中美创建微米级元DNA结构

中美创建微米级元DNA结构

据美国《每日科学》网站9月7日报道，上海交通大学樊春海院士与美国亚利桑那州立大学团队合作在最新一期《自然·化学》杂志上发表论文称，他们创建出一种新型元DNA结构，这些元DNA结构可自我组装成形状各异的微米级结构，应用于光电子学及合成生物学领域，从而促进信息存储和加密等技术的发展。

研究人员解释，DNA结构的独特特征使其可用作复杂纳米结构和设备的通用组件。借助DNA折叠技术，长的单链DNA（ssDNA）可在数百条短DNA链的帮助下被折成指定形状。但迄今为止科学家一直很难组装出更大（微米至毫米级）的DNA结构，这限制了DNA折叠技术的广泛使用。

为解决这一问题，研究团队开发出了一种通用的“元DNA”（M-DNA）策略，研制出了一種新型元DNA结构。这一新型元DNA结构与人头发丝的宽度相当，直径是天然DNA纳米结构的1000倍。研究人员证明，这一亚微米级的6螺旋束DNA结构可像放大版的单链DNA一样自我组装。

随后，研究人员使用这种元DNA构建了一系列亚微米到微米级DNA体系结构，包括元多结、3D多面体以及各种二维/三维晶格等。他们还在元DNA上演示了分层链置换反应，这一反应将DNA的动态特征转移到元DNA上。此外，仅通过改变单个元DNA的局部柔性及其相互作用，就能构建从一维到三维的一系列亚微米或微米级DNA结构，包括四面体、八面体、棱柱和6种紧密堆积的晶格等。

研究人员表示，未来，他们可以使用这些元DNA设计出更复杂的电路、分子机器和纳米器件，并将其用于与生物传感和分子计算有关的应用中。而且，这项研究也使创建动态微米级DNA结构的可行性大大提高。

科学家在茶树起源演化研究上取得重要突破

日前中国科研团队在一项研究成果中揭示了茶树群体的系统发生关系，描绘了栽培茶树的进化历史，成果为茶树基因组学研究和育种研究，以及茶树遗传和进化研究提供了丰富素材。

茶是世界性饮料。茶树起源于中国，在我国分布广泛，种质资源丰富，红茶、绿茶、乌龙茶、黄茶、黑茶、白茶6大茶类各具特色，但有关茶树进化的研究却很少。

研究人员先以我国著名的优良茶树品种“龙井43”为材料，克服其基因组高度杂合、重复序列比例高等难题，完成了“龙井43”染色体级别的基因组的组装。在此基础上，研究人员发现了决定“龙井43”发芽早、产量高以及抗逆性强等优异经济性状的基因“密码”。

据科研人员介绍，2020年适逢“龙井43”这一全国绿茶主产区推广面积居于前列的茶树品种育成60周年，该研究结果解释了“龙井43”品质优异和抗逆性强等特点的分子本质，具有重要的纪念意义。

基于对“龙井43”进行组装的高质量基因组，研究人员又对来自世界不同国家和地区的139份有代表性的茶树材料进行了基因组的变异分析，揭示了茶树群体的系统发生关系，描绘了栽培茶树的进化历史。这项研究发现，茶树野生近缘种群是栽培的中小叶茶品种（植物分类上多属于茶变种）和大叶茶品种（植物分类上多属于阿萨姆茶变种）的祖先，驯化过程中二者的选择方向存在差异。中国中小叶种茶树中的萜烯类代谢基因在芽和叶中表达量较高，这意味着其风味特性更明显、更丰富。国际知名学术期刊《自然通讯》9月7日在线发表了这项研究成果。

中美科学家发现5.5亿年前海底“树叶”

近日，中美科研团队合作在我国湖北三峡地区的石板滩生物群中，发现4种形似树叶的远古生物。与真正长在树枝上的叶子不同，这些“树叶”实际上是形态奇特的早期动物，它们生活在远古海洋底部。

参与此项研究的科研人员介绍，此次新发现的这4种古生物，生活在约5.5亿年前的海底，现在已经完全灭绝。从形态上看，这4种古生物大体相似，体长都在10厘米左右，长得很像树叶叶片。

独特的是，这些远古“树叶”底端长着圆形吸盘。它们靠吸盘吸附在海底，“树叶”的“茎干”和“叶片”部分则直立在海水中。平时，这些海底“树叶”随海水摇曳。研究人员推测，它们在摇摆的过程中吸收海水中的有机物小颗粒为生。

在5.5亿年前，这些海底“树叶”是一大类数量特别众多、分布十分广泛的生物。但是直到今天，人们对它们的生物属性仍然所知不多。它们的生存年代，比著名的“寒武纪生命大爆发”还早。解开这些远古海底“树叶”的谜团，可能会为人类探索早期生命演化提供重要线索。

相关研究成果已于近日发表在古生物学国际专业期刊《古生物学杂志》上。

中国可重复使用试验航天器顺利着陆

9月4日，在酒泉卫星发射中心，我国利用“长征二号F”运载火箭成功发射了一型可重复使用的试验航天器。

这也是“长征二号F”运载火箭第14次执行发射任务。1999年11月20日首飞至今先后发射了“神舟一号”至“神舟十一号”飞船、“天宫一号”目标飞行器、“天宫二号”空间实验室，将11名宇航员送上太空，成功率100%。

根据中国航天科技集团最新的官方消息，该型可重复使用航天器，在轨飞行两天后，于9月6日成功返回预定着陆场。

据悉，航天器在轨运行期间，按计划开展了可重复使用技术验证，为和平利用太空提供技术支撑。航天科技集团表示，这次试验的圆满成功，标志着我国可重复使用航天器技术研究取得重要突破，后续可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式。

“华龙一号”全球首堆开始装料

生态环境部9月4日在京向中核集团福建福清核电有限公司颁发福清核电5号机组运行许可证，当天下午“华龙一号”全球首堆中核集团福清核电5号机组首炉燃料装载正式开始，随着第1组燃料组件顺利入堆，标志着该机组进入主系统带核调试阶段，向建成投产迈出了重要一步。

据悉，“华龙一号”作为我国具有完全自主知识产权的三代核电技术，创新采用177堆芯设计，降低了堆芯功率密度，提高了设计安全水平。为保证“华龙一号”全球首堆首炉核燃料装载工作顺利开展，建设团队充分考虑“华龙一号”堆芯燃料组件布局及数量的差异，开展首炉装料演练，优化装料步序，确保首炉装料的安全可控。

中核集团福清核电1至4号机组于2017年9月17日全面投入商业运行，四台机组已累计发电超过1300亿千瓦时，与同等规模的化石能源相比，相当于减少标准煤消耗4032万吨、减少二氧化碳排放10544万吨，相当于植树造林29.3万公顷。5、6号机组采用我国自主三代核电技术“华龙一号”，分别于2015年5月7日和12月22日开工建设。

“华龙一号”是我国核工业核电技术设计、采购、安装、调试、运营能力的综合体现，对带动我国核电装备制造业高质量发展具有重要意义。2020年，面对“新冠肺炎”疫情挑战，“华龙一号”示范工程全体参建单位深化重大工程项目“党建联建”，统筹推进常态化疫情防控和安全生产，先后完成了5号机组热态性能试验、双层安全壳试验、主控室可居留试验以及6号机组外穹顶吊装等。目前，工程建设稳步推进，安全质量良好可控。