種通路。主要通路是通過位于眼前的稱為小梁網(wǎng)的結構，較小的通路是通過眼睛正下方的結構脈絡膜上腔（SCS）。在青光眼中，主要通路被阻塞，因此為了降低壓力，需要進行治療以打開較小的通路使房水流出。

研究人員使用一根小于1毫米的空心微針，將聚合物制劑注入SCS。該物質(zhì)在眼內(nèi)發(fā)生化學交聯(lián)形成水凝膠，水凝膠在SCS 中保持開放的通路，從而允許眼內(nèi)的房水從眼中排出。這種凝膠結構可以使SCS 通路保持開放數(shù)月。

海草可清除廢塑料

圖/Marta Weny

一項研究近日指出，水下海草場可以捕獲、提取海洋塑料廢棄物，并將其帶到岸邊，從而幫助清除海洋里的塑料垃圾。相關論文刊登于《科學報告》。

此前研究顯示，大部分塑料最后都沉到了海底，但有一些被沖回岸邊，不過，人們尚不清楚為何會出現(xiàn)這種情況?？茖W家猜測，海草場廣泛分布在淺海水域，能幫助捕獲并纏住來自海床的沉積物顆粒。

為了評估海草在捕獲和清除海洋塑料中的作用，研究者對2018年至2019年在西班牙馬略卡島4個海灘的海草垃圾中收集的塑料廢棄物進行了測量。馬略卡島有大面積的海草場，同時近岸處有大量塑料。在42個松散的海草葉樣本中，其中50%發(fā)現(xiàn)了塑料廢棄物；在198個海草纖維球中，17%的海草纖維球上纏繞著塑料廢棄物。研究人員表示，在每千克散葉和海草纖維球中發(fā)現(xiàn)的塑料制品最多分別達613個和1470個。

電鰻也能集體狩獵

近日，在發(fā)表于《生態(tài)學與進化》的研究中，巴西、美國的科研人員在亞馬孫河深處發(fā)現(xiàn)，電鰻可以通過合作吃到一頓飯——這與狼和虎鯨的做法沒什么不同。

群居捕食是哺乳動物的一種常見策略，但在魚類中相對少見。多年的觀察讓科學家把電鰻歸類為單獨的捕食者——它們能把魚擊昏然后吃掉。但此次研究更新了科學家的認識：他們拍攝了100多條伏特電鰻集體狩獵的場景。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在黃昏和黎明前后，水中的鰻魚群開始繞圈游泳，從而把魚群驅趕到淺水區(qū)。接著是同步攻擊——10條鰻魚會同時放射強大的電流攻擊獵物，這會使魚從水中躍出并落在水面上。這些魚很快就被捕食者吃掉了。

研究人員說，這種行為可能很罕見，只有獵物足夠多的時候才會發(fā)生。這項成果為研究捕食和逃跑策略相互作用的進化提供了一個新的視角。

解開癌細胞“能量工廠”的百年難題

1921年，德國醫(yī)生觀察到癌細胞以一種奇怪的低效方式從葡萄糖中獲取能量：癌細胞不用氧氣“燃燒”葡萄糖，而是像酵母一樣進行發(fā)酵。該發(fā)現(xiàn)被稱為“瓦氏效應”。多年來，人們提出各種各樣的假說解釋“瓦氏效應”，但是，這些猜測經(jīng)不起時間的考驗。

基于大量基因和生物化學實驗，科學家們將其歸結為瓦氏新陳代謝和強大的酶（PI3激酶）在細胞中活動之間的聯(lián)系。相關成果近日發(fā)表于《科學》。

“PI3激酶是一個關鍵的信號分子，其功能就像細胞代謝的總指揮?！毖芯咳藛T介紹，“大多數(shù)耗能的細胞事件，包括細胞分裂，只有當PI3激酶發(fā)出信號時才會發(fā)生。”隨著細胞向瓦氏代謝轉移，PI3激酶的活性增加，進而增強了細胞分裂的“決心”。這一發(fā)現(xiàn)修正了生物化學家對新陳代謝是細胞信號傳遞的次要環(huán)節(jié)的普遍認知。

攝入過多“垃圾食品”易導致青少年睡眠問題

澳大利亞昆士蘭大學主導的一項新研究發(fā)現(xiàn)，頻繁攝入碳酸飲料和快餐食品的青少年，更容易出現(xiàn)睡眠障礙問題。

這項研究所使用的數(shù)據(jù)來源于世界衛(wèi)生組織2009年至2016年的全球校園健康調(diào)查。這項調(diào)查涵蓋了東南亞、非洲、南美洲和東地中海部分地區(qū)64個高、中、低收入國家的175 261名當時年齡在12至15歲的學生。

研究發(fā)現(xiàn)，每天喝3杯以上碳酸飲料的青少年比每天只喝一杯的同齡人出現(xiàn)睡眠障礙的概率要高出55%。每周有4天以上吃快餐食品的男性青少年出現(xiàn)睡眠障礙的概率比每周只吃一次快餐的男性青少年要高出55%，而這一概率在女性青少年中高出49%。

調(diào)查所涵蓋的國家中，頻繁攝入碳酸飲料和快餐食品的問題在低收入國家以外的國家中都非常普遍。高收入國家的青少年在出現(xiàn)睡眠障礙和攝入碳酸飲料方面顯示出了更高的關聯(lián)度。

到2040年，地面沉降將威脅全球近1/5人口

與地震、海嘯、滑坡等劇烈的地質(zhì)災害相比，地面沉降要“溫和”得多，它的刻度往往以毫米、厘米表示，在“水滴石穿”的累積中，卻帶來地面開裂、高樓倒塌、海水倒灌等不可逆的危害。而恰恰因為緩慢，它不常引起人們的關注。

近日，一項由聯(lián)合國教科文組織地面沉降工作組組織的研究警告說，到2040年，地面沉降將威脅全球近1/5的人口。相關成果在線發(fā)表于《科學》。

“本次研究繪制了全球地面沉降分布圖，并創(chuàng)建了一個模型，可預測局部地區(qū)的沉降風險。研究發(fā)現(xiàn)，地面沉降風險最大的國家、地區(qū)集中在亞洲?！痹撜撐牡淖髡咧?、南京大學地球科學與工程學院教授葉淑君說。對全球的研究表明，沿海地區(qū)的海平面上升，是絕對海平面上升和地面沉降共同導致的，后者的貢獻可能是前者的10倍甚至更多。

把數(shù)據(jù)存在活細菌里

圖/Sproetniek/iStock

“Hello World”是許多程序員的第一行代碼，但你見過從生物活體內(nèi)讀出的“Hello World”嗎？近日，哥倫比亞大學的一個研究小組做到了，他們把數(shù)據(jù)寫入了活細菌的DNA（脫氧核糖核酸）。相關研究近日發(fā)表于《自然·生物化學》

對數(shù)據(jù)存儲而言，DNA 在許多方面都很有吸引力。比如，相較于目前結構最緊湊的硬盤，DNA 的密度是前者的1000倍以上，一粒鹽大小的面積上能存儲10部完整的數(shù)字電影。

隨著時間推移，讀取和寫入DNA 的技術終將迎來實用性更強、成本更低的那一天。論文通信作者表示，將數(shù)據(jù)存儲在活的生物體中還為時過早，因此不會與當前的存儲系統(tǒng)產(chǎn)生競爭。未來還需要改進辦法，防止細菌復制時發(fā)生突變導致降解。