《科學》盤點十大突破、三大崩壞;阿里全球數學競賽北大獨領風騷 | 聞周周

2021-01-15 SME科技故事



#科研  #醫學


北京師範大學章曉輝課題組負責檢測小鼠神經系統的電脈衝,他們發現SH3RF2+/-小鼠左側大腦輸入的信息明顯較少。這項工作為進一步研究自閉症譜系障礙鋪平了道路。


通過觀察SH3RF2+/-小鼠的神經系統結構,並檢測它們神經活動的電生理信號,研究人員發現這些基因敲除小鼠存在大腦海馬樹突棘發育缺陷、穀氨酸能受體亞基組成異常和興奮性突觸傳遞異常等問題。


重要的是,這些缺陷有選擇地發生在左側大腦。而臨床患兒的功能磁共振結果早已揭示,人類自閉症患者正是存在左半球腦功能障礙。



小鼠實驗結果顯示,這些SH3RF2基因單拷貝缺失(SH3RF2+/-)的小鼠行為與正常小鼠有顯著的差異,除了典型的刻板行為外,SH3RF2+/-小鼠的同類社交和語言發育都出現了異常。


把沒斷奶的SH3RF2+/-小鼠寶寶從父母身邊拿走,它們呼喚媽媽的叫聲,明顯少於普通的小鼠幼崽。把陌生的雌性小鼠引見給成年雄性SH3RF2+/-小鼠,這些雄鼠在叫聲的頻率和持續時間上,也明顯少於正常同類。


小鼠通常對沒見過的同類更感興趣,但是SH3RF2+/-小鼠不管對老夥計,還是新朋友,都提不起興趣。


#科研  #醫學


美國科羅拉多大學博爾德分校的化學研究員最新開發出一種合成和優化天然抗生素化合物的新方法,這種化合物未來有一天可能用於對抗致命的耐藥性感染。


2018年一項研究發現,2015年歐洲有3.3萬人死於耐藥超級細菌感染。之前研究人員發現一種天然形成的抗生素化合物——硫肽類抗生素(thiopeptides),具有獨特的殺菌作用。



在特殊實驗中,硫肽類抗生素對金黃色葡萄球菌和其它某些細菌顯示出一定的療效,但是它們的結構多樣性使其很難在足夠大的範圍內合成具有醫療作用的分子。


研究人員發明了一種新的催化劑來驅動這些反應,促使硫肽的合成,並形成必要的支架,抑制細胞生長。他們的努力產生了兩種具有廣泛代表性的新型抗生素:微球菌素P1和高硫青黴素I。這兩種化合物具有高醫藥性,可按比例調製,不會產生有害副作用。


這項最新研究是由美國國家科學基金會提供資金,由科羅拉多大學博爾德分校博士後研究員西德哈爾沙·阿卡薩普(Siddhartha Akasapu)和研究生亞倫·海因茲(Aaron Hinds)、懷亞特·鮑威爾(Wyatt Powell)共同撰寫,現發表在近期出版的《化學科學》雜誌上。


#航天


太空創業公司Swarm Technologies今年早些時候未經官方批准發射了4顆小型衛星。近日該公司已同意因進行未授權發射向美國財政部支付90萬美元罰款。除繳納罰款之外,該公司還必須遵守 「嚴格的合規計劃」,未來發射更多衛星時必須向FCC提交額外文件。


1月12日,該公司用印度的PSLV火箭進行了第一次衛星發射,將四顆稱之為SpaceBEE的小型設備送入太空。發射後不久,美國聯邦通信委員會拒絕向Swarm Technologies頒發衛星牌照。



今年3月份,美國聯邦通信委員會對這一事件展開了調查。該機構發現,SpaceBEE不僅是在沒有許可的情況下發射的,而且在飛船進入軌道的一個多星期裡,它還非法利用位於格魯吉亞的地面通信站與衛星通信。此外在發射前,該公司還用氣象氣球和其他設備進行了一些非法測試。負責授權所有這些程序的正是美國聯邦通信委員會,但此前其並沒有批准Swarm Technologies來執行這些程序。


為了加強太空活動的嚴謹性,美國聯邦通信委員會在4月也發出了一份警告,警告其他衛星運營商不要做Swarm Technologie所做的事情,否則他們也會遭受同樣的處罰。


#科研


美國《科學》雜誌發布2018年度十大科學突破。此外,今年《科學》還列出了3大科學「崩壞」事件。


2018年度十大科學突破












2018年度三大科學崩壞事件


氣候在變暖,政府「不知道」

基因編輯嬰兒 ,道德紅線在哪?

博物館起火,研究者「滴血」


#太空


歐洲航天局(ESA)火星快車軌道飛行器(Mars Express orbiter)發回的最新照片,展示了常年處於寒冷狀態的科羅廖夫(Korolev)隕石坑的結冰核心。


科羅廖夫隕石坑形成於過去火星動蕩的時代,當時另一個物體撞擊火星北部低地,並在火星表面留下了80千米寬、1600多米深的「疤痕」。灰塵和水冰慢慢堆積,形成了冰川,如今它幾乎填滿了很久以前那次碰撞留下的凹坑。



歐洲航天局稱這個隕石坑為「冷阱」,這裡流過寒冷冰層的空氣被冷卻,在隕石坑內的冰層和大氣中較溫暖的部分之間形成一道寒冷的屏障,即使在夏天也是如此。


最新的科羅廖夫隕石坑照片是由火星快車軌道飛行器拍攝的五張不同照片合成的,是為了紀念該飛行器抵達火星15周年而發布的。


#事件


印度尼西亞西部巽他海峽當地時間12月22日晚間發生海嘯,24日印尼抗災署發言人表示,巽他海嘯遇難人數升至281人,超過1000人受傷,有5名中國臺灣公民在海嘯中失蹤。救援和受災群眾疏散工作正在進行中,傷亡人數或將進一步上升。


專業人員初步懷疑,海嘯是由喀拉喀託火山噴發引發海底巖層滑坡和月圓引發漲潮共同所致。火山噴發引起了海底滑坡,在海底下滑的過程產生了海浪並發展成海嘯,此外,印尼的港口地帶地形普遍較平,容易讓讓海浪肆虐,放大成海嘯。



這並非是說,是火山噴發直接引起了海嘯,而可能是火山活動產生的觸發效應引起了海嘯,因而火山爆發與海嘯之間的關係是間接的。


確認此次海嘯的結論還需要災後的全面科學調查。但是,此次海嘯提出了一個重要課題,即我們顯然應該更加重視火山爆發(尤其是部分位於水底的火山)可能引發海嘯的預警機制的建立。


#數學


今年下半年,阿里巴巴舉辦了一場全球數學競賽,在短短 6 天的報名時間中,有 4 萬多名來自國內外的選手報名了這次競賽,其中海外選手佔了三分之一,並且有 77% 的參賽者是學生,超過一半的學生選手是碩士在讀或者碩士以上學歷,高中生比例也佔據 8%。


來自於 11 個國家和地區的選手參加了比賽,而年齡最小的僅 13 歲,年紀最大的年近五旬。最終,有 328 位選手通過了預選賽,進入決賽。其中有很多在國際數學競賽中取得優異成績的高手。



從全球4萬多名參賽者中脫穎而出的「最強 51 人」來自 20 多所全球一流大學,國內選手 28 人,海外選手 23 人。其中北京大學貢獻了 13 位獲獎選手,是獲獎人數最多的高校,麻省理工學院次之,貢獻 4 名獲獎選手。獲獎者中年齡最小的獲獎者僅有 18 歲。


這 51 人均將獲得由多位國際著名數學家領銜授課的數學大師班門票。同時,獲得金銀銅獎的 20 名選手將會共同分享總額 100 萬元的獎學金。


本次數學大賽組委會在決賽舉辦前一個月就單獨成立命題小組,據了解決賽題目水平相當於美國 top  20 高校博士入學考試的水平,需要綜合運用高年級本科及低年級研究生課程的數學知識。在賽題選擇上,大賽更關注選手們對實際數學知識應用的考察,而非過去競賽所偏重的數學技巧。




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