人造手臂(首例接受全基因组筛查的试管婴儿诞生等6则)

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龙源期刊网 首例接受全基因组筛查的试管婴儿诞生等 6 则 作者： 来源：《大众科学》2013 年第 09 期 生命科学 首例接受全基因组筛查的试管婴儿诞生 英国科学家将名为新一代测序（NGS）技术的全基因组筛查技术，应用于筛查由体外受精 （IVF）获得的胚胎是否存在染色体异常。现在，已有一名接受该技术的男婴呱呱坠地，健康 且正常。科学家们表示人造手臂，这一技术的成本比常规筛查技术低很多，有望让更多人受益。 这是科学家们首次使用下一代测序（NGS）技术来筛查通过体外受精获得的胚胎，是否存 在肉眼看不见的染色体异常。这一技术有望提高 IVF 的成功率，让更多夫妇拥有自己的孩子。 异常染色体是阻止 IVF 胚胎成功进入母亲子宫的最大问题，或许也是造成 80%的 IVF 胚 胎无法发育成足月健康婴儿的“罪魁祸首”。以前的研究表明，在移植前筛查 IVF 胚胎内的染色 体异常可以将 IVF 的成功率提高三分之一；同时将流产率减少 50%。 编辑圈点 面临生育障碍的育龄夫妇中的绝大多数都会寻求 IVF 的帮助。但受限于胚胎筛查技术，成 功的比例仅为 30%。不仅耗费精力，而且女性会承受痛苦。对于有求于 IVF 的家庭来说， NGS 技术无疑是巨大的福音。

生命科学 英首次培育出眼部感光细胞 英国科学家使用实验鼠的胚胎干细胞，在人造视网膜帮助下，不仅在实验室培育出了眼部 的感光细胞，而且将其移植进失明老鼠的眼部后让老鼠“重见光明”。 视网膜存在两种感光细胞：视锥细胞与视杆细胞，失去感光细胞是造成大量退行性疾病病 患视力下降的“罪魁祸首”。最新研究的突破在于，可以将由胚胎干细胞获得的感光细胞植入成 年老鼠眼部，这一研究为人类临床试验奠定了基础。 经过多年研究，科学家们已经能很好地处理干细胞，并诱导它们发育成不同类型的成体细 胞和组织。迄今为止，视网膜的复杂结构一直被证明很难在实验室中再生。而英国的该项研究 龙源期刊网 很好地模拟了细胞正常的发育过程，这意味着在正确的发育阶段将细胞挑选出来并进行纯化， 可以确保移植的成功。 编辑圈点 各种与视觉相关的细胞复制频传捷报，也许不久，眼睛的修补技术就能够用于人体。盲人 必须终身忍受的黑暗人造手臂，或许很快就像白内障那样容易治疗。干细胞研究的光荣莫大于此。 材料科学 美首次“种”出石墨烯纳米带 美国科学家首次在金属上从头开始逐个原子地合成出了石墨烯纳米带——在熔炉中生长出 的石墨烯的同轴六边形。这种石墨烯“洋葱圈”有望用于锂离子电池和高级电子设备内。

该研究的领导者之一、莱斯大学的物理学家詹姆斯·图尔说，通常而言，通过化学气相沉 积方法，在一个熔炉中生长的石墨烯以一个种子开始。在成核过程中，一个碳原子附着在该种 子的表面，其他碳原子“依葫芦画瓢”，就形成了铁丝织网一样的网格。 研究发现，在富氢环境下，一块快速生长的石墨烯薄片被氢化，其整个边缘会变成一个成 核点。最终得到的是层叠的多层单晶体石墨烯“洋葱圈”。这种六方形石墨烯“洋葱圈”的边缘都 是锯齿形，拥有金属的属性。如果改变生长环境中氢与碳之间的相对压力，可得到一种与普通 石墨烯迥然不同的全新结构。 编辑圈点 在纳米量级，要想切出宽度相等且边缘规范的石墨烯带，并不像用美工刀裁纸那么简单， 更不要说是“洋葱圈”了。新研究的亮点，就是变“切割”为从一个原子开始的亲手“种植”，并找 到了做“洋葱圈”的妙招。 材料科学 人造肌肉可随湿度改变收缩扩张 加拿大阿尔伯塔大学研究人员最近开发出一种强力“人造手臂”，能在其周围空气湿度变化 的驱动下做“举重运动”，毫不费力地举起超过它本身许多倍的重量。 科学家把能对化学或物理刺激起反应的高分子聚合材料称为“人造肌肉”。它们被应用在控 制“软体”机器人运动中。

这种机器人的所有组成部分都是柔软灵活的，并能在狭窄空间运动。 龙源期刊网 研究小组开发的“人造手臂”是一小条塑料带子。他们先给一条塑料膜表面涂上一层铬和 金，然后再涂一层微凝胶单层。当整个材料干燥时，聚阳离子烃区域间的疏水作用会大大增 强，使含有聚阳离子层收缩。当空气湿度增加时，它又会伸展返回原来状态。实验表明，改变 湿度给“手臂”增加或降低重量，结果它能提起的重量达到了本身重量的 14 倍。 编辑圈点 人造肌肉可随湿度收缩扩张，已经让人惊叹，而更不可思议的，是它所能承受的超大重 量。它看似离我们的生活有些远，但对那些失去手臂的人来说，或许有着别样的期许。 信息科学 “数学拼图”加密软件固若金汤 美国加州大学洛杉矶分校与 IBM 的研究人员共同设计出一个固若金汤的“数学拼图”加密 软件系统，在允许用户将其作为一个程序使用的同时，可阻止任何潜藏在背后的破译。 这种被称为“软件混淆”的加密系统是首次在实际操作中完成。新系统是一种数学混淆机 制，可以通过阻止盗窃的新算法、隐藏软件补丁的漏洞，并在补丁分布时进行修复，以此来保 护源代码。以前开发的混淆技术迫使攻击者花费一些精力，但最终几天后就可以成功破译。

而 新系统固若金汤，对于一个试图破译软件的工程师来说，他必须首先解决各种数学问题，从而 改变密码学领域的游戏规则，而这需要花费数百年时间。 这种模糊机制成功的关键是一种新型“多线性拼图”，其中真正的创新是将软件转化成一种 数学拼图游戏。 编辑圈点 密码的搭、拆、攻、防，是数学家们永恒的矛盾游戏。然而美国研究者的新思路，却制造 出一张刺不破的盾。“根据接收者的个性来加密”的确是绝招，想要攻破它得动动脑筋。 环境科学 “超级防晒乳”源自珊瑚 澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）在珊瑚的身上发现一种新的“紫外线滤网”物 质。这种物质可以抵抗 UVA 和 UVB 紫外线，因此百万年来可以在澳洲的烈日下生存。科学 家也将借此进一步研发出安全有效的防晒乳。 主导研究的科学家约克（Mark York）指出，这种过滤物质轻透、无色、

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