【奥思达前沿科技】《PNAS》八大热点文章
- 格式:doc
- 大小:19.50 KB
- 文档页数:3
热门学科的前沿进展有哪些值得关注的在当今科技飞速发展的时代,各个学科领域都在不断取得新的突破和进展。
这些前沿进展不仅推动了学术研究的深入,也为解决现实世界中的问题带来了新的思路和方法。
接下来,让我们一同探索一些热门学科的前沿进展,看看哪些值得我们特别关注。
首先,生命科学领域一直是备受瞩目的热门学科之一。
在基因编辑技术方面,CRISPRCas9 技术的不断优化和改进令人瞩目。
这项技术使得科学家能够更加精确地对基因进行编辑,为治疗遗传性疾病和癌症等重大疾病带来了巨大的希望。
例如,通过修复致病基因的突变,有可能从根本上治愈一些以往被认为无法治愈的疾病。
在免疫学领域,免疫治疗的研究取得了显著成果。
特别是免疫检查点抑制剂的应用,已经在癌症治疗中展现出了令人惊喜的效果。
这些药物通过解除肿瘤细胞对免疫系统的抑制,激活人体自身的免疫细胞来攻击肿瘤,为癌症患者带来了新的生存希望。
神经科学也是当前的热门学科之一。
脑机接口技术的发展吸引了众多目光。
通过将大脑的神经信号转化为计算机指令,脑机接口有望帮助瘫痪患者重新获得行动能力,或者为正常人提供更加便捷的人机交互方式。
此外,对大脑神经网络的研究也在不断深入,有助于我们更好地理解认知、情感和意识等复杂的大脑功能。
在物理学领域,量子计算的研究进展迅速。
量子计算机的出现有望解决传统计算机难以处理的复杂问题,如大规模的优化问题和密码学中的难题。
虽然目前量子计算机还处于发展的早期阶段,但已经展现出了巨大的潜力。
材料科学方面,纳米材料的研究和应用不断拓展。
纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质,在电子、能源、医疗等领域都有着广泛的应用前景。
例如,纳米级的半导体材料可以用于制造更小、更快、更节能的电子器件;纳米药物载体可以提高药物的靶向性和疗效。
计算机科学领域中,人工智能的发展依然是热点中的热点。
除了我们熟知的机器学习和深度学习,强化学习和生成对抗网络等技术也在不断取得新的突破。
同时,人工智能在自动驾驶、医疗诊断、金融风险预测等领域的应用也越来越广泛。
初中科技知识的前沿研究总结科技知识的前沿研究是围绕当今世界科技发展的最新趋势和热点展开的,涉及到各个领域的前沿技术和创新成果。
在初中阶段,学生通常接触到一些常见的科技知识,如互联网、人工智能、生物技术等。
然而,随着科技的不断进步和各个领域的深入发展,一些新兴的科技知识也逐渐进入人们的视野,成为当前的研究热点。
以下是一些初中科技知识的前沿研究总结:1.人工智能(AI)人工智能是当前科技领域的热点之一,包括机器学习、深度学习、自然语言处理等技术。
在初中阶段,学生可以了解到人工智能在各个领域的应用,如智能机器人、智能家居、自动驾驶等。
此外,近年来,人工智能在医疗、金融、教育等领域也有广泛的应用,给人们的生活带来了便利。
未来,人工智能仍将是科技领域的重要研究方向,其发展趋势是更加智能化、自主化和人性化。
2.生物技术3.新能源技术随着全球能源问题的日益突出和环境污染的严重程度不断加剧,新能源技术成为了当前科技领域的研究热点之一、在初中阶段,学生可以了解到一些新能源技术,如太阳能、风能、生物质能等。
近年来,新能源技术取得了一些重大突破,如太阳能电池的效率提升、风力发电技术的成熟等。
未来,新能源技术将继续发展,为解决能源危机和环境问题提供更多的选择。
4.虚拟现实(VR)和增强现实(AR)虚拟现实和增强现实是当前科技领域的新兴技术,将现实世界与虚拟世界进行结合,为人们提供丰富的视听体验。
在初中阶段,学生可以了解到虚拟现实和增强现实在游戏、教育、医疗等领域的应用。
近年来,虚拟现实和增强现实技术取得了一些重要进展,如Oculus Rift、HoloLens等设备的推出。
未来,虚拟现实和增强现实技术将继续发展,为人们的生活和工作带来新的体验和可能性。
5.量子计算量子计算是当前计算机领域的前沿技术之一,利用量子力学的量子比特来进行计算。
在初中阶段,学生可以了解到传统计算机和量子计算机的区别,以及量子比特、量子门等基本概念。
前沿科学十大突破领域综述在当代社会,科学技术不断突飞猛进,给人类带来了前所未有的便利和发展机遇。
科学探索的边界也在不断扩展,前沿科学领域不断涌现出许多令人瞩目的突破。
本文将综述前沿科学领域中的十大突破,介绍其背后的科学原理和潜在的应用前景。
1. 量子计算机:量子计算机是近年来备受瞩目的研究领域,其基于量子力学的计算原理具有极高的计算速度和处理能力,有望解决目前传统计算机无法处理的复杂问题。
一旦量子计算机的研究得以突破,将会开启一个全新的计算时代。
2. 基因编辑技术:CRISPR-Cas9技术的发展使得基因编辑变得更加精确和高效,其在治疗遗传性疾病、农业改良、生物学研究等方面有巨大的潜力。
然而,该技术的伦理、法律和社会影响也备受关注,需要慎重对待。
3. 纳米技术:纳米技术涉及到对材料和器件的操控,以及对纳米尺度现象的理解。
该领域的突破有望实现更小尺寸的电子元件、高效能的电池和更有效的药物传递系统,对能源、医疗和电子等行业将产生深远影响。
4. 人工智能:人工智能已经被广泛应用于图像识别、自然语言处理、自动驾驶等领域。
近年来,深度学习和机器学习的突破使得机器能够模拟人类智能的某些方面,展现了惊人的能力和潜力。
然而,与之相伴随的是人工智能伦理和隐私问题,需要引起足够重视。
5. 物联网:物联网是指通过网络连接各种设备、传感器和机器,实现数据的传递和共享。
该领域的突破为人们提供了更高效、智能化的生活方式。
物联网的广泛应用能够改善交通、环境监测、健康照护等方面的问题。
6. 生命延续:生命延续领域的突破不仅关乎人类的长寿和健康,也对社会和人类文明产生重要影响。
通过探索细胞再生、疗法创新等方面,科学家们正不断寻找延缓衰老和延长寿命的方法。
7. 新能源:由于对传统能源的依赖和全球气候变化的威胁,新能源领域的突破至关重要。
研究涉及太阳能、风能、生物质能等可再生能源的开发和利用,有望为人类提供更清洁、可持续的能源解决方案。
行业技术的前沿研究进展随着科技的迅速发展和全球竞争的加剧,各个行业都在不断寻求创新和突破。
为了满足市场对高效、环保、便捷等要求,行业技术正经历着前沿研究的持续推进。
本文将对几个行业技术的前沿研究进展进行讨论,以期为读者提供一些关于当前行业技术的了解和展望。
首先,人工智能(Artificial Intelligence, AI)是当前行业技术领域最热门的研究方向之一。
人工智能技术在医疗、金融、制造业等众多行业都有应用潜力。
近年来,深度学习(Deep Learning)技术的发展使得机器可以通过大数据分析和自动学习来获取知识和技能。
在医疗行业,人工智能在辅助医生诊断、药物研发和智能医疗设备等方面发挥着重要作用。
在金融行业,人工智能可以通过数据挖掘和预测分析来预测市场走势和风险。
在制造业,人工智能可以帮助机器人进行自主决策和协作。
其次,区块链技术(Blockchain)也是当前备受关注的行业技术之一。
区块链技术作为一种分布式数据库技术,可以确保数据的安全性和可信度。
它的主要应用包括加密货币(比特币等)、供应链管理、物联网等领域。
区块链技术的出现使得金融交易和信息传输更加高效和透明,有望在未来重塑金融产业。
在供应链管理方面,区块链技术可以提供更加可追溯和可验证的信息,帮助企业提高效率和降低风险。
在物联网领域,区块链技术可以实现设备之间的安全互信,推动物联网的发展。
再次,生物技术(Biotechnology)的前沿研究也在各个行业中得到了广泛应用。
生物技术借助于生物学、化学和工程学等领域的知识,利用生物体的特性和反应来研究和应用技术。
在医疗行业,基因编辑和治疗性疫苗等生物技术的应用为疾病的治疗和预防带来了新的希望。
在农业领域,转基因技术可以提高作物的抗病性和产量,为粮食安全做出贡献。
在环境保护方面,生物技术可以利用微生物降解有害物质,处理废水和固体废物。
最后,虚拟现实(Virtual Reality, VR)和增强现实(Augmented Reality, AR)技术也在各个行业中取得了突破。
生物科学前沿动态生物科学领域是一个不断变革和前进的领域,每天都有新的发现和突破。
在这篇文章中,我将为您介绍一些最新的生物科学前沿动态,包括基因编辑技术、人工智能在生物研究中的应用、干细胞治疗等。
基因编辑技术一直以来都是生物科学领域探索的热点。
最著名和广泛应用的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统。
CRISPR-Cas9系统利用一种特殊的酶剪切DNA,然后通过引导RNA指导它找到特定的基因序列并进行编辑。
这一技术已经被广泛用于基础研究、生物工程和生物医药领域。
近年来,科学家们通过改进CRISPR-Cas9系统,例如开发出更精确的基因编辑酶和引导RNA,提高了基因编辑的效率和准确性。
这一技术的不断进步为基因治疗和疾病治疗的研究带来新的机会和希望。
人工智能(AI)在生物研究中的应用也是一个备受关注的领域。
人工智能可以利用大规模的数据和复杂的算法来识别模式和发现规律。
在生物科学中,科学家们可以使用人工智能来分析大规模的基因组、蛋白质组和代谢组数据,以寻找与疾病发展和药物治疗相关的新的生物标志物。
同时,人工智能还可以帮助科学家们设计更高效的实验和筛选更有效的药物。
人工智能在生物研究中的应用有望加速科学发现和药物研发的进程,并为疾病治疗提供新的突破。
干细胞研究和干细胞治疗是另一个引人注目的生物科学前沿。
干细胞具有自我复制和分化为多种不同细胞类型的能力,因此在再生医学和组织工程领域具有巨大的潜力。
科学家们不仅在研究中不断改进提取和培养干细胞的技术,而且也在探索使用干细胞治疗多种疾病的可能性。
干细胞治疗已经在一些疾病治疗中取得了突破性的成果,例如用干细胞治疗白血病、心脏病和神经退行性疾病等。
虽然干细胞治疗还面临许多挑战和伦理问题,但其潜力和前景令人兴奋。
另一个生物科学前沿动态是微生物的研究和应用。
微生物是一组微小单细胞生物,包括细菌、真菌和病毒等。
微生物在生物圈中扮演着至关重要的角色,例如促进消化、保护免疫系统和参与生态系统循环等。
奥思达干细胞生命之初的秘密—胚胎细胞的差异近日,Cell杂志上发表了一项最新研究,来自剑桥大学和欧洲分子生物学实验室的研究人员发现,个体发育在受孕第二天胚胎只有四个细胞的时候就开始成形了。
虽然这些胚胎细胞看起来一模一样,但它们其实已经表现出微妙的差异。
精子和卵子受精之后,受精卵分裂生成全能性干细胞。
这种干细胞能够分化为全身和胎盘的任何细胞。
不过在随后的细胞分裂中,胚胎细胞很快丧失了这种可塑性,成为了多能性干细胞。
多能性干细胞的发育能力受到限制,不再能生成胎盘细胞。
通过测序发现,早在四细胞的胚胎阶段,这些细胞就已经各不相同了。
研究人员建立了胚胎发育的小鼠模型,用最新测序技术检测单细胞水平上的基因活性。
结果显示,四个胚胎细胞之间一些基因活性存在着明显差异,而Sox2基因差异最大。
该基因是多能性网络的一部分,当Sox2活性减弱的时候,引导细胞发展为胎盘的主调控子活性增加。
通过强大的测序工具可以帮助人们加深对发育机制的了解,揭示早期胚胎细胞的发展方向。
2006年,山中伸弥教授通过iPS技术率先将已分化细胞重编程为多能细胞,因此获得了2012年的诺贝尔生理/医学奖。
现在从成体细胞获得多能细胞的技术已经相当成熟了,但人们一直未能诱导细胞达到全能状态。
而。
日前法国和德国马普所的研究团队获得了重大突破,成功诱导出了全能细胞,并将结果发表在Nature子刊上。
此外,科学家们还发现,干细胞在分裂的时候能够区分衰老和年轻的线粒体,并将它们不对称的分配给子细胞:继续保持“干”性的子细胞主要分到年轻的线粒体,而分化的子细胞主要分到衰老的线粒体。
研究指出,细胞内容物的不对称分配可能是干细胞防止损伤累积的一种机制。
在过去十年里,多能干细胞成为了多个领域的实用工具,帮助人们探索发育生物学、研究疾病病理和开发细胞疗法。
随着科技研究的不断深入,干细胞领域会有更多突破。
scienceadvance大脑进化的终极秘密
导语马克斯普朗克研究所的一个研究小组声称他们发现了一种DNA突变,这种DNA突变导致人类基因功能的变化,促使人类大脑生成更大的新皮层。
在这项12月7日发表在《科学进展》期刊上的论文中,研究团队描述了他们如何进行基因工程使一个仅在人类、丹尼索瓦人和尼安德特人中发现的基因看起来像是它的前体基因,以揭示其神经增殖效应。
一年前,另一个研究团队发现一个基因是人类大脑生长更大、可以处理更复杂事件的一个主要因素。
在这项新研究中,研究人员发现了该基因中可能出现的DNA变化。
为了确定这种变化,研究人员设计了独特的ARHGAP11B基因,使它更类似于ARHGAP11A基因,研究人员认为ARHGAP11B是ARHGAP11A的前身——他们替换了ARHGAP11A的单个核苷酸(有着55种可能性),发现其中的ARHGAP11B基因失去了促进神经增生的能力。
他们认为,这表明该基因突变是一个单点突变,导致了人类拥有更大的大脑。
他们指出这种突变可能不是自然选择导致,而更可能是脑细胞分类过程中的一个简单的突变。
因为它赋予了个体可以长出高于正常量脑细胞的能力,并通过后代遗传下来。
他们还指出,这样的突变特异性地导致出现更大的与听觉和视力相关的新皮层。
先前的研究还发现,大脑的这个区
域可能是大脑最近才出现的一部分。
研究人员还注意到,他们的研究表明该突变发生在人类进化史上与黑猩猩分离后约100万年的时间点——大约500万到600万年前。
其他研究也表明,从那时起,人类的大脑经历了几次促进大脑成长的刺激,导致智力的进步和推理的能力。
声明。
科技动态Science and Technology Trends 国内外最新科技创新与发现◎ 本刊记者 杨伊静无创技术平台:引爆肿瘤细胞近日,发表在《美国国家科学院院刊(PNAS)》上的一项研究中,以色列特拉维夫大学生物医学工程系的TaliIlovitsh博士领导的一个国际研究团队,经过了两年多的研究,开发出一种将基因导入乳腺癌细胞的无创技术平台。
该技术将超声与靶向肿瘤的微泡结合在一起。
一旦超声波被激活,微泡就会像智能的目标弹头一样爆炸,在癌细胞的细胞膜上形成小孔,从而使基因传递成为可能。
Ilovitsh在斯坦福大学Katherine Ferrara教授的实验室从事博士后研究时开发了这项突破性技术。
该技术利用低频超声(250 kHz)引爆微观的肿瘤靶向气泡。
在体内,细胞破坏达到肿瘤细胞的80%。
Ilovitsh说,在未来,她打算尝试将这项技术作为一种无创治疗方法,用于治疗与大脑有关的疾病,如脑瘤和其他如阿尔兹海默症等神经退行性疾病。
81中国科学家首次解析神经母细胞瘤单细胞图神经母细胞瘤(NB)是神经-衍生的恶性肿瘤的一种亚型,是儿童时期最常见的颅外实体瘤。
尽管进行了广泛的研究,NB的潜在发展起源仍不清楚。
近日,复旦大学研究团队在Cancer Cell 在线发表题为“Glial MetabolicRewiring Promotes Axon Regeneration and Functional Recovery in the Central NervousSystem”的研究论文,该研究使用单细胞RNA测序,从16位患者的160,910个细胞中生成了肾上腺NB转录组,并在相对较早的发育阶段从早期人类胚胎和胎儿肾上腺的12,103个细胞中生成了NB起源的推定发育细胞的转录组。
该研究的发现提供了对NB的人类起始和发展的发展轨迹和细胞状态的见解。
该研究的单细胞数据集和分析将成为有用的资源,并为将来的研究解码自发NB退行的细胞和分子机制以及在发育和疾病条件下维持细胞状态所需的关键细胞间串扰提供参考。
2023医学国自然热点总结随着科技的不断发展,医学领域也在不断取得新的突破。
2023年,医学国自然热点涵盖了许多令人振奋的领域。
本文将从基因编辑、人工智能辅助诊断、干细胞治疗以及抗生素耐药性等方面进行总结。
一、基因编辑技术的突破基因编辑技术是近年来医学领域的重要研究方向,2023年将迎来新的突破。
基因编辑技术可以精准地修复或改变人类基因组中的错误或有害突变,为遗传性疾病的治疗提供了新的可能。
CRISPR-Cas9系统作为一种简单、高效和经济的基因编辑工具,正成为研究人员关注的焦点。
2023年,我们有望看到CRISPR-Cas9系统在临床治疗中的应用,为患者提供个性化的基因治疗方案,为遗传性疾病的治愈带来希望。
二、人工智能辅助诊断人工智能在医学领域的应用日趋广泛,特别是在辅助诊断方面。
2023年,我们将迎来人工智能辅助诊断的新突破。
通过训练深度学习算法,人工智能可以从大量的医学影像数据中学习,进而快速准确地诊断疾病。
这不仅有助于提高医生的工作效率,还可以减少人为因素对诊断结果的影响。
人工智能辅助诊断技术的发展,将为临床医生提供更准确的诊断依据,改善患者的治疗效果。
三、干细胞治疗的前景干细胞治疗作为一种新兴的治疗手段,具有很大的潜力。
2023年,干细胞治疗有望在一些疾病的治疗中取得重要突破。
干细胞具有自我更新和多向分化的能力,可以修复或替代受损组织,为许多疾病的治疗提供新的途径。
例如,干细胞治疗可以用于心脏病患者的心肌再生,以及关节炎患者的关节修复。
随着对干细胞的研究深入,我们有望看到干细胞治疗在更多疾病中的应用,为患者带来福音。
四、抗生素耐药性的挑战抗生素耐药性是全球范围内的一个严重问题,对临床治疗造成了巨大的挑战。
2023年,抗生素耐药性的研究将继续成为医学领域的热点。
科学家们正在努力寻找新的抗生素,并探索抗生素耐药性背后的机制。
此外,加强公众教育,合理使用抗生素,也是解决抗生素耐药性问题的重要途径。
前沿技术的研究与应用分析随着科技的不断进步,前沿技术的研究与应用也越来越受到人们的关注。
近年来,人工智能、区块链、云计算等领域的技术已经成为了热门话题,并在各个行业得到了广泛的应用。
本文将分别介绍这些前沿技术,并探讨它们在实际应用中的优势与劣势。
一、人工智能人工智能(Artificial Intelligence,简称AI),是计算机科学的一个分支,是研究如何实现智能的理论、方法、技术及应用系统的一门学科。
目前,人工智能的核心技术包括机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等。
在医疗行业中,人工智能可以辅助医生进行诊断,提高诊断的准确率。
例如,早期的乳腺癌诊断通常需要通过人工判断肿块是否为癌症,但是使用人工智能技术,可以将对肿块的影像进行自动分析,准确率可以达到97%以上。
在金融行业中,人工智能可以帮助银行进行风险评估和贷款审批。
通过对客户的数据进行分析,可以更准确地评估客户的信用等级,从而更好地控制风险。
然而,人工智能也存在一些局限性。
例如,人工智能需要训练数据,如果训练数据存在偏差或不完整,就会影响模型的准确性。
另外,人工智能还有可能被恶意攻击,例如,攻击者可以通过改变训练数据来影响模型的输出结果。
二、区块链区块链(Blockchain)是一种分布式计算技术,通常用于构建去中心化的应用程序和服务。
区块链技术主要基于密码学原理和去中心化的数据存储方式,使得数据可以在没有中心化服务器的情况下传输、存储和验证。
在金融行业中,区块链可以被用于构建安全的交易网络,使得交易资金的安全性更高。
例如,比特币使用了区块链技术,用户可以使用私钥对交易进行签名,确保交易的安全性。
另外,区块链还可以帮助银行进行资产证明、风险控制和反洗钱等方面的工作。
在供应链管理领域中,区块链可以被应用于跟踪物品的交付和状态,同时可以增强供应链的透明度和可追踪性。
然而,区块链技术的应用也存在一些问题。
由于区块链的性质和设计,使得其交易速度相对较慢,需要更长的确认时间,这在某些场景下可能不太适用。
2020年全球临床医学领域热点前沿和新兴前沿近日,中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合发布《2020研究前沿》报告。
报告不仅遴选出了2020年自然科学和社会科学的11个大学科领域排名最前的110个热点前沿和38个新兴前沿,还评估了中国、美国、英国、德国、法国和日本等国家在诸多前沿领域的贡献和潜在发展水平,其中涉及临床医学的10个热点研究前沿,引发了业内广泛关注。
1、临床医学领域热点前沿临床医学领域位居前10位的热点前沿主要集中于肿瘤免疫与靶向治疗、新型靶向药物治疗常见慢性病、神经退行性疾病早期诊断、医学人工智能、生物类似药规范使用、器官移植等领域。
靶向治疗、免疫治疗、人工智能是2020年热点前沿中的核心内容。
其中,肿瘤免疫与靶向治疗领域包含3个热点前沿,包括肿瘤免疫治疗超进展现象、急性髓系白血病分子靶向治疗、肿瘤免疫检查点抑制剂治疗相关不良反应管理;新型靶向药物治疗常见慢性病领域包含2个热点前沿,包括白细胞介素单抗治疗中重度特应性皮炎、降钙素相关基因肽(CGRP)单抗新药用于偏头痛预防性治疗;神经退行性疾病早期诊断领域包含2个热点前沿,包括阿尔茨海默病tau PET影像诊断、血液神经丝轻链蛋白作为神经系统疾病生物标志物;以及医学人工智能领域(深度学习在眼科领域应用),生物类似药规范使用领域(生物类似药与原研药可互换性),器官移植领域(供体肝机械灌注保存)。
2020年入选的Top10热点前沿,与往年相比,出现了肿瘤免疫治疗超进展、基于深度学习的人工智能在眼科领域应用等新的研究热点。
同时,也有多个前沿实现了在延续中发展,如关于生物类似药的研究,2019年侧重其临床有效性和安全性,2020年则多为评估与原研药互换后的长期疗效研究;关于靶向tau蛋白的PET成像研究,2019年以在神经退行性疾病中的结合特性研究为主,2020年则进而研究该技术在阿尔茨海默病早期诊断中的应用。
随着科技的不断发展,人们对未来的想象也越来越丰富。
在这个科技日新月异的时代,每年都会涌现出许多前沿科技。
本文将介绍全球三十个前沿科技。
一、脑机接口脑机接口是一种直接在大脑和外部设备之间建立通信的技术。
它通过读取和解析大脑的电信号,将人类的意图转化为机器可以理解的语言,从而实现了人类和机器之间的直接交流。
未来,脑机接口可能会被用于改善残疾人的生活质量,增强人类的认知能力,甚至可能帮助人类实现心灵感应。
二、量子密码学量子密码学是一种利用量子力学原理进行信息加密和安全传输的技术。
由于量子密码学基于量子力学原理,其安全性被认为在理论上无法被破解。
未来,量子密码学可能会被用于保护国家安全、金融系统等重要领域的信息安全。
三、超导技术超导技术是一种利用材料在低温下电阻为零的特性进行电力传输和储存的技术。
由于超导材料在零电阻状态下几乎不消耗能量,因此超导技术被认为是未来电力传输和储存的重要方向。
未来,超导技术可能会被用于建设高效、环保的电力系统和储存设备。
四、仿生材料仿生材料是一种模仿生物体的结构和功能设计的材料。
这种材料可以模仿生物体的强度、韧性、自修复能力等特性,从而具有优异的性能。
未来,仿生材料可能会被用于制造更轻、更强、更耐用的航空航天器、汽车、建筑等产品。
五、增材制造增材制造是一种通过逐层添加材料的方式来制造物体的技术,也称为3D打印。
它能够以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。
未来,增材制造将会在更多领域得到应用,如建筑、医疗、教育等。
六、生物信息学生物信息学是一种结合了生物学、计算机科学和数学等学科的研究领域。
它主要利用计算机对生物信息进行储存、检索和分析,以揭示生物体内分子和系统的功能、结构和相互作用。
未来,生物信息学可能会被用于更深入地了解生命过程,开发新的药物和治疗方法,以及改进农业和环境科学等领域。
七、5G技术5G技术是一种高速、低延迟的无线通信技术。
2024年最值得关注的科学领域挑战与前沿研究进展1. 引言1.1 概述随着科学技术的快速发展,我们正处于一个信息爆炸的时代,每年都会涌现出许多令人振奋的科学研究成果。
2024年将是科学领域迈向新高峰的一年,各个领域都在经历着巨大的改变和挑战。
本文将重点关注2024年最值得关注的科学领域挑战与前沿研究进展。
1.2 文章结构本文共分为五个部分,每个部分都涉及到不同领域内的前沿研究进展和所面临的挑战。
其中,第二部分将探讨基因编辑与生物技术方面的最新动态;第三部分将关注人工智能与机器学习领域中取得突破性进展;第四部分将聚焦于空间探索与天文科学方面;最后一部分将介绍新兴材料科学与纳米技术的创新应用。
1.3 目的本文旨在全面介绍2024年将受到关注并引起广泛讨论的科学领域挑战与前沿研究进展。
通过深入探讨每个领域的最新动态,读者将能够了解到不同领域内的科学家们正在努力解决的问题和面临的挑战。
同时,本文也试图激发读者对科学研究的兴趣,并希望能为未来的研究和创新提供一些启示和思路。
以上就是文章“1. 引言”部分的内容。
2. 基因编辑与生物技术2.1 CRISPR技术的发展与应用:在基因编辑和生物技术领域,CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)技术是一个备受关注的进展。
CRISPR基因编辑工具是一种革命性的方法,可以在精确、高效和经济实惠的情况下针对基因组进行修改。
CRISPR技术通过使用Cas9酶或类似蛋白质来识别和切割特定DNA序列,并在修复过程中引入所需的改变。
这项技术已经在许多生物领域得到广泛应用,包括植物育种、动物模型制作以及人类遗传病治疗等。
CRISPR还具有潜力用于抵抗疾病传播的昆虫控制策略,例如创造无能力传播疟疾的蚊子。
2.2 基因组编辑的伦理挑战:虽然CRISPR等基因组编辑工具带来了许多潜力,但也带来了伦理挑战。
【高中生物】PNAS:美科学家发现诊断老年痴呆症新标记
近日,美国国家科学院院刊(PNAS)在线发表了美国洛克菲勒大学研究人员关于阿尔茨海默病的最新研究进展。
阿尔茨海默病(AD)俗称老年痴呆,是一种由于β淀粉样肽(Aβ)在神经元中积累导致的神经退行性病变,在该疾病的发病过程中可能受到多种分子机制的影响。
越来越多的证据表明AD病变伴随炎症发生,但炎症的来源仍不清楚。
研究人员对循环系统中的Aβ是否能够通过血浆接触激活系统(plasma contact activation system)诱发AD相关性炎症进行了研究。
血浆接触激活系统是一种蛋白水解级联反应,研究人员发现这种蛋白水解级联反应是通过血浆蛋白因子XII(FXII)的激活进行触发的,并会导致激肽释放酶血管舒缓素介导的对高分子量激肽原(HK)的切割,释放具有炎症促进作用的血管舒缓激肽。
体外实验证明Aβ能够促进FXII依赖性的HK切割,除此之外,切割后的HK增加也出现在AD病人的脑脊髓液中。
在该研究中,研究人员发现在AD病人的血浆中FXII激活,激肽释放酶血管舒缓素活性和激肽原的切割均出现增加,而在AD小鼠模型和Aβ42处理的野生型小鼠血浆中也可观察到血浆接触激活系统活性增加。
这些结果表明Aβ42介导的接触激活系统可发生在AD病人血浆中,对于阿尔茨海默病的诊断和治疗均有重要提示作用。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
PNAS颠覆性观点:癌症是进化产物,而非突变而来2015/07/23 来源:生物探索分享:导读PNAS上新研究颠覆了累积突变导致肿瘤的观点,支持癌细胞的生长受进化的影响,研究阐述了健康的组织生态系统促使健康细胞战胜癌变细胞,但当组织生态系统发生变化如老化、吸烟或者受其他压力影响时,癌变细胞可迅速适应变化后的环境,并在自然选择中一代又一代传承。
这种肿瘤形成的新思路对癌症治疗和药物设计有深远的影响。
7月21日发表在《Proceedings of National Academy of Sciences》上的研究颠覆了累积突变导致肿瘤的观点,支持细胞数量受进化压力影响的观点。
该文章阐述了健康的组织生态系统促使健康细胞战胜癌变细胞,当组织生态系统发生变化如老化、吸烟或者受其他压力影响时,癌变细胞可迅速适应变化后的环境,并在自然选择中一代又一代传承。
这种肿瘤形成的新思路对癌症治疗和药物设计有深远的影响。
DeGregori模型本文作者,科罗拉多大学癌症中心James DeGregori博士说,“我们过去一直致力于研靶向癌症细胞突变体的药物研究。
但如果人体生态系统不仅可引发致癌突变,还允许癌症细胞生长时,也许我们应该先考虑选择健康的生活方式促进健康细胞的生长,从而抑制癌症细胞的生长。
”DeGregori博士和CU癌症中心的同事Andrii Rozhok博士提出除了突变激活,癌症可能需要与年龄等相关的组织变化来获取更有利的生存条件,从而在与健康细胞的竞争中获胜。
这种模型有助于回答佩托悖论(Peto*s Paradox)长期存在的问题:如果癌症是由突变的随机激活引发,那么拥有更多细胞的大型动物在他们生活中患癌症的风险应该更高。
那为何具有不同大小和寿命的哺乳动物大多数在晚年患癌症?蓝鲸的细胞比老鼠多一百万倍,且寿命比老鼠长50倍,但蓝鲸的患癌风险并未比老鼠高。
癌症是组织生态系统变化的产物DeGregori模型归为一句话就是:癌症是组织生态系统变化的产物。
《文献检索》第五章外文全文数据库美国科学院院报PNAS数据库目录1.美国科学院院报PNAS数据库概述CONTENTS2.美国科学院院报PNAS数据库的使用1.美国科学院院报PNAS数据库概述☐美国科学院于1863年由美国国会立法成立,距今有150多年的历史☐《美国科学院院报》(PNAS)是世界上被引用次数最多的综合性、跨学科连续出版物之一,每年出版3100多篇论文☐所涵盖学科领域主要为生物、自然科学、社会科学等☐提供在PNAS上刊出的所有文献的摘要、全文、图表、公式及参考文献,回溯至1915年官网https://2.美国科学院院报PNAS数据库的使用https://校内直接访问,校外登录简单搜索,期刊标题,作者,文章DOI,词条高级搜索:年,卷,期,DOI 搜索词条年卷高级搜索,文章首页,作者,文章标题,文摘或题目中内容,全文搜索等年卷期首页文章DOI作者标题摘要或者标题全文或摘要或者标题搜索结果搜索结果排序:最匹配最旧优先最新优先结果格式:标准格式简洁格式搜索结果搜索结果详细信息标题作者期刊,文章DOI作者单位摘要导出方式:邮件,引用工具,分享搜索结果PDF全文提供投稿链接链接至期刊网站导出方式:邮件,引用工具,分享参考资料与致谢1.王细荣,丁洁,苏丽丽主编,文献信息检索与论文写作(第六版),上海交通大学出版社,2017年11月出版;2.顾萍,谢志耘主编,医学文献检索(第2版),北京大学医学出版有限供公司,2018年12月出版;3.乔晓强主编,药学文献检索,科学出版社,2018年12月出版;4.赵玉虹主编,医学文献检索(专升本临床医学),人民卫生出版社,2019年1月出版;5.陈子康,张连水,李华民主编,化学文献检索及应用引导,北京师范大学出版社,2018年1月出版;6.注:部分图片来自网络,出处不能一一列出,感谢图片原作者!《文献检索》第五章外文全文数据库感谢聆听。
《PNAS》(美国国家科学院院刊)是与Nature、Science齐名,被引用次数最多的综合学科文献之一,PNAS收录的文献涵盖生物、物理和社会科学,主要内容包括具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。
近期其最受关注的文章(生物类)如下:
1.The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop
最新的研究表明,人类吃了几千年的红薯是天然的转基因植物。
科学家从中国、日本、菲律宾、新西兰、澳大利亚、美国、中美洲、南美洲、非洲国家收集了291个红薯样品,都检出了农杆菌T-DNA的基因序列。
人类种植红薯的历史,可以上溯到8000-10000年前。
这次的研究结果证明,在红薯的进化过程中,在农杆菌和红薯祖先之间发生了水平基因转移[Horizontal gene transfer (HGT)]。
这些农杆菌基因的转入,可能影响了红薯的性状,而自然选择又保留了这些性状。
科学家认为这个新发现证明了,在作物进化过程中,转基因可以自然的发生。
这或许会改变人们对转基因作物的观点,不再认为转基因是一件“不正常”的事儿了。
2.National hiring experiments reveal 2:1 faculty preference for women on STEM tenure track
一项研究发现,美国的371所大学院校的科学与工程院系选择女性教师候选人的数量是同样资质的男性候选人的2倍。
研究者进行了5个随机对照实验,从而检验雇佣中的性别偏见是否造成了女性在科学学术领域中未得到充分的代表。
来自美国371所大学院校的873名向终身教职职位发展的教职人员参与了这项研究。
在4项实验中,教职人员评估了描述性概要,这些概要介绍了申请生物学、经济学、工程与心理学的终身制轨道助理教授职位的、假设的男性和女性申请者。
在另一个实验中,工程学教职人员评估了履历全文,而不是叙述性概要。
这组作者把申请者的工作资质和婚姻与子女状况等生活方式特征匹配起来,并且改变了实验设计,从而具体地研究诸如单身母亲、有无工作配偶以及过去关于育儿假期的选择。
与关于科学、技术、工程与数学(STEM)雇佣的性别偏见的假定相反,所有这4个学科的教职人员偏向选择女性申请者而不是男性申请者,只有男性经济学家是例外,他们没有表现出性别偏好。
在比较不同生活方式的实验中,女性偏向选择离婚的母亲而非结婚的父亲,而男性偏向选择休育儿假期的母亲而非没有休育儿假期的母亲。
这组作者说,这些发现可能对于开始从事科学学术领域职业的女性是好消息。
3.Crop rotations in the sea: Increasing returns and reducing risk of collapse in sea cucumber fisheries
一项研究发现,一种空间轮流收获策略可能改善水产业的生物与经济健康。
农作物的轮流收获一直被成功地应用于农业,而且可能从海参、扇贝和鲍鱼等运动程度低的海洋物种中得到类似的收益。
研究者们对澳大利亚大堡礁的海参水产业的物种动态进行了建模。
这一水产业目前被划分为154个区域,每个区域每3年收获一次,然而这种收获间隔的有效性尚未得到研究。
这组作者发现,与具有类似总捕获量的一个非轮流收获策略相比,轮流收获能显著减少这一水产业的物种耗尽风险。
此外,这种轮流收获策略很可能增加了总的水产产量和经济表现,减少了采用这种策略的财政风险。
这组作者测试了各种轮流收获的间隔,结果发现这种水产业的生
物与经济表现随着间隔增加(至多6年)而增加。
这组作者说,这些结果提示,轮流收获策略可能让各种不动的物种维持可持续的种群,同时保护了渔业的经济可行性。
4.Global trends in antimicrobial use in food animals
来自美国的科学家对全球228个国家的抗菌剂使用情况进行了调查研究,并对未来趋势进行了预测,这一研究结果发表在国际学术期刊PNAS。
在该项研究中,研究人员利用贝叶斯统计模型结合牲畜分布,肉产品需求经济计划以及高收入国家抗菌剂使用情况对2010年和2030年的抗菌剂使用趋势进行了匹配研究。
目前,全球每年每千克食用动物所使用的抗菌剂平均剂量为:45mg/kg(牛),148mg/kg(鸡),172mg/kg (猪)。
以此为基线,预计从2010年到2030年,全球抗菌剂使用将会增加67%,并且增加量的三分之一将归因于中等收入国家畜牧农业生产系统的扩大化,而预防性抗菌剂将进行常规使用。
对于巴西,俄罗斯,印度,中国和南非等国,抗菌剂使用量的增加将达到99%。
这项研究首次绘制了全球228个国家牲畜抗菌剂的使用图谱,保守估计2010年的抗菌剂使用量为63,151吨,而这一数字到2030年将增加67%,并且这一增加主要归因于中等收入国家对畜牧产品需求增大以及大规模农场抗菌剂的常规使用。
这一研究成果对于指导全球抗菌剂使用,预防抗药性细菌出现,提高肉类食品安全具有重要指导意义。
5.Cas9-mediated targeting of viral RNA in eukaryotic cells
研究小组设计出了一种导向RNA,它可以将FnCas9引导至启动复制和蛋白质生成的HCV 基因组区域的一段匹配RNA链处。
研究人员编程了人类肝细胞生成这一导向RNA和FnCas9,之后再用HCV感染这些细胞。
3天后只有具有两种元件的细胞能够控制住病毒。
如果各自生成导向RNA或FnCas9,则病毒会继续繁殖。
6.Evening use of light-emitting eReaders negatively affects sleep, circadian timing, and next-morning alertness
一项研究发现,在睡觉之前使用发光的电子书阅读器和其他电子光线可能改变昼夜节律并且对睡眠和警觉性有负面影响。
夜间较暗的光线是昼夜节律的一个提示,能够促进调节睡眠的褪黑激素的制造。
为了研究诸如发光的电子阅读器等设备制造的明亮的人造光对于睡眠的这种影响,研究者们比较了在受试者睡觉前使用一个电子书阅读器之后获得的睡眠质量与睡觉前阅读一本印刷书之后的睡眠质量。
在一个为期14天的研究期间,12名受试者使用一个发光的电子书阅读器在睡觉前在较暗的光线下阅读了4小时,连续阅读了5天,在类似的条件下他们还连续5天在睡觉前阅读了一本印刷书。
当受试者用电子书阅读器阅读而非阅读一本印刷的书的时候,受试者的晚间睡意减少,用了更长的时间入睡,并且报告说早晨觉醒度降低。
当使用一个发光的电子书阅读器的时候,受试者表现出了夜间褪黑激素水平受到抑制和改变的睡眠/觉醒昼夜节律,这会影响到入睡的时间和第二天的觉醒度。
这组作者说,这些结果提示电子书阅读器和其他发光电子设备的普遍使用可能影响警觉性和健康。
7.Human language reveals a universal positivity bias
根据对10种不同语言的大约1万个常用词的积极性的评分,这是由将近1900名这些语言的母语使用者评定的,一项研究发现了语言的一种总体积极性倾向,这独立于词语使用的频率,还发现了当这些词被翻译的时候,它们的情绪内容是一致的;这些结果被用来构造测量大规模文本的情绪的可靠手段。
8.Pheromones mediating copulation and attraction in Drosophila
科研人员报告了一种来自果蝇的称为月桂酸甲酯的有气味化合物可能起到了调控交配的一种信息素的作用,而且,它与其它两种来自蝇的化合物肉豆蔻酸甲酯以及棕榈酸甲酯联合起来,可能通过一种机制调控配偶吸引,这种机制有别于求偶机制。