科学

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生态早期预警信号可预测无人机何时失控

来自代尔夫特理工大学和瓦赫宁根大学的研究团队表明,从生态学借用的一个概念,,临界减速,,可以在任何可见的不稳定迹象出现之前,预测无人机因渐进性损伤即将失去控制。 这项发表在《PNAS》上的研究代表了临界减速(CSD)指标首次应用于具有实时反馈控制器的主动控制工程系统。CSD是一种通用动力学现象:随着系统接近临界转变,其从小扰动中恢复的速度会逐渐减慢,表现为系统输出信号中滞后1自相关(AC1)增加和方差增大。此前已在湖泊富营养化、渔业崩溃和 abrupt 气候转变中得到记录,,但从未在具有反馈控制器的工程系统中得到证实。 实验 该团队在两个四旋翼平台,,自主型DragonFly(运行INDIFlight控制器)和有人驾驶型HoverFly(运行Betaflight),,上进行了367次飞行。他们从0%(健康)到55%渐进施加不对称螺旋桨叶片尖端损伤,测试了所有四个旋翼位置,包括悬停、轨迹跟踪和风况等多种飞行条件。 关键见解:即使反馈控制器持续稳定系统,随着损伤导致稳定裕度缩小,组合的闭环动力学也会表现出CSD。该指标监测可观测信号,,旋翼速度、加速度计、陀螺仪,,而不需要受损系统的精确模型。 结果 CSD指标(旋翼速度信号的滞后1自相关)随损伤水平单调增加,在所有旋翼(包括未受损的)中均在可见不稳定性出现之前很早就已升高。仅10%损伤时,AC1高于基线的概率为0.59(p<0.001)。15%损伤时,该概率升至0.76(p<0.001),效应量为四分位距的1.14倍。 该指标还揭示了目视检查无法发现的不对称结构脆弱性:后部旋翼的AC1增加显著大于前部旋翼(p<0.001),归因于电池重量增加了对后部电机的需求。左旋翼的AC1增加大于右旋翼(15%损伤时p=0.044),追溯到左后电机运行温度高出5°C的制造不一致问题。 DragonFly(INDIFlight)在大约30%桨叶损伤时失控,AC1在15%时已明显升高,,远在故障之前。HoverFly(Betaflight)在大约55%损伤时仍保持稳定。在严苛条件下,,风况与快速轨迹相结合,,低至15%损伤时就发生了失控。 更广泛的意义 由于该方法无需模型且仅依赖可观测信号,研究人员认为它可以应用于各种受控系统:飞机(论文引用Sriwijaya Air SJ-182航班坠毁作为动机示例)、工业反应堆、自动驾驶汽车、电网和自主机器人。 提出了两种运行模式:飞行中的实时早期预警,以及一种探索性”调试”模式,在该模式中故意施加小扰动,以在设计过程中经验性地优化系统鲁棒性。 来源: 1. van Beers JJ, Scheffer M, Solanki P, van de Leemput IA, van Nes EH, de Visser CC. “复杂系统中失控的早期预警信号.” PNAS. 2026;123(27):e2608847123. DOI: 10.1073/pnas.2608847123 婷 翻译

July 11, 2026 22:34 UTC
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新型钠金属电池4分钟充满电,2000次循环后仍保持90%容量

中国东南大学和宁德时代旗下钠创新能源(HiNa Battery Technology)的研究人员开发出一种钠金属电池,可在四分钟内充满电,并在2000次循环后保持90%的容量,,这一性能如果实现规模化,可能重塑电动汽车电池的经济格局。 这项发表在《纳米-微尺度快报》(Nano-Micro Letters)上的关键创新,是一种通过原位聚合策略制备的锡基准固态凝胶电解质(Sn-FB QSE)。该电解质解决了阻碍钠金属电池与锂离子电池竞争的两个基本挑战:枝晶生长和有限的循环寿命。 工作原理 该电解质采用”双互锁介体”设计。锡(II)离子(Sn²⁺)引发1,3-二氧戊环聚合形成均匀聚合物网络,同时二氟(草酸)硼酸根(DFOB⁻)阴离子作为阻滞剂防止聚合失控,生成具有高穿刺强度(8.5 kPa)和低多分散性的凝胶。 该设计实现了0.94的钠离子迁移数,这意味着钠离子几乎承载了全部离子电流,消除了驱动枝晶成核的浓度梯度。相比之下,传统准固态电解质的迁移数为0.4至0.7。 在电池运行过程中,系统同时在两个电极上构建保护层:Sn²⁺在阳极被还原,形成杂化NaSn合金和富含无机组分的固体电解质界面(SEI),使电场均匀化;而DFOB⁻在阴极被氧化,构建薄而坚固的阴极电解质界面(CEI)。这种双边工程赋予了电池数千次循环的稳定性。 性能表现 在15C充电倍率下,电池约四分钟即可充满,提供80.1 mAh g⁻¹的比容量。在更为温和的3C倍率(20分钟充电)下,电池在2000次循环后仍保持90%的容量,与商用锂离子电池的理论循环寿命极限相当。 钠对称电池在0.1 mA cm⁻²条件下运行了6000小时,未出现任何与枝晶相关的故障。 经济性分析 钠的价格约为锂的30至50分之一,在地壳中的丰度约为锂的100倍。钠基电池的预计成本为每千瓦时40至60美元,相比之下,当前锂离子电池组约为每千瓦时100至120美元。结合安全优势,,钠离子不会导致热失控,且准固态凝胶消除了液体电解液泄漏的风险,,该技术为那些单次充电续航里程不如成本、安全和快速充电重要的应用场景提供了极具竞争力的方案。 城市通勤电动车、车队车辆和公共交通是最自然的早期应用场景。对于长续航车辆而言,钠化学体系的较低能量密度(约80 mAh g⁻¹,而锂离子为150–200 mAh g⁻¹)仍然是一个局限性。 该研究得到了钠离子电池商业化领先企业之一HiNa Battery Technology的支持,表明从实验室验证到工业规模化有清晰的路径。 婷 翻译

July 11, 2026 19:39 UTC
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LiOH基锂氧电池新发现或为实用型锂空气电池铺平道路

由同济大学领导的多机构合作研究确定了LiOH基非水锂氧电池中氧析出的关键控制因素,并表明通过催化剂、电解质和集流体的系统设计方法,可将氧回收率从近乎零提升至约75%。 这项发表在《自然·通讯》上的研究解决了制约锂空气电池技术发展的基本挑战之一。LiOH基Li-O2电池的理论能量密度为3,707 Wh/kg,是传统锂离子电池的数倍,并且对水分和CO2的耐受性本质上优于替代性的Li2O2化学体系。但在此之前,其可逆性一直很差,充电时氧回收率近乎为零。 研究发现 由同济大学刘涛领导的团队系统分析了导致LiOH基电池性能下降的寄生化学过程。他们确定了表面结合羟基自由基(OH)是主要的活性氧物种,这与Li2O2基电池中以单线态氧(1O2)为主要元凶的情况形成对比。由于OH是表面结合而非溶液相,其反应活性可通过催化剂表面工程进行调控。 羟基自由基同时攻击电解质和碳载体。利用13C标记碳,团队追踪到65%的CO2析出来自碳腐蚀,电解质分解占剩余的35%。碳腐蚀在仅3.5 V时就开始发生,完全处于充电电压范围内。 三管齐下的优化 该团队开发了三种互补策略: 第一,一种Fe-Co-Ni层状双氢氧化物(FeCoNi LDH)催化剂,能强有力地结合OH,引导其进行生产性氧析出而非副反应。Bader电荷分析表明,铁活性位点上的OH比钌上的电荷转移更高,使其反应性和攻击性更低。 第二,一种基于环丁砜的电解质,对亲电性*OH攻击具有优异的抵抗力,通过密度泛函理论的福井指数计算得到证实,性能优于传统醚类、DMSO和DMA。 第三,一种金集流体,在3.5 V以上电压时完全消除碳腐蚀途径,去除了不可逆性的主要来源。 将这些策略结合起来,氧回收率从近乎为零的基线提高到了约75%。原位X射线衍射证实放电产物为LiOH,未检测到单线态氧。 揭示的悖论 这项研究揭示了一个反直觉的见解:较高的过电位实际上可以驱动OH进行生产性氧析出而非寄生反应。仅仅降低充电电压这一典型的优化目标,如果它使OH对电解质的反应性更强,则是不够的。 该研究为未来LiOH基锂空气电池提供了合理的设计原则:抗氧化溶剂、强*OH结合催化剂和非碳质集流体。如果实现规模化,4电子氧化学最终可能使实用型开放式锂空气电池成为可能,从而消除对氧气瓶和气体净化系统的需求。 来源: 1. Tang L, Lu Z, Gao Z, Lou X, Li J, Wen Y, Chen J, Zhu Z, Luo S, Zhou L, Wei G, Chen Z, Zhao H, Li T, Peng L, Li F, Liu T. “Unravelling […]

July 11, 2026 17:47 UTC
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基于FPGA的伊辛机在稀疏组合问题上实现10–68倍加速

婷 翻译 香港科技大学(HKUST)与华为技术的研究人员设计了一种基于FPGA的稀疏伊辛机,该机器通过一种出奇直接的方式,,将稀疏问题当作稀疏问题来处理,,相比之前的FPGA实现方案,解决组合优化问题的速度提升了多达68倍。 这项发表在《自然·通讯》上的研究针对Max-Cut问题。Max-Cut是一项NP难组合优化任务,目标是将图的顶点划分为两个集合,使跨越划分的边数最大化。Max-Cut在电路设计、统计物理和机器学习中有广泛应用,与伊辛机设计要加速的问题属于同一类别。 稀疏性洞察 现实世界中的Max-Cut图通常是稀疏的,即相对于节点数量,它们的边数相对较少。但之前的基于FPGA的伊辛机将它们视为稠密图,在零值条目上浪费片上内存,并限制了单芯片可容纳的问题规模。 该团队引入了一种瓦片化坐标列表(TCOO)数据格式,将非零条目分组为固定大小的瓦片,与FPGA的片上块RAM(BRAM/URAM)架构对齐。这使得无需流式传输开销即可在FPGA上直接进行高效的稀疏矩阵-向量乘法,充分利用了问题的原生稀疏性。 结合8位整数量化(相比传统的32位浮点数将内存占用减少四分之三),该设计允许在单个FPGA芯片上容纳多达20,000个变量,且不降低求解质量。 性能表现 在标准Max-Cut基准测试Gset图集上,该设计相比此前最先进的基于FPGA的伊辛机实现了10到68倍的加速。无需多FPGA网络或GPU集群,整个计算在单颗芯片上运行完成。 由HKUST的姚柏健、石旭、张伟,以及华为技术的Daniel Ebler、王俊涛、张帆、孙洁领导的团队联合设计了硬件和软件。数据流、流水线架构和内存层次结构经过协同优化,以最小化延迟并最大化吞吐量。 其成果是首个能够在单芯片上处理20,000个自旋的基于FPGA的伊辛机,这一规模此前需要多FPGA或基于GPU的系统。 来源: 1. Yao B, Shi X, Zhang W, Ebler D, Wang J, Zhang F, Sun J. “Precision meets speed through an FPGA-based natively sparse Ising machine for combinatorial optimization.”《自然·通讯》. 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-75119-0

July 11, 2026 16:42 UTC
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SARS-CoV-2弗林蛋白酶裂解位点起源假说接受检验——未获支持

由克里斯蒂安·德罗斯滕领导的夏里特柏林医科大学团队发表了首个针对SARS-CoV-2弗林蛋白酶裂解位点与实验室适应MERS冠状病毒株关联这一重要假说的系统性实验和基因组评估,,结果明确:数据不支持所提出的关联。 这项发表在《PNAS》上的研究直接检验了一个在COVID-19大流行起源辩论中占据重要地位的假说。该假说提出,SARS-CoV-2中发现的独特多碱基弗林蛋白酶裂解位点(FCS)基序”RRAR”可能从鼠适应MERS-CoV实验室株MA30中存在的”RRVR”基序衍生而来,无论是通过技术手段还是进化途径。 团队的工作 研究人员从三个独立的证据方向展开工作。首先,他们对GISAID中储存的超过1700万个SARS-CoV-2基因组进行了大规模基因组分析,专门寻找会将RRAR基序转换为MA30样RRVR序列的S:684V突变。其次,他们设计了编码RRVR基序的活SARS-CoV-2变异株,并测量了它们在多种细胞类型(包括人呼吸道上皮培养物)中的进入效率。第三,他们进行了竞争性适应度测定和传代实验,以观察RRVR变异株的进化轨迹。 结果 基因组分析表明,S:684V突变反复发生但仅零星出现,,它在系统发育上从未处于基底位置,且地理和时间传播范围有限,没有持续的传播链。没有证据表明RRVR变异株是循环中的RRAR携带型SARS-CoV-2的祖先。 实验结果同样明确。在所有测试的细胞系统中,RRVR工程改造病毒与野生型RRAR病毒相比,进入效率持续降低。在直接竞争实验中,RRVR变异株被野生型病毒击败,,它们的适应度较低。并且在传代过程中,RRVR变异株并未向RRAR进化。相反,它们积累了替代性置换,显示没有选择压力促使它们恢复天然弗林蛋白酶裂解基序。 “综合来看,这些数据不支持MERS-MA30与SARS-CoV-2 FCS之间存在进化或遗传关系,”作者们总结道。 背景 世卫组织新型病原体起源科学咨询小组(SAGO)此前已于2025年得出结论,认为该关联缺乏支持。德罗斯滕是SAGO成员,并声明此为竞争利益。本研究为该结论提供了基础科学依据,此前该结论尚未以同行评审形式发表。 论文的代码和数据已在GitHub上公开。 来源: 1. Metzger SM, Jones TC, Meier JIJ, Richter A, Klassen MC, Olmer R, Diegmüller N, Heimsch KC, Drosten C. “Evaluation of a proposed link between the SARS-CoV-2 furin cleavage site and mouse-adapted MERS-coronavirus MA30.” PNAS. 2026;123(27):e2601806123. DOI: 10.1073/pnas.2601806123 婷 翻译

July 11, 2026 15:31 UTC
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社论意见:反向迈出的又一步——NSF禁止与中国合作

编者按:本文为观点文章,反映作者对当前科学政策的立场,不声称中立。 科学不干涉政治。但愿政治也能礼尚往来。 7月10日,美国国家科学基金会(NSF)宣布一项新政策,禁止其资助的科学家与中国数百家研究机构及其雇员进行几乎所有合作。该政策将于10月1日生效,利用国防部及其他机构管理的受限实体名单,禁止NSF资助的研究人员与中国主要大学、国家实验室和研究机构的雇员进行交流。清华大学,最近从加州大学伯克利分校挖走了诺贝尔奖得主奥马尔·亚吉,似乎是唯一值得注意的例外。 这不是对研究安全的慎重调整。这是一记重锤。 从未实现的TRUST框架 就在两年前,NSF幕僚长丽贝卡·凯泽还站在科学界面前,公布了TRUST框架,一种精心构建的风险缓解方法,旨在平衡与中国合作的正当国家安全关切与开放科学的巨大益处。凯泽当时表示,”如果我们执着于在研究安全方面实现零风险,就无法继续引领世界科学和创新。” 如今,NSF已完全放弃该框架,宣称对中国合作的风险缓解”不够充分”。政治考量显而易见:在当前环境下,一个联邦机构绝不能被看作对中国不够强硬,无论这对美国科学造成何种后果。 真正的损害 让我们准确说明这项政策的影响。 中国按产出计算是世界第二大科学研究生产国,在材料科学、量子计算、气候建模等众多领域都是不可或缺的合作伙伴。中国研究人员每年与美国同行合著数万篇论文。中国研究生和博士后占美国实验室研究队伍的重要比例。互利共赢并非假设,而是当代科学的结构性现实。 NSF的新政策不仅限制敏感技术转让。它禁止会议上的随意交谈。禁止合著论文。禁止作为科学进步命脉的非正式思想交流。政府关系委员会凯文·沃兹尼亚克指出,”合著不一定等同于合作,但NIH将其视为一个因素,”而这项政策覆盖面更广。 斯坦福大学物理学家彼得·米歇尔森曾组织数百名斯坦福教授签署请愿书,反对早先限制与中国合作的努力,他称该政策”极具破坏性”。他这话还说得太轻了。 一种模式,而非例外 这项政策并非孤立存在。它是将科学决策从属于政治意识形态的加速运动中最新的、也是许多方面最具深远意义的一步。 本周早些时候,我们报道了OMB的拟议规则,该规则将赋予政治任命官员对联邦研究经费、可批准的科学出版物以及何谓”符合国家利益”议题的直接控制权。公众评议期将于7月13日,也就是两天后,截止。 这两项政策共同代表了一种连贯的愿景:科学不能被信任来掌控自己的方向。同行评审、国际合作和研究者驱动的探索将被政治监督、国家安全审查和意识形态对齐所取代。 昆山杜克大学前常务副校长、现昆西研究所的丹尼斯·西蒙直言不讳:”NSF至今在评估与中国任何互动的利弊方面一直非常负责。但在当前政治气候下,联邦机构已无法再维持这一立场。” 他预计社区反对不会带来任何重大政策变化。他很可能是对的。 讽刺之处 众议院中国特别委员会主席、密歇根州共和党众议员约翰·穆莱纳尔称该政策”值得赞扬且符合常识”。穆莱纳尔的委员会将于7月15日听取NSF及其他机构领导人的证词。 “常识”一词值得审视。切断能产生发现、培养研究人员和推进知识的科学关系,这是常识吗?放弃风险缓解框架而选择全面禁令,这是常识吗?告诉世界第二大科学劳动力群体,美国实验室对他们关闭,而选择前往那里的美国人仍可进入中国实验室,这是常识吗? OMB拟议规则和拟议的统一指导将更进一步,不仅禁止与特定中国机构合作,还禁止与来自整个”关注国家,中国、俄罗斯、伊朗、朝鲜”的任何人合作。如果该规则生效,也将禁止亚吉与清华大学的合作。 正在失去什么 科学不是国家性的事业。从来都不是。DNA结构的发现依赖于英国、美国和新西兰的研究工作。mRNA疫苗的开发汇集了匈牙利、德国、土耳其和美国的研究人员。引力波的探测需要跨越数十个国家的数千名科学家的全球合作。 美国成为世界科学领导者,不是靠筑墙,而是靠建立历史上最开放、最具吸引力和最协作的研究体系。来自各国的科学家来到这里,在这里学习,留在这里,为美国的领导地位做出贡献。现在,这个体系正以安全的名义被系统地拆除。 中国将继续进行科学研究。其他国家将填补美国研究人员留下的空白。问题在于,十年后的美国是否会发现自己处在李森科事件后苏联所处的位置:因当时看似审慎的政治决定而失去了一代科学人才和领导力。 卡塔林·考里科在OMB文章中的警告同样适用于此处:”病人不在乎他们的药物来自哪里。” 科学进步也不在乎。 来源: 1. Mervis J. 《New NSF policy would ban almost all collaborations with Chinese scientists.》 Science。 2026年7月10日。 DOI:10.1126/science.zqtusk2。 https://www.science.org/content/article/new-nsf-policy-would-ban-almost-all-collaborations-chinese-scientists 2. Saey TH. 《Here’s what happens when you […]

July 11, 2026 13:44 UTC
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全球变暖每年已造成超过200亿美元的农作物损失

一项最新统计分析表明,气候变化已使全球农业每年蒙受超过200亿美元的作物生产损失,且到本世纪末这一数字预计将增长八倍。该研究于2026年5月在欧洲地球科学联盟(EGU)大会上发布。 该研究由Yi-Ling Hwong(奥地利IIASA)、Corey Lesk(达特茅斯学院)和Kai Kornhuber(IIASA/哥伦比亚大学)共同完成,分析了气候变化引发的热浪和干旱对全球三种最主要主食作物,玉米、小麦和大豆,造成的经济损失。 数据揭示 研究人员以1974年至2004年为基准期,建立气候极端事件与作物产量之间的统计关系,估算了2007年至2019年的损失。三种作物的总产量较基准期下降3.5%,相当于每年约200亿美元的生产价值损失。 区域差异令人震惊。最不发达国家在2000年至2019年期间产量下降4.9%,发展中国家下降5.3%,发达国家下降6.3%。从绝对经济损失来看,中国以913亿美元(2000年至2019年)居首,巴西以591亿美元紧随其后。但以GDP占比衡量,非洲国家承受的负担最为沉重,马拉维、莫桑比克和坦桑尼亚的损失占GDP的0.13%至1.26%,约为发达国家的2.5倍。 “最不发达国家超过60%的人口从事农业,而法国仅为3%,”Hwong指出。这些地区的作物歉收直接威胁生计,可能引发社会动荡和移民潮。 2100年预测 在高排放情景(SSP3-7.0)下,年度损失预计到2070年将翻两番,达到约800亿美元,到2100年将增长八倍,达到1610亿美元,相当于每年约8.55亿吨产量,约20亿人的年度粮食消费量。 在可持续发展路径(SSP1-2.6)下,与常规轨迹相比,到2100年每年可避免约400亿美元的损失。 改变作物品种、调整播种日期以及在可用水地区扩大灌溉等适应措施已被纳入预测。但作者警告,在高排放情景下,仅靠适应措施无法抵消如此大规模的损失。 研究状态 该研究已作为预印本提交至Earth’s Future(AGU)(DOI: 10.22541/essoar.176460475.54198904/v1),并在EGU 2026大会上发表(DOI: 10.5194/egusphere-egu26-8148)。尚未完成同行评审。 披露:基于提交至Earth’s Future的预印本和EGU 2026大会报告,尚未经过同行评审。 婷 翻译 来源: 1. Hwong YL, Lesk C, Kornhuber K.”The Financial Toll of Climate-Induced Crop Losses.”ESS Open Archive预印本。DOI: 10.22541/essoar.176460475.54198904/v1 2. Hwong YL, Lesk C, Kornhuber K.EGU General Assembly 2026。DOI: 10.5194/egusphere-egu26-8148 3. 据New Scientist报道。https://www.newscientist.com/article/2533593-global-warming-already-causing-crop-losses-of-over-20-billion-a-year/

July 11, 2026 04:12 UTC
科学

DNA模仿阿基米德螺旋作为纳米级分子泵

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究团队通过高分辨率分子动力学模拟证明,在碳纳米管内旋转的DNA双螺旋可以逆浓度梯度输送水和离子,这是阿基米德螺旋(人类最古老的泵送机制之一)的分子级版本。 这项以预印本形式发表在bioRxiv上的研究表明,螺旋泵(2000多年前为灌溉提水而发明)的原理可以转化到重力和惯性可忽略不计的尺度。 工作原理 DNA双链在纳米尺度上充当阿基米德螺旋的螺旋叶片。当在碳纳米管内旋转时,DNA的自然螺旋形状会舀起水和离子,将其输送到管中。不同货物的机制不同:水的输送主要由旋转双链的立体形状驱动,物理扫掠运动拖曳水分子;离子的输送(特别是阳离子)更快,由带负电的DNA骨架与带正电的离子之间的静电相互作用驱动。 关键在于,扭矩驱动的双链可以逆浓度梯度(从低浓度到高浓度)移动离子,这是泵的定义特征,也是使阿基米德螺旋原理在分子尺度上具有意义的特性。 旋转诱导的离子通量取决于特定的阳离子类型,这提出了纳米尺度离子分离的可能性。 目前仅为模拟 这项由UIUC物理系的Xavier Mleziva、Christopher Maffeo和Aleksei Aksimentiev开展的研究完全是计算性的。正如Julia Vaz在《科学》杂志新闻文章中所指出的,”在碳纳米管内安装并固定DNA双螺旋”的工程挑战在现实世界中仍未解决。目前尚未有实验实现得到证实。 重要性 这是首次证明宏观泵原理可以利用天然生物螺旋在分子尺度上运行。宏观泵依赖重力和惯性,这些力在纳米尺度上实际上为零,因此这种转化绝非易事。 如果实验实现能够达成,潜在应用包括在微小尺度上移动分子的芯片实验室技术、生物物质的分离和浓缩以及分子尺度流体处理。 该研究由美国国家科学基金会(ID-2411133)资助。 免责声明:基于未经同行评审的bioRxiv预印本。该研究完全是计算性的(分子动力学模拟),没有实验实现。 婷 翻译 来源: 1. Mleziva X, Maffeo C, Aksimentiev A. “DNA: A Nanoscale Archimedes’ Screw.” bioRxiv. 2026. DOI: 10.64898/2026.06.25.734429 2. 转载自《科学》AAAS。https://www.science.org/content/article/dna-could-act-famed-gravity-defying-pump

July 11, 2026 04:00 UTC
科学

古代DNA破解美第奇谋杀之谜——死于疟疾,并非毒杀

四百多年来,文艺复兴时期最大的阴谋论之一始终认为,托斯卡纳大公弗朗切斯科一世·德·美第奇是被其亲弟弟,,费迪南多枢机主教毒杀的。然而,发表在《iScience》(Cell Press)上的最新古代DNA证据终结了这一理论:弗朗切斯科死于疟疾。 由耶鲁大学研究人员亚历山大·奥乔亚和塞雷娜·图奇领导的团队,与比萨大学古病理学部门合作,从弗朗切斯科·德·美第奇(1541–1587)的三块肋骨碎片中提取了DNA。他们采用溶液杂交捕获技术,使用针对六种疟原虫线粒体DNA的80-mer探针,成功回收了185个碱基对的恶性疟原虫线粒体DNA和43个碱基对的三日疟原虫线粒体DNA,证实了两种疟原虫的同时感染。 一桩400年的悬案 弗朗切斯科,,托斯卡纳第二位大公,,及其妻子比安卡·卡佩洛于1587年10月在波焦阿卡亚诺的美第奇别墅数日内相继离世。死亡时间的接近,加上弗朗切斯科与其继任者费迪南多之间的紧张关系,使人们几个世纪以来一直怀疑费迪南多策划了砷中毒。 但基因证据揭示了不同的真相。据当时宫廷医师描述,弗朗切斯科的症状为”三日热”(tertian fever),与疟疾感染症状一致。而别墅靠近蚊虫滋生的稻田,使弗朗切斯科处于疟疾高传播风险区域。 此前未知的疟原虫株 研究人员还分析了弗朗切斯科的弟弟,,1562年19岁时去世的乔瓦尼·德·美第奇枢机主教的遗骸。乔瓦尼体内的恶性疟原虫载量要高得多,,回收了1865个碱基对,覆盖线粒体基因组的31.3%,,代表了一种此前未特征化的单倍型,具有两个独特的突变:位置1917的基因间G>T替换和位置2708的细胞色素c氧化酶亚基1的C>T突变(导致p.Thr255Ile)。 这一毒株与来自意大利、奥地利、法国、西班牙、台湾和加勒比地区的序列密切相关,可能源自恶性疟原虫在欧洲的人口扩张。 乔瓦尼与母亲埃莱奥诺拉和弟弟加尔齐亚同时感染疟疾,均在一个月内死于托斯卡纳沿海沼泽地。 更广泛的意义 这项研究展示了古代DNA在解决长期历史争议方面的强大能力,同时也提供了16世纪欧洲恶性疟原虫多样性的基因组快照,,这是一个现代干预手段重塑寄生虫种群之前的时代。研究结果表明,文艺复兴时期的恶性疟原虫毒株的遗传多样性比此前认知的更为丰富,对理解该寄生虫的历史生物地理学具有重要意义。 研究作者明确表示:”疟疾,而非毒杀,导致了托斯卡纳大公弗朗切斯科·德·美第奇的死亡。” 来源: 1. Ochoa A, Miller SL, Reilly PF, Fornaciari G, Fornaciari A, Riccomi G, Giuffra V, Caccone A, Tucci S. “Ancient DNA analyses of remains of the Medici family (16th century) provide insights into the genetic variation of Plasmodium falciparum.” iScience. […]

July 11, 2026 03:58 UTC
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政客掌控科学会发生什么

美国行政管理和预算局(OMB)提出了一项规则,将从根本上重组联邦政府资助科学的方式。批评人士称,这一历史先例来自苏联最黑暗的科学时代,是一个警示。 根据这项拟议规则,政治任命官员将获得决定联邦研究经费如何分配、谁可以接收经费以及哪些研究成果可以传播的权力。该规则将削减国际科学合作的资金,阻止被认为”不符合国家利益”的研究,以健康差距、mRNA疫苗和质疑生物性别为严格二元性的研究为例,并允许OMB追溯撤销此前已批准的研究资金。该规则还影响心理健康、住房、教育、退伍军人和部落国家的非科学资助。 联邦资金目前支持美国约40%的基础科学研究。随着评论期于7月13日截止,已提交超过98,000条公众意见。 这篇文章由蒂娜·赫斯曼·塞伊为《科学新闻》撰写,明确将其与苏联特罗菲姆·李森科时代(1930年代至1950年代)相提并论。当时,一位得到政治支持的农学家,历史学家李·达加特金称之为拥有”函授学位”,在斯大林的庇护下,用拉马克式遗传取代了孟德尔遗传学。 李森科先例 李森科是一位农学家,他那些快速见效的承诺,将种子浸泡在冰水中以提高作物产量,迎合了斯大林对快速农业成果的需求。当他的方法失败时,数百万人挨饿。与此同时,孟德尔遗传学被贴上了”资本主义的娼妇”的标签。遗传学家被迫放弃自己的观点、失去工作或面临监禁。近十几人被处决或死于狱中。 苏联失去了科学领导地位,错过了DNA结构的发现、杂交玉米的发展以及分子生物学的诞生。近一个世纪后,后苏联国家仍然未能在分子生物学领域占据领先地位。 “未受过训练的、非专业的人正在做出他们完全没有可信度的决定,”路易斯维尔大学的进化生物学家兼科学史家达加特金说。 科学家指出相似之处 前NIH官员伊丽莎白·吉内克西直接将这两个时代联系起来:”李森科用政治上可接受的替代方案取代了合法的科学,由国家强制执行,并摧毁了从事不受青睐方法的科学家的职业生涯。” 《新英格兰医学杂志》2026年6月的一篇社论指出:”类似的威胁现在笼罩着美国科学。” 普林斯顿大学的科学史家迈克尔·戈尔丁对断裂的人才培养管道发出了警告,聪明的本科生不进入研究生院,研究生不能完成学业,博士后也不留下来。”你不能仅仅移除一个五年期,然后希望重新开始。” 在苏联阵营的匈牙利长大的诺贝尔奖得主卡塔琳·考里科指出,美国已经在她的开创性领域将领导地位输给了中国:”患者不在乎他们的药物来自哪里。” 已经发生的变化 文章记录了具体的后果:NIH在2025年1月至2026年5月期间至少取消了110项资助公告。CDC进行了大幅重组。HHS部长小罗伯特·F·肯尼迪亲自要求CDC停止流感疫苗支出。NIH工作人员被告知从他们的通讯中删除”生物防御”和”大流行防范”等字眼。 “为科学挺身而出”基金会称OMB的提案是”对联邦拨款和美国纳税人资金负责任管理的全面威胁”。 历史学家乔治·莱维特提出了一个审慎的区分:在苏联,一个人的信念驱动科学,反对派无能为力。在美国,他说”各种力量在斗争”,暗示着一定的韧性,但也存在深刻的分裂。 评论期于7月13日截止。OMB随后将决定是保留、修订还是废除该规则。 披露:基于《科学新闻》的报道。此政策新闻文章背后并无经过同行评议的研究。 来源: 1. Saey, T.H. “政客掌控科学会发生什么” 科学新闻. https://www.sciencenews.org/article/omb-politicians-lysenko-science-history 婷 翻译

July 11, 2026 03:08 UTC
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