文章主要报道了多领域的科技进展,包括星舰火箭的第七次试飞结果及中间遭遇的问题,先进的脑控仿生手的研究与应用,两家私营公司的月球探测任务,西湖大学关于RNA剪刀切割全过程的新研究,早期人类在极端沙漠环境下的适应能力等。
重点测试新一代上面级飞船,实现“筷子夹火箭”,但上面级解体,试飞仅完成一半目标。火箭发射升空后约7分钟,超重型助推器落入塔臂。但飞船在升空后与上面级失去联系,初步数据表明船体后部起火导致迅速解体。
通过植入电极产生微刺激,让脊髓损伤的人感知仿生手臂的触觉。这项技术利用了脑机接口,可以解码大脑的运动意图以控制仿生手臂。参与者可以感受到触碰物体的边缘、形状和曲率等。
两家私营公司同时发射探测器到月球,展示了登陆月球所需的技术。ispace的RESILIENCE月球着陆器完成了首次轨道机动,而Firefly Aerospace的Ghost Riders in the Sky任务是首次月球探测任务。
西湖大学的研究揭示了PIWI蛋白与piRNA协作切割目标RNA的全过程。研究发现了PIWI蛋白的动态构象变化,为配子保护的机制提供了重要见解。
研究指出直立人至少在120万年前就能在类似沙漠的环境中生存。他们通过反复回到特定河流和池塘寻求淡水,以及开发出专用工具来适应这种环境。
星舰第7次发射,再次实现“筷子夹火箭”,但上面级解体
在第七次试飞升空后不久,SpaceX星舰火箭的超重型助推器被发射塔捕获。图片来源:SpaceX
当地时间1月16日,美国太空探索技术公司(SpaceX)的星舰(Starship)飞船进行了第七次试飞。本次试飞的重点是测试新一代上面级飞船(S33),同时再次实现”筷子夹火箭“,用发射塔捕获火箭下面级超重型助推器。据space.com报道,火箭发射升空后约7分钟,这台有着33个引擎的超重型助推器轻轻落入塔臂,重现了SpaceX曾在第五次试飞时展示过的”筷子夹火箭“,演示了该公司计划对超重型助推器采用的省时回收策略。
但这次试飞只有一半达成了目标。这艘飞船原计划绕地球飞行很长一段时间,在升空后约66分钟在澳大利亚西海岸附近的印度洋轻轻溅落。但在飞行大约8.5分钟后,SpaceX与火箭的上面级失去了联系。显然,飞船遭遇了某种异常。据SpaceX负责人消息,飞船上的六台猛禽发动机在上升燃烧阶段都成功点火了。但接近该阶段结束时,他们通过遥测发现发动机停止工作,此后就与飞船失去了联系。SpaceX官网发布的信息显示,初步数据表明飞船的后部起火,导致船体意外迅速解体,碎片落入了预定危险区域内的大西洋。该公司将和美国联邦航空局(FAA)彻底调查原因,以改进未来可能的飞行测试。(space.com,SpaceX)
最先进的脑控仿生手,可以让人感知到复杂的触觉
1月16日,在一篇发表于《科学》(Science)的论文中,美国芝加哥大学和查尔默斯理工大学等机构的研究人员发现了一种独特的方法,可以通过在患者大脑中植入会产生特定微刺激的电极,让患者可以直接感知到仿生手臂感知到的触觉。这使得脊髓损伤的人不仅可以用大脑控制仿生手臂,还可以感受到触碰物体的边缘、形状和曲率等,而这在以前是不可能的。
对于脊髓损伤的人,他们从手到大脑的神经通路会因为损伤而被阻断,进而导致触觉丧失。研究人员给两名参与者在代表手臂和手的体感皮层,安装了一种长期性的脑植入物(chronic brain implants ,长期植入大脑中的设备或装置,用于监测、调节或干预神经活动),并进行微刺激。在数年内,研究人员记录和解码参与者大脑中、与手臂和手的运动意图相关的所有不同电活动模式。利用脑机接口,研究人员可以解码参与者大脑的运动意图,以控制仿生手臂。由于仿生手臂上有传感器,当传感器接触到物体时,会将刺激发送给大脑(包括类似于自然触摸所引起的、对物体边缘、凸凹曲面触摸的感觉),参与者会感觉就像在使用“真正的手”一样,并且可以使用仿生手臂更准确地完成复杂的任务。这项技术允许参与者直接用大脑控制仿生手臂和手与环境互动,也为让更多脊髓损伤患者感受到复杂触觉奠定了基础。(查尔默斯理工大学)
ispace公司RESILIENCE月球着陆器。图片来源:ispace
据《自然》新闻(Nature news)消息,当地时间1月15日,两家私营公司——日本东京的ispace和美国得克萨斯州的Firefly Aerospace,各自向月球发射了探测器。这次任务是首次有两架月球探测器同时发射,它们都是在美国佛罗里达州发射场搭乘SpaceX的猎鹰9号火箭发射升空。两个探测器的主要目的都是为了展示登陆月球所需的技术,同时携带一系列科学有效载荷,包括测量空间辐射、研究地磁环境的科学仪器。
这次发射是ispace第二次尝试登陆月球,2023年,该公司的月球着陆器坠毁在了月球表面。这次,ispace为发射RESILIENCE月球着陆器任务制定了从发射到着陆的一系列任务里程碑。根据ispace官网消息,当地时间1月17日,RESILIENCE已实现了第四个里程碑,即完成首次轨道机动,将着陆器设定在飞往月球的航线上。这艘着陆器的登陆目的地位于月球的“弗里戈里斯海”(Mare Frigoris)平原,到达那里预计需要几个月的时间,如果能成功着陆,RESILIENCE将在地面部署一个小型漫游车,以收集月球土壤样本。Firefly Aerospace公司发射的Ghost Riders in the Sky是该公司的首次月球探测任务,计划于3月2日登陆月球Mare Crisium near Mons Latreille区域。(《自然》新闻、ispace、firefly)
西湖大学新研究,首次揭示“RNA 剪刀”切割全过程
Argonaute蛋白质家族是参与RNA干扰(RNAi)的一系列蛋白质,可分为AGO类和PIWI类。在大多数动物中,AGO类蛋白在多种细胞类型中广泛表达,并调控正常的基因表达。相比之下,PIWI类蛋白主要在配子发生过程中发挥作用,它能和piRNA结合,通过抑制转座子,确保生殖能力。1月15日,在一项发表于《自然》(Nature)的研究中,西湖大学的研究人员成功揭示了小鼠体内的PIWI蛋白与piRNA协作切割目标RNA(核糖核酸)的全过程。
研究人员发现,结合piRNA的PIWI蛋白在与靶标序列结合后,会经历从“开放”状态到“锁定”状态的构象变化,这有助于碱基配对并提高靶标切割效率。这种转变涉及piRNA-靶标双链结合通道的变窄,双链会重新定位并建立广泛的接触。在这一构象转变过程中,研究团队还发现了一个中间状态的“逗号”构象,这种构象可能会招募一种辅助蛋白,以增强PIWI蛋白的切割活性,且能连接PIWI结构域与RNA双链,来促进向“锁定”状态的转变,从而加快对靶标的有效切割。研究揭示了PIWI蛋白的动态构象变化如何协调切割目标RNA,为配子保护的机制提供了重要见解。(公众号“生物世界”)
早期古人类获得在极端环境(如沙漠和雨林)下生存能力的时间一直存在很大争议。之前的研究一再发现,只有智人(Homo sapiens)才能适应这类环境。最近,《通讯·地球与环境》(Communications Earth & Environment)发表的一篇论文指出,直立人(Homo erectus)至少在120万年前就能在类似沙漠的环境中生存。研究结果表明,行为适应包括在几千年里反复回到特定河流和池塘寻求淡水,以及开发出专用工具。作者指出,这种适应能力可能导致了直立人地理活动范围的扩张。
作者在坦桑尼亚奥杜瓦伊峡谷的Engaji Nanyori采集了考古学、地质学和古气候学数据,这里是一个关键的早期古人类考古遗址。作者报告,在约120万到100万年前,该地区一直是半沙漠环境,并有独特的植物生命存在。考古学数据显示,该区域的直立人种群在这段时期里适应了这种环境,他们反复回到池塘这类有淡水的地区生活,并发明了专用的石制工具,如刮削器和有凹口的工具(名为锯齿刃器),作者认为这些工具可能用来提高宰割效率。作者指出,这些发现共同表明,直立人适应极端环境的能力比之前认为的更强。作者总结道,他们的结果反驳了之前的假说,即只有智人能适应极端的生态系统,而且直立人可能是一个能适应非洲和欧亚大陆各种地形的泛化种。