關(guān)毅 (本刊特約記者)

迎接天文新時(shí)代

關(guān)毅 (本刊特約記者)

100年前，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在。廣義相對(duì)論的其他預(yù)言如光線的彎曲、水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)以及引力紅移效應(yīng)都已獲證實(shí)，唯有引力波一直徘徊在科學(xué)家的“視線”之外。美國(guó)科學(xué)家在2016年2月11日宣布，人類首次直接探測(cè)到了引力波。這是人類第一次能夠“聽(tīng)”到宇宙的“聲音”。它的發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)界里程碑式的重大成果。過(guò)去，宇宙以光的形式向人類傳遞了太多信息，而如今，引力波在時(shí)空中向我們傳遞著類似聲音般的新信息。引力波的發(fā)現(xiàn)，很有可能改寫(xiě)物理課本，它帶給科學(xué)家和人類今后無(wú)窮的想象。正如著名理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金所說(shuō)，“人類探測(cè)到引力波的這種能力，很有可能引發(fā)天文學(xué)革命。這提供了一種人們看待宇宙的全新方式！”

2015年成史上最熱年未來(lái)幾年或出現(xiàn)更猛烈的溫度上升

據(jù)官方消息：2015年是有記錄以來(lái)最熱的一年。全球數(shù)據(jù)顯示，在以熱帶太平洋暖水區(qū)為標(biāo)志的一個(gè)強(qiáng)大厄爾尼諾系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，2015年的大氣溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了2014年的紀(jì)錄高點(diǎn)。一些研究人員認(rèn)為，更廣泛的太平洋趨勢(shì)在未來(lái)幾年內(nèi)可能導(dǎo)致更加戲劇性的溫度上升。

2016年1月20日公布的這份全球溫度數(shù)據(jù)來(lái)自于3個(gè)獨(dú)立的機(jī)構(gòu)——美國(guó)宇航局(NASA)、美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局(NOAA)以及英國(guó)氣象局。所有這3個(gè)數(shù)據(jù)集都證明了2015年前所未有的高溫——使全球平均氣溫至少比工業(yè)化前水平升高了1℃。盡管厄爾尼諾現(xiàn)象在2015年晚些時(shí)候提升了溫度，但美國(guó)政府的科學(xué)家表示，溫室氣體大氣濃度的穩(wěn)定增加將繼續(xù)推動(dòng)全球總體變暖。

由于采取的分析方法不同，這些機(jī)構(gòu)的氣溫?cái)?shù)據(jù)略有不同，但其報(bào)告一致認(rèn)為2015年超過(guò)2014年的高溫紀(jì)錄，成為全球自1880年有氣溫統(tǒng)計(jì)以來(lái)的最熱年份。而且，歷史上最熱的16個(gè)年份中有15個(gè)出現(xiàn)在21世紀(jì)，唯一例外的是1998年。

“2015年之所以成為最熱的一年是一個(gè)長(zhǎng)期趨勢(shì)的結(jié)果?！奔~約市NASA戈達(dá)德空間研究所所長(zhǎng)Gavin Schmidt說(shuō)，“并且沒(méi)有證據(jù)表明這種趨勢(shì)已經(jīng)放緩。”

NOAA的數(shù)據(jù)顯示，2015年全球平均氣溫比20世紀(jì)平均水平高出0.90 ℃，比上一個(gè)最熱年份2014年高出0.16 ℃，這也是全球最熱年份氣溫紀(jì)錄增幅最大的一次。相比之下，2014年全球平均氣溫比此前的最熱年份2010年僅高出0.04 ℃。

NASA的數(shù)據(jù)則顯示，2015年以0.13 ℃之差打破2014年的最熱年紀(jì)錄，這種新老氣溫紀(jì)錄間的增幅在歷史上僅次于1998年。至今為止1998年與2009年并列史上第六熱年份。

全球幾乎所有區(qū)域，包括陸地與海洋都經(jīng)歷了高于正常的溫度。上層大氣中的人造衛(wèi)星與氣球記錄顯示了由于對(duì)厄爾尼諾現(xiàn)象的延遲響應(yīng)造成的緩慢變暖，但預(yù)計(jì)將在2016年加快升溫速度。

北卡羅來(lái)納州阿什維爾市NOAA國(guó)家環(huán)境信息中心主任Thomas Karl表示，總體而言，從20世紀(jì)70年代以來(lái)，全球氣溫每10年增加0.1～0.2 ℃。

“很明顯，2015年的數(shù)據(jù)持續(xù)了這一模式。”Karl說(shuō)，“這種趨勢(shì)將持續(xù)下去。”

NOAA的報(bào)告顯示，2015年有10個(gè)月份創(chuàng)下同期單月最熱紀(jì)錄，只有1月和4月例外。對(duì)于一年中有這么多最熱月份的問(wèn)題，Karl在電話記者會(huì)上說(shuō)：“我們還是第一次看到這種情況?！?/p>

印度在2015年經(jīng)歷了極端高溫(圖片來(lái)源：Burhaan Kinu/Hindustan Times/Getty)

氣候?qū)＜乙话阏J(rèn)為，2015年的高溫與強(qiáng)厄爾尼諾效應(yīng)有很大關(guān)系。厄爾尼諾是太平洋赤道海域水溫異常升高引起的一種異常氣候現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致全球變暖。不過(guò)，Karl認(rèn)為即便沒(méi)有厄爾尼諾，2015年同樣有可能創(chuàng)下最熱年份紀(jì)錄。

Schmidt表示，2015年是“不平?！钡囊荒辏母邷卮_實(shí)有厄爾尼諾的作用，但更多是長(zhǎng)期變暖趨勢(shì)的累積作用。目前，沒(méi)有證據(jù)顯示這個(gè)長(zhǎng)期變暖趨勢(shì)出現(xiàn)“減緩、中斷或停滯”。

由于從2015年年中開(kāi)始的厄爾尼諾將持續(xù)至2016年春季，Schmidt預(yù)測(cè)，2016年又將是“格外溫暖的一年”，甚至可能創(chuàng)下又一個(gè)最熱年紀(jì)錄。

“氣候變化是我們這一代人面臨的挑戰(zhàn)。”NASA局長(zhǎng)Charles Bolden在一份聲明中說(shuō)，“今天發(fā)布的消息顯示，是在氣候問(wèn)題上采取行動(dòng)的時(shí)候了。”

當(dāng)前的厄爾尼諾現(xiàn)象預(yù)計(jì)在接下來(lái)的幾個(gè)月中還將繼續(xù)提高全球的平均溫度。這有可能轉(zhuǎn)化為2016年的破紀(jì)錄高溫。

中國(guó)科學(xué)家培育轉(zhuǎn)基因猴使其患上自閉癥

中國(guó)研究人員在2016年1月26日的《自然》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們培育出一種轉(zhuǎn)基因猴，使猴子及其后代都表現(xiàn)出與人類自閉癥相似的行為。這一靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型將有助于醫(yī)學(xué)界深入研究人類自閉癥的病理和治療方法。

自閉癥是一類多發(fā)于青少年的精神疾病，患者癥狀包括社交障礙、重復(fù)性刻板動(dòng)作、焦慮、抑郁等，目前尚無(wú)有效的藥物治療方法。一些研究認(rèn)為，自閉癥與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過(guò)程密切相關(guān)，但相關(guān)研究中缺乏可以模擬人類患者的動(dòng)物模型。此前也有一些實(shí)驗(yàn)鼠模型，但一直沒(méi)有出現(xiàn)與人類更相似的靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型。

中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院的仇子龍等人報(bào)告說(shuō)，他們培育出了一種MeCP2基因被過(guò)度表達(dá)的轉(zhuǎn)基因食蟹猴。此前研究發(fā)現(xiàn)，患自閉癥的人類兒童就存在該基因被過(guò)度表達(dá)的問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)用基于慢病毒侵染的轉(zhuǎn)基因方法，培育出了8只具有這種特點(diǎn)的食蟹猴。

這些轉(zhuǎn)基因猴的認(rèn)知功能大體正常，但與對(duì)照組同類相比，它們與焦慮相關(guān)的行為有所增加，同時(shí)社交行為顯著減少。這說(shuō)明它們具有與人類相似的自閉癥表現(xiàn)。

進(jìn)一步研究還顯示，這種轉(zhuǎn)基因猴可通過(guò)生殖將改變的基因遺傳給下一代，而第二代轉(zhuǎn)基因猴也表現(xiàn)出社交時(shí)間下降等癥狀。這說(shuō)明自閉癥的遺傳特性在轉(zhuǎn)基因猴模型中得到了較好體現(xiàn)。

患有自閉癥的猴子(圖片來(lái)源：Yan-Hong Nie)

研究人員說(shuō)，轉(zhuǎn)基因猴模型將有助于開(kāi)發(fā)治療人類自閉癥的方法。一些國(guó)際同行也認(rèn)為，這一成果對(duì)自閉癥研究十分重要。倫敦大學(xué)學(xué)院神經(jīng)生理學(xué)教授羅杰·萊蒙說(shuō)，猴類的腦部更接近人類腦部，“通過(guò)這一模型開(kāi)展的研究將進(jìn)一步完善此前在嚙齒類動(dòng)物和其他動(dòng)物模型上取得的科研成果”。

不過(guò)也有這一領(lǐng)域的同行認(rèn)為，這些轉(zhuǎn)基因猴中MeCP2基因起作用的機(jī)制與在人體內(nèi)的作用機(jī)制并不完全一致，因此要將該動(dòng)物模型中的發(fā)現(xiàn)推廣到人類也還需要謹(jǐn)慎行事。

科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)引力波廣義相對(duì)論最后預(yù)言獲證

美國(guó)科學(xué)家于2016年2月11日宣布第一次直接探測(cè)到引力波的存在。引力波是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中最后一塊缺失的“拼圖”，它的發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)界里程碑式的重大成果。

“女生們、先生們，我們已經(jīng)探測(cè)到引力波，我們找到它了?！泵绹?guó)激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)執(zhí)行主任戴維·賴茨當(dāng)天在華盛頓舉行的記者會(huì)上宣布。

來(lái)自加州理工學(xué)院的賴茨把尋找引力波比作科學(xué)上的登月項(xiàng)目?！拔覀冏龅搅?，我們登上了這個(gè)‘月球’?！彼d奮地重復(fù)道。參與記者會(huì)的還有麻省理工學(xué)院的研究人員及資助研究的美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)人員。

引力波是一種時(shí)空漣漪，如同石頭被丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋。黑洞、中子星等天體在碰撞過(guò)程中有可能產(chǎn)生引力波。100年前，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在。廣義相對(duì)論的其他預(yù)言如光線的彎曲、水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)以及引力紅移效應(yīng)都已獲證實(shí)，唯有引力波一直徘徊在科學(xué)家的“視線”之外。

LIGO探測(cè)到的引力波信號(hào)(圖片來(lái)源：LIGO)

20世紀(jì)70年代，曾有美國(guó)科學(xué)家在觀測(cè)雙星系統(tǒng)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)引力波存在的間接證據(jù)，并因此獲得1993年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

在《物理學(xué)評(píng)論通訊》(Physical Review Letters)雜志2016年2月11日發(fā)表的新研究中，科學(xué)家探測(cè)到的是由黑洞合并產(chǎn)生的一個(gè)時(shí)間極短的引力波信號(hào)，持續(xù)不到1 s。它經(jīng)過(guò)13億年的漫長(zhǎng)旅行，于2015年9月14日抵達(dá)地球，被剛改造升級(jí)的LIGO的兩個(gè)探測(cè)器以7 ms的時(shí)間差先后捕捉到。

據(jù)研究人員估計(jì)，兩個(gè)黑洞并合前的質(zhì)量分別相當(dāng)于36個(gè)和29個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，并合后的總質(zhì)量是62個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的能量以引力波的形式在0.2 s的時(shí)間內(nèi)釋放，釋放的峰值能量比整個(gè)可見(jiàn)宇宙釋放的能量還要高出約50倍。

LIGO是美國(guó)分別在路易斯安那州利文斯頓市與華盛頓州小城漢福德市建造的兩個(gè)引力波探測(cè)器，改造升級(jí)后其探測(cè)靈敏度大幅提高。10多個(gè)國(guó)家超過(guò)1 000名科學(xué)家參與了這個(gè)搜尋引力波的項(xiàng)目。

有關(guān)LIGO發(fā)現(xiàn)引力波的傳言已在物理學(xué)界傳播了幾個(gè)月，最早透露這一消息的是美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)物理學(xué)家勞倫斯·克勞斯，但一直沒(méi)有獲得LIGO項(xiàng)目組證實(shí)。

克勞斯說(shuō)，發(fā)現(xiàn)引力波是一個(gè)“重大里程碑”，它開(kāi)啟了觀測(cè)宇宙的一個(gè)新窗口，就像望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明或太空無(wú)線電波的發(fā)現(xiàn)一樣。引力波天文學(xué)將成為21世紀(jì)的天文學(xué)。

LIGO項(xiàng)目組發(fā)言人、路易斯安那州立大學(xué)物理學(xué)家加布里埃拉·岡薩雷斯說(shuō)：“這一發(fā)現(xiàn)是一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)端，引力波天文學(xué)現(xiàn)在成為現(xiàn)實(shí)?！?/p>

ASTRO-H(圖片來(lái)源：Akihiro Ikeshita/JAXA)

日本發(fā)射X射線天文衛(wèi)星將調(diào)查宇宙發(fā)展過(guò)程，研究太空物理現(xiàn)象

日本的H-IIA火箭于2月17日將自1999年以來(lái)最大及最先進(jìn)的X射線天文衛(wèi)星成功送入了軌道。這顆衛(wèi)星將用于調(diào)查宇宙的發(fā)展過(guò)程，研究隱藏在太空中的物理現(xiàn)象。

這顆名為ASTRO-H的衛(wèi)星攜帶有4部X射線天文望遠(yuǎn)鏡，能夠覆蓋軟硬X射線以及伽馬射線。這些儀器有望揭示被困在星系團(tuán)中以及飄蕩在超新星殘骸周圍的氣體，還有盤旋著遠(yuǎn)離黑洞的物質(zhì)湍流的細(xì)節(jié)?？茖W(xué)家表示其他額外的發(fā)現(xiàn)將難以被預(yù)期。

作為日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)下屬空間和宇宙航空科學(xué)研究所同NASA的一項(xiàng)合作計(jì)劃，ASTRO-H會(huì)聚了來(lái)自日本、北美和歐洲的60所研究機(jī)構(gòu)的240位科學(xué)家。

ASTRO-H重約2.7 t，全長(zhǎng)14 m，服役期預(yù)計(jì)為3年。它由日本和美國(guó)的多家機(jī)構(gòu)聯(lián)合開(kāi)發(fā)，能發(fā)現(xiàn)高溫高能天體釋放的X射線，可觀測(cè)距離地球數(shù)十億光年的黑洞。ASTRO-H入軌后，每96 min環(huán)繞地球一周。

ASTRO-H的工作任務(wù)主要有兩個(gè)，一是調(diào)查宇宙的發(fā)展過(guò)程，例如研究巨大的黑洞如何成長(zhǎng)以及會(huì)給周圍帶來(lái)怎樣的影響，星系團(tuán)在暗物質(zhì)的支配下是如何形成和進(jìn)化的。另一個(gè)任務(wù)是驗(yàn)證極限狀態(tài)下的物理現(xiàn)象，例如在超高密度和超強(qiáng)磁場(chǎng)下會(huì)出現(xiàn)什么樣的物理現(xiàn)象，時(shí)空在黑洞附近會(huì)出現(xiàn)怎樣的扭曲。

H-IIA火箭于當(dāng)?shù)貢r(shí)間下午5點(diǎn)45分從位于日本南部的鹿兒島縣種子島太空中心發(fā)射升空，并在隨后相繼成功分離了兩級(jí)火箭。人造衛(wèi)星在升空14分15秒后實(shí)現(xiàn)分離。

按照日本以往發(fā)射衛(wèi)星的慣例，這顆衛(wèi)星將被賦予一個(gè)新的名字——Hitomi，用于取代ASTRO-H的任務(wù)名稱。Hitomi在日語(yǔ)中是“瞳”的意思，象征著宇宙中的一只新的眼睛。

該項(xiàng)目管理者將在未來(lái)幾個(gè)月中驗(yàn)證各種儀器的功能。預(yù)計(jì)全面觀測(cè)將在2016年年底前展開(kāi)。

自1979年以來(lái)，日本已發(fā)射了5顆X射線天文衛(wèi)星。此次發(fā)射的衛(wèi)星用于接替2005年發(fā)射并于去年停止使用的“朱雀”號(hào)衛(wèi)星，前者的攝像和分光能力達(dá)到“朱雀”號(hào)的100倍。

如果僅觀測(cè)宇宙天體的可見(jiàn)光，那么太空中的絕大多數(shù)物質(zhì)都無(wú)法觀測(cè)研究。因此，要想了解宇宙面貌，針對(duì)源自各類天體的X射線進(jìn)行觀測(cè)是不可或缺的手段。

美醞釀下一代空間望遠(yuǎn)鏡視野為哈勃100倍，用于研究暗物質(zhì)及暗能量

隨著NASA的詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡日臻成熟并將于2018年發(fā)射升空，該局日前公布了其下一個(gè)大型天體物理學(xué)項(xiàng)目——被稱為廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡(WFIRST)的另一部望遠(yuǎn)鏡。

如果將詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡的視野比作是激光束，那么廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡的視野則更像是探照燈，后者旨在更好地了解把星系結(jié)合在一起的神秘暗物質(zhì)和正在加速宇宙膨脹的暗能量。此外，廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡裝載的設(shè)備將使得天文學(xué)家能夠?qū)Νh(huán)繞其他恒星運(yùn)行的系外行星直接進(jìn)行成像，從而在太陽(yáng)系外搜尋適合生命居住的行星，同時(shí)研究宇宙的演化過(guò)程。

華盛頓哥倫比亞特區(qū)NASA下屬科學(xué)任務(wù)委員會(huì)主任John Grunsfeld在2月17日發(fā)布的一份聲明中指出：“這項(xiàng)計(jì)劃利用敏感度和光學(xué)，將發(fā)現(xiàn)和描述我們太陽(yáng)系之外行星的能力獨(dú)特地結(jié)合在一起，從而能夠在宇宙中廣泛而深入地探尋神秘的暗能量與暗物質(zhì)。”

藝術(shù)家筆下的廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡(圖片來(lái)源：NASA戈達(dá)德空間飛行中心)

Grunsfeld說(shuō)：“‘廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡’將開(kāi)闊我們的視野，探尋宇宙的奇跡，就像哈勃太空望遠(yuǎn)鏡所做的那樣?！惫胀h(yuǎn)鏡1990年發(fā)射升空，拍攝了大量高清圖像，為天文學(xué)研究作出了巨大貢獻(xiàn)。哈勃的繼任者是詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡，目前正處于最后的建造過(guò)程中。

在2010年由美國(guó)國(guó)家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)院進(jìn)行的十年調(diào)查中，廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡被天文學(xué)家視為最應(yīng)優(yōu)先考慮的空間任務(wù)。然而，由于詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡的成本超支，廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展在這幾年一直處于一種半死不活的狀態(tài)。

然而這種延遲也帶來(lái)了一個(gè)好處——2012年美國(guó)國(guó)家偵察局把兩個(gè)之前為間諜衛(wèi)星設(shè)計(jì)的多余的2.4 m鏡面送給了NASA。它們比計(jì)劃為廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡安裝的鏡面要大，但設(shè)計(jì)研究表明，如果沒(méi)有研磨新鏡面的成本，廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡將能夠在沒(méi)有額外成本的情況下被加以放大從而適應(yīng)其中一個(gè)鏡面。

新的鏡面同時(shí)還增加了額外的能力——這項(xiàng)計(jì)劃最初被設(shè)計(jì)為一個(gè)暗能量任務(wù)，但新的光學(xué)設(shè)備使得通過(guò)外加一個(gè)日冕儀(一個(gè)“面具”，用來(lái)阻擋恒星發(fā)出的光，這樣便更容易看到圍繞它運(yùn)轉(zhuǎn)的行星)就可以直接對(duì)系外行星進(jìn)行成像研究。

同時(shí)，除了系外行星研究，廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡的寬視場(chǎng)——大約是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的100倍——將使得它能夠測(cè)量成千上萬(wàn)個(gè)星系的形狀、位置和距離，從而了解促使它們形成的暗物質(zhì)，以及暗能量如何影響宇宙膨脹。

就在不久前，NASA的官員還沒(méi)有指望最早能夠在2017年之前讓廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。然而，該國(guó)立法者卻在國(guó)會(huì)全力推進(jìn)這一空間項(xiàng)目——向NASA的預(yù)算中撥款用于近些年的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

2015年12月，美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)了一項(xiàng)2016年的支出計(jì)劃，其中包括9 000萬(wàn)美元用于發(fā)展廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡，從而在2016年年初正式推進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目。

NASA的項(xiàng)目管理委員會(huì)在2月17日邁出了這一步，以期在21世紀(jì)20年代中期將廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡送入太空。

廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡將進(jìn)入距離地球約150萬(wàn)km遠(yuǎn)的太陽(yáng)與地球引力平衡點(diǎn)——拉格朗日L2點(diǎn)，背對(duì)太陽(yáng)對(duì)宇宙進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)。

廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡配備寬視野儀器及日冕儀，可屏蔽恒星的余暉影響，捕捉與繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星相關(guān)的微弱光芒，所獲數(shù)據(jù)可用于分析行星大氣層的化學(xué)組成，搜尋適合生命生存環(huán)境的跡象。

NASA還表示，廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡將利用它的高靈敏度與寬廣視野搜尋銀河系的中部區(qū)域，那里有上千萬(wàn)顆恒星，預(yù)計(jì)將能找到成千上萬(wàn)個(gè)與太陽(yáng)系中行星相似的系外行星，它們的大小與距母恒星的距離跟太陽(yáng)系中的行星差不多。

NASA接下來(lái)的工作將是拿出一個(gè)正式時(shí)間表以及關(guān)于廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡的成本估算——預(yù)計(jì)其開(kāi)支將超過(guò)20億美元。

20世紀(jì)海平面上升速度史上最快4項(xiàng)研究表明全球海平面對(duì)溫度和溫室氣體變化極為敏感

對(duì)600萬(wàn)年氣候變化數(shù)據(jù)進(jìn)行的一組新的分析顯示，全球海平面對(duì)溫度和溫室氣體水平的變化非常敏感。在2月22日出版的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上發(fā)表的這4篇論文闡釋了計(jì)算機(jī)模擬氣候、極地冰和地球海洋復(fù)雜交互作用的越來(lái)越強(qiáng)的能力。這些文章還強(qiáng)調(diào)了導(dǎo)致溫室氣體和全球溫度上升的效應(yīng)未來(lái)還將對(duì)海平面產(chǎn)生影響。

幫助指導(dǎo)其中一項(xiàng)研究的美國(guó)新澤西州新布倫瑞克市羅格斯大學(xué)地質(zhì)學(xué)家Benjamin Horton表示：“最大的收獲是20世紀(jì)的海平面上升速度比我們?cè)谶^(guò)去2 000年里看到的任何速度都要快?！彼f(shuō)：“這并不是一個(gè)模型。這是數(shù)據(jù)?！?/p>

一些研究提供了海平面以及南極冰蓋的變化清單。重建古海平面首席科學(xué)家、蓋恩斯維爾市佛羅里達(dá)大學(xué)地質(zhì)學(xué)家Andrea Dutton指出，越來(lái)越多的研究表明，海平面可以在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生比之前的預(yù)期更為顯著的變化。

其中第一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去的3 000年中，小的溫度起伏能夠?qū)е驴蓽y(cè)量的海平面變化。例如，隨著作為全球調(diào)溫器的海洋在公元1000年至1400年下降了0.2 ℃，全球海平面回落了約8 cm。相比之下，它在20世紀(jì)上漲了約14 cm。研究人員表示，至少一半的增加緣于人類導(dǎo)致的氣候變化。他們強(qiáng)調(diào)，全球海平面在21世紀(jì)很有可能增加0.24～1.30 m。

這項(xiàng)研究結(jié)果部分來(lái)自于從全世界24個(gè)站點(diǎn)采集的對(duì)過(guò)去海平面數(shù)據(jù)的測(cè)量結(jié)果。在這項(xiàng)新的研究中，地質(zhì)學(xué)家提取了沼澤的沉積巖心，隨后煞費(fèi)苦心地記錄了不同層位中不同有孔蟲(chóng)的數(shù)量與類型。Horton指出，這些數(shù)量表明了鹽水與淡水的混合情況，從而能夠找出對(duì)應(yīng)的海平面。他說(shuō)，這些小生物體是過(guò)去100年海平面創(chuàng)紀(jì)錄的鐵證。

這項(xiàng)研究對(duì)過(guò)去3 000年全球海平面進(jìn)行了最完整的分析。它回應(yīng)了政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)最近的發(fā)現(xiàn)。結(jié)合過(guò)去的海平面和溫度記錄以及統(tǒng)計(jì)計(jì)算，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)2100年全球海平面的預(yù)測(cè)與IPCC的估計(jì)非常接近。

第二篇論文使用歷史測(cè)量結(jié)果也得出了差不多相同的結(jié)果。在第一篇論文中進(jìn)行了大量統(tǒng)計(jì)工作的羅格斯大學(xué)科學(xué)家Robert Kopp表示，不同方法的收斂性增加了研究人員的信心，這些研究是相當(dāng)準(zhǔn)確的，除非它們分享了有缺陷的假設(shè)。“我當(dāng)然不會(huì)因?yàn)榻Y(jié)果一致就說(shuō)問(wèn)題都已經(jīng)解決了。”Kopp說(shuō)，“這里還可能存在共同的偏差?！?/p>

第三篇論文基于從南極海床中采集的1 100 m長(zhǎng)的沉積巖心，從而揭示了南極大陸冰蓋在更加遙遠(yuǎn)的過(guò)去的起起落落——在距今2 000萬(wàn)年前至1 400萬(wàn)年前，當(dāng)時(shí)大氣中的二氧化碳含量應(yīng)該上升到比今天略高的水平?；⒛嗤梁蛶r石冗長(zhǎng)的橫截面講述了一個(gè)冰蓋與大氣二氧化碳同步變化的故事。當(dāng)二氧化碳濃度處于最低值時(shí)，冰蓋向海洋中延伸得最遠(yuǎn)；而在其他時(shí)候，冰蓋則向后退卻。據(jù)估計(jì)，當(dāng)時(shí)的二氧化碳濃度應(yīng)為500 ppm(百萬(wàn)分之一)，大約比今天高出了100 ppm。

這篇論文的第一作者、新西蘭政府科學(xué)家Richard Levy表示：“這意味著相對(duì)較小的二氧化碳變化就會(huì)對(duì)陸上冰蓋造成影響。我認(rèn)為這是這項(xiàng)研究給出的答案?！?/p>

這些研究結(jié)果與關(guān)于南極洲冰蓋如何生長(zhǎng)與收縮的一個(gè)新的計(jì)算機(jī)模型相一致。該模型可能克服了一些令之前的模型感到棘手的難題。艾默斯特市馬薩諸塞大學(xué)氣候建?？茖W(xué)家Rob DeConto表示，之前的模型并沒(méi)有生成在地質(zhì)記錄中發(fā)現(xiàn)的海冰的戲劇性變化。但是由DeConto和同事開(kāi)發(fā)的新模型——正如第四篇論文所描述的那樣——卻緊密地匹配了Levy的沉積巖心所顯露的結(jié)果。

DeConto指出，新的模擬納入了最近的關(guān)于冰架如何崩潰、冰蓋侵蝕和萎縮冰蓋影響周圍氣候的見(jiàn)解。這兩組科學(xué)家最初分別進(jìn)行了獨(dú)立的研究，但當(dāng)他們意識(shí)到彼此的研究存在重疊后便在最終階段展開(kāi)了合作。

研究人員從遍及全世界的站點(diǎn)搜集了海平面數(shù)據(jù)，其中就包括這個(gè)位于新澤西州的野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)(圖片來(lái)源：Keith Shannon/USFWS)

DeConto表示，展望未來(lái)，新模型的結(jié)果表明，南極冰蓋的變化可能導(dǎo)致海平面以比當(dāng)前研究預(yù)測(cè)的更快的速度上升?！斑@可能是因?yàn)镵opp的方法以及IPCC都是錯(cuò)誤的?！彼f(shuō)，“一旦我們開(kāi)始看到在南極洲出現(xiàn)了大量的融冰，我們?cè)撛趺崔k？”

中國(guó)科學(xué)家首次用小鼠干細(xì)胞體外制造出功能精子

中國(guó)科學(xué)家2月25日說(shuō)，他們首次實(shí)現(xiàn)小鼠胚胎干細(xì)胞體外分化并獲得具有功能的精子細(xì)胞。這被認(rèn)為是干細(xì)胞研究的一項(xiàng)重要進(jìn)展，為無(wú)精子癥男性生育后代帶來(lái)希望。

這項(xiàng)研究由南京醫(yī)科大學(xué)沙家豪教授和中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所周琪院士、趙小陽(yáng)教授(現(xiàn)單位為南方醫(yī)科大學(xué))等人合作完成，研究論文當(dāng)天發(fā)表在新一期美國(guó)《細(xì)胞：干細(xì)胞》雜志上。

“我們的研究首次實(shí)現(xiàn)了完全在體外再現(xiàn)精子發(fā)生的過(guò)程，為該技術(shù)向臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化奠定了理論基礎(chǔ)?！壁w小陽(yáng)說(shuō)，“然而，從小鼠試驗(yàn)到人類疾病治療還需要科研人員對(duì)其發(fā)生過(guò)程以及物種差異等因素進(jìn)行充分研究，現(xiàn)在談臨床應(yīng)用還為時(shí)尚早?！?/p>

不孕不育是全球高發(fā)的一種生殖系統(tǒng)疾病，其中男性不育的一大原因是男性睪丸中的原始生殖細(xì)胞無(wú)法經(jīng)歷一種叫減數(shù)分裂的過(guò)程并發(fā)育成具有功能的精子。此前也有研究利用干細(xì)胞成功制造出功能精子，但在培養(yǎng)過(guò)程中還要借助體內(nèi)睪丸環(huán)境。

趙小陽(yáng)等人則完全在體外環(huán)境中培養(yǎng)出功能精子。他們首先將胚胎干細(xì)胞分化得到原始生殖細(xì)胞樣細(xì)胞，然后將其與小鼠睪丸體細(xì)胞混合培養(yǎng)，并添加有助于精子產(chǎn)生的細(xì)胞因子及激素，使生殖細(xì)胞完成減數(shù)分裂，體外分化獲得具有功能的精子。

他介紹說(shuō)，該成果已在項(xiàng)目?jī)?nèi)的研究組得到重復(fù)驗(yàn)證，產(chǎn)生了數(shù)十只小鼠后代，這些小鼠發(fā)育良好，并能正常繁殖下一代。

周琪與趙小陽(yáng)表示，下一步將改進(jìn)技術(shù)，并嘗試在其他物種如靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上進(jìn)行類似研究，以驗(yàn)證該技術(shù)的安全性、有效性與可行性，包括用這種精子產(chǎn)生的后代是否有癌癥風(fēng)險(xiǎn)等。

該研究使用的是小鼠的胚胎干細(xì)胞，但周琪等人此前的研究曾證明，利用成體細(xì)胞培育的小鼠誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞具有同等的發(fā)育能力。因此他們認(rèn)為，誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞有可能替代胚胎干細(xì)胞用于制造精子，從而避免有關(guān)倫理問(wèn)題。胚胎干細(xì)胞來(lái)源于胚胎，而誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞可源于皮膚細(xì)胞等。

美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授凱爾·奧威格、斯坦福大學(xué)助理教授維托里奧·塞巴斯蒂亞諾、加利福尼亞大學(xué)歐文分校教授彼得·多諾萬(wàn)等多名專家在評(píng)論這項(xiàng)研究時(shí)說(shuō)，這是干細(xì)胞研究領(lǐng)域的“重大進(jìn)展”，是“一項(xiàng)里程碑式的工作”。

這些專家也指出，該技術(shù)還需要先被其他實(shí)驗(yàn)室重復(fù)驗(yàn)證。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到人身上可能還需要多年研究，將來(lái)利用誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞而非胚胎干細(xì)胞治療男性不育的可能性更大。

這是卵子被人造精子受精后生下的小鼠(圖片來(lái)源：Xiao-Yang Zhao/Qi Zhou/Jia-Hao Sha)

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今最遠(yuǎn)星系在宇宙形成4億年后開(kāi)始發(fā)光

一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家小組于3月3日?qǐng)?bào)告說(shuō)，他們借助哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)距離地球約134億光年的星系，從而徹底打破了剛剛于2015年創(chuàng)造的最遙遠(yuǎn)星系紀(jì)錄。換句話說(shuō)，由于宇宙當(dāng)前的年齡為138億年，因此這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的星系在前者不到其年齡的3%時(shí)便已經(jīng)開(kāi)始向外發(fā)光了。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些令人驚訝的耀眼恒星團(tuán)的半徑僅僅相當(dāng)于銀河系的4%，其中的大部分恒星在1億年甚至更短的時(shí)間內(nèi)便開(kāi)始向外釋放光線，而這些光線如今抵達(dá)了地球。

研究人員于當(dāng)天在線并在即將出版的《天體物理學(xué)雜志》上報(bào)告了這一研究成果。

他們指出，這個(gè)名為GN-z11的星系是一個(gè)異常明亮的“嬰兒星系”，位于大熊星座方向，其距地球約134億光年意味著人們現(xiàn)在觀測(cè)到的是它在宇宙大爆炸后4億年時(shí)的樣子。

天文學(xué)家計(jì)算后認(rèn)為，這個(gè)年輕星系的質(zhì)量約等于10億顆太陽(yáng)的質(zhì)量——盡管這令人印象深刻，但GN-z11的大小還不到銀河系的1/25，其中的恒星質(zhì)量只有銀河系的1%。

盡管很小，GN-z11卻在快速生長(zhǎng)(或者說(shuō)當(dāng)時(shí)正在快速生長(zhǎng))：其形成恒星的速度大約是今天銀河系的20倍。

根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家無(wú)法對(duì)該星系中的單個(gè)恒星有更多的了解，但這樣的恒星通常要比太陽(yáng)大得多。

此前，該小組曾根據(jù)哈勃與斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡的成像，利用光度技術(shù)通過(guò)濾鏡測(cè)量不同波長(zhǎng)的光線來(lái)估計(jì)GN-z11的距離。在新研究中，他們借助哈勃3號(hào)廣角相機(jī)把光線分解成單色光，利用光譜方法第一次精確測(cè)量這個(gè)星系的距離，或者說(shuō)紅移。

哈勃望遠(yuǎn)鏡再破最遙遠(yuǎn)星系觀測(cè)紀(jì)錄(圖片來(lái)源：NASA/ESA/P.Oesch(Yale))

由于宇宙膨脹，星系之間在互相遠(yuǎn)離。從地球上觀測(cè)，來(lái)自其他星系的光線朝光譜的紅端移動(dòng)，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，這種現(xiàn)象被稱為紅移。一般來(lái)說(shuō)，紅移值越大，星系距地球越遠(yuǎn)。

此次GN-z11的紅移值為11.1，而此前兩個(gè)紀(jì)錄都是在2015年被打破的。先是2015年5月公布的EGS-zs8-1星系，紅移值為7.73，距地球約131億光年；后是2015年9月公布的EGS8p7星系，紅移值為8.68，距地球132億光年。

研究人員說(shuō)，這次發(fā)現(xiàn)已把哈勃的觀測(cè)能力推到了最大極限。GN-z11作為最遙遠(yuǎn)星系的頭銜估計(jì)要保持?jǐn)?shù)年，打破這個(gè)紀(jì)錄可能還要等到2018年才發(fā)射升空的哈勃繼任者——詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。后者為直徑6.5 m的紅外望遠(yuǎn)鏡，主要用于對(duì)宇宙深處進(jìn)行搜索。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡是在地球軌道上并且圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的空間望遠(yuǎn)鏡，它于1990年4月24日在美國(guó)肯尼迪航天中心由“發(fā)現(xiàn)者”號(hào)航天飛機(jī)成功發(fā)射。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的位置在地球的大氣層之上，因此影像不會(huì)受到大氣湍流的擾動(dòng)，視相度絕佳又沒(méi)有大氣散射造成的背景光，還能觀測(cè)會(huì)被臭氧層吸收的紫外線，是天文史上最重要的儀器之一。它成功彌補(bǔ)了地面觀測(cè)的不足，幫助天文學(xué)家解決了許多天文學(xué)上的基本問(wèn)題，使得人類對(duì)天體物理有更多的認(rèn)識(shí)。此外，哈勃的超深空視場(chǎng)則是天文學(xué)家目前能獲得的最深入，也是最敏銳的太空光學(xué)影像。

科學(xué)家首次證實(shí)“寨卡”殺死發(fā)育中的腦細(xì)胞為該病毒與新生兒小頭癥的關(guān)聯(lián)提供合理解釋

對(duì)寨卡病毒的恐懼傳播得就像這種病原體本身一樣迅速。如今，兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室研究第一次提供了這種病毒如何在嬰兒中導(dǎo)致腦缺陷的確鑿證據(jù)。研究表明，寨卡病毒能夠優(yōu)先殺死發(fā)育中的腦細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)為寨卡病毒與新生兒小頭癥之間的關(guān)聯(lián)提供了可能的病理解釋，將有助于有針對(duì)性地探索寨卡感染的治療方法。

之前的觀察報(bào)告顯示，這種在拉丁美洲迅速傳播的病毒與當(dāng)?shù)卦絹?lái)越高的小頭癥(一種大腦無(wú)法正常生長(zhǎng)的出生缺陷)發(fā)病率之間似乎存在某種關(guān)聯(lián)。分別由兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成的工作表明，寨卡病毒很容易感染神經(jīng)干細(xì)胞(神經(jīng)細(xì)胞和其他大腦細(xì)胞的前體)，而無(wú)論這些細(xì)胞是在細(xì)胞培養(yǎng)皿還是被稱為“類腦”的三維迷你大腦中生長(zhǎng)。

一名巴西里約熱內(nèi)盧的孕婦在感染寨卡病毒后生下了一名小頭癥嬰兒(圖片來(lái)源：Antonio Lacerda/EFE/Newscom)

英國(guó)劍橋市醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究人類腦發(fā)育的發(fā)育生物學(xué)家Madeline Lancaster表示，這項(xiàng)研究“是非常重要的”。該結(jié)果“非常符合你所看到的小頭癥嬰兒的特征”。

寨卡病毒于幾十年前在非洲烏干達(dá)的一片叢林中被首次發(fā)現(xiàn)，它通常只能夠在人體中導(dǎo)致溫和的癥狀，包括發(fā)熱和皮疹。但自從這種病毒于2015年開(kāi)始在巴西東北部傳播以來(lái)，當(dāng)?shù)蒯t(yī)生注意到新生嬰兒的小頭癥發(fā)病率出現(xiàn)了顯著的升高。許多母親報(bào)告說(shuō)她們?cè)趹言衅陂g經(jīng)歷了與寨卡病毒感染一致的癥狀。然而科學(xué)家很難證明這種病毒與出生缺陷之間的聯(lián)系，這是因?yàn)閷?duì)于寨卡病毒的血液測(cè)試僅在感染的1個(gè)星期后是準(zhǔn)確的。

然而，間接證據(jù)卻在不斷積累。研究人員已經(jīng)在胎兒被診斷患有小頭癥的孕婦的羊水中發(fā)現(xiàn)了寨卡病毒，這種病毒同時(shí)還存在于患病胎兒的腦組織中。但由于科學(xué)家在此之前只針對(duì)這種病毒進(jìn)行了非常有限的研究，因此他們?nèi)狈ψ銐虻臄?shù)據(jù)證明寨卡病毒如何能夠引發(fā)嬰兒的小頭癥。

為了判斷病毒可能對(duì)腦發(fā)育造成的影響，美國(guó)馬里蘭州巴爾的摩市約翰斯·霍普金斯大學(xué)和塔拉哈西市佛羅里達(dá)州立大學(xué)的研究人員，利用誘導(dǎo)多能干(iPS)細(xì)胞在培養(yǎng)皿中培育了未成熟的腦細(xì)胞——人類大腦皮層神經(jīng)祖細(xì)胞。他們隨后將這些神經(jīng)前體細(xì)胞暴露于寨卡病毒的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室毒株下。

神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家Hongjun Song和Guo-li Ming，與病毒學(xué)家Hengli Tang及他們的同事在3月4日出版的《細(xì)胞：干細(xì)胞》雜志上報(bào)告說(shuō)，寨卡病毒非常容易地感染了這些神經(jīng)干細(xì)胞。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在暴露于這種病毒3天后，培養(yǎng)皿中85%的細(xì)胞被感染了。相比之下，當(dāng)寨卡病毒被施用于胎兒的腎臟細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和未分化的iPS細(xì)胞后，其感染率在3天后比前者少了10%。研究人員還注意到，源自神經(jīng)前體細(xì)胞的未成熟神經(jīng)細(xì)胞的感染率也較低——在暴露于病毒3天后，感染率為65%。

研究人員指出，被感染的神經(jīng)前體細(xì)胞并沒(méi)有馬上被殺死。Song表示，實(shí)際上這些病毒利用細(xì)胞機(jī)制“劫持了這些細(xì)胞”從而進(jìn)行自我復(fù)制。他說(shuō)，這幫助病毒能夠在細(xì)胞群中快速傳播。他的研究團(tuán)隊(duì)還報(bào)告說(shuō)，被感染的細(xì)胞生長(zhǎng)得非常緩慢并中斷了細(xì)胞分裂周期，后者同樣有利于小頭癥的發(fā)病。

研究人員強(qiáng)調(diào)，干細(xì)胞被寨卡病毒感染后，會(huì)有一些干細(xì)胞凋亡，但他們尚無(wú)法直接證明這些干細(xì)胞凋亡后就會(huì)導(dǎo)致小頭癥。

在第二項(xiàng)研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)寨卡病毒能夠妨礙另一種神經(jīng)干細(xì)胞類型的生長(zhǎng)。在3月2日在線公布的預(yù)印本研究中，巴西里約熱內(nèi)盧市D'Or研究與教育學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家Patricia Garcez和干細(xì)胞研究人員Stevens Rehen報(bào)告說(shuō)，他們?cè)诿麨樯窠?jīng)球的神經(jīng)干細(xì)胞集群，以及微型版本的三維類腦中培育了人體iPS細(xì)胞。當(dāng)研究人員用分離自一位巴西病人的寨卡病毒感染了這些生長(zhǎng)中的細(xì)胞后，該病毒迅速殺死了大部分的神經(jīng)球，并導(dǎo)致剩下的少數(shù)幸存細(xì)胞又小又畸形。研究人員發(fā)現(xiàn)，被感染類腦的大小還不及正常尺寸的一半。

目前人們對(duì)寨卡病毒最主要的擔(dān)心是它可能會(huì)引起新生兒小頭癥，但一直無(wú)法證明兩者之間存在直接關(guān)聯(lián)。研究人員表示，下一步他們將研究寨卡病毒對(duì)大腦的影響以及寨卡病毒感染的細(xì)胞學(xué)機(jī)制、分子學(xué)機(jī)制和病理學(xué)機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上篩選治療藥物。

寨卡病毒最早于1947年在烏干達(dá)寨卡森林的恒河猴身上分離，從歷史上來(lái)看該病毒多分布在非洲、亞洲狹窄的赤道區(qū)域。數(shù)十年來(lái)，這種由伊蚊傳播的病毒主要感染猴子，偶爾也會(huì)感染人類，但癥狀比較溫和。寨卡病毒的傳播媒介主要是熱帶地區(qū)的埃及伊蚊，與傳播登革熱、基孔肯雅熱和黃熱病的蚊蟲(chóng)相同。2007年，寨卡病毒首次跨越地理分布范圍傳播至太平洋島國(guó)密克羅尼西亞聯(lián)邦。2013年至2014年，其他太平洋島國(guó)先后報(bào)告4起寨卡疫情。

當(dāng)膽固醇傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，動(dòng)脈便有可能被斑塊堵塞(圖片來(lái)源：EYE OF SCIENCE/SCIENCE SOURCE)

“好”膽固醇也會(huì)引發(fā)心臟病基因分析質(zhì)疑高水平高密度脂蛋白膽固醇有益健康

幾十年來(lái)，對(duì)膽固醇水平的指導(dǎo)沿用了一個(gè)整齊的二分法：低密度脂蛋白(LDL)膽固醇對(duì)于心臟健康是“壞”的；而高密度脂蛋白(HDL)膽固醇是“好”的。但是，日前一項(xiàng)遺傳學(xué)研究提供了確鑿的證據(jù)，表明真相并非如此簡(jiǎn)單，并且擁有高水平的高密度脂蛋白膽固醇可能并不會(huì)保護(hù)人們遠(yuǎn)離心臟病。研究人員指出，“好”膽固醇增多也可能由某種罕見(jiàn)的基因突變引起，在這種情況下心臟病風(fēng)險(xiǎn)反而升高。

膽固醇不能溶解于血液中。通常認(rèn)為，它須依附在脂蛋白上才能從周邊組織進(jìn)入肝臟，在這里被分解代謝、排出體外。脂蛋白分為高密度與低密度兩種，只有高密度脂蛋白才能完成這種運(yùn)送任務(wù)，而低密度脂蛋白則把膽固醇運(yùn)送至動(dòng)脈，增加心臟病的風(fēng)險(xiǎn)。因此，高密度脂蛋白內(nèi)的膽固醇被稱作“好”膽固醇，而低密度脂蛋白內(nèi)的膽固醇會(huì)被稱為“壞”膽固醇。

在過(guò)去的10年里，高密度脂蛋白粒子一直讓科學(xué)家困惑不已。更多的好東西自然意味著更加健康，而那些天生具有高水平高密度脂蛋白膽固醇的人通常身體很好。然而增加高密度脂蛋白膽固醇的藥物在許多臨床試驗(yàn)中都失敗了，并且?guī)椭嵘幕蛩坪醪⒉荒軠p少心臟病的發(fā)生幾率。

長(zhǎng)期從事高密度脂蛋白膽固醇研究的美國(guó)西雅圖市華盛頓大學(xué)生物化學(xué)家Jay Heinecke表示：“與高密度脂蛋白膽固醇有關(guān)的事情沒(méi)有簡(jiǎn)單的?！?/p>

在最新出版的《科學(xué)》雜志上，賓夕法尼亞大學(xué)遺傳學(xué)家、脂類學(xué)家Daniel Rader和同事提出，與如何有效地從動(dòng)脈進(jìn)入肝臟相比，高密度脂蛋白膽固醇的數(shù)量并不重要。Rader的靈感來(lái)自于劍橋市麻省理工學(xué)院的Monty Krieger于20年前開(kāi)發(fā)的一個(gè)小鼠模型。研究人員當(dāng)時(shí)刪除了一個(gè)名為SCARB1的基因，導(dǎo)致動(dòng)物擁有了令人吃驚的高水平高密度脂蛋白膽固醇，以及同樣驚人的嚴(yán)重動(dòng)脈阻塞。

Heinecke表示：“小鼠實(shí)際上得了心臟病?！边@是因?yàn)檫@些小鼠體內(nèi)運(yùn)輸膽固醇的系統(tǒng)垮掉了。

通常情況下，高密度脂蛋白粒子會(huì)從動(dòng)脈免疫細(xì)胞中采集膽固醇，之后將其沉積于肝臟，并最終開(kāi)始新的循環(huán)。由SCARB1基因形成的蛋白質(zhì)——被稱為SR-B1——?jiǎng)t幫助這一沉積過(guò)程的發(fā)生。但是沒(méi)有SR-B1的小鼠的高密度脂蛋白粒子則充滿了膽固醇，從而無(wú)法再進(jìn)行這一沉積過(guò)程。

Rader于是尋思類似的過(guò)程是否也會(huì)發(fā)生在人體內(nèi)。他和同事于是對(duì)852名具有高水平高密度脂蛋白膽固醇的受試者進(jìn)行了基因測(cè)序。作為對(duì)比，研究人員同時(shí)還對(duì)1 156名具有低水平高密度脂蛋白膽固醇的對(duì)照組進(jìn)行了測(cè)序。

研究人員最終發(fā)現(xiàn)，一些人的SCARB1基因發(fā)生了突變，導(dǎo)致高密度脂蛋白喪失運(yùn)送膽固醇的功能，因此這些人體內(nèi)“好”膽固醇水平雖然很高，但這不意味著這些“好”膽固醇會(huì)被從周邊組織送入肝臟清除，反而會(huì)在動(dòng)脈中累積導(dǎo)致動(dòng)脈阻塞，增加心臟病的風(fēng)險(xiǎn)。

Rader說(shuō)：“我們的研究結(jié)果顯示，導(dǎo)致高密度脂蛋白增加的某些原因?qū)嶋H上增加了心臟病風(fēng)險(xiǎn)。這是第一次證實(shí)一種基因突變會(huì)導(dǎo)致高密度脂蛋白增多，但同時(shí)也提升了心臟病風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

此前曾有幾項(xiàng)臨床試驗(yàn)利用藥物來(lái)增加“好”膽固醇的水平，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)心臟很少或幾乎沒(méi)有保護(hù)作用。Rader認(rèn)為，他們的研究有助于解釋這些藥物為什么未達(dá)到預(yù)期效果，原因就在于“好”膽固醇可能并不直接預(yù)防心臟病。

Rader還認(rèn)為，提高SCARB1基因的表達(dá)程度或活性可能是降低心臟病風(fēng)險(xiǎn)的一種新途徑，盡管這樣做會(huì)減少血液中的“好”膽固醇數(shù)量。他說(shuō)，高密度脂蛋白膽固醇的保護(hù)作用更多取決于它發(fā)揮功能的方式，而非其數(shù)量。

ExoMars(圖片來(lái)源：D. Ducros/ESA)

俄歐聯(lián)手發(fā)射火星探測(cè)器

多家俄羅斯航天機(jī)構(gòu)與歐洲航天局聯(lián)合研制的火星“微量氣體軌道器”，3月14日在哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場(chǎng)順利升空。俄歐將通過(guò)“火星太空生物”(ExoMars)項(xiàng)目共同分析火星大氣成分，尋找火星是否存在生命的證據(jù)。

據(jù)俄羅斯航天集團(tuán)公司發(fā)布的消息，載有火星“微量氣體軌道器”的“質(zhì)子-M”運(yùn)載火箭于莫斯科時(shí)間12時(shí)31分(北京時(shí)間17時(shí)31分)發(fā)射升空，約10 min后該軌道器同運(yùn)載火箭第三級(jí)脫離。預(yù)計(jì)在經(jīng)過(guò)4.96億km的漫長(zhǎng)飛行后，“微量氣體軌道器”將于2016年10月19日飛抵火星近旁。

這顆探測(cè)器的主要任務(wù)是為火星拍照，分析其大氣成分，協(xié)助地面分析火星土壤表層的水冰含量，驗(yàn)證某些火星著陸技術(shù)的可行性，為俄歐下一階段火星著陸考察收集數(shù)據(jù)。在探測(cè)火星大氣時(shí)，專家們將著重尋找火星大氣中可能表明微生物存在的甲烷和其他氣體。

參與俄歐“火星太空生物”項(xiàng)目的俄羅斯科學(xué)家菲爾索娃當(dāng)日對(duì)媒體說(shuō)，本次火星探測(cè)是俄航天機(jī)構(gòu)和歐洲航天局歷史上首次聯(lián)手探索火星。該項(xiàng)目分兩階段實(shí)施，除發(fā)射上述軌道器以外，俄歐專家還將把攜帶火星車的登陸器送往火星，進(jìn)行著陸考察。

按計(jì)劃在2018年年初發(fā)射的俄歐火星登陸器將配備先進(jìn)的電子設(shè)備、火箭推進(jìn)器、制導(dǎo)雷達(dá)和降落傘。該登陸器將驗(yàn)證俄歐航天界在火星實(shí)施軟著陸的技術(shù)能力，并將測(cè)量火星表面的大氣顆粒、風(fēng)速和氣溫。

在相關(guān)指標(biāo)正常的情況下，這臺(tái)登陸器內(nèi)的火星車將踏上火星表面。這輛火星車的桅桿式“脖子”上裝有礦物分析儀，車體前部有下挖采樣分析裝置，其機(jī)械手上的中子探測(cè)器將在行進(jìn)中考察火星表面下兩米內(nèi)與水冰含量相關(guān)的反射中子，幫助專家據(jù)此繪制考察沿途的水冰分布圖。預(yù)計(jì)整個(gè)探測(cè)考察活動(dòng)將持續(xù)到2019年。

(2016年3月16日收稿)■

(編輯：沈美芳)

To meet the new era of astronomy

GUAN Yi

10.3969/j.issn.0253-9608.2016.02.012