本周焦點

　　可在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行計算的基因器件

　　美國斯坦福大學(xué)的生物工程團(tuán)隊設(shè)計出一種基因器件，可在個體活細(xì)胞中像晶體管一樣起作用，從而將計算從機(jī)械和電子帶入到生物學(xué)活細(xì)胞領(lǐng)域。研究團(tuán)隊在論文中詳細(xì)描述了這種由遺傳物質(zhì)DNA(脫氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)制成的生物晶體管，并稱之為“轉(zhuǎn)錄器”。

　　轉(zhuǎn)錄器的創(chuàng)建將允許工程師們在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行計算和記錄，當(dāng)細(xì)胞暴露于某些外部刺激或環(huán)境因素，就能按需打開和關(guān)閉。而新設(shè)計出的轉(zhuǎn)錄器獲得了介于生物學(xué)晶體管和半導(dǎo)體晶體管之間的一些類似重要功能：信號放大。聚合酶表達(dá)的微小變化，即可引起其他兩個基因表達(dá)的很大變化。此一結(jié)果或?qū)⒊蔀闃?gòu)建更大、更復(fù)雜基因電路的進(jìn)身之階。

　　一周之“首”

　　首次用人造肌肉構(gòu)建計算機(jī)

　　新西蘭奧克蘭大學(xué)科學(xué)家最近設(shè)計出一種人造肌肉圖靈計算機(jī)，這是首次使用該材料來建造計算機(jī)。其采用最簡單的通用圖靈機(jī)設(shè)計，但本質(zhì)上是彈性柔軟的，通過人造肌肉的舒張和收縮來執(zhí)行多種計算過程所涉及的機(jī)械運動，因而只要時間和內(nèi)存足夠，它就能解決任何計算問題，并且也能“思考”。這為開發(fā)智能型仿真假體、能適應(yīng)環(huán)境變化的柔軟機(jī)器人鋪平了道路。

　　激光照射量子點首次獲得成對光子

　　量子點由少量的原子構(gòu)成，單個原子很難被“固定”，而量子點卻比較容易“被集成到半導(dǎo)體芯片中”。奧地利因斯布魯克大學(xué)的科學(xué)家采用了與單一原子活動十分相似的砷化銦中的量子點，借助微型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，用激光照射量子點首次獲得了成對的光子。這一成果可進(jìn)一步推動量子的應(yīng)用研究，并可用于量子計算機(jī)的開發(fā)。

　　一周技術(shù)刷新

　　美開發(fā)出超薄隱形斗篷

　　神奇的隱形斗篷可瞬間遁形，但到目前為止，科學(xué)家所研發(fā)的隱形斗篷體積都還太龐大。而美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員最近開發(fā)出一種只有微米厚的隱形斗篷，其超薄層稱為“元屏風(fēng)”(metascreen)，是目前類似研究中最薄的，制成的斗篷可以在自然環(huán)境下將一個三維物體隱藏于微波之中，從每個角度都無法看到，即使形狀奇特和不對稱的物體同樣會被隱形。

　　太陽能轉(zhuǎn)換率極限或?qū)⑻岣邘讉€百分點

　　典型的太陽能轉(zhuǎn)換效率極限，多年來一直是太陽能電池效率的瓶頸。但一個來自丹麥和瑞士的聯(lián)合研究團(tuán)隊已經(jīng)證明，單根納米線可聚集的太陽光強(qiáng)度能達(dá)到普通光照強(qiáng)度的15倍，這一令人驚訝的研究成果在開發(fā)以納米線為基礎(chǔ)的新型高效太陽能電池方面潛力巨大，有可能使太陽能轉(zhuǎn)換極限得以提高，不過納米線構(gòu)成的太陽能電池投入產(chǎn)業(yè)化還需要等幾年時間。

　　為“人造樹葉”設(shè)計太陽能轉(zhuǎn)化率路線圖

　　自“人造樹葉”概念提出以來，科學(xué)家一直希望它最終能帶來一種廉價的自控制系統(tǒng)，為發(fā)展中國家的數(shù)十億人口提供電力。日前美國麻省理工大學(xué)(MIT)的一個研究小組對“人造樹葉”系統(tǒng)的效率限制因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，并設(shè)計了一個框架來指導(dǎo)人們怎樣把太陽能電池的輸出功率和電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)更有效地結(jié)合，使其更接近現(xiàn)實，以此有望帶來一種實用、廉價的商業(yè)化樣機(jī)。

　　本周爭鳴

　　美歐擬斥巨資造飛船撞擊小行星

　　時至今日，應(yīng)對空間天體撞地的攔截和爆破對策尚沒有國家可以切實地施行。不過來自歐洲和美國的科學(xué)家們正計劃花費2.25億英鎊建造2艘太空船，通過將飛船與小行星撞擊的方式，探索對地球安全具有潛在威脅的巨大小行星，并研究其內(nèi)部性質(zhì)與結(jié)構(gòu)。此舉或?qū)⑹锥然卮鹑祟愂欠裾嬗羞@個能力改變對地球構(gòu)成威脅的小行星軌道，但也因耗資過猛在外國網(wǎng)民間引起爭議：部分意見認(rèn)為此舉過于浪費;而另一部分聲音認(rèn)為今年俄羅斯隕星墜落事故已足夠敲響警鐘，人們應(yīng)將目光放向未來及子孫。

　　前沿探索

　　英運用3D打印技術(shù)制出活體胚胎干細(xì)胞

　　日前，英國愛丁堡赫里奧特-瓦特大學(xué)的研究人員改造了一種計算機(jī)控制的加工機(jī)器，從而利用最新的3D打印技術(shù)，成功制出活體胚胎干細(xì)胞。實驗證明，超過95%的干細(xì)胞在被“打印”出24小時后仍然存活，說明打印過程并未“殺死”這些細(xì)胞;超過89%的干細(xì)胞在3天后仍具有多能性，保持著人體胚胎干細(xì)胞的正常分化能力，能夠分化出多種細(xì)胞組織。

　　神經(jīng)元壽命不受原有宿主壽命限制

　　最近，意大利帕維亞大學(xué)和都靈大學(xué)的科學(xué)家在胸腺發(fā)育完成之前就把小鼠胚胎的小腦前體移植到另一種壽命更長的大鼠腦中，進(jìn)而通過實驗證明，神經(jīng)元的壽命不受生物最大壽命極限的限制，但它必須被移植到一個壽命更長的宿主身上，此時它的壽命能超過原來生物的壽命持續(xù)下去。研究者認(rèn)為即使考慮了明顯的種間差異，實驗結(jié)果也能推廣到人類和其他壽命更長的物種身上。

　　神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可直接編程為腦神經(jīng)細(xì)胞

　　兩年前，隆德大學(xué)的研究人員就對人類皮膚細(xì)胞(成纖維細(xì)胞)進(jìn)行重編程，使其直接變身為可產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)細(xì)胞，從而繞過了干細(xì)胞這一中間階段，當(dāng)時這在世界上尚屬首次?，F(xiàn)在，他們進(jìn)行的新實驗表明，其他細(xì)胞可以在大腦中通過重新編程直接轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細(xì)胞，這一成果標(biāo)志著細(xì)胞療法領(lǐng)域又邁出了重要一步，未來人們將可以直接在人類大腦中形成新的細(xì)胞，而無需繞行細(xì)胞培養(yǎng)和移植這條彎路。

　　“最”案現(xiàn)場

　　恒星“家庭相冊”添上最年輕成員的照片

　　歐空局的赫歇爾紅外望遠(yuǎn)鏡因為冷卻物質(zhì)的耗盡，宇宙生涯也即將結(jié)束，不過其強(qiáng)大的能力一如往昔——日前首次捕獲到了迄今為止發(fā)現(xiàn)過的最年幼的恒星圖像，一些形成只有2.5萬年的恒星，并以絢麗的色彩向人們展示了這些銀河系“新生兒”的模樣，在恒星家庭相冊上彌補(bǔ)了一幅此前缺失的重要成員的相片，使天文學(xué)家得以透徹研究處于起步階段的恒星。

　　奇觀軼聞

　　2014年或許有彗星撞火星

　　據(jù)美國航空航天局噴氣推進(jìn)實驗室發(fā)布消息稱：一顆編號為2013 A1的彗星或?qū)⒃诿髂?0月份前后撞擊火星，目前發(fā)生撞擊的概率約為1/2000——極小，但仍有可能性。該彗星直徑暫估約為1公里到3公里，速度極快。如果真的發(fā)生撞擊，它將釋放出約35萬億噸TNT炸藥的爆炸當(dāng)量，那正在火星軌道上工作的探測器和地表上的火星車們就相當(dāng)不妙了，不過科學(xué)家預(yù)計該彗星在近距離飛掠火星是更可能發(fā)生的事。