本周焦點(diǎn)

　　可在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行計(jì)算的基因器件

　　美國(guó)斯坦福大學(xué)的生物工程團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種基因器件，可在個(gè)體活細(xì)胞中像晶體管一樣起作用，從而將計(jì)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(duì)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(chēng)之為“轉(zhuǎn)錄器”。

　　轉(zhuǎn)錄器的創(chuàng)建將允許工程師們?cè)诨罴?xì)胞內(nèi)進(jìn)行計(jì)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(kāi)和關(guān)閉。而新設(shè)計(jì)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(lèi)似重要功能：信號(hào)放大。聚合酶表達(dá)的微小變化，即可引起其他兩個(gè)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(jì)算機(jī)

　　新西蘭奧克蘭大學(xué)科學(xué)家最近設(shè)計(jì)出一種人造肌肉圖靈計(jì)算機(jī)，這是首次使用該材料來(lái)建造計(jì)算機(jī)。其采用最簡(jiǎn)單的通用圖靈機(jī)設(shè)計(jì)，但本質(zhì)上是彈性柔軟的，通過(guò)人造肌肉的舒張和收縮來(lái)執(zhí)行多種計(jì)算過(guò)程所涉及的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因而只要時(shí)間和內(nèi)存足夠，它就能解決任何計(jì)算問(wèn)題，并且也能“思考”。這為開(kāi)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(diǎn)首次獲得成對(duì)光子

　　量子點(diǎn)由少量的原子構(gòu)成，單個(gè)原子很難被“固定”，而量子點(diǎn)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(dòng)十分相似的砷化銦中的量子點(diǎn)，借助微型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，用激光照射量子點(diǎn)首次獲得了成對(duì)的光子。這一成果可進(jìn)一步推動(dòng)量子的應(yīng)用研究，并可用于量子計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)。

　　一周技術(shù)刷新

　　美開(kāi)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(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員最近開(kāi)發(fā)出一種只有微米厚的隱形斗篷，其超薄層稱(chēng)為“元屏風(fēng)”(metascreen)，是目前類(lèi)似研究中最薄的，制成的斗篷可以在自然環(huán)境下將一個(gè)三維物體隱藏于微波之中，從每個(gè)角度都無(wú)法看到，即使形狀奇特和不對(duì)稱(chēng)的物體同樣會(huì)被隱形。

　　太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換率極限或?qū)⑻岣邘讉€(gè)百分點(diǎn)

　　典型的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率極限，多年來(lái)一直是太陽(yáng)能電池效率的瓶頸。但一個(gè)來(lái)自丹麥和瑞士的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明，單根納米線(xiàn)可聚集的太陽(yáng)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(kāi)發(fā)以納米線(xiàn)為基礎(chǔ)的新型高效太陽(yáng)能電池方面潛力巨大，有可能使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換極限得以提高，不過(guò)納米線(xiàn)構(gòu)成的太陽(yáng)能電池投入產(chǎn)業(yè)化還需要等幾年時(shí)間。

　　為“人造樹(shù)葉”設(shè)計(jì)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化率路線(xiàn)圖

　　自“人造樹(shù)葉”概念提出以來(lái)，科學(xué)家一直希望它最終能帶來(lái)一種廉價(jià)的自控制系統(tǒng)，為發(fā)展中國(guó)家的數(shù)十億人口提供電力。日前美國(guó)麻省理工大學(xué)(MIT)的一個(gè)研究小組對(duì)“人造樹(shù)葉”系統(tǒng)的效率限制因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，并設(shè)計(jì)了一個(gè)框架來(lái)指導(dǎo)人們?cè)鯓影烟?yáng)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(shí)，以此有望帶來(lái)一種實(shí)用、廉價(jià)的商業(yè)化樣機(jī)。

　　本周爭(zhēng)鳴

　　美歐擬斥巨資造飛船撞擊小行星

　　時(shí)至今日，應(yīng)對(duì)空間天體撞地的攔截和爆破對(duì)策尚沒(méi)有國(guó)家可以切實(shí)地施行。不過(guò)來(lái)自歐洲和美國(guó)的科學(xué)家們正計(jì)劃花費(fèi)2.25億英鎊建造2艘太空船，通過(guò)將飛船與小行星撞擊的方式，探索對(duì)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?lèi)是否真有這個(gè)能力改變對(duì)地球構(gòu)成威脅的小行星軌道，但也因耗資過(guò)猛在外國(guó)網(wǎng)民間引起爭(zhēng)議：部分意見(jiàn)認(rèn)為此舉過(guò)于浪費(fèi);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(lái)及子孫。

　　前沿探索

　　英運(yùn)用3D打印技術(shù)制出活體胚胎干細(xì)胞

　　日前，英國(guó)愛(ài)丁堡赫里奧特-瓦特大學(xué)的研究人員改造了一種計(jì)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(shí)驗(yàn)證明，超過(guò)95%的干細(xì)胞在被“打印”出24小時(shí)后仍然存活，說(shuō)明打印過(guò)程并未“殺死”這些細(xì)胞;超過(guò)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(zhǎng)的大鼠腦中，進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(gè)壽命更長(zhǎng)的宿主身上，此時(shí)它的壽命能超過(guò)原來(lái)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(shí)驗(yàn)結(jié)果也能推廣到人類(lèi)和其他壽命更長(zhǎng)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(duì)人類(lèi)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(guò)了干細(xì)胞這一中間階段，當(dāng)時(shí)這在世界上尚屬首次?，F(xiàn)在，他們進(jìn)行的新實(shí)驗(yàn)表明，其他細(xì)胞可以在大腦中通過(guò)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(lái)人們將可以直接在人類(lèi)大腦中形成新的細(xì)胞，而無(wú)需繞行細(xì)胞培養(yǎng)和移植這條彎路。

　　“最”案現(xiàn)場(chǎng)

　　恒星“家庭相冊(cè)”添上最年輕成員的照片

　　歐空局的赫歇爾紅外望遠(yuǎn)鏡因?yàn)槔鋮s物質(zhì)的耗盡，宇宙生涯也即將結(jié)束，不過(guò)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(guò)的最年幼的恒星圖像，一些形成只有2.5萬(wàn)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(cè)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(guó)航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)布消息稱(chēng)：一顆編號(hào)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(wàn)億噸TNT炸藥的爆炸當(dāng)量，那正在火星軌道上工作的探測(cè)器和地表上的火星車(chē)們就相當(dāng)不妙了，不過(guò)科學(xué)家預(yù)計(jì)該彗星在近距離飛掠火星是更可能發(fā)生的事。