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世界一流科技期刊文章精选

2018-02-20

科学中国人 2018年21期
关键词:中微子海鸟天体

人体突触GABA-A受体的结构

Nature封面:GABA-A受体的结构,蓝绿色球体为与之结合的药物。Nature杂志第7712期封面文章报道了该受体主要同种型的结构。大脑快速抑制性神经传递主要由神经递质γ-氨基丁酸(GABA)及其突触靶标(A型GABA受体,GABA-A)介导。Ryan Hibbs及其同事利用冷冻电镜揭示了与氟马西尼(药品过量解毒剂)和GABA的结合的α1β2γ2GABA-A受体结构。该异聚受体中每个亚基都有不同的颜色。研究组阐明了该受体如何受到苯二氮䓬类药物的影响,揭示受体蛋白质亚基之间特定界面的位点,这可能代表了药物开发的潜在靶标。

海鸟可提高无鼠岛珊瑚礁的生产力和功能

Nature封面:红脚鲣鸟(Sula sula)。Nature杂志第7713期封面文章报道了海鸟可提高无鼠岛珊瑚礁的生产力和功能。红脚鲣鸟和另外几种海鸟都栖息在印度洋中部的查戈斯群岛。Nicholas Graham和同事详细描述了这些海鸟的鸟粪不仅能被岛上动植物循环利用,还能滋养附近珊瑚礁的生态系统,增强珊瑚礁鱼类的生产力和功能。研究组还揭示了在老鼠肆虐的岛屿上,海鸟数量和海鸟所提供的营养素大幅减少。研究认为,消除海岛鼠患或能修复生态平衡,并最终帮助增强珊瑚礁的抵抗力。

由DNA制成的人工神经网络

Nature封面:解析判断。Nature杂志第7714期封面文章报道了分子计算电路研究进展。由DNA制成的神经网络能完成一些分子计算任务,但之前仅限于识别4种4位的图案。钱璐璐和Kevin Cherry将这一数字增加到9种100位的图案,研究小组设计的人工神经网络能正确识别10×10像素网格内的1~9数字。该神经网络采用“赢家通吃”(winner take all)竞争策略来优化输出,识别数字。研究人员通过模拟手写字体的变化,倒转了100位中的30位,神经网络仍能准确“记住”图案并识别出数字。

疟疾卷土重来

Nature封面:柬埔寨暹邦疟疾研究小组的一名医疗人员检查一名年轻男性的健康状况。Nature杂志第7715期封面文章报道了抗疟进展。以青蒿素为基础的联合用药是对抗疟疾的最佳疗法,但柬埔寨等东南亚国家陆续出现的日益增强的耐药现象令人不安。虽然东南亚的疟疾患者只占全世界的7%,但该区域不断出现耐药的疟原虫虫株,并向全球传播。目前,柬埔寨、泰国、老挝和缅甸正全力确保在恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)的耐药虫株大面积传播前将其根除。与此同时,研究人员也在开发更有效的疟原虫检测工具和预防耐药性蔓延的方法。

通过中微子和γ射线确定了宇宙天体

Science封面:艺术家对南极洲冰立方IceCube的印象。Science杂志第6398期封面文章报道了人类宇宙观测史上首次从宇宙中微子的到来方向,通过γ射线天体辐射宇宙中微子及其母粒子宇宙射线,观测到了强γ(伽马)射线辐射天体TXS 0506+056。宇宙中微子辐射源天体是个谜,全球的观测设施根据检测到的宇宙中微子的到来方向等信息,实施了被称为“多信使观测”的追踪观测。另外,通过对以往的冰立方观测数据重新进行解析,确认了来自同一天体方向的大量中微子,经独立验证确认,这是一个高能中微子辐射天体。

第二次机会

Science封面:感染雅司病的少年。Science杂志第6399期封面文章报道了人们对这项长达60年的根除毁容性疾病的探索。15岁的Stanis Malom来自巴布亚新几内亚的一个叫Lihir的小岛,他的腿部长期受到雅司病的伤害。几十年前,一项全球性的根除雅司病的努力失败了,这种毁容的细菌性疾病仍然折磨着至少14个国家的人民。人们发现一种普通抗生素可以治愈雅司病,这也引发了一项新的根除工作。新的根除工作以大规模药物管理为基础。志愿者开始向所有人发放抗生素药片,无论他们是否出现症状。

不可思议的模型

Science封面:美国能源部橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的“Summit”超级计算机的频闪灯光视图,其峰值运算能力为200千万亿次,计算能力和算法开发的进步增强了在天文学、物理学、化学和材料科学以及生物学领域的建模能力。Science杂志第6400期特刊重点介绍了最近取得进展的几个科学计算领域。例如,科学记者Paul Voosen的一篇专题文章聚焦于一个雄心勃勃且备受争议的项目,由高科技慈善家支持,利用人工智能、卫星成像和高分辨率模拟技术的突破,创造出了一种新的气候模型。

阳光下的地方

Science封面:来自美国宇航局太阳动力学观测站的彩色图像,从太阳表面跃入太空的热等离子体轨迹磁力线喷射物。Science杂志第6401期封面文章报道了科学家对太阳的观测与研究。美国宇航局的Parker太阳能探测器将发射升空,目标是太阳的日冕。耗资15亿美元的Parker并不是唯一一个面向太阳的大型项目。在夏威夷毛伊岛,天文学家们正在对Daniel K. Inouye太阳望远镜(DKIST)进行最后的润色,它由美国国家科学基金会提供了3.5亿美元的资助,预计2020年6月运行;同年,太阳轨道飞行器即将启动,欧洲航天局提供7.8亿欧元的核心支持。

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