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研究人員宣布創造出一種從頭開始組裝的開創性人造細胞，它展示了以與天然細胞類似的方式進食、生長和複製的能力。合成生物學的這項進步有望開創個人化生物體工程的新階段，發揮可程式生物機器的功能。 合成生物學專家、明尼蘇達大學教授、科學家凱特·阿達瑪拉 (Kate Adamala) 領導的團隊負責僅使用非生命化學元素逐個組件組裝細胞。儘管它是一個早期且精緻的原型，但該創作具有加深對生命起源的理解的潛力，並且可以被開發來應對全球生物學挑戰。此結構不適合植物或動物的特定分類，但呈現出更接近簡單細菌的特徵。 阿達馬拉說：「我知道細胞的完整成分列表，我確切地知道哪些化學物質、哪些分子的濃度。」他強調，這個總體定義允許完全設計結構。這種精確的工程能力使其有別於天然生物體，為開發高度受控的特定解決方案鋪平了道路，例如新的癌症療法或創新的碳捕獲方法。 多年來，科學一直在改造自然細胞來解決人類問題，例如將人類胰島素基因插入大腸桿菌細胞中以產生治療糖尿病的荷爾蒙。現在，研究人員將合成細胞視為下一個關鍵步驟，有可能創造新的癌症治療方法、優化碳捕獲以及開發生產化學品的創新方法。 細胞代表生命的基本組成部分，但它們的複雜性是巨大的。例如，人體中約有 37 兆個細胞，這個數字比天空中可見的星星數量還要多，而科學仍在尋求完全解開每種細胞類型的功能及其確切組成。 倫敦帝國學院生物化學技術副教授尤瓦爾·埃拉尼（Yuval Elani）並未直接參與這項研究，他表示，阿達瑪拉和他的團隊開發的合成細胞並不代表“實驗室創造的生命”，而是“解決這個問題的真正里程碑”。 「從頭開始建構細胞意味著我們不再受自然生物學的限制和進化遺傳的束縛。這開闢了設計系統並對其進行編程以執行活細胞可能不容易完成或根本無法完成的任務的可能性，」Elani 解釋道。 對他來說，這項壯舉代表著「在質疑化學是否可以以一種令人信服的方式組織起來（我們稱之為生命）的持續努力中取得了真正的進步」。 合成生物學領域與幹細胞研究不同，在幹細胞研究中，科學家重新編程和操縱源自生物資源的現有細胞。 了解SpudCell的特點和局限性 Kate Adamala 將她的作品命名為“SpudCell”，部分原因是為了避免細胞以她的名字命名。這個名字也參考了 Sputnik，這顆俄羅斯衛星在 20...
加州大學舊金山分校和倫敦帝國學院的研究人員指出，單劑量的裸蓋菇素（一種在迷幻蘑菇中發現的迷幻化合物）可以在大腦中產生持續長達一個月的物理變化。 這項發表在《自然通訊》雜誌上的研究納入了從未使用過迷幻藥的健康成年人。儘管沒有參與者進行過心理健康診斷，但這些發現為裸蓋菇素在治療憂鬱、焦慮和成癮等疾病方面的治療潛力提供了重要的見解，這是研究的重大進展。 科學家團隊專注於暫時增加大腦“熵”，這個術語描述了神經活動的多樣性和不可預測性。結果表明，大腦活動模式的這種更廣泛的變化可以刺激心理內省，表明迷幻體驗本身在裸蓋菇素的長期作用中發揮著重要作用。 在高劑量服用後的幾個小時內觀察到，大腦熵的增加更為明顯，這與第二天的情緒感知增強有關。報告更多見解的個人也更有可能在一個月後報告整體幸福感的改善。 對於加州大學舊金山分校神經病學教授、該研究的資深作者羅賓·卡哈特-哈里斯博士來說，“迷幻”一詞的意思是“心靈揭示者”，或者說使心靈可見的東西。他解釋說：“我們的數據表明，這些心理洞察體驗與大腦活動的熵質量以及兩者如何有助於後來心理健康的改善有關。這表明迷幻之旅及其在大腦中的表現是迷幻治療如何發揮作用的關鍵組成部分。” 研究人員如何測量裸蓋菇素對大腦的影響 為了研究大腦活動、連結性和結構，科學家們採用了多種方法。在服用致幻劑量之前、體驗高峰期間以及一個月後再次進行測量。 事實上，28 名志願者中沒有人進行過心理健康診斷，這使得團隊能夠進行比對一組臨床患者更廣泛的測試。 在實驗的初始階段，參與者接受了 1 毫克劑量的裸蓋菇素，研究人員將其視為安慰劑。使用腦電圖（EEG）監測這些人的大腦活動，這是一種透過固定在頭皮上的電極來記錄電訊號的技術。 在接下來的幾周里，研究人員評估了心理感知、幸福感和認知表現。此外，他們還使用功能性磁振造影（fMRI）來分析大腦活動，並使用擴散張量成像（DTI）技術來研究大腦不同區域之間的連結。 服用安慰劑一個月後，參與者接受了 25 毫克裸蓋菇素，這項劑量會產生強烈的迷幻體驗。科學家在實驗過程中用腦電圖重新記錄了大腦活動，並在接下來的幾週內重複了相同的心理和影像評估。 這項實驗設計使研究團隊能夠將全迷幻劑劑量的效果與 1 毫克劑量安慰劑後所獲得的結果進行比較。 使用裸蓋菇素會增加大腦熵 服用 25...
研究人員開發了一種先進的可程式光子晶片，能夠根據需要減慢光的速度，為開發更有效率、更快的光學電腦鋪平了道路。這項發現於 2026 年 7 月 21 日星期二宣布，預計將徹底改變運算，尤其是人工智慧系統。 新晶片可以根據指令減慢光速 來自多個機構的科學家創建了一種可以操縱光速的光子積體電路，使工程師能夠前所未有地控制電路中光訊號的傳播。這項創新可以提供延遲、同步和緩衝功能，使基於光的計算成為現實。 該晶片的單一單元將來可以執行目前需要單獨組件的多種功能，這可以大大降低人工智慧伺服器和大型資料中心的能耗、成本和複雜性。 這項研究是由首爾國立大學電機與電腦工程系的 Namkyoo Park 和 Sunkyu Yu 教授領導的團隊與首爾大學電機與電腦工程學院的 Xianji Piao 教授合作進行的。 降低光速有助於解決計算瓶頸 生成式人工智慧和大規模模型的指數級成長大大增加了資料中心和伺服器對運算能力的需求。由於高能耗和資料傳輸速度的限制，傳統電子半導體難以滿足此需求。...
2026 年 7 月 21 日星期二，歐洲分子生物學實驗室 (EMBL 漢堡) 和萊布尼茨分子藥理學研究所 (FMP) 的專家發布了一項深入研究，描述了甲型流感病毒感染後如何改變人體細胞的結構。與先前需要樣品破碎的方法相比，這種創新方法使團隊能夠觀察完整細胞內蛋白質之間的相互作用。 在全球範圍內，季節性流感每年導致約 3 至 500 萬例嚴重病例和多達 65 萬人死亡。從歷史上看，甲型流感病毒也是重大流行病的幕後黑手，例如 1918 年毀滅性的西班牙流感，這凸顯了了解其作用機制的重要性。 一旦病毒侵入細胞，它就會注入其RNA，該RNA攜帶合成病毒蛋白所需的指令。這些蛋白質分散，重組宿主細胞的分子系統，轉化為新病毒顆粒的工廠。 了解流感病毒在非碎片細胞中的行為...
一群科學家揭示了一種重振萬古黴素的創新方法，萬古黴素是一種強效抗生素，對某些危險細菌已經失去了效力，這些細菌已經對該藥物產生了很強的抗藥性。這項發現於 2026 年 7 月 22 日發表，為對抗醫院感染提供了新的視角。 與尋找新抗生素不同，研究的重點是重新激活現有藥物。研究人員將萬古黴素與一種名為 pghi-4 的小分子結合起來，具有抑制與抗藥性機制直接相關的細菌酶的功能。 化合物之間的這種協同作用成功地恢復了抗生素消滅已經對藥物產生抗藥性的屎腸球菌的能力。這項研究帶來了希望，類似的化學佐劑可以用來挽救其他目前無效的抗生素。 研究人員重振了以前無效的抗生素的作用 這是醫學界的一個重要里程碑，專家們成功地為已經過時的抗生素注入了新的生命，利用一種分子解除了抗藥性細菌產生的關鍵防禦機制之一。 日益增長的抗生素抗藥性是全球健康面臨的最嚴峻挑戰之一。細菌進化導致以前可靠的藥物失效，使常規感染的治療變得複雜，並增加了手術、癌症治療和其他醫療程序的危險。 全球科學家正在尋求應對這些微生物快速適應的策略。一個有前景的策略是恢復現有藥物的功能，而不是開發全新的抗生素。抗生素佐劑正是沿著這些思路發揮作用，這些分子本身並不能消除細菌，但可以恢復抗生素的效力。 新分子的創造如何加速基本藥物的發現 約翰摩西教授和他在冷泉港實驗室 (CSHL) 的團隊多年來致力於開發化學反應，旨在優化和加速新藥的識別過程。 該方法涉及「多樣性導向點擊」(DOC)，這是 Moses 實驗室的開創性技術，可建立包含...
迪士尼在院線製作的動畫《莫阿娜》講述了一個小女孩決心打破父親的禁令，駛出珊瑚礁界限的旅程。故事情節更加深入，因為它取材自人類歷史上的一個真實事件：數千年前橫跨太平洋的海上探險突然中斷，隨後海洋探索又以壓倒性的速度恢復。 在西元前 3000 年至西元前 1500 年之間，當今波利尼西亞人民的祖先發動了前所未有的海上擴張。這些航海家從台灣島出發，跨越了漫長的距離，到達了斐濟、薩摩亞和東加等人口稠密的群島。然而，令歷史學家和考古學家感興趣的是，所有勘探活動都突然停止了大約 1,700 年，科學界將這段時期稱為「大停頓」。 只有在經歷了這麼長時間的中斷之後，當地社區才重新將船隻駛入公海。第二波航行使得地球上極度偏僻的島嶼得以定居，包括夏威夷、復活節島（拉帕努伊）和紐西蘭。停滯與回歸遠徵之間的轉變，正是視聽作品所描繪的歷史神話背景。 中斷探險的科學假設 波利尼西亞人為何在近兩千年的時間裡沒有向東太平洋挺進，一直是學術界爭論的焦點。最受接受的理論方面之一指出，第一擴展階段可用的導航技術受到嚴格限制。最初的船隻對於短途旅行來說是高效的，但不足以應對公海不穩定的海流和風暴。 為了克服深海的挑戰，該地區人民需要在海軍工程方面進行巧妙的創新。雙體獨木舟（被稱為祖先雙體船）的出現為運送物資、植物、動物和整個家庭提供了必要的穩定性。此外，用露兜樹纖維編織而成的蟹形帆使船隻能夠更有效地逆風航行。 另一個強而有力的解釋是基於對南太平洋大氣變化的古氣候研究。研究人員發現，在大停頓期間，厄爾尼諾現象的頻率發生了劇烈變化。水溫模式的變化削弱了通常向有利於航行的方向吹的信風，使東部海洋在當時變成了幾乎難以克服的障礙。 指導科學和知識保存 一旦克服了氣候和技術障礙，波利尼西亞人重返水域就需要掌握複雜的天文和環境導航系統。在沒有指南針、紙質地圖或金屬儀器的幫助下，水手們只能透過仔細閱讀大自然來引導自己。他們觀察了夜空中星星的位置、海流的行為、表面風以及波浪在船隻表面的折射。 航海家也利用當地動物群的行為作為精確的地理指標。某些種類的海鳥的存在顯示了陸地的接近，而這些動物在黃昏時的飛行則指明了島嶼的確切方向。這套知識使玻里尼西亞人成為了他們那個時代最偉大的海洋探險家，能夠以令人印象深刻的精確度穿越數千公里的公海。 只有依靠基於口頭傳統的堅實文化結構，這些策略數據才能在 1,700 年的停頓期間保存。海上航線、天體地標和生存技術被轉化為歌曲、詩歌和神聖傳說，代代相傳。這個文化保護網絡確保了當氣候和技術條件再次一致時，航海記憶仍然存在，以指導新的探險家。
天文學家正在研究這樣一種可能性：兩顆有著共同過去的恆星以前所未有的方式結束了它們的生命週期，最終導致了兩次超新星爆炸。 這個假設源於最近發表在《自然通訊》雜誌上的研究，該研究提供了證據表明這兩次恆星爆炸的殘餘物起源於單個雙星系統。 什麼是超新星以及它是如何發生的？ 超新星代表了大質量恆星的最後爆炸階段，大小超過了太陽。當恆星的核燃料耗盡時，就會發生這種現象，導致其失去支撐並發生引力坍縮。這種內爆產生的發光爆炸能夠暫時與整個星系的亮度相提並論。 在這項研究中，科學家們重點關注了水母星雲（被識別為 IC 443）和另一個遺跡 G189.6+3.3 所在的區域，距離我們的星球約 6000 光年。 推動這項研究的主要問題是確定這兩個結構在空間中的明顯接近是否表明存在物理聯繫，或者是否只是視覺上的巧合。 研究團隊使用了 NASA 費米太空望遠鏡（2008 年發射）在 16 年來收集的數據，並用不同波長的光拍攝的圖像對其進行補充，以加深分析。 研究結果顯示，兩顆超新星遺跡佔據相同的空間區域，且與地球的距離相當。 「這真是一個激動人心的時刻。最初，我們只是想了解隱藏在更發光的 IC 443...
2026 年 7 月 12 日星期二的一項科學發現表明，海洋深處的高壓可能會為微生物生命提供燃料，同時也會影響地球的碳循環。南丹麥大學 (SDU) 的研究指出了一種以前未知的食物來源，改變了人們對深海生態系統的看法，以前認為深海生態系統缺乏營養。 研究表明，被稱為海洋雪的微小懸浮顆粒在沉入海洋最深處時會釋放溶解的碳和氮。這些營養物質一旦釋放，就可以立即成為周圍水域微生物的食物。 深水壓力如何揭示必需營養素 海洋雪由漂浮在水中的微小的死藻類、微生物和其他有機物質組成。當這些顆粒到達 2 至 6 公里的深度時，巨大的靜水壓力開始將溶解的有機物從其內部排出。 「壓力的作用幾乎就像一個巨大的榨汁機，」生物學家兼副教授 Peter Stief 解釋道，他在 Nordcee 研究中心和丹麥 Hadal...
一項令人驚訝的發現揭示了位於印度洋深處的地球上最大的鯨魚墓地。中國科學家證實，大量的屍體，包括現代和古代的遺骸，是支持深海環境中多樣化海洋生物群落的基礎。 這項研究於 2026 年 6 月 10 日星期三發表在《自然》雜誌上，強調這是地球上有史以來最深、最古老的鯨魚墓地。一些發現的化石估計已有 530 萬年的歷史。 在一艘小型潛水器上，中國探險家觀察到了許多不尋常的生物，其中許多可能是科學上的新生物，它們以鯨魚屍體為食並繁衍生息。 在澳洲西部印度洋長達 1,200 公里的走廊、深度達 7,000 公尺的約 500 具已編錄的鯨魚骸骨中，還發現了一種已滅絕的新鯨魚物種。 該研究的首席研究員、中國科學院院士彭曉通表示，在了解了其真實尺寸後，研究小組對這項發現的規模感到「驚訝」。 眾所周知，在鯨魚死後，它們沉沒的屍體（這種現像被稱為「鯨魚墜落」）是海底物種的重要營養來源。 「然而，發現如此規模的墓地完全出乎我們的意料，其分佈範圍之廣、深度之廣、年代之廣，遠遠超出了我們的預期。」彭曉彤說。 該地區集中了大量鯨魚屍體...
在物理學史上，研究人員首次開發出一種無需複數即可工作的量子力學版本。這些數字結合了實部和虛部（-1 的平方根），在近一個世紀前被認為對該理論至關重要，解決了自該領域誕生以來一直存在的問題。 複數由普通的“實”數和“虛”數組成，“虛”數是“i”（-1 平方根的符號）的倍數。一個例子是 3 + 4i。 -1的根不代表可以直接測量的量，這就是為什麼它在數學上被稱為虛數。 儘管複數具有抽象性質，但它具有多種實際應用。工程師用它們來描述交流電，而物理學家用它們來解釋波。自從量子力學在 1920 年代正式化以來，這些數字已直接納入其方程中，透過取決於粒子複雜性的波函數來描述粒子。 2021 年，一組物理學家預測，完全基於實數的量子力學公式將在涉及多個粒子的實驗中產生錯誤的預測。第二年，其他研究人員進行了這些實驗，結果證實了標準量子力學，而不是實數版本，這表明複合體實際上是不可或缺的。 然而，2021 年的結論是基於一個特定的假設：組合粒子的數學規則。這就提出了一個問題：複數對於在量子層面上描述現實是否本質上是必要的，或者它們是否僅僅代表了一種方便的工具。科學界的爭論已經持續了數十年。 現在，在 6 月 18 日發表在《物理評論快報》雜誌上的一項新研究中，科學家們找到了另一種方法來繞過 2021 年的結果。這項突破由德國航空航天中心和杜塞爾多夫海因里希海涅大學的理論物理學家兼博士生佩德羅·巴里奧斯·希塔（Pedro...
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