潘建伟团队再登Science:寻找广义相对论与量子力学的桥梁 | 科技早头条


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· 量子物理学 ·

寻找广义相对论与量子力学的桥梁



广义相对论与量子力学是现代物理的两块基石。然而,它们之间似乎存在不可调和的矛盾,很多在广义相对论框架下适用的物理规则,在量子领域就不再适用。如何将量子力学和引力理论结合,一直是困扰科学界的难题。在一项发表于《科学》的最新研究中,潘建伟团队提出了一套检验“引力可能导致量子退相干”理论的实验方案。他们利用“墨子号”量子卫星,观测两颗纠缠态粒子在经过地球引力不同的区域时,是否会解开纠缠。结果他们并未看到这一现象,因而排除了“事件形式”理论预言的“引力导致量子退相干”。今后,研究团队将发射新的卫星来开展进一步研究,新卫星的轨道将会比“墨子号”高20-60倍。



· 分子生物学 ·

人类与古生菌染色体存在关键相似性


最新发表在《细胞》上的研究发现,人类和古生菌的染色体结构存在关键相似性。染色体的组装决定着DNA是否能够正确表达,如果错误折叠,将可能启动癌基因,从而导致癌症的发生。在真核生物中,存在一种集缩素蛋白(condensin),可以帮助染色体折叠。而新研究发现,古生菌中同样存在类似的蛋白成分,研究者将其命名为coalescin。基于这次发现,研究者认为从染色体结构来看,古生菌比细菌更接近人类,其有望成为新一代的分子生物学模型,来进行癌基因等分子层面的研究。



· 植物学 ·

水稻抗涝基因被发现


水稻具有很多植物没有的抗涝特性,从野生生长地域来看,水稻一般长在雨水丰沛的热带地区,这也是其在漫长演化过程中能够抵抗洪涝的原因。最新发表在《科学》上的研究,找到了水稻抗涝的基因。水稻中有一系列基因SURFs在遇到洪涝时会紧急启动,并启动应激反应来对抗过多的水分。研究者发现其他野生作物遇到洪涝时,SURFs基因也会启动,但是之后应对洪涝的反应很小,这也是这些作物会被淹死的原因。未来有望通过改造这些基因和下游反应,来让更多作物抗涝,提高粮食产量。



· 古人类 ·

首张丹尼索瓦人画像出炉



丹尼索瓦人是一类在数万年前灭绝的神秘人类种群,但由于化石较少,我们对其了解相当有限。在一项发表于《细胞》杂志的研究中,以色列科学家根据DNA的基因活动(甲基化)模式,对丹尼索瓦人的面貌进行了重建。这也是丹尼索瓦人的首张骨骼重建图。研究发现,丹尼索瓦人的整体面貌与尼安德特人较为相近,例如脸型较宽,但他们也存在一些特征性的差异,例如扩张的侧颅。


· 生态学 ·

1970年以来,北美鸟类数量减少近30亿只


我们在关注生物多样性时,往往会忽视一些常见的物种,但这些生物种群数量的下降,也会对生态造成重大影响。在一项发表于《科学》的最新研究中,研究者分析了近几十年来美国大陆和加拿大529种鸟类的数量变化。结果显示,自1970年以来,北美鸟类数量减少了近30亿只,相当于北美鸟类总数的四分之一。500多种鸟类的种群数量出现广泛衰减,包括那些数量丰富、分布广泛的物种。这些数量减少的鸟类中超过9成可归因于12个科,其中包括雀和莺等鸣禽。



· 量子计算 ·

IBM即将推出53量子比特的商用量子计算机


IBM宣布,他们将在10月中旬推出53量子比特的可商用量子计算机,向外部用户开放使用。IBM表示,这是他们迄今开发出的最强大量子计算系统,也是外界可使用的最大量子计算机。设备将安置于IBM位于纽约州的新量子计算中心。这里目前有5台20量子比特的量子计算机,而在下个月,这一数字将增加至14台。与传统计算机相比,量子计算机的计算能力更强大,但目前,能执行各种任务的通用量子计算机还尚未出现。



· 生物技术 ·

构建小鼠模型的新方法


目前构建特殊小鼠模型的方法,包括细胞移植、病毒转染基因和基因工程,这些方法都容易造成不精确和意外的表型。最新发表于《细胞》的研究,提出了一种可以快速改变小鼠基因的新方法:MADR。这种方法只需将单个基因的拷贝物置入小鼠胚胎或新生小鼠的染色体特定位点,就可以改变蛋白质的功能产生新表型。MADR可以在同一只小鼠上产生多个变异,与现有方法相比,MADR更加精确可靠。基于此方法,研究人员已经制作了小儿胶质瘤的动物模型。


文:吴非、杨心舟、谢汝雨、王语嫣

编辑:杨心舟、吴非

 


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