封面故事:基于單晶硅技術的電子眼攝像機

本期封面所刊登的電子眼攝像機,是光電子領域一項值得關注的進展。即使采用最新技術,也難以制造出一個成像水平能與人眼相媲美的裝置。這臺攝像機半球形的探測器,能利用簡單的單一光學元件提供寬視場和低像差。傳統光電子材料只存在于剛性半導體晶片的平面表面上,不能呈現球形形狀。現在,來自美國伊利諾伊大學 Urbana-Champaign分校和西北大學Evanston分校的一個多學科研究小組,研制出基于單晶硅技術的、電子眼一樣的一臺攝像機,使其成為可能的是兩個新穎的步驟:第一步,將光電子電路做成超薄結構,采用不同尋常的二維可壓縮構形;第二步,特殊設計的彈性元件將這些平面圖案轉變成半球形。除了眼睛一樣的攝像機外,這些辦法還應當有可能將平面裝置技術集成到復雜曲線物體表面上,用在健康狀況監測裝置、“智能”假肢和其他地方。
部分激動劑的藥理作用
部分激動劑在藥理學中占有一席之地,在需要溫和反應的臨床應用中也是如此。它們與一個受體結合并將其激發,但只引發一個較小的反應,而不是一個真正的或完全的激動劑。對于那些在被配體激發的離子通道上發揮作用的藥物來說,50年來人們一直假設,它們在誘發能夠打開和關閉離子通道的構形變化上效率不高。對煙酸的兩個部分激動劑所作的一項研究表明,一旦與受體結合,它們在打開離子通道方面就同一個完全激動劑一樣地有效。另一方面,對部分激動劑的反應受到一個較早的構形變化(“翻轉”)的限制,后者是在該通道仍然關閉時發生的。這一發現對于結構研究結果的解讀是有意義的,對于用于治療的部分激動劑的設計也是有意義的。
Ontong Java高原與澳大利亞板塊碰撞開始的時間
地球上最大和最厚的海洋高原——Ontong Java高原目前正在與澳大利亞板塊碰撞,但一直難以非常準確地確定這一猛烈事件開始的時間。現在,來自昆士蘭大學的一個研究小組提供的可靠證據證明,這次碰撞開始于距今大約2600萬年前。這一年代數字來自關于澳大利亞以東塔斯曼海中熱點火山的地質年代數據,它表明,該高原與美拉尼西亞弧的碰撞和澳大利亞板塊的運動之間存在一個聯系。這次碰撞事件開始的時間及其短暫性與太平洋中熱點海底山系、包括原始的夏威夷山系的支脈有很好的關聯性,說明像 Ontong Java這樣的巨大海洋高原,會對板塊邊界和運動在全球尺度上迅速變化的誘發作出貢獻。
DNA甲基化分布圖
DNA 甲基化是表觀遺傳修飾的一個重要機制,它能從一個DNA序列產生不同模式的基因表達。它對正常發育至關重要,其功能失常可引起癌癥和其他異常。現在,研究人員利用高通量亞硫酸氫鹽測序與單分子測序相結合的方法,以核苷酸分辨率獲得了在胚胎干細胞中和在由它們形成的各種不同的細胞類型中DNA甲基化的一個分布圖。該分布圖顯示了基因組中甲基化隨細胞發育(如當胚胎干細胞成熟成為神經細胞時)而變化的特定點。更具普遍意義的是,這種方法對于與發育生物學、癌癥和再生醫學相關的細胞群的表觀遺傳分析將會是有價值的。
與溫度喜好行為有關的神經元
果蠅腦中蘑菇體結構內的神經元,是學習、記憶和睡眠調控等過程所必需的。Sung-Tae Hong等人所作的一項研究表明,它們在溫度喜好行為中也起一定作用。一些動物,同我們人類一樣,通過改變它們的代謝來從內部調控體溫。但對像果蠅等其他動物來說,體溫是與它們環境所進行的熱交換的結果。果蠅能夠本能地尋找一個與它們在遺傳上所喜好的體溫相匹配的環境,這個過程與哺乳動物設定固定體溫的過程相似。當蘑菇體神經元中依賴于AMP的環狀激酶活性被人為調低時,果蠅便不能找到它們所期望的溫度;當這個活性增強時,它們便喜歡較高的溫度。這項工作表明,溫度感覺可能與學習和基因共享一些細胞機制。
用藥物“喚醒”唇皰疹病毒HSV-1的可能性
唇皰疹病毒HSV-1,以其能夠休眠數月或數年、使其保持終生潛伏感染的能力而知名。病毒基因LAT已知在誘發休眠中是一個關鍵因子,現在其非編碼RNA產物又被發現是四種微RNA的一個前體,而這四種微RNA中的一種,似乎能夠在被潛伏感染的神經元中關閉病毒基因表達。第二種微RNA(不是由LAT編碼,但卻有類似活性)也已被發現。這便提出了一個可能性:基于阻斷這些微RNA的藥物在理論上有可能“喚醒”該病毒,使它們在抗病毒治療面前變得脆弱。
《科學時報》 (2008-8-8 國際)