昆虫滞育:操纵生命暂停键的科学

2025-08-28
昆虫滞育:操纵生命暂停键的科学

从熊的冬眠到昆虫的滞育,自然界充满了生命暂停的奥秘。本文深入探讨了昆虫滞育——一种程序化的发育停滞状态,其在农业、疾病控制和昆虫养殖中具有巨大潜力。数千年来,人类利用轮作等方法间接控制害虫的滞育,如今,科学家们正试图通过操纵滞育的激素和环境因素,更精准地控制害虫,并利用滞育特性提高益虫的养殖效率。研究滞育不仅能带来巨大的经济效益,还能帮助我们更好地理解生命本身的奥秘。

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水蛭疗法:古老疗法的科学复兴?

2025-08-28
水蛭疗法:古老疗法的科学复兴?

本文探讨了水蛭疗法(蛭疗)的悠久历史及其在现代医学中的复兴。尽管西方医学对其疗效持谨慎态度,但水蛭疗法在包括中国和印度在内的许多文化中已有数千年的历史。水蛭唾液中含有抗凝血剂和其他生物活性化合物,有助于减少炎症和改善血液循环。虽然缺乏大规模临床试验数据,但水蛭疗法在特定手术(如显微外科乳房重建)中显示出积极效果。文章还探讨了人工吸吮装置的研发,以规避活体水蛭的风险。最终,文章呼吁对这种古老疗法进行更深入的研究,以充分了解其潜力和局限性。

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科技 抗凝血剂

污水:从令人作呕的废物到宝贵的资源

2025-08-27
污水:从令人作呕的废物到宝贵的资源

本文追溯了人类历史上污水处理的演变,从古代文明利用粪便作为肥料和燃料,到工业革命时代污水处理的兴起,再到现代社会对污水资源的重新认识。文章探讨了污水中的各种资源,包括能源、水、矿物质和信息,以及利用污水进行疾病监测和公共卫生管理的可能性。从古代罗马的复杂排水系统到现代的污水处理厂,以及污水作为宝贵数据来源的可能性,文章展现了人类对污水处理技术的不断探索和创新。

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科技

活电池:改变生物能源学的细菌

2025-07-27
活电池:改变生物能源学的细菌

在丹麦奥胡斯大学,科学家发现了一种名为“电缆细菌”的微生物,它们能像电池一样,通过长长的细胞链传输电子,将泥土中的硫化物氧化产生的电子传递到水面,产生能量。这种跨越细胞链的能量传输机制颠覆了传统生物能源学理论,也为环境保护提供了新思路,例如,通过抑制水稻田甲烷产生菌,减少甲烷排放。然而,电缆细菌的培养和基因工程仍然面临挑战,对其的研究仍处于初期阶段。

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英国ARIA:DARPA模式的英国式创新实验

2025-06-21
英国ARIA:DARPA模式的英国式创新实验

英国先进研究与发明机构(ARIA)被誉为“英国DARPA”,旨在推动英国经济产出和生活质量的提升。与DARPA不同的是,ARIA更注重英国自身的研发生态系统,并将其视为一项元科学实验。ARIA通过资助“高风险、高回报”项目,在“机会空间”中寻找突破性技术,催生新的产业浪潮。ARIA的首席执行官Ilan Gur在采访中解释了ARIA与DARPA和风险投资的差异,以及ARIA如何通过项目主管制度、种子基金和灵活的合作模式来激发创新,并最终实现比单一产品或公司更大的影响力,例如催生全新的科技平台或产业。

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科技 英国创新

CRISPR基因编辑技术:从细菌免疫到人类疗法

2025-06-19
CRISPR基因编辑技术:从细菌免疫到人类疗法

维多利亚·格雷因CRISPR基因编辑疗法治愈了她的镰状细胞性贫血,开启了基因疗法的新时代。文章深入探讨了CRISPR系统的多种类型,包括Cas9、Cas12、Cas13以及碱基编辑器和Prime编辑器,并介绍了它们的工作机制、优缺点和临床应用。从细菌的天然防御机制演化而来,CRISPR技术如今已广泛应用于疾病治疗、农业和可持续发展等领域,但仍面临成本高、脱靶效应等挑战。未来,更多新型基因编辑工具的发现和改进将推动该领域进一步发展。

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科技

从毒素到良药:自然界的化学军备竞赛如何推动药物研发

2025-06-01
从毒素到良药:自然界的化学军备竞赛如何推动药物研发

加州大学伯克利分校进化生物学教授Noah Whiteman的新书《最美味的毒药》探讨了自然界毒素在药物研发中的妙用。文章从白豆、芋螺毒素和肉毒杆菌毒素等例子出发,阐述了毒素作为肽类和蛋白质药物的潜力。许多植物和动物进化出毒素作为防御机制,而科学家们则巧妙地将这些毒素转化为治疗药物,例如将非蛋白氨基酸整合到治疗性肽和蛋白质中以提高药物稳定性,或利用芋螺毒素开发止痛药Ziconotide。文章还介绍了利用细菌毒素开发的抗糖尿病药物semaglutide以及利用植物毒素α-鹅膏蕈碱开发的抗癌药物的研究。作者认为,通过对物种间化学协同进化的研究,并结合人工智能和计算方法,可以加速新药研发,自然界将继续成为药物发现的宝库。

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科技 毒素

模型生物基因突变导致实验结果难以复制

2025-05-15
模型生物基因突变导致实验结果难以复制

一项新研究揭示,实验室动物模型的基因组随着时间的推移会积累突变,这可能是导致科学实验难以重复的重要原因。研究人员发现,小鼠等常见模型动物每代都会产生新的基因突变,这些突变可能改变基因表达调控,进而影响实验结果。尽管一些实验室尝试通过冷冻胚胎来降低突变率,但这并不能完全解决问题。为了提高实验的可重复性,科学家们需要更频繁地对模型动物进行基因测序,并考虑基因调控模式的差异,从而更好地控制实验变量。

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中国临床试验的爆炸式增长:效率改革的成功案例

2025-04-28
中国临床试验的爆炸式增长:效率改革的成功案例

中国医药行业正经历一场深刻变革,其临床试验数量在短短几年内实现了爆炸式增长,这得益于政府出台的改革政策。这些改革降低了市场准入门槛,简化了审批流程,加快了药物研发速度。与美国相比,中国临床试验的审批速度更快,成本更低,吸引了大量国际投资,推动了中国生物技术产业的蓬勃发展。这一成功经验为其他国家提供了宝贵的借鉴,也凸显了简化监管流程、提高效率对推动医药创新至关重要。

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诺贝尔奖的暗面:一场关于激素的残酷竞争

2025-03-30
诺贝尔奖的暗面:一场关于激素的残酷竞争

本文讲述了安德鲁·沙利和罗杰·吉列明两位内分泌学家为争夺1977年诺贝尔生理学或医学奖而展开的激烈竞争故事。他们为了发现下丘脑激素,进行了长达26年的艰苦研究,期间充满了竞争、猜忌和个人恩怨。文章揭示了学术界“赢家通吃”的残酷竞争机制,以及诺贝尔奖背后的阴暗面,引发了对科学奖励制度的反思。

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血色奇迹:神奇细菌 Serratia marcescens 的百年传奇

2025-03-23
血色奇迹:神奇细菌 Serratia marcescens 的百年传奇

从1819年意大利农民的“血色玉米粥”到20世纪的生物战实验,Serratia marcescens 这种细菌以其鲜艳的红色和复杂的特性,在科学、医学和文化史上留下了深刻的印记。它曾被误认为是造成“圣血奇迹”的元凶,也曾被用于研究细菌传播和生物武器。尽管其某些菌株具有致病性,但它在免疫疗法和抗菌药物研究中也扮演着重要角色,其红色色素 prodigiosin 更是具有多种生物医学应用价值。这篇文章详细回顾了这种“奇迹细菌”的百年传奇,揭示其不为人知的科学故事。

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科技

FutureHouse:用AI打造半自动科学家

2025-03-22
FutureHouse:用AI打造半自动科学家

旧金山非营利组织FutureHouse正致力于利用AI自动化科学发现。他们开发了一系列以“乌鸦”命名的工具,例如ChemCrow用于化学反应设计,WikiCrow总结蛋白质信息,ContraCrow查找文献中的矛盾之处,PaperQA系列工具则用于可靠地查询PDF。 FutureHouse的目标是构建半自主的AI科学家,从预测模型到最终能够独立运行实验的类人机器人,最终加速科学发现,解决生物医学文献总结难、可靠性差等问题。他们面临的挑战包括构建基础设施、获取数据和处理工程问题,但AI模型在假设生成和结论推导方面表现出色。FutureHouse强调AI科学家的可靠性,并致力于通过改进数据分析和可重复性来解决问题。

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绘制大脑连接图谱:一场科技与生物学的革命

2025-02-17
绘制大脑连接图谱:一场科技与生物学的革命

从Phineas Gage的悲剧到现代神经科学的兴起,本文讲述了绘制大脑连接图谱(Connectome)的漫长历程。这项雄心勃勃的计划旨在创建大脑中每个神经元之间物理连接的三维模型。虽然绘制线虫和果蝇的连接图谱已取得成功,但哺乳动物大脑的复杂性带来了巨大的挑战。湾区非营利组织E11 Bio开发了一种名为“PRISM”的新方法,利用扩展显微镜和蛋白质条形码技术,大幅降低了绘制连接图谱的成本和时间。这项技术有望在五年内以1亿美元的成本绘制出小鼠大脑的完整连接图谱,并为治疗神经系统疾病、开发脑机接口以及模拟整个大脑等领域带来革命性突破。

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科技 连接组学

哈佛血液工厂:纯理论科学家如何成就二战奇迹

2025-01-07
哈佛血液工厂:纯理论科学家如何成就二战奇迹

埃德温·科恩,一位固执的哈佛大学蛋白质化学家,在二战期间将他的实验室转型为一个高效的应用研发机构。最初专注于基础研究的他,在战争的催促下,领导团队发明了从血液中提取白蛋白的方法,挽救了无数士兵的生命。科恩及其团队不仅生产出比血浆更稳定的白蛋白,还开发了其他血液制品,用于治疗战场伤员。虽然他的方法如今已过时,但其将实验室发现转化为工业规模产品的能力仍然值得学习。科恩的故事为科技组织和研究资助者提供了宝贵的经验:结合试点工厂、资金和远见,解决重大问题,可以成就非凡的科研转化。

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弗朗西斯·克里克被误解了

2024-12-02
弗朗西斯·克里克被误解了

本文阐述了弗朗西斯·克里克的中心法则及其被广泛误解的历史。克里克的中心法则并非教条,其核心是“信息一旦进入蛋白质就无法再出来”,即蛋白质不能将其信息逆向传递回核酸。文章解释了沃森对中心法则的简化版如何导致误解,以及逆转录酶和朊病毒等现象并未违背克里克的原意。此外,文章还探讨了表观遗传学与中心法则的关系,并指出基因调控的灵活性是生物体应对环境变化的关键,而非修改DNA。最后,文章提出了一个通过基因工程打破中心法则的思想实验,并解释了为什么这种打破在自然界中并未发生。

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终结结核病的漫漫长路

2024-11-11
终结结核病的漫漫长路

本文回顾了结核病的治疗历史,从20世纪初痛苦的肺萎陷人工气胸疗法到卡介苗的研发和抗生素的使用。尽管卡介苗和抗生素的出现降低了结核病的发病率和死亡率,但结核病仍然是全球最致命的传染病之一。文章重点介绍了卡介苗的局限性,如有效性差异和对成人的保护作用较弱,以及抗生素耐药性的日益严峻的挑战。文章还探讨了新的预防和治疗方法,包括新的疫苗和利用机器学习加速抗生素的研发,并强调了制药行业对结核病研究的投入不足。最后,文章表达了对未来战胜结核病的希望。

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未分类 结核病 卡介苗

线粒体是活的

2024-11-09
线粒体是活的

本文认为线粒体不仅是细胞器,而是独立的生命形式。作者列举了多个证据,包括线粒体拥有自身基因组、能够自我复制、进行类似细菌的二元分裂、维持独立的能量代谢,以及对细胞环境做出反应并调控细胞功能等。作者指出,将线粒体定义为“非生物”是对其本质的误解,阻碍了我们对其潜力的充分利用。并提出,线粒体在细胞内的有效生态位不代表其生存潜力的局限性,正如其他生物一样,线粒体也可能在其他环境中生存。最后,作者呼吁重新审视对线粒体的理解,开发类似CRISPR基因编辑的工具来操控生物能量,并探索线粒体在疾病治疗、寿命延长等方面的应用。

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未分类

实验室小鼠的起源

2024-08-24
实验室小鼠的起源

文章追溯了实验室小鼠从维多利亚时代的观赏动物到生物医学支柱的演变历程。文章详细介绍了早期小鼠爱好者的贡献,他们培育的不同品种的小鼠为孟德尔遗传学在动物身上的验证提供了基础。随后,小鼠模型在癌症研究中的应用促进了近交系小鼠的培育,这些小鼠具有高度的遗传一致性,成为研究疾病和遗传的宝贵工具。文章还探讨了杰克逊实验室在标准化小鼠品系和推动其在生物医学研究中广泛应用方面的重要作用。

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为何火星寸草不生

2024-06-25
为何火星寸草不生

本文探讨了火星环境对生命存在的挑战,包括强烈的辐射、有毒的土壤、极端的温度、稀薄的大气和极度缺乏液态水。文章指出,尽管地球上存在着能够适应这些极端条件的微生物,但没有任何已知生物能够在火星的综合极端环境中生存。文章特别强调了火星上缺乏可利用水的难题,指出火星土壤的高盐分和低水活度会从任何地球生物体内吸收水分。文章最后提出了通过合成生物学改造微生物,使其能够在火星上生存并最终地球化的可能性,但同时也指出了其中的技术挑战和伦理问题。

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