粪便的新经济

作者: 东西数码

粪便的新经济

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在卢旺达的基加利郊区,人粪排出的化粪车撞上橙色泥土道路(作者: 东西数码),然后冲向最终目的地:恩杜巴垃圾填埋场。直到最近,卡车才将其内容物泄漏到巨大的露天矿坑中。但自2015年以来,绿色连身衣工作人员在一排棚屋和塑料屋顶温室外迎接他们,准备将粪便污泥加工成干燥的粉状燃料。

该设施被称为Pivot,其创始人是Ashley Muspratt,他是一名卫生工程师,去年在加纳,肯尼亚和卢旺达居住了七年多,然后返回美国。Muspratt坚持认为枢轴不是一个处理厂。这是一项生意。其产品为当地工业提供动力,如水泥和砖厂。“我将我们形容为双重卫生和可再生燃料公司,”马斯普拉特说。“我们的模型确实是建立工厂。”

Muspratt是越来越多的企业家试图解决公共卫生差的卫生设施中最大的挑战之一的一部分,并为此扭亏为盈。根据世界卫生组织和联合国儿童慈善机构联合国儿童基金会联合国儿童基金会7月公布的报告,(作者: 东西数码)全球有28亿人 – 占世界人口的38% – 无法进入下水道,并将其废物存放在水箱和坑式厕所中(见  “国家卫生设施“)。这些往往是过度填充或倒空而不考虑安全性。到2030年,有人估计使用坦克和坑的人数将增加到50亿,同时国际上对水和卫生设施的援助预计会缩小。荷兰IHE代尔夫特水教育研究所的环境工程师Claire Furlong说,千禧年发展目标等高调举措在“在马桶座或脚蹲在平底锅上得到烧伤”方面相当不错。“但是这些厕所已经满了。我们用这个做什么?“

Muspratt和其他人有几个答案。制造肥料或燃料是最明显的,但研究人员和企业家正在探索其他用途。有些正在种植植物,用于干燥床或在人工池塘养殖鲶鱼,这些设施通常用于处理污泥。其他公司正在干燥污泥,(作者: 东西数码)并将其纳入水泥和砖块等建筑材料中。除此之外,公司正在探索污泥中的某些脂肪酸是否可以提供生物塑料和工业化学品的重要成分。以粪便为食的幼虫正被迫为工业用途制造石油,并且将来它们可以用作动物食品。

这些方法反映了污泥处理的重新思考 – 最终产品,而不仅仅是公共健康,从一开始就铭记在心。比尔和梅林达的水,卫生和卫生计划副主任Doulaye Kone说,卫生的经济模式也在发生变化,从完全的公共服务转向至少部分由私人企业进行,这些私营企业在粪便中发现价值。盖茨基金会在华盛顿州西雅图。他说,在旧模式下,“没有机会出售任何东西,然后政府必须支付运营成本。在预算枯竭的那一天,每个人都陷入困境。“结果,发展中国家的许多处理厂现在都被抛弃了。

弗隆警告说,融资并不是浪费资源的举措的唯一原因。(作者: 东西数码)许多有前途的项目都遭遇了抵制,因为它们未能解决可能影响买入的文化因素,无论是来自厕所用户还是国家政治家。这可能与对人类废物的消极态度一样内在,或者不愿意使用旨在以可用形式捕获废物的新厕所技术。Muspratt和其他公司处理污泥,因为它在已经存在的坑和厕所中发现,以防止它们的植物被忽视或维护成本过高。“对我而言,推动力量是想办法在非洲大陆不会有白象。”

人力资源

有些人不需要说服污泥的好处。在加纳,一些肥料短缺的农民要求化粪车司机把他们的货物倾倒在他们的田地上,用传统方法堆肥,然后撒在谷子和玉米(玉米)上。但是,对作物营养物质的这种促进对那些食用和服用它们的人造成风险:浆体未被安全地处理,并且增加了产物传播可导致腹泻的伤寒,(作者: 东西数码)霍乱,蛔虫和各种其他病原体的可能性,以及导致贫血和营养不良。在幼儿中,重复  接触会影响身体和认知发育。

即使这些农民没有在粮食作物上使用污泥,疾病仍然可能是一个问题。加纳不到5%的人有下水道,而且污泥处理设施也很少; 其中大部分都会倾倒在沟渠或大海中。

在技​​术上将污泥转化为肥料并不是一个大问题 – 但由于市场价格便宜,因此很难获利。全世界许多废水处理厂,包括美国在内,生物固体是处理污泥的常见副产品,因此可以免除处理成本。然而,在加纳首都阿克拉以东的一个城市特马,一家新工厂刚刚出售了其首批50公斤重的袋子。在国际水管理研究所(IWMI)的阿克拉办事处工作的商业经济学家Solomie Gebrezgabher说,该业务应在三年内扭亏为盈。

Tema工厂采用一种处理污泥的工艺,并同时对其进行堆肥。由加纳的太阳提供动力,与使用干燥和加热设备的堆肥方法相比,它消耗的能量要少得多。但这需要大量的时间和空间,而且可以变得更有味道。大约前十天,来自私人住宅和公共厕所的污泥在充满沙子的床中干燥,这些沙床允许水排出并蒸发掉。然后将它与木屑或食物垃圾混合并转移到有盖的棚子中。工人们经常打开它,由于天然存在的微生物,它会在两个月内分解。在这个过程中,它变得足够热以摧毁病原体。然后它散开,变得冷静和成熟。Gebrezgabher说,这种廉价的加工方式适合加纳的情况。(作者: 东西数码)“它不一定是高科技。

该团队用这种体积庞大的土壤添加剂接触了潜在的客户,这种添加剂改善了贫困土壤的物理特性 – 例如其保留水分的能力 – 但并未显着增加营养物质的供应。当Gebrezgabher与农民谈话时,许多人不感兴趣。因此,她和她的同事们混合使用硫酸铵或尿素来添加更多营养物质,并将其压缩成易于管理的颗粒。对于使用由污泥制成的产品的农民来说,这个团队获得了政府安全认证。(作者: 东西数码)这一次农民很热衷。“他们对此非常兴奋,因为它拥有他们正在寻找的一切,”Gebrezgabher说。政府在其化肥补贴计划中加入了名为Fortifer的产品后,又有一个提升。

在产品和潜在买家的参与下,IWMI团队与地区政府和位于阿克拉的一家名为Jekora Ventures的私营当地废物管理公司合作。该工厂于4月份开工,将以每年约65,000至100,000人的废物处理量达到500吨化肥的产能。一旦工厂停工,该公司将开始与市政当局分享利润。Gebrezgabher说,这个想法是利用这些资金来改善卫生条件。她正在与其他地区的IMWI团队合作,从斯里兰卡开始复制这种模式。她说:“通过不太复杂的技术,可以在发展中国家设计商业模式,商业上可行。”

浪费电力

污泥中也有能量。根据加拿大汉密尔顿联合国大学2015年的报告,如果每年生产的人类粪便全部转化为沼气,那么它将向超过1.38亿个家庭提供电力。剩下的泥浆可以干燥成炭似的燃料,再供130,000使用。在Pivot工厂,工人制造固体燃料。他们通过一个微型屏幕将大部分水从污泥中取出。然后,他们在温室里散开,晾干。最后,他们进一步干燥和消毒在一个热干燥机运行在清除卡纸板上。Muspratt说,最终的结果是粉末状或颗粒状,比其他生物质燃料如锯屑或咖啡壳的能量多20%。

枢轴向水泥和制砖公司出售其燃料,(作者: 东西数码)这些公司的辉煌的窑炉和窑炉一直需要Pivot制造的燃料。主要客户通常是国际公司,他们将污泥作为一种可再生能源来替代煤炭。枢轴正在努力平衡运营成本,但仍依赖于少量的外部支持。它在垃圾填埋场的地点是由市政府捐赠的,其基础设施是用赠款支付的。位于杜本多夫的瑞士联邦水产科学与技术研究所的环境工程师Linda Strande说,预计从污泥救捞中获得的暴利是不现实的。她说:“如果真的要赚大钱,我们会在这里卖狗屎。” 大多数项目可能会收回年度运营成本的10-20%她说。这很好,因为至少在赚钱的时候,他们将污泥重新构建成有价值的东西,要更加谨慎地处理。

具有讽刺意味的是,枢轴所面临的主要障碍是获得了足够的污泥。理论上,像基加利这样至少有一百万人口的城市应该能够提供这种能源,但是没有人从非正式居住地的难以到达的坑式厕所带来污泥。在这里,三分之二的人口生活在那里,没有执照的工人只是用手铲出坑式厕所,并将其内容物倾倒在附近的沟渠或水道中。

因此Pivot开始了一项合作项目,为定居点提供安全的抽水服务。它被证明很受欢迎,但部分原因是厕所没有排水管和漏水,(作者: 东西数码)Muspratt说:“我们从坑中排出的水量相对较少,所以它不是这样,比如我们希望的粪便污泥暴利”。枢轴计划开始研磨其他种类的可燃垃圾以与其燃料混合。像IWMI一样,Pivot也打算扩展到整个非洲和印度,因为政府的一项举措,数百万以前在公开场合排便的人正在修建厕所。“我们的终极使命是成为市场上最低成本的城市粪便污泥处理提供商,”马斯普拉特说。

来自肥料的MANNA

继2000年爆发霍乱疫情后,包括南非德班在内的eThekwini市在其郊区的郊区安装了超过85,000个排尿干厕。被转移的尿液渗入地下,当局要求住户将固体物质埋入其中。但埋葬是老年人比例不断增加的一个负担,人口密度的增加意味着没有多少土地可以埋葬。即使粪便在地下分解,病原体的存活时间也比预期长得多。Teddy Gounden和他的水和卫生部门的同事想要开始收集废物。“但是我们对它做了什么?”他想知道。它比污水更坚固,它会堵塞该镇的污水处理厂。(作者: 东西数码)缺乏尿液,没有足够的营养物质来制作好堆肥。处置在危险废物场地将是昂贵的。

然后Gounden和他的同事们听说某种蝇类可以比堆肥更有价值的产品。苍蝇通常会对健康造成危害,因为它们同时食用人类的粪便和食物,在来回传播病原体时传播病原体。但是,热带气候本土的黑人战士飞行(Hermetia illucens)是不同的:它在其幼虫阶段大量地进食,当它或多或少地停留在一个地方时,并且根本不作为成人,使得它更少的健康风险。

苍蝇被开普敦的一家公司AgriProtein用于食物垃圾。它开发了工厂来驾驭苍蝇的特殊习性。该公司在笼中繁殖苍蝇,在孵化室中孵化卵,然后将幼虫转移到食物垃圾中,在那里食用它们的填充物。孵化两周后,幼虫自然地从废物中迁移至蛹,使它们和剩余的堆肥容易分开收获。工厂将幼虫脱水制成动物饲料或提取脂肪油,这种脂肪酸具有从化妆品到生物柴油等各种用途。剩下的有机物质成为土壤调理剂。去年,AgriProtein开设了这种类型的第一座工业规模的工厂,(作者: 东西数码)其全球扩张计划紧随其后。

随着食品浪费过程运行良好,该公司转而采用了名为BioCycle的更棘手的原料 – 人类废物。该公司的联合创始人兼董事David Wilco Drew说,幼虫很像老年人那样对待新食物。与eThekwini市政府合作,并在比尔和梅林达盖茨基金会的支持下,于2016年底在德班的一座废水处理厂开设了一个试点工厂。

德鲁说,由于厕所用户投入的所有垃圾,材料本身已经证明很棘手。他对一些人的聪明才智感到惊讶,因为厕所不是完全开放的坑。“你怎么能在一个U型弯曲处得到一个旧电话?”BioCycle也意识到与污泥相关的健康风险,已经调整了其食品浪费过程以考虑新的投入。它对病原体和重金属进行彻底测试。而且,该工厂不是为农业生产产品,而是将幼虫压入油中,并将剩余的有机物质压制成固体煤饼,用作燃料。

今年7月下旬开始使用尿分流厕所。在满负荷生产的情况下,工厂每天将接受来自分尿厕所的40吨材料,然后将其与食物垃圾混合。“这是一英里最大的粪便昆虫站点,”德鲁说。

通过进一步研究,黑人苍蝇可以处理城市下水道系统中的污水污泥。“有很大的潜力,”古恩登说。其他政府“基本上都在等着看结果是什么”。

为了让各地的市政当局更容易跳上污泥车队,Strande的团队开发了一本小册子和在线课程,以帮助当地工程师设计可销售适销产品的系统。为了更好地理解这些系统的投入,由德班夸祖鲁纳塔尔大学的研究人员领导的一个国际小组正在制定标准方法和程序,以表征粪便污泥的特性,如水分,(作者: 东西数码)垃圾和病原体含量以及营养和热量值。

Mail-Order CRISPR套件允许绝对任何人破坏DNA

作者: 东西数码

Mail-Order CRISPR套件允许绝对任何人破坏DNA
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abd-CRISPR-Cas9创建的突变体孵化器。

“我们不会生病,是吗?”我的室友布雷特问我。当我跪下并将一盘大肠杆菌细菌 – 这是我在网上购买的DIY CRISPR-Cas9试剂盒中的一部分-(作者: 东西数码) 塞进我们的冰箱旁边的鸡蛋,草莓酱,啤酒瓶和一大块起司。

“不,我们不会。标签上写着’非致病性’,“我回答说,试图保证。但说实话,我不知道我在做什么。我把所有的食物都放在冰箱的墙上,在活细胞的盘子周围留下了一个两英寸的边界,这是微生物和我们晚餐之间的无人区。几英寸可能不会阻止错误,但我认为它不会伤害。

CRISPR-Cas9(或简称CRISPR)为科学家们提供了一种强大的方法来精确地改变微生物,植物,小鼠,狗甚至人类细胞中的DNA。该技术可以帮助研究人员设计抗旱作物,开发更好的药物,治疗遗传疾病,根除传染病等等。问任何生物学家,他们可能会告诉你,CRISPR是革命性的。(作者: 东西数码)这种方法既便宜又有效,在许多情况下,它比旧式的基因修饰方法效果更好。生物学家也会告诉你,CRISPR非常易于使用。但“易用”是什么意思?

我不是一个DIY科学家,更不是一名专业科学家。你不会在周末的实验室里找到我擦拭脸颊细胞的DNA或修补酵母。但我想知道:CRISPR很容易, 即使像我这样的业余爱好者也能为科学做出有意义的贡献。此外,这种新技术是否使基因编辑变得如此容易,以至于我们需要担心DIY科学家在地下室制造大流行病毒?如果你的谷歌’DIY CRISPR’的故事,如“如果有人使用这种DIY基因黑客工具包来制造突变细菌会发生什么?”弹出。

我试图自己找到所有这些问题的答案,(作者: 东西数码)从旧金山公寓的厨房里的细菌盘开始。

切割和拼接

CRISPR代表“成簇规则间隔短回文重复”.CRISPR系统由两部分组成:称为Cas9的蛋白质和指导RNA, 一串具有某种遗传密码的核酸分子。把它们放在一起,他们创建一个工具,你可以用来调整生物体的基因组。要做到这一点,CRISPR会在生物体的DNA中搜索特定的序列,特别是由导向RNA编码的序列,该序列包含目标DNA的反向序列。“Cas9打开了DNA,它在非常小的区域中分离出双螺旋的链,并且允许指导RNA与其中一条链配对,”犹他大学生物化学教授Dana Carroll解释道。“如果这是一个很好的匹配,切割发生。如果不是很好的匹配,(作者: 东西数码)Cas9和导向RNA就会脱落并在其他地方再次尝试。“当发现正确的序列时,Cas9蛋白会在该精确的位点处切割DNA。

此时,如果你将细胞单独留下,通常会修补CRISPR的切割 – 但偶尔也会在修复过程中出错,破坏基因或基因组的其他部分。由于CRISPR反复回溯并在细胞修复后再次切割DNA,基因最终会断裂,或者从技术角度而言,会被淘汰出局。而且,如果您添加新的DNA,则细胞可以在固定切割时加入它。这意味着您可以将DNA插入到您想要的基因组中 – 您只需要知道所需目标区域的有机体基因序列。

信用:AXS生物医学动画工作室

科学家最初在古细菌和细菌中发现了这种复杂的系统,这种系统使用CRISPR来斩断入侵病毒。但几年前,研究人员想出了如何重新调整CRISPR以运行他们想要的 任何生物 。现在它使基因工程变得比以往更容易。

对于我自己的实验,我需要的所有东西都放在一个小纸箱中 – 各种各样的瓶子,管子,盘子,粉末和液体(加上大肠杆菌)。作为Bay Area生物阴谋家Josiah Zayner创建的一项运动的一部分,我从群众投资网站Indiegogo订购了130美元的套装。Zayner拥有分子生物物理学博士学位,并在NASA担任研究员两年。他把众筹活动从他的公寓里跑出来,到最后,他筹集了70000美元,卖出了250  DIY CRISPR套装 – 其中一套现在坐在我的厨房桌子上。(作者: 东西数码)Zayner现在已经售出 了一千多套,主要是在他公司的网站The Odin上。

作者的细菌DIY CRISPR套件。 信用:Annie Sneed

试剂盒实验背后的想法非常简单。目标:修改大肠杆菌,使其能够在通常杀死细菌的称为链霉素的抗生素上生长。使用试剂盒提供的材料和说明,我将把CRISPR引入细菌细胞,并用它来改写他们DNA的一小部分,从而创造出能在链霉素上快速发育的遗传改变细胞。最后,CRISPR将追踪并改变大肠杆菌中 460万碱基对中的一个碱基对(它们是DNA的构建模块)基因组。它会将化合物腺嘌呤换成胞嘧啶,或者就遗传字母表而言,将“A”换成“C”。由于这种微小的代码变化,我的细菌细胞会产生氨基酸赖氨酸而不是另一种,苏氨酸。如果我的基因编辑成功,这将停止链霉素干扰大肠杆菌

5月份的一个星期一下午,我戴上了乳胶手套,并在餐桌上摆放了报纸。我从冷冻箱中取出三根小塑料管,从我的DIY套件中拿出一支移液管(一种手持式仪器,用于实验室测量液体),并开始将CRISPR成分添加到大肠杆菌

在旧金山作者的厨房里准备CRISPR实验。 信用:Annie Sneed

我把Cas9蛋白质和导向RNA, 在小的塑料试管中作为液体来到 我的细菌细胞。然后,我将移液器浸入一小瓶DNA中,试图吸取10微升。没有出现。我眯着眼看着一小滴清澈的液体,意识到它已经冻结了。我不知道为什么。呃哦,我希望这不是问题。会伤害我的实验吗?我完全不知道,所以我只是等待DNA解冻解冻,然后将其喷入细菌管。经过几步之后,我将我的CRISPR细菌传播到三块塑料板上,并放入我的洗衣房。说明等待24-48小时,然后检查细菌的小白点。如果我看到了点,CRISPR就完成了链霉素抗性基因拼接的工作。(作者: 东西数码)如果不是……那么失败也是科学过程的一部分。

我没有问题进行实验 – 我的结论CRISPR很容易。我基本上只是测量,刮和搅拌一些成分,偶尔冷却或加热它们。但对于我想象中的CRISPR给予我的所有神力,我实际上对我对细菌做的事情没有多少发言权。所有事情都是预先确定的,为我制定了一些说明,就像烹饪书中的步骤一样:“将100微升转化混合物添加到新的离心管中,”“将该管在冰箱中孵育30分钟,等等。最终,我做出了零的决定。当然,我可以设计一个定制的CRISPR实验 – 但是它会花费更多的时间,更多的材料,更多的钱和更多的知识。

48小时后我检查了我的细菌。穿过我的手指,我抬起第一块盘子上的盖子。没有白点。然后第二个盘子:什么都没有。我的胃因失望而沉了下去。然后,我轻轻地将盖子从第三个盘子上抬起,然后看到…… 什么。盘子上有两个微弱的乳白色圆圈。如果CRISPR工作?也许。但是为什么一块板子有白点,而不是其他板块?我为他们每个人都遵循了相同的步骤。也许我的想法是在对我玩技巧。或者,也许我已经污染了第三块板。只要我能把我的盘子展示给知道如何解释它们的人。像科学家一样。不幸的是,我的厨房里没有人要问。

开放给每个人

几周后,我开车在旧金山以南40英里的地方与一位名叫Johan Sosa的DIY科学家会面,他比我更了解CRISPR。我们在桑尼维尔的一个社区实验室BioCurious会面,他在大多数周末和一些晚上工作。根据其网站,位于圣克拉拉的BioCurious是一个配备有科学设备的共同工作空间,由“科学家,技术人员,企业家和业余爱好者共享,他们相信生物学创新应该是可以获取的,(作者: 东西数码)价格合理且对所有人开放”。现场。 该实验室由捐赠和会员资助 – 索萨是其 数十名 成员之一。

在六英尺五英寸处,索萨耸立在大多数人身上。“我可能是最高的DIY生物学家,”他开玩笑说。他很轻松地笑,这使他的身高得到了缓解,从而使他轻松悠闲。他40岁,黑发披上银色。Sosa最初来自斯里兰卡,15岁就读于美国大学学习计算机科学,他曾在美国银行和IBM任职计算机安全专家和软件工程师。他现在在计算机安全方面有一天的工作 – 但他大部分时间都在BioCurious上度过。“你可以说我没有生命,”他笑着说,“这是我最大的爱好。”他通过阅读科学论文,观看YouTube视频,了解他对BioCurious其他人的科学知识(包括理论和实验技术)参加讲座,并通过他自己的研究中的反复试验。

Sosa是BioCurious使用CRISPR的少数几位DIY科学家之一。他首先在生物化学家Jennifer Doudna的 “ 科学”杂志上发表了一篇关于该技术的文章Doudna是加州大学伯克利分校的教授,是CRISPR的先驱之一。“我认为这不是什么大问题,因为我知道已经有其他方法来修饰DNA了,”他回忆说,“但是我确实认为’这是我可以做的事情’。”他开始试验CRISPR在2013年

在闷热阴沉的下午,我跟着索萨进入了生物化学。我们漫步在一个大厅,进入一个没有窗户的大房间。它有大瓶子塞满了液体瓶,乳胶手套,巨大的生物罩,微波炉和冰箱。显微镜,天平,离心机和一系列其他磨损严重的科学仪器分布在实验室桌子上。一阵平静的嗡嗡作响的机器充满了房间,试管在附近的一个培养箱中安静地摇晃着。Johan走进房间,寻找温度计。“关于DIY实验室的一件事是,你在某个地方留下了一些东西,而且它总是在其他地方结束,”​​。

DIY科学家Johan Sosa在加利福尼亚州桑尼维尔的BioCurious社区实验室与CRISPR合作。 信用:Annie Sneed

我在BioCurious加入了Sosa,所以我可以更多地了解CRISPR对DIY科学家的意义并在他的帮助下做一个(作者: 东西数码)(希望)更成功的实验。我们决定了一个非常基本的目标:我们将使用强大的编辑工具来切割他已经从酵母细胞中提取的DNA。这个任务比我在厨房尝试的更容易,因为你不需要在细胞内获得CRISPR来切割DNA。专业科学家可能会使用这种方法作为中间步骤,例如,当他们需要将DNA剪切和粘贴在一起以构建基因作为更大型研究项目的一部分时。杜克大学生物医学工程教授Charles Gersbach解释说,“这是每个人每天都会做的一种实验,尽管他注意到传统上研究人员已经使用了一种叫做限制性酶的蛋白质,而不是CRISPR来做到这一点。

Sosa和我用乳胶手套和小心吸取的液体倒入管中,从头开始制作我们的引导RNA – 我们首先用我们想要的特定序列合成DNA链,用作RNA的模板,然后破坏DNA并分离出指导来自我们试管混合物的RNA。后来,我们将RNA放入一个新的试管中,以及CRISPR在本实验中工作所需的其他材料:蛋白质缓冲液,牛血清白蛋白(从奶牛中分离出的一种蛋白质), 水。索萨用吸管吸出酵母DNA。在没有警告的情况下,塑料针鼻尖落入DNA管中。他告诉我,有人向他们的实验室捐赠了这些提示,但他们的尺寸不正确。“我想你有完整的DIY体验,”他笑了,然后将塑料尖端推回吸管上。然后他拿起Cas9蛋白质。“这是世界着名的Cas9,”,递给我。我将它添加到我们的试管中。

在CRISPR之前,DIY科学家没有一种简单,便宜或可靠的方法来精确编辑DNA 他们中的许多人承担不起当时专业科学家用于基因编辑的昂贵且不完善的工具。Sosa解释说:“在CRISPR之前,有TALENS [转录激活物样效应核酸酶]和锌指核酸酶 – 旧的技术不够精确或可靠,”Sosa解释说。“他们超出了预算以及DIY科学家的时间限制。”索萨说,如果DIY-er使用其他技术,那么可能需要花费数千美元才能完成基因工程实验。但是对于CRISPR来说,它的价格要低得多,特别是如果你想不止一次尝试实验。Sosa说:“有了TALENS,你一次尝试就会失败。“有了CRISPR,你可以多次尝试。这本身就是一件大事。“

这意味着CRISPR为DIY-ers提供了一种全新的科学方法。到目前为止,Sosa和他的实验室伙伴们已经尝试过很多方面的CRISPR:切割酵母基因组,在大肠杆菌细胞内切片DNA ,并试图通过收缩或附加其他分子来修饰CRISPR系统。索萨有他的CRISPR研究目标。“我想了解一个细胞的功能,以及它发生的所有小事情,”他解释道。“如果出现问题(如疾病),(作者: 东西数码)如何解决问题或使其达到我想要的水平。”

几个小时后,Sosa和我检查了CRISPR是否切断了我们的酵母DNA。我们将DNA-CRISPR混合物染成蓝色,并通过带电荷的凝胶进行染色,从而将较大的DNA与较小的DNA分开。凝胶中的微小通道从一个带电端到另一端,并且切下的DNA链通过它们被拉向带正电的一侧。如果我们的实验成功了,我们应该在另一个地方看到两条蓝色条带用于缩短CRISPR切割DNA链,一条蓝色条带用于延长未切割的DNA条带(我们的对照)。

索萨将凝胶带入浴室,在那里我们关掉了灯光,并在蓝光下看着它。当我检查凝胶上的斑纹时,我屏住呼吸。一个淡蓝色的带子在黑暗中闪闪发光 – 控制 – 另一个带子照亮了我们应该看到我们的CRISPR DNA的位置。“我不知道发生了什么,但它看起来不正确,”索萨说,“我不认为它有效。”

即使我们已经有了所有其他部分(RNA,蛋白质等)的工作,也没关系。我们没有给CRISPR任何DNA切割。我在CRISPR的第二次尝试完全失败了。

更好,更快,更好

撇开我自己对CRISPR的沮丧挣扎,我想看看专业生物学家对CRISPR所做的工作,所以我去了加州大学伯克利分校的Nipam Patel实验室。在实验室快速浏览之后,我坐下来,盯着显微镜,看到一个小小的扭动的海洋生物:Parhyale hawaiensis,通常称为海滩漏斗。在一厘米长的时候,Parhyale看起来很狡猾 – 你会在海滩上踩到它,甚至没有注意到。但在显微镜下,这个女性跳跃者就像一个巨大的半透明的虾,有许多强大的踢脚。Parhyale是这个实验室的明星。“我们正在研究如何开发一个个体,”Patel实验室博士生Erin Jarvis解释说,“还有你如何在进化时间建立身体形态。”他们正在使用CRISPR来完成这项工作。

通过CRISPR,(作者: 东西数码)这些研究人员在Parhyale中淘汰了所谓的Hox基因 Hox基因在包括人类在内的所有动物中都有发现,并且它们控制着他们身体计划的发展。除其他外,他们确定什么附属物 – 例如在身体的哪一部分游泳腿,爪和触角。 例如,用CRISPR 敲出某个Hox基因,Parhyale会长出前腿走路的腿,例如它应该有跳腿。

生命的第一个分子是蛋白质,而不是RNA,新模型建议

作者: 东西数码

生命的第一个分子是蛋白质,而不是RNA,新模型建议

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在科学家关于地球生命如何开始的猜测中,(作者: 东西数码)蛋白质通常在RNA分子后面占据一席之地  。然而,一种描述早期生物聚合物长到足以折叠成有用形状的新计算模型可能改变这一点。如果能够维持,那么现在正在指导实验室实验进行确认的模型可以重建蛋白质作为原始自我复制生物分子的声誉。

对于研究生命起源的科学家来说  ,最大的鸡或鸡蛋问题之一是:首先 – 蛋白质还是核酸,如DNA和RNA?四十亿年前,基本的化学积木产生了更长的聚合物,这些聚合物具有自我复制和执行生命必需功能的能力:(作者: 东西数码)即储存信息和催化化学反应。对于生命的大部分历史,核酸已经处理了前者的工作,而后者则是蛋白质。然而,DNA和RNA载有制造蛋白质的说明,而蛋白质则将这些说明书作为DNA或RNA进行提取和复制。哪一个可以独自处理这两个工作?

几十年来,最受青睐的候选人一直是RNA–特别是自20世纪80年代发现RNA可以折叠并催化反应,就像蛋白质一样。后来的理论和实验证据进一步  支持了“RNA世界”的假说  ,即  生命中出现了  能够催化更多RNA形成的RNA。

但RNA也  非常复杂和敏感,(作者: 东西数码)一些专家怀疑它可能在益生元世界的恶劣条件下自发产生。此外,RNA分子和蛋白质必须采取长折叠链的形式来完成它们的催化工作,而早期的环境似乎会阻止任何核酸或氨基酸的串长得足够长。

纽约Stony Brook大学的Ken Dill  和  Elizaveta Guseva与 加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的Ronald Zuckermann一起  为美国科学院院刊 (PNAS)  的难题  提出  了一种可能的解决方案) 这个夏天。随着模型的推出,他们非常简单。莳萝于1985年开发出来以帮助解决“蛋白质折叠问题”,该问题涉及蛋白质中氨基酸序列如何决定其折叠结构。他的疏水极性(HP)蛋白质折叠模型将20种氨基酸视为两种亚基,他将其比作项链上不同颜色的珠子:蓝色,爱好水珠(极性单体)和红色,水憎恨(非极性单体)。该模型可以沿着二维点阵的顶点依次折叠这些珠子链,就像将它们放置在棋盘的连续正方形上一样。(作者: 东西数码)给定珠粒占据哪个方形取决于红色疏水珠粒聚集在一起的倾向,以便它们能够更好地避免水分。

生物物理学家迪尔在整个20世纪90年代使用这种计算来回答关于蛋白质序列的能量景观和折叠状态的问题。直到最近他才想到将该模型应用于早期地球 – 以及从益生元化学过渡到生物学。“化学不是自利的,生物就是,”迪尔说。“这种自我服务的第一颗种子是什么?”

他认为,答案在于可折叠聚合物或折叠聚合物。(作者: 东西数码)在他的模型中,他生成了一组疏水性和极性单体的排列:所有可能的红蓝色项链的完整分类,长度可达25个珠子。只有2.3%的这些序列崩塌成紧凑的折叠结构。只有12.7%的人 – 仅仅是原来的0.3% – 折叠成构象,在其表面上暴露出疏水的红珠。

这个补丁可以作为一个吸引人的粘性着陆垫,用于疏水部分漂浮的序列。如果单个红色珠子和红尾链同时落在疏水贴片上,热力学有利于两个连接在一起的序列。换句话说,贴片作为延长聚合物的催化剂,加速了这些反应的十倍。迪尔说,虽然这个幅度的增幅很小,但它很重要。

AUTOCATALYTIC折纸

大多数这些细长的聚合物只是继续前进。但有一些最终折叠,有些甚至有自己的疏水贴片,就像原来的催化剂一样。当发生这种情况时,具有着陆垫的折叠分子不仅继续形成越来越多的长聚合物,而且最终还构成了所谓的自催化装置,其中折叠聚合物直接或间接地催化自身的形成。有时两个或多个foldamer可以通过增强彼此形成的反应来进行相互催化。虽然这样的组合很少见,但这些分子的数量会呈指数增长,并最终接管益生元汤。“这就像点燃一场比赛,并设置森林大火,”。

“这就是它的全部魔力,”他补充说(作者: 东西数码),“一个小事件的能力可以将自己用于更大的事件。”

所有这些都需要启动这个过程,这是他的模型可以预测的疏水性和极性组分的特定序列。“迪尔模型显示只需要这两个属性,说:”  彼得·舒斯特,在维也纳大学理论化学和名誉教授。“这是一个美丽的理论成果。”

美国宇航局计算天体生物学和基础生物学中心主任Andrew Pohorille说:“ 它对基于RNA世界假说的生命起源的看法产生怀疑  。” 对他和其他一些科学家来说,蛋白质似乎是一个“更自然的起点”,因为它们比核酸更容易制造。Pohorille认为,在最早的生命早期发现的信息存储系统将比现代细胞中的核酸系统晚一些。

“人们不喜欢蛋白质第一的假设,因为我们不知道如何复制蛋白质,”他补充道。“这是一个尝试,即使你不能像复制RNA一样真正复制蛋白质,你仍然可以建立和发展一个没有这种精确信息存储的世界(作者: 东西数码)。”

这种肥沃的信息丰富的环境可能因此对RNA的出现更加欢迎。由于RNA在自催化作用方面会更好,长期来看它会受到自然选择的青睐。“如果你从一个更简单的模型(比如Dill’s)开始,像RNA这样的东西可能会在以后出现,并且它会成为制作游戏中的赢家,” 基因组学研究人员Doron Lancet说  ,他已经开发了他自己的基于化学的简单模型在以色列的魏茨曼科学研究所工作。

用类似物寻求证明

当然,所有这些的关键在于实际的实验。德国明斯特WestfälischeWilhelms大学的分子进化学教授Erich Bornberg-Bauer说:“所有可以追溯到超过2.5至30亿年的事物都是猜测  。他将迪尔的工作描述为“真正的概念验证”。 如果真的要与RNA世界假设打好关系,那么该模型仍然需要在实验室中与其他理论模型和实验研究进行对比测试  。否则,“这就像是关于物理学家的笑话[假设]奶牛是完全弹性的球形物体,” 安德烈·卢帕斯说。 ,德国马克斯普朗克发育生物学研究所蛋白质进化系主任,他相信RNA-肽世界,其中两个共同起作用。(作者: 东西数码)“任何意义最终都来自经验方法。”

这就是为什么扎克尔曼是Dill在PNAS  论文上的共同作者之一  ,已经开始研究一个他希望证实迪尔的假设的项目。

二十五年前,在Dill提出他的HP蛋白质折叠模型的时候,Zuckermann正在开发一种合成方法来创建称为peptoids的人造聚合物。他用这些非生物分子来制造蛋白质模拟物质。现在他正在使用类肽来测试HP模型的预测,通过检查序列是如何折叠以及它们是否会产生好的催化剂。在这个实验过程中,(作者: 东西数码),他和他的同事们将测试数千个序列。

转基因T细胞可能有助于抗击HIV

作者: 东西数码数码

转基因T细胞可能有助于抗击HIV
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 科学家们报道说,同样一种产生第一种FDA批准的癌症基因治疗的DNA修补技术,  在实验室动物中显示出抑制甚至根除HIV感染的暗示  。虽然这项研究很小,但它仅在两只猴子上以及在实验室菜中生长的细胞上测试了基因工程“CAR”细胞,这表明经过30年无果而终的艾滋病疫苗努力后,获得免疫系统抵抗HIV感染的新方法。

“在这里证明干细胞可以被设计为在动物模型中对(作者: 东西数码数码)艾滋病病毒感染细胞产生应答,这是利用免疫系统靶向HIV的令人印象深刻的第一步,”MGH Ragon研究所所长布鲁斯沃克博士说道。 ,麻省理工学院和哈佛大学,他们在二十世纪九十年代开展了免疫细胞基因工程以抗击艾滋病的先驱研究,并没有参与这项新研究。“这一点效果不大,但显然为我们提供了一些建设。”

为了改造T细胞来对抗癌症,科学家们给他们提供了能够识别肿瘤细胞表面分子(同名嵌合抗原受体或CARs)的基因并将其附着到肿瘤细胞上的对应物(抗原)上。该抗原 – 受体对接激活CAR-T细胞,导致其杀死肿瘤细胞。

为了创造出能够对抗艾滋病毒的T细胞,(作者: 东西数码数码)科学家们基因工程不是T细胞本身,而是产生T细胞和其他血细胞的干细胞。基因工程为“造血干细胞”及其所有后代提供了一种HIV特异性CAR:CAR的一部分(称为CD4)追捕并结合艾滋病引起的病毒,而另一种表面分子(称为C46)干扰HIV能够进入T细胞。这使得T细胞能够检测到病毒而不会感染它们。它还让他们发现和摧毁艾滋病毒感染的细胞,这些细胞与艾滋病毒本身具有一些吸引相同T细胞的表面分子。

工程化的T细胞不仅摧毁了实(作者: 东西数码数码)验室菜肴和猕猴中的HIV感染细胞,而且还持续了两年以上。这表明他们可以“提供长期持续的艾滋病毒杀伤作用”,加利福尼亚大学洛杉矶分校David Geffen医学院的免疫学家Scott Kitchen说,他领导的研究发表在PLOS Pathogens上。“我们认为干细胞方法有更大的潜力来长期抑制艾滋病毒,甚至根除病毒。”

Kitchen说,一个临床试验可能会在几年后开始,他一直在与私人基因疗法公司Calimmune等人谈论如何开发这种方法。

障碍

但是,有希望的初步结果和现实世界的艾滋病毒治疗之间存在很多障碍。

首先,CAR-T治疗癌症的价格接近50万美元。任何接近艾滋病治疗的东西在世界大部分地区都不是首发,特别是在艾滋病毒/艾滋病病例最多的较贫穷国家; 在3670万  艾滋病毒/艾滋病感染者中,约有1700万人  甚至没有接受相对便宜的抗逆转录病毒疗法,挽救了数百万人的生命。

价格“是这里的主要问题,”(作者: 东西数码数码)。“这种治疗的唯一真正可行的作用是如果它能消除病毒库和治愈感染,这在本文中尚未得到解决。那么价格标签在这种情况下可能是合理的,但考虑到一个人每天可以服用一次避孕药就可以过上相对正常的生活,很难看出CAR-T细胞疗法如何替代“今天的便宜药丸” 。

“工程干细胞”最初将是一种昂贵的方法,但希望能挽救一生中抗逆转录病毒治疗的必要性和费用,“Kitchen说。他和他的同事们正在致力于像疫苗一样提供工程细胞,可能使其价格合理。

另一个值得警惕的原因是CAR-T的抗艾滋病病毒之前已经失败。工程学免疫细胞抗艾滋病病毒的基本思想至少可以追溯到1997年,由沃克领导的研究人员  表明  ,CAR-T的先驱者可以在实验室菜肴中摧毁艾滋病毒。但是当科学家在少数患者中测试这种方法时,结果  令人失望。“他们真的什么都没做,”厨房说。

这可能是因为在CAR-Ts杀死病毒之前(作者: 东西数码数码),HIV杀死了CAR-Ts。

创建CAR干细胞,而不是CAR-T,可能会解决这个问题:工程干细胞将产生“持续攻击HIV的无休止的工程T细胞供应”,Kitchen说道,就像一支拥有无数替代士兵的军队。

这就是他的猕猴发生的事情。两个收到基因工程干细胞; 另外两个人担任控制。在猕猴进行研究的两年中,干细胞钻入骨髓并产生HIV杀死CAR-T。动物没有经历过不良反应,CAR-T杀死感染的细胞。他们只是在减少动物中的病毒数量方面做得如此之好。

另一方面,杀手细胞进入艾滋病毒易复制并以最高速率持续存在的地点,包括淋巴系统和胃肠道。沃克称这是“令人印象深刻的”,(作者: 东西数码数码)因为它提高了CAR-Ts可能将艾滋病从体内隐藏的地方消灭的可能性。

祖先脱氧核糖核酸测试怎么样实际上工作?

作者: 东西数码

祖先脱氧核糖核酸测试怎么样实际上工作?
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这是美国的感恩节周,(作者: 东西数码)许多意思是与家人一起聚会。如果你坐在假期餐桌旁,想知道“我真的可以和这些人有关吗?”,你可能会想要接受日益流行的邮寄遗传学测试。像AncestryDNA和23andme(作者: 东西数码)这样的公司让你看看你的遗传祖先在来自全球不同地区的血统百分比方面是如何分解的。他们还提供了根据您的DNA中的匹配与其数据库中的其他用户建立联系的潜在亲戚的可能性。

23andme进一步提供了关于您的基因健康风险的报告,包括您是否患有囊性纤维化等疾病的基因突变,(作者: 东西数码)可能影响将来的任何儿童,以及您是否有可能发展为帕金森氏症或阿尔茨海默氏症。正是这种疾病风险评估使得该公司 在2013年面临FDA的一些  麻烦。当时,美国食品和药物管理局要求  23andme停止  其服务的疾病预测部分,直到他们能够提供更多的准确性证据他们的测试以及他们的客户了解他们的结果的证据。不过,截至2017年4月,  FDA已恢复授权23andme 根据同行评审科学研究的证据,提供遗传疾病标记物的信息,直接将这些疾病与公司测试的基因突变联系起来。

如果我们在火星上发现生命,我们将如何知道?

作者: 东西数码

如果我们在火星上发现生命,我们将如何知道?
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自2012年8月以来,美国宇航局的好奇号探测器一直在整个红色星球上评估火星的可居住性。

在火星上寻找生命的证据对美国航空航天局来说是一个长达数十年的雄心壮志,美国宇航局已花费数十亿美元将机器送回,(作者: 东西数码)探测和探测红色星球。但一旦发现生命迹象,这些发现如何得到验证?

1月初,美国宇航局的好奇火星探测器  遇到  了一些研究人员认为可能是火星上的化石踪迹。研究人员首先发现了黑白图像中引人注目的细小棒状特征,但它们引人注目,足以让流动站科学团队将机器人推回到进一步询问之中。

严格的矿物来源被认为是最可信的。尽管如此,(作者: 东西数码)对于一些人来说,这些特征暗示了生物扰动 – 一种生活在沉积物中的生物可能会干扰这些沉积物的结构。这些古怪的东西看起来类似于   地球上的奥陶纪遗迹化石,它源于一亿四千多万年前的一个时代。

关于火星上的痕迹化石,“我们不排除”,加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的Ashwin Vasavada和好奇号火星探测器项目科学家告诉Space.com。“但我们当然不会将其作为我们的第一个解释。”

该活动强调了研究和分析这些特殊功能的困难程度,以及机器人执行的“好奇心科学调查”(CSI)的局限性。(作者: 东西数码)但它也引发了一个根本性的问题。

毫无疑问,火星正在密切关注着它的秘密 – 但是如果正在进行的检测生命的工作证明是积极的,那么有什么协议来确认这样的判决?

生命之梯

“我们访问外星生命公告的程序已经很长时间了,”NASA的迈克尔迈耶说,他是火星科学实验室的计划科学家,也是华盛顿特区航天局火星探测计划的首席科学家。

Meyer在一封电子邮件中告诉Space.com:“我的推测是,调查结果和公告将会提高我们的连锁指挥权,而且可能会一路走向总统。” “发现病毒会迅速发生病毒反应,这会改变反应的直接性。在某些方面……与航天器故障没有太大区别。”

美国宇航局行星科学部门主管吉姆格林说,要组织思想和处理直接探测其他地方的生命的话题,美国宇航局和天体生物学界已经制定了被称为“生命探测阶梯”的标签  。梯子将指示生命的特征分类,(作者: 东西数码)从大多数指示到最不指示生命,以及它们如何被发现。

格林告诉Space.com,虽然生命探测工具有局限性,但今天的仪器处于这个阶梯的各个阶段。“当前的系统给我们提供了一些迹象,告诉我们当我们爬上生命之梯时接下来该做什么,”。

格林说,能够制定一(作者: 东西数码)套全面的测量方法来检测火星上的生命或过去的生活是一个复杂的,不断发展的过程,需要一个系统的方法。“所以那就是我们所在的位置,我认为,我们已经掌握了继续向这个方向前进的方法。

火星陨石

埃弗里特·吉布森,在美国航天局约翰逊航天中心在休斯敦,得克萨斯州退休的科学家,是在1996年宣布,它已经发现了球队的共同负责人  的前世可能的签名  在ALH84001,火星陨石坠落到地球。几年后,该小组表示,另外三个火星样本中的证据支持了其案例。

有关ALH84001的声明引起了激烈的争论,更广泛的科学界指出陨石内检测到异常特征的非生物原因。然而,(作者: 东西数码)关于火星岩石生命可能证据的争论被许多人视为帮助塑造天体生物学领域的关键事件。吉布森还发现最近的好奇心照片很有趣,并且渴望学习成像功能的组成。“他们让我想起我们在整个地球陆地地质记录中观察到的事物……但这些特征都在火星上,”。

“至少JPL Curiosity团队有足够的兴趣返回并获得关于这些功能的更多数据,”吉布森说。“现在,如果他们只对他们所在的特征和矩阵进行成分测量,”他说。

“好奇号的火星样品分析(SAM)仪器”的分析对于寻找可能存在这些特征的残留生物化学相关化合物也是很好的,“(作者: 东西数码)。

虽然来自SAM的数据本来就不错,但它并没有用于研究火星上的奇特功能。(SAM能够研究粉状岩石和风化钻井样品。)

美国宇航局戈达德太空飞行中心的SAM首席研究员Paul Mahaffy说:“我们没有机会用SAM对这些有趣的功能进行采样。(作者: 东西数码)最近,好奇号火星团队一直在对火星探测器进行故障排除工作,他告诉Space.com,该网站阻止了几个月的钻探。

数据解释

关于寻找火星上的生命,吉布森仍然对他的团队的ALH84001陨石分析和索赔充满信心,现在已有20多年历史。

“我们仍然支持科学杂志的1996年报告,我们的数据都没有被证明是错误的……只是数据的解释,”吉布森说。

“早在火星上 – 在它的第一个十亿年里 – (作者: 东西数码)这些条件适用于与生物系统有关的生物地球化学过程,现在我们等待来自好奇号和团队的进一步数据,”吉布森说。

即使在火星上发现了生命的扣篮证明,它将如何被宣布?是否有任何程序在重大公告之前对申请人进行复核?“我所知道的没有一个,”天体生物学家,NASTI行星保护办公室前任主任,天文学家,天文学家John Rummel告诉Space.com。

Rummel说:“我预计明智的做法是私下审查证据,并由专家组对证据进行审查,然后从那里转移到适当的地方。”

Rummel说,这个专家组将不​​得不解决一些关键问题,比如:还有哪些其他证据可以用来证实这一结论?什么是可能导致我们错误识别我们所看到的证据的假阳性指标?

重申解释

Rummel回忆说,利用ALH84001,多名研究人员能够检查陨石本身,并提供与NASA约翰逊航天中心团队收集的证据有关的专业知识。

“我会说,如果一个人面临火星上古代生物的可能”发现“的诱人证据,”鲁梅尔说,“首先考虑的是重申对已获得证据的解释,并进行其他测试可能会支持或驳斥这种解释。“

如果有人看到形态学证据 – 基于火星上发现的结构的证据 – 鲁姆尔说,应该进行化学分析,看看结果是否与形态的解释一致。(作者: 东西数码):“以尽可能多的方式验证数据是很好的,”他说。

科罗拉多大学大气与空间物理实验室地质科学教授兼科学副主任布鲁斯·雅科斯基(Bruce Jakosky)也赞同这一观点。他还是现在正在轨道上运行火星的MAVEN任务的首席研究员。

雅各斯基说,好奇心最近的发现与ALH84001的情况截然不同。

“在ALH84001的情况下,原始研究人员在上市之前做了大量的分析,确定他们所看到的特征,并将其与他们可能形成的多种不同假设进行比较,”Jakosky告诉Space.com。“他们提出了他们最好的假设,讨论了为什么生物和非生物形成机制可能成为可能,并且达到了最佳结论,他们也认识到其结论中的不确定性,”他说。

可怕的过早

在好奇心发现奇特的情况下,“迄今为止我们所拥有的只是一组图像,没有对现有内容进行额外的现场分析,也没有与竞争性假设进行彻底比较,”。

Jakosky说,关于这些特征是否可能是生物的猜测是非常不成熟的。“虽然生物起源可能是可能的,但科学是关于确定什么是最可能的,而不仅仅是可能的。”

如果最终发现某些事物是生物学的,(作者: 东西数码)Jakosky怀疑这样的结论不会在发现者宣布已经找到生命的大型新闻发布会上提出。

拉科鲁尼亚卡利在帕尔马塞卡取得了最低优势

作者: 东西数码

拉科鲁尼亚卡利在帕尔马塞卡取得了最低优势
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该系列将在下周阿塔纳西奥·吉拉尔多,其中国家是不败本赛季联赛进行定义。

尊重和之间的“Rozo的巨像”小足球拉科鲁尼亚卡利民族竞技在四分之一决赛开始鹰联盟。由于设备质量最差而被概述的系列,低于预期。

NicolásBenedetti利用右路传中的一个(作者: 东西数码)及时的头球足以在不到15分钟的时间内击败Fernando Monetti。在此之前,当地人一直困惑,不稳定,过分尊重一个星期前以强有力的2比0表现出自己的实力。仍然有一些得分机会,但发现防守帕萨和阿根廷门将的反应很好。

阿尔米龙的球队保持着在控制球的对面领域打球的想法,并希望在上半场与莱尼斯和第二节的赫尔南德斯打开球门。(作者: 东西数码)戴罗莫雷诺不得不经常不停地去找球,远离这个区域和通常在相反的目标中产生的危险。总而言之,尽管有意向,国民党不能重复先前的演示文稿,让他取得胜利。

拥有权,通过法院中间的过境以及从一方到另一方的不断犯规的争议标志着游戏阶段的情绪所引起的游戏节奏。(作者: 东西数码)考虑到该系列还剩90分钟,该场所的得分很短。

周六,19日下午6:00(哥伦比亚时间),关键将在Atanasio Girardot定义。在那里,Nacional希望能够再次验证其赛场的质量,(作者: 东西数码)在那里它有33场不败的比赛,并且连续9场比赛没有本赛季的进球。

这个关键的赢家将成为Patriotas deBoyacá或AtléticoHuila的对手。在第一回合,’opitas’在通哈的一个球门上救了一个平局

科学家们找到幸福歌曲的秘密和弦吗?

作者: 东西数码

科学家们找到幸福歌曲的秘密和弦吗?

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在英国广播公司的电台喜剧节目中,我很抱歉我没有线索(作者: 东西数码) ,小组成员有时会被要求唱“另一首歌曲”。当一首歌的歌词符合另一首歌的节奏和音高时,他们的情绪完全不同:  例如Jabberwocky  和  耶路撒冷。由于观众认识到歌词的情感与音乐之间的脱节,因此该游戏起作用。每个人都知道,好的曲调不仅需要适合单词的节奏,而且要传达适合其意义的东西。

我们可以通过查看词的组成词和语法结构来解释歌词的含义。但是我们如何解释音乐的意义呢?比如,伦纳德科恩的哈利(作者: 东西数码) 路亚传达的音乐是什么? 有些人认为,  如果我们收集足够的数据来回答这些问题,那么我们就可以编制一台机器来计算我们的耳朵轻松告诉我们的事情:耶路撒冷正在唤醒,雨中的Singin很快乐。

在“ 皇家社会开放科学 ”期刊上发表的新研究   试图通过调查歌词情感与其所设音乐元素之间的联系来解决这个问题。虽然所用的方法是高度统计的,但结论非常干燥。单一和弦类型与正面歌词最相关的发现是(作者: 东西数码) 对音乐作品方式的极大简化,凸显了创造一种能够像人类一样能够理解和创作音乐的机器的巨大挑战。

这些数据来自三个大型公共信息来源的结合,其中两个原本是为了完全不同的目的。作者下载了Ultimate Guitar近90,(作者: 东西数码) 000首流行歌曲的歌词和和弦序列  ,这是一个长期的社区网站,用户可以上传自己的音乐作品。

为了将歌曲的歌词与情绪相匹配,研究人员从labMT获取数据  ,labMT是一个用于评估词汇情感价格(它们代表好的或不好的情感)的群体网站。歌曲来源的时间和地点的细节  来自Gracenote,这是您的音乐播放器可能用来显示艺术家信息的同一个数据库。

通过将单词的价格与伴随它们的和弦类型相关联,作者证实,主要和弦与正面词语相比比小和弦更相关。出乎意料的是,他们发现,即使在小七和弦的情况下,  第七和弦与四个不同的音符而不是通常的三音有更高的关联度。这与其他  将第七和弦的价位置于轻微与重要之间的研究相反  。

像音乐和情感这样的定量研究正变得越来越普遍和流行,使用越来越多的数据。“   新音乐研究杂志”(我编辑)中被引用次数最多的文章属于这种类型。他们有时会激动人心地惊讶艺术通常反对科学,可以用数字来解释。有时它们引起人们担心无灵机器正在侵入人类创造力的领域。

计算事物是在其他领域发现新事物的经过验证的方式,所以我们不应该对此感到惊讶。那些对音乐机器感到害怕的人需要意识到已经太迟了:他们已经在我们中间了。例如,看看  微软的Songsmith。相反,我的恐惧是人类会制造制作不佳的音乐机器。我们不应忽视几个世纪音乐理论的知识,因为我们拥有闪亮的新数据科学工具。

这篇新论文的作者来自美国最大的音乐学院之一的一所大学(印第安纳州),但他们都在信息学系工作。虽然他们感谢音乐学院的一些成员进行讨论,但本文中复杂的统计分析与音乐理论的深度并不匹配。

不仅仅是装饰

和弦不能与大和小和弦互换。他们有一种特殊的音乐功能,出现在短语的不同位置,就像形容词与名词有不同的功能一样。作者声称他们使用声乐作为其情感内容的关键的方法是新颖的,但事实并非如此。当代最有影响力的音乐和情感书籍之一,Derek Cooke(1959)的“音乐语言”正是采用了这种方法。唉,对于现代大学来说,研究人员的宇宙似乎已经缩小到自己的特定学科。

我们应该小心懒惰的假设,即单词带有歌曲和音乐的真正意义,其余的只是感受,像蛋糕装饰一样应用。音乐有其自身的元素和结构,并以多种方式说话。音乐的体验    不止是它的声音。

定量研究有很大的潜力来帮助理解这些过程,但他们需要根据我们对音乐的了解来对待音乐。毕竟,伦纳德科恩的哈利路亚音乐的意义似乎很清楚。如果对这些词只能说相同的话。

在欧洲或地中海地区发现的最古老的葡萄酒

作者: 东西数码

在无法进入的洞穴中发现的史前葡萄酒强化了对古代西西里文化的反思
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在Monte Kronio深处,炎热,潮湿和含硫的洞穴中隐藏着一个古老的秘密。

Monte Kronio高出西西里西南部地热(作者: 东西数码)活跃景观1300英尺。在它的肠子里隐藏着迷宫式的洞穴系统,里面充满了热硫蒸气。在较低的水平,这些洞穴的平均温度为99华氏度,湿度为100%。人体汗水不能蒸发,中暑可能导致这些地下条件不到20分钟。

尽管如此,人们早在8000年前就一直在参观Monte Kronio的洞穴。他们留下了从铜器时代(公元前六世纪到公元前三千年)以及各种尺寸的陶瓷储藏罐,水罐和盆地的器皿。在山的最深的空洞里,(作者: 东西数码)这些文物有时候会与人类的骨骼一起躺下来。

考古学家们争论这些文物可能是未知的宗教实践的证据。崇拜者是否牺牲了自己的生命,为安抚在蒙特克罗尼奥内膨胀气体的神秘神灵献祭?还是这些人把这些高级人员埋在那个特殊的地方,靠近可能被认为是魔力的来源?

这个史前遗址周围最令人困惑的问题之一就是这些船只所包含的问题。什么样的物质如此珍贵,它可能会平息神只,(作者: 东西数码)或者恰恰陪伴死去的酋长和勇士去黑社会之旅?

使用从这些古代文物中刮取的小样本,我最近的分析提出了一个令人惊讶的答案:酒。这一发现对于考古学家讲述这个时代和地区生活的人们的故事具有重大意义。

分析刮样本

2012年11月,一支  专家地理学家 植物学家  再次冒险进入  Monte Kronio危险的地下综合体。他们将考古学家从阿格里真托监督站下降超过300英尺,以纪录文物并采集样本。科学家们刮掉了五个陶瓷容器的内壁,从每个陶瓷容器中取出约100毫克(0.0035盎司)的粉末。

我领导了一个国际学者团队,希望分析这种黑褐色残留物可以揭示Monte Kronio公司原来的这些铜器时代容器的用途。我们的计划是使用尖端的化学技术来表征有机残留物。

我们决定使用三种不同的方法。 核磁共振谱  (NMR)将能够告诉我们存在的原子和分子的物理和化学性质。我们转向  (作者: 东西数码)利用能量色散X射线光谱  (SEM / EDX)和  衰减  全反射傅立叶变换红外光谱(ATR FT-IR)进行元素分析的扫描电子显微镜 -样品的化学表征。

这些分析方法具有破坏性:当我们运行测试时,样本会被用完。由于我们每只容器都有100毫克的粉末,因此我们在准备样品时需要非常小心。如果我们搞砸了分析,那么我们不能再一遍又一遍地运行它。

我们发现五个铜器时代大型储存罐中的四个  含有有机残留物。两个包含动物脂肪,另一个包含植物残留物,这要归功于我们推测的是由罐子壁部分吸收的半液体炖菜。但第四个罐子最令人惊喜:5000年前的纯葡萄酒。

葡萄酒的存在意味着更多

起初我并没有完全掌握这种(作者: 东西数码)发现的重要性。只有当我审查了史前史上关于酒精饮料的科学文献时,我才意识到Monte Kronio样本代表了欧洲和地中海地区迄今已知的最古老的葡萄酒。一个令人难以置信的惊喜,考虑到南安纳托利亚和外高加索地区传统上被认为是葡萄驯化和早期葡萄栽培的  摇篮。到2017年底,使用格鲁吉亚新石器时代陶瓷样品进行的类似于我们的研究   推动了葡萄酒微量发现的进一步发展,至公元前6000 – 5800年

这  “最老的酒”的理念 在新闻传达  标题吸引了公众的注意,当我们  第一次发表我们的研究结果。

但媒体未能传达的是这样一个发现对考古学家如(作者: 东西数码)何理解铜器时代西西里文化的巨大历史含义。

从经济角度来看,葡萄酒的证据意味着在这个时间和地点的人们正在种植葡萄。葡萄栽培需要特定的地形,气候和灌溉系统。到目前为止,考古学家还没有将这些农业战略纳入他们关于这些铜时代西西里(作者: 东西数码)社区居住模式的理论中。看起来研究人员需要更深入地考虑这些人可能已经改变了他们生活的景观的方式。

这段时间发现的葡萄酒对考古学家认为我们对商业和当时整个地中海地区的商品贸易知道的影响甚至更大。例如,西西里完全缺乏金属矿石。但是在几个地方发现了一些铜制的文物 – 例如匕首,凿子和别针等 – 这表明西西里人在某种程度上  在铜器时代发展了冶金学。

传统的解释是,西西里与爱琴海的人民建立了初步的商业关系,尤其是与伯罗奔尼撒半岛的西北部地区。但这并没有什么意义,因为西西里社区没有太多东西可以提供金属交换。尽管如此,葡萄酒的诱惑  可能是爱琴海到西西里岛所带来的,特别是如果其他定居点尚未进入葡萄种植业的话。

最终,在Monte Kronio深处气体裂缝附近发现葡萄酒残余物增加了对假说的支持,该假说认为这座山是一种史前保护区,利用硫磺的清洁和令人陶醉的特点进行净化或者实践。

自从出现在荷马史诗故事中后(作者: 东西数码),葡萄酒就被称为神奇物质  。它像血液一样红,具有带来欣快感和意识和感知状态改变的独特能力。由于炎热和潮湿的环境,令人难以置信的身体压力混合在一起,很容易想象到Monte Kronio的黑暗下降作为超越神的旅程。跋涉可能以弱者的死亡而告终,也许是因为幸存者不朽的信念。

最终的恐龙传记

作者: 东西数码

最终的恐龙传记,宇宙学Caper和其他新的科学书籍
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中国辽宁省羽毛龙骨龙  Sinorithosaurus

他们是电影明星,儿童和成年人所钟爱的迷人魅力,以及狂野(作者: 东西数码)的想象力 – 既令人恐惧又令人陶醉。但是,尽管我们对恐龙有文化痴迷,但他们的故事至今仍未被发现。在这些生物的传记中,古生物学家Brusatte将恐龙的起源,他们崛起的全球霸主地位和戏剧性的灭亡编织在一起。他把这个故事固定在铆接来自世界各地的化石发现以及他对这些非凡生活形式的热爱中。虽然他们可能是地球上最着名的大规模灭绝,但作者说,恐龙的统治是一个巨大的成功故事 – 他们在这个星球上茁壮成长超过1.5亿年,他们的(作者: 东西数码)后代超过10个。

阿波罗11号是着名的宇航员登陆月球表面在1969年。但阿波罗8号的飞行,发送了第一批机组绕月球轨道运行7个月前,在某些方面更高风险,其成功更令人惊讶。作家库尔森用悬念告诉这个鲜为人知的故事,描述了美国航空航(作者: 东西数码)天局在发射任务前16周如何决定瞄准月球,当时苏联似乎正在引领太空竞赛。反过来说,美国人把它从月球的角度看作是一块小蓝色大理石,把它们的第一批照片送回家。在暗杀,骚乱和战争将国家分开的时代,这个壮举是希望的火花 – 这是一个与我们自己有许多相似之处的有争议的时代。

当我们开车时,我们的“自我”感会扩大到包括我们正在驾驶的汽车,让我们能够精确地操纵到紧凑的车(作者: 东西数码)库而不会崩溃?什么现象对我们的“直觉”负责?是否有可能创建一个可以像人脑一样思考的计算机?一位神经科学家林登问全国其他39位研究人员他们最想告诉人们大脑的工作方式。他和他们的答案集合涵盖了与及时话题相关的科学,例如阿片类危机背后的成瘾,以及为什么在你有乐趣的时候“时间飞逝”这句话在大脑中是正确的。虽然这些文章为我们提供了思想科学基础的一瞥,但它们也让我们意识到,我们脑海中所发生的事情简直不可思议。

2014年,使用BICEP2(宇宙极外极化的背景成像)仪器的宇宙学家团队宣布它已经瞥见了一些令人惊叹的事物:宇宙膨胀的证据,这是一种长(作者: 东西数码)期理论化的现象,被认为是在大爆炸之后发生的。有传言说BICEP2团队很快会获得诺贝尔奖。相反,这一发现在更严格的审查之下崩溃,可以说是因为在争取获得发现信贷时所做出的“非强制性错误”。基廷是一位制定原始BICEP实验的天体物理学家,他从他的角度讲述了这个故事,将这一领域的研究比作“一台支付诺贝尔奖的斯德哥尔摩老虎机”。这本书是一位内幕人士,这是对历史宇宙学掠夺者的描述,也是对诺贝尔奖的谴责,因为它们与现代科学实践和进步毫不相干。

NanoDoc是一个系统

作者: 东西数码

NanoDoc
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公民科学家将了解纳米医学,并探讨纳米电子如何能够相互合作和他们的环境杀死肿瘤。最佳策略将被考虑用于体外或机器人验(作者: 东西数码)证。

NanoDoc是一个系统,科学家可以设置模拟肿瘤场景,然后邀请玩家设计纳米粒子来攻击肿瘤。通过利用玩家自己的直觉,众包(作者: 东西数码)研究项目的真实来源,纳米粒子的各种特性可以被操纵和制定战略。

在开始任何游戏之前,玩家首先要参加一个培训课程,向他们介绍纳米医学的概念以及如何使用NanoDoc。然后球员参与创造新的纳米粒子,最有希望的候选人将最终在以下方面得到验证:
1)我们设计的体外组(作者: 东西数码)织芯片构建体,用于模拟功能化纳米粒子从人造血管外渗入含有肿瘤的隔室细胞和
2)与哈佛大学Wyss研究所的 Radhika Nagpal实验室合作的机器人群体系统(kilobots)。“

收集狗粪并将其转化为沼气供当地使用

作者: 东西数码

Poo Power!
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这是一个起源于澳大利亚的两部分项目。首先是以墨尔本为基础的收集狗粪并将其转化为沼气供当地使用的努力。其次要的效果是提醒(作者: 东西数码)狗主人有关公共区域未收集的狗只废物的数量,希望这可以通过更认真的养狗来减少。

对于世界其他地区来说,这里有一个剥离项目和全球竞争,让人们能够在“Poo Power!”中识别当地社区中最多最大的狗屎’热点’!全球挑战“。参与者使用支持GPS的iPhone 下载免费的Poo Power!来自A(作者: 东西数码)pp Store的应用程序。他们的任务是从2013

年11月25日星期一起,在他们附近的狗狗公园和公共场所识别并映射狗狗的“热点”。所收集的信息将被上传到全球Poo地图(警告:流氓狗粪便的图像)并提供了一个讨论狗粪的科学,社会和环境问题的平台。该应用旨在通过“清理Doo ​​Doo”电子邮件向当地市议会或城市管理员发送整理后的照片和(作者: 东西数码)位置信息。

受损的福岛第一核电站在太平洋的辐射传播

作者: 东西数码

放射性如何是我们的海洋?
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福岛第一核电站放射性污染物的释放对日本和太平洋人民来说仍然是一个前所未有的事件。帮助伍兹霍尔海洋研究所的科学(作者: 东西数码)家通过为相关的公民科学项目做出贡献,揭示了太平洋辐射的持续扩散及其对海洋的影响。

来自世界各地的科学家和有关公民的贡献使得Woods Hole留下了该机构没有资金进行分析的样本。Woods Hole要(作者: 东西数码)求公民科学家考虑支持其正在进行的分析来自太平洋各地的样本的福岛辐射迹象。或者,公民科学家可以直接提供支持,以便在其中一项工作中完成工作在他们的网站上列出的地点。

目前没有美国或国际机构监测福岛沿西海岸放射性水的到达。虽然伍兹霍尔并不认为水体在海洋或海鲜中的含量高达危险的高度,但这是一种不断发展的情况,需要认真,一致的监测以确保预测是真实的。

筹款 – 希望在他们附近提供取样地点的公民科(作者: 东西数码)学家必须提高测试和运输成本(取决于地点为550美元至600美元)。然后伍兹霍尔将发送一个所需的一切样本套件。该机构还将帮助建立一个公民科学家可以通过电子邮件发送给朋友或在最喜爱的社交媒体网站上发布的筹款网页。这将允许公民科学家传播这个词并追踪他们的进展。

IDAHO2O主水管家

作者: 东西数码

IDAH2O主水管家
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项目详情

  • 首席科学家:吉姆艾金斯
  • 科学家所属:爱达荷大学扩建学院
  • 日期:正在进行
  • 位置:爱达荷州 –
  • 项目类型:田野调查
  • 成本:免费
  • 等级:所有年龄
  • 时间承诺:变量
  • 如何加入:请访问IdaH2O.com或联系IdaH2O协调员Jim Ekins,邮箱[email protected]或208-292-1287了解更多信息。

IDAH2O是一项培训公民志愿者关于爱达荷州区域水质问题的项目。一旦志愿者成为认证的水务管理员,他们就会通过一个位置对其(作者: 东西数码)进行定期监测。监测包括栖息地,生物,化学和物理评估。从小组收集的所有数据都会上传到公开发布的网站。

该方案的主要重点是教育公民的水质状况,并帮助他们了解对河流,河流和湖泊的影响。也大力鼓励青年参与。收集到的数据也可能有助于各机构制定水质标准和优先事项。

要成为IDAH2O认证水务管理员,您必须参加8小时的研讨会。研讨会是一整天的室内和室外会议,涵盖各种主题,例如启动监测计划以及如何与对水质感兴趣的当地居民建立联系。该计划通过爱达荷大学推广提供,为(作者: 东西数码)学习和记录区域水问题提供独特的机会。

IDAH2O是通过新的可用许多公民科学项目之一CitizenScience.gov网站,其中白宫推出其第6白宫科学博览会 4月14日,2016年CitizenScience.gov将作为公民科学和众包行动的新枢纽在公共部门。

重力魔术

作者: 东西数码

重力魔术

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重要概念
重力
摩擦
惯性(牛顿的第一运动定律)

简介
你有没有见过一个魔术师快速地从桌子上扫下一块桌布,并将所有的板和玻璃留在原地?这个技巧根本不是魔术 – 它是科学(作者: 东西数码)!而且你可以使用相同的原理(不破坏任何盘子)使一个硬币落入一个小容器中。

放在台面上的一枚硬币不太可能做得很多,除非你或其他人做了一些动作。如果你给它一个温柔的推动,它走哪条路?如果你把它从几英寸的高度掉下来,怎么样?硬币是大多数固体物体的行为方式 – 它会一直处于静止状态,直到您做出某些事情为止。但是,在休息的时候,你可以做出一些你想要的东西吗?看起来像一个魔术师,让一枚硬币从纸圈顶部的平衡点掉落到一个小容器中 (作者: 东西数码)- 比重力更能帮助你。

背景
着名桌布技巧的关键对于使这项活动有效也至关重要:速度。通过使用一个迅速平滑的动作,您可以克服纸张与硬币之间摩擦阻力(轻微抓地力)。快速移动使重力有机会压制摩擦并显示惯性。

由艾萨克牛顿爵士解释,现在称为牛顿的第一定律的惯性说,惯性运动中的一个物体将保持静止(并且运动中的物体将(作者: 东西数码)保持运动),直到另一个力(如重力)作用于您!

材料
•硬币
•带小顶部开口的瓶子,罐子或罐子(较大,但不会比硬币大)
•3乘5英寸的便条卡或其他坚固的纸
•剪刀
•胶带
•钢笔或铅笔
•水(可选)

准备
•将索引卡片纵向切成约3/4英寸宽的条带。
•将卡片的两端粘在一起,并将其塑造成一个环状,以便在容器的小开口顶部平衡。
•如果您的容器不够重(作者: 东西数码),无法稳定运行,或者您只想看到您的硬币飞溅,请将容器的一部分填满水。
•平衡纸张环与容器开口顶部的宽边,使环的开放中心朝向您。
•将硬币平衡在回路的最上方 – 直接放在容器开口的上方。这种平衡可能需要几次尝试,如果太困难,可以尝试使用更大的卡片来制作更大的环路。

操作步骤
•    您是否可以在不使用手的情况下将硬币放入容器中?
•将笔或铅笔水平放置在环内。慢慢将环从容器顶部拉出。硬币发生了什么事?
•将循环和硬币放回容器顶部。
•现在尝试快速运动:将笔或铅笔插入环的中心,并迅速将环拉到一侧(小心使用尖笔或铅笔)。这次硬币去了哪里?它靠(作者: 东西数码)近容器还是位于容器内部?
•如果硬币未落入容器中,请观察它比慢速推进多近,并再试几次。
•    什么是最慢你可以拉回去,仍然有硬币落入容器?
•    额外: 当您使用更大或更小的纸张循环时会发生什么?
•    额外:尝试把它变成魔术师的桌布技巧的一个版本。将一张扁平的索引卡放在瓶子的开口上。将一枚硬币放在索引卡的顶部,使其直接位于开口处。尽可能快地尝试将索引卡滑开。你能把硬币落入下面的开头吗?

阅读观察,结果和更多资源。

观察和结果
为什么你认为当你慢慢拉开环路并且快速地将环路刷掉时,硬币的作用是不同的?

这枚硬币不是在表演 – 它遵守物理定律。当环路停止或缓慢推进时,由于摩擦有助于将环路保持在环路中,因此(作者: 东西数码)它会更长时间地停留在环路上。然后重力最终接管,硬币跌落到柜台。但是,当它已经停下来的纸面迅速从其下面刮下时,摩擦力没有机会拉动它。相反,静止的硬币无处可去,而是以重力直下。

清理
把水倒掉,注意不要在下水道丢掉任何硬币。回收或重用您的容器。