如何构建一个virus-proof细胞

主持人:尼克Petrić豪

欢迎回到大自然的播客,本周如何构建一个防病毒细胞…

主持人:Shamini Bundell

…和设计微型核磁共振扫描仪经常无法访问他们的地方。我Shamini Bundell。

主持人:尼克Petrić豪

我是尼克Petrić豪

(押韵)

主持人:尼克Petrić豪

首先在节目中,研究人员希望建立一个防病毒细胞。在生物学中,有一些是非常普遍的事情,像DNA。这个编码的指令集细胞内被翻译成RNA,蛋白质,从这个。这个过程是很基本的细胞是如何工作的,以及几乎所有使用相同的代码,这是基于基地的顺序,T、C和G和他们如何出现在DNA。组织成三组称为基码,这些指导氨基酸最终添加到链增长,成为一个蛋白质。但是,在过去的几年中,研究人员一直在摆弄这个通用代码给生物新属性和能力。这样一个小说领域的属性的一个目标就是防止病毒感染。背后的想法是,如果通用代码足够改变,然后病毒无法讲同一种语言,他们试图感染的细胞,是阿尔卑斯山脉Nyerges,鼓捣一个细胞从哈佛医学院解释道。

应聘者:阿尔卑斯山脉Nyerges

如果一切都讲同一种语言,那么你可以与大家交流,但是如果你改变这种语言,你可以实现一个情景,在这个情景中你不会有这种交叉沟通了,因为病毒利用遗传密码的普遍性来制造自己的蛋白质和自己,如果你改变遗传密码一样,你几乎可以防止病毒感染,防止他们自己合成蛋白质。

主持人:尼克Petrić豪

一旦病毒感染细胞,它劫持细胞的机械制造更多的病毒,但改变通用代码,困难的入侵的病毒。研究人员改变通用的方式使生活困难的病毒的代码是瘦身通用代码。你看,一些氨基酸可以由多个DNA密码子编码。细胞能很愉快地删除这些额外的密码子的组合,它还允许研究人员删除相关部分的细胞机制参与蛋白质的生产,称为转移rna或图示。虽然简化细胞可以继续没有这些转移rna,它把一个扳手适用于希望合作社这些转运rna病毒的蛋白质。这种技术已被证明是有效的防止病毒感染。在过去,阿尔卑斯山脉和他的同事们已经表明,如果他们修改大肠杆菌的基因组或删除这些图示,许多病毒不能感染他们,但有些病毒还在这通过将自己的一种方式。

应聘者:阿尔卑斯山脉Nyerges

病毒经常包含在他们的基因组转移rna,他们只是可以把这些转移rna将自己的密码子。

主持人:尼克Petrić豪

但本周在自然界中,阿尔卑斯山脉和他的同事们开发了一种新方法,甚至胜过这些病毒通过使用自己的转移rna。这些图示并调整他们的团队花了一些,所以他们错误的氨基酸插入病毒蛋白质。

应聘者:阿尔卑斯山脉Nyerges

我们所做的是表达细胞的转移核糖核酸识别丝氨酸基码,但是插入亮氨酸,还有一个技巧,你已经在一旦病毒进入细胞,即使他们自己带图示,这新合成图示不能与已经在细胞中。所以他们插入亮氨酸,病毒在某些蛋白质的位置意味着丝氨酸或氨基酸位置,作为一个结果,你没有功能的蛋白质。

主持人:尼克Petrić豪

把错误的氨基酸在蛋白质意味着不工作,病毒不能繁殖,而这只确保病毒让无用的蛋白质,修改后的大肠杆菌不会受到影响。其流线型的遗传密码不会使用这些特定的转运rna,使细胞免疫病毒有效。但是,您可能想知道如果让这些细菌比其他细胞特定的优势,如果他们找到走出实验室会比他们的非转基因的弟兄可以感染并杀死了吗?的团队认为,因此,修改后的细菌只有当美联储在自然界发现的化学不增长,有效地让它只修改后的细胞可以增加团队想要什么。那么,使用防病毒细胞吗?嗯,有一件事是防止不必要的工程菌的遗传物质到野外游荡。病毒是一种DNA细菌物种之间可以共享。

应聘者:阿尔卑斯山脉Nyerges

可以防止这种逃避或防止这种功能性逃往其他生物,它将逃脱但这意味着胡言乱语。

主持人:尼克Petrić豪

大肠杆菌的遗传密码已经改变了这么多,如果设法转移一些DNA病毒,不会让其他细菌,减少基因的机会泄漏到野外。这个系统可能是有用的另一种方式是防止感染生物技术实验室,利用活细胞产生有用的化合物,过去的东西。团队的最终目标是使用类似的技术在不同的大肠杆菌以外的生物。然而,更大、更复杂的基因组可能更具挑战性的这种技术。只有少数严重的转基因生物存在,到目前为止,生物的复杂性增加,挑战也同样如此。阿尔卑斯山脉,他认为这个工作对其他项目的影响,使用的是简化基因组,他们不一定会远离病毒,因为那些讨厌的tRNA包含病毒,他发现,可能比此前认为的更加广泛。

应聘者:阿尔卑斯山脉Nyerges

我们还发现哺乳动物病毒包含这些图示,所以这些tRNA包含病毒,许多人可能会认为这是一个细菌相关现象,它不是。这是一个一般的病毒包含图示其他重新编码项目应该牢记这一点。

主持人:尼克Petrić豪

这是阿尔卑斯山脉Nyerges从在美国哈佛医学院。更多关于这个故事,一定要查看笔记纸的链接和一个相关的新闻和文章的看法。

主持人:Shamini Bundell

到来,我们会听到研究员开发一种低成本的微型核磁共振扫描仪用于低收入和中等收入国家。然而,现在是时候该研究凸显了丹·福克斯。

(押韵)

丹•福克斯

世界上最大的湿地之一复合物将潜在的三重甲烷排放,根据一项新的研究。草原壶穴的北美地区跨越820000平方公里从美国中西部到加拿大西部。研究人员分析了湿地的甲烷排放的近19000测量在该地区13年来收集和使用,以及其他环境数据,模型甲烷排放在地方和景观水平。甲烷是一种强有力的温室气体和湿地排放对温度很敏感。团队的结果表明,该地区排放可能两倍或三倍这个世纪在全球变暖的中度或严重的水平。作者说的国际努力限制在大气中甲烷含量应该考虑湿地排放的增长。嗅出科学研究的进步。

与他们交流时蜂巢伴侣,蜜蜂经常动一动,但真正了解他们的舞蹈动作下来,他们需要一些教训他们的长辈。蜜蜂食物的位置,员工间的交流爬行在图8和摆动他们的腹部。这些的摇摆舞包含的距离和方向信息资源通过时间来完成舞蹈和舞蹈演员的身体的方向,分别。年轻的工蜂花几天看老员工出手之前试图自己跳舞。为了测试这个观察时间的目的,研究人员阻止蜜蜂舞蹈看老员工并与员工可以观察他们的长辈。研究小组发现的蜜蜂没有机会看摇摆比平时花了更长的时间来完成一个舞蹈,这意味着他们高估了同伴的距离需要旅行。这些lessonless蜜蜂也犯更多的错误沟通方向和执行数字八。你不需要一个摇摆舞姿发现研究的科学。

(押韵)

主持人:Shamini Bundell

50年前的这个星期,《自然》杂志发表了一项具有里程碑意义的论文概述了Paul Lauterbur磁共振成像的基础上,或核磁共振。在随后的几十年里,核磁共振成像技术在临床护理已经成为一个标准。虽然每年有数百万进行扫描,有些人生活在低收入和中等收入国家有严重限制访问这个技术。研究人员目前正在寻求解决这个问题通过设计新型的小型核磁共振扫描仪,虽然不是和房间大小的同行一样强大,更负担得起的和可以使用在农村设置或小诊所。这些研究人员之一是约翰从Mbarara Obungoloch科技大学在乌干达。约翰一直致力于开发微型核磁共振扫描仪,可以用来识别一个严重的幼儿大脑状态。他合著本周的《自然》杂志的评论文章,列出项目和布局的挑战需要克服这样的扫描仪在临床护理更加普遍。记者本杰明·汤普森给他打电话时,乔纳斯提出了一些的原因,现在,MRI并不是对每个人都可用。

应聘者:约翰Obungoloch

MRI基本上是一个标准的护理在许多发达国家,但这并不是真的在世界其他地区。50年来,MRI已存在很大一部分的世界仍然不使用它在任何有意义的方式,其中包括我的地方。主要原因是设备的成本,购买设备仍然非常昂贵,维护,安装,操作,甚至,这是主要的原因之一,当然,另一种是还维持这些系统所需的专业技术是巨大的,和许多发展中国家没有这方面的专业知识。

记者:本杰明·汤普森

和你的评论你和你的合作者提出需要解决的事情之一这是重新思考,重新设计MRI系统更适合不同的设置,也许农村设置或在小诊所,和你自己的工作经验来开发一个较小的核磁共振成像,与合作者建立一个合作,在你的情况下,它是用来帮助诊断病情严重的大脑,会影响儿童脑积水。也许你可以解释一下这是什么。

应聘者:约翰Obungoloch

脑积水是我们可以说通俗的说水在大脑中,因此,头越来越大,也给了很大的压力对大脑实际上损害大脑。这个条件影响在撒哈拉以南非洲,每年有180000儿童,原因还不是很清楚,但负担高,基本上和乌干达看到很多孩子因为有一个中心,对待他们,这是我们工作的中心。

记者:本杰明·汤普森

这就是你的扫描仪进来,那么这是一个小核磁共振扫描仪,专门设计与你的合作者和制造的扫描头的孩子,而不是被你知道,一个巨大的机器,一个人的整个身体陷入这是一个小单位,坐落在头和你说它可以推进一个医院或诊所。参与的一些挑战是什么缩小尺寸的扫描仪成这样?

应聘者:约翰Obungoloch

定期扫描电磁铁,所以这些线圈是伤口,你的电流通过,它生成一个磁场在线圈的中心。但为你生成一个高磁场,你需要非常高的电流。然后,当然,你知道,当电流流过电线,它升温,所以你需要使用氦冷却,所以这些征收非常高的限制。所以,因此我们的系统不使用电磁铁,我们使用永久磁铁,约两个半厘米的尺寸你安排在一个特定的模式给你所需的磁场。我们的系统运行在很少的权力,可能不到300瓦,这是不到一个扁铁。

记者:本杰明·汤普森

据我所知,你计划来测试这台机器在诊所攻击可用另一个小型系统和CT扫描是目前用于诊断脑积水。但它的微型核磁共振领域的早期,低场核磁共振成像,如你描述它们,更低的磁场强度,特斯拉值远低于现有的机器。但是在你的评论,你看起来非常的未来和需要解决的一些关键挑战进一步发展和促进他们的使用,和你谈论的事情之一是需要最终提高他们的决议。

应聘者:约翰Obungoloch

目前,因为我们很少产生磁场50毫伏特斯拉为0.05,相比1.5特斯拉的实例,与一个非常小的磁场,所以我们也产生非常小的信号。所以,与小信号,分辨率不是很高,但我们认为人工智能技术和机器学习是达到一个水平,我们可以用很小的信号能够创建非常清晰的图像,这是一个我们需要关注的需要。

记者:本杰明·汤普森

和有趣的,是你谈论需要提高购买这些小系统的临床医生,你不希望他们被视为廉价的替代品,或者劣质的选择而不是一个特定的工作的工具。

应聘者:约翰Obungoloch

完全,所以我们的许多高级放射学家和神经科学家训练的国家如美国,欧洲,加拿大和休息,所以他们知道最好的系统是什么样子的。所以,当你向他们展示一个图像从一个低场扫描仪,像我们这样的,他们可能不会欣赏它。这就是为什么我们需要和他们合作,让他们明白我们不把这种技术轨迹MRI作为替代方案,但我们是将它作为一种技术,可以没有轨迹的磁共振成像功能。我们的农村地区,农村医院永远不会看到一个巨大的核磁共振在不久的将来,可能在数百年。所以,我们想弄清楚我们的医疗的同事,这是一个技术,实际工作,不仅仅是廉价和低,但可以努力拯救生命的东西,除了一无所有。

记者:本杰明·汤普森

然后考虑成本,也许你能给我的感觉你的系统可能会花多少钱与大规模的核磁共振成像扫描仪相比,例如?

应聘者:约翰Obungoloch

典型的MRI系统是介于1和三百万美元购买,安装和操作。我们的系统目前约为50000美元。当然,我们还不算男人小时,资金用于补偿建设和这样做的人。所以,我们认为在70至80000美元将被我们的系统的成本。

记者:本杰明·汤普森

最后,如果小MRI系统就像你工作做的更加普及,什么样的差异,你认为他们会在乌干达,例如,但后来甚至更广泛地说,?

应聘者:约翰Obungoloch

大脑成像的标准,目前,有点像CT,但CT同样是昂贵的,他们只有在城市。农村地区无法获得,所以当我们有即插即用系统,类似于我们的,缺乏将过去的事了,如果我想说。

主持人:Shamini Bundell

这是约翰Obungoloch,从Mbarara科技大学在乌干达,你可以找到一个链接在展示他的评论。

主持人:尼克Petrić豪

终于在节目中,简报的时间聊天,我们谈论的一些故事,一直在强调自然简报。Shamini,你找到我们讨论这个星期吗?

主持人:Shamini Bundell

吧,我有一个故事,每个人都在这里自然是非常兴奋。我一直在阅读自然新闻文章,也在其他媒体报道,这是一个令人兴奋的宣布从基因领域的编辑。一些研究人员在日本创造了我们可以通俗地描述为老鼠有两个爸爸,基本上,老鼠宝宝完全由男性细胞。

主持人:尼克Petrić豪

哦,我的意思是,这是令人难以置信的如果成功的话,我想我以前听说过这个,这是科学家们一直试图做一段时间,对吧?

主持人:Shamini Bundell

是的,这是几组一直在努力。2018年,一些研究利用胚胎干细胞制成的精子或卵子生成,再一次,老鼠从两个婴儿的母亲,这是相当成功的,或两个父亲,他们设法让幼崽,但他们没有生存很长,和背后的团队这一新的工作也一直在朝着这个,沿途的一些步骤。他们曾如何成熟细胞培养皿中的鸡蛋,以及如何重建,基本上小鼠卵巢的环境。所以,你可以种植鸡蛋和生产健康的后代。但仍有一个大路要走他们目前做什么使一只老鼠从完全雄性细胞。

主持人:尼克Petrić豪

嗯,我想关键问题是他们如何设法做到,你提出的一些挑战和其他团队已经尝试过的地方。那么,什么是关键,他们发现这项工作?

主持人:Shamini Bundell

我发现这种技术,他们已经开发了,相当的惊人的简单,几乎,尽管我确信这不是当他们,当他们发展它,并把它付诸实践。但是他们做的是什么,他们开始与一个成年男性的细胞鼠标,和他们的诱导多能干细胞,细胞就会继续复制和不专业。,他们想要一个鸡蛋,而不是通常会对来自男性的细胞。雄性小鼠的细胞,就像在人类是XY,他们有一个X染色体和一个Y染色体,第一步是摆脱Y染色体,实际上,他们这样做,他们基本上只是克隆细胞多次,你知道的,这些是复制干细胞克隆他们直到他们只是自发的比例失去了Y染色体。所以,你知道,细胞复制并不完美,错误发生,他们利用这一点,把这些细胞的Y染色体不小心留下了它的复制。

主持人:尼克Petrić豪

超级酷,仅仅依靠,我猜,细胞错误为了使这项工作。

主持人:Shamini Bundell

是的,这是真正令人惊奇的是这个工作对我来说,这是相当小的百分比已经失去了Y染色体。下一步就有两个X染色体,一次又一次,聪明的一点是,而不是从别的地方试图插入一个X染色体,或者你知道,从头构建一个,他们等待着。他们克隆细胞,再一次,让细胞繁殖,直到有另一个错误,和其余的X染色体,从这个单元的那种,现在只是一个X复制本身。他们确实帮助它在这一步,所以他们加入了一种叫作梦,reverseen, reversine吗?促进错误基本上会导致更多的错误,然后,他们把细胞有两个X染色体,染色体的女性,从一个单一的XY男性。

主持人:尼克Petrić豪

所以,你有所有这些细胞都正确的染色体是女性,但这并不是一个小老鼠。所以如何从这个小老鼠吗?

主持人:Shamini Bundell

正如我所提到的,他们之前完成的工作基本上诱导细胞变成蛋,喜欢成熟的鸡蛋,所以,他们把这些细胞变成了卵母细胞。他们那时一种额外的检查,他们的基因表达的人造卵母细胞,与自然的检查,这些都是一样的,然后受精的卵子和精子,和另一个有趣的现象,他们发现它不工作,如果他们试图受精的卵子与精子的男性一样原始干细胞了,它必须是另一个男性。但在这种情况下,它是成功的,他们让老鼠崽,这些幼崽长大,肥沃,也能够有后代。

主持人:尼克Petrić豪

之前你说之前的一些工作没有最好的生存,但这些人似乎生存的很好,和一切都好吗?

主持人:Shamini Bundell

不是最大的存活率,所以他们有630个胚胎,他们试图转移到鼠标子宫,只有7个发展成幼崽,但那些了,似乎正常生长和肥沃的,以前是,小狗没有住多几天在前面的技术从2018年。

主持人:尼克Petrić豪

所以,这听起来像一个巨大的进步,但是,这可能是有用的吗?,目的是在人类一天?

主持人:Shamini Bundell

是的,研究人员说,他们正在考虑未来人类对这类工作的影响。情况下,这种事情可能非常有用在染色体异常的人,举个例子,有些人特纳综合症,这意味着他们只有一个X染色体,不像XX或XY,这对生育是一个问题。当然,这也是他们的技术的第一步是使这些类型的单一X染色体的细胞,所以你可以看到,那么可能导致潜在的能够使鸡蛋。显然,这也暗示了如果你的两个男人,你想要遗传后代的你们都有关。这样的工作可能是有用的。现在,我要放弃所有的警告现在,我会说这是在未来,你知道的,有很多问题。因此,本文中提到的一件事是,是细胞的表观遗传学的检查表观遗传学妥善保存。表观遗传学,你知道的,这不仅仅是关于你们X染色体上的基因,是确保正确的基因开关在正确的时间。这是一件事。另一个问题是,根据一个研究,它真的很关键,这个过程发生的很快,这样你不会培养细胞太久。 You're not sort of, cloning them, allowing them to reproduce and reproduce for a long time, because that allows potentially genetic and epigenetic abnormalities to accumulate over that time. And it might be that with human cells, you actually need longer than you do with mouse cells, so that could be a bit of a problem. And then, of course, at the moment, there's the low sort of success rate of the embryos, it is, as always, a long way off, but it is absolutely a huge step.

主持人:尼克Petrić豪

当然不,听起来像。是的,我们一定会留意这个。本周我的故事,我一直在阅读有关索赔的室温超导、我一直在阅读有关这个量子杂志,它实际上是基于一篇论文在自然界中,

主持人:Shamini Bundell

对,所以,超导通常需要非常寒冷的气温中,对吗?

主持人:尼克Petrić豪

这是正确的。所以超导电性基本上是在零电阻电,所以你不会失去任何环境,它可以用于各种各样的高速铁路,或更好的电线之类的东西。但是使用它实际上的问题就像你说,需要超级冷。因为物质和电子行为的古怪在较低的温度,所以在过去的100年左右的研究人员一直试图看看是否能提高这奇怪的东西开始发生的温度,我们把所有这些很酷的特性。

主持人:Shamini Bundell

当我们说它需要超级冷,你知道,这是这是远低于冰点,喜欢什么样的温度我们谈论吗?

主持人:尼克Petrić豪

嗯,过去只有160 k左右,大概是零下110摄氏度,所以很冷,比南极洲曾经变得更冷,据我们所知。是的,很冷。但有研究人员一直试图提高温度,有一个声称,两年前我们在播客上覆盖,但那是自收回,这是同一组,已经声称,他们取得了21摄氏度。几乎室温,而不是过高的压力,因为他们声称这样做之前是非常高的压力,这是一个十亿帕,这是相当多的压力,但不这样做。

主持人:Shamini Bundell

哇。我想象与他们以前的工作被收回,这是一种戏剧性的人了,人看着这相当,相当密切。

主持人:尼克Petrić豪

是的,社会的反应相当复杂。所以,有一些人真的很兴奋,因为这个工作显示了所有的特征我们期望如果它真的是一个超导体。但也有人提出这一事实有这些先前的结果被撤回,还有其他指控这个实验室,研究不当行为。有问题是肯定的,因为以前的收缩,该集团曾试图做事情有点不同。他们给了所有的原始数据与纸,也有独立科学家邀请他们的一些实验来验证到底发生了什么,并且他们还坚决否认的指控了。

主持人:Shamini Bundell

这些是和什么样的实验?你知道,他们做了什么,很多人尝试过吗?

主持人:尼克Petrić豪

这个特定的工作方式是他们使用一个叫做氢化,这是一种材料,有大量的氢。和他们所做的,他们使用一种叫做,我不知道我发音正确,但他们使用一种叫做loo-ter-tium镏,他们沐浴在99%氢,氮,1%和烤在200摄氏度,这听起来像一个烘焙食谱。他们这样烤,然后他们烤后,他们两个帕压缩它,所以相当多的压力,一旦他们已经做了一段时间,在这个压力,然后慢慢的让压力看到超导依然存在,这似乎是他们已经做到了这一次,这些氢化物材料已经被其他组织使用各种其他类型的高温超导体。

主持人:Shamini Bundell

所以,是这类烘焙食谱与这些非常具体的成分导致这个属性的一种材料的超导在一定的温度和压力?

主持人:尼克Petrić豪

是的,这正是它,我们的想法是,有一天,我们可以找到正确的事情和使它的方法,正确的烘焙食谱,让我们不需要这些大量的压力,我们不需要非常低的温度,我们可以使用它的地方我们需要使用它。

主持人:Shamini Bundell

现在这是出版,或许有些人仍持怀疑态度,我想,人们试图看看他们可以复制这些结果?

主持人:尼克Petrić豪

是的,那将是一个关键的领域将会做的事情,在某种程度上,这是比以前的结果更容易复制,因为两个帕,然后是一种帕坐在实际上比用过的压力要低得多,更可以实现不同的实验室,和这背后的团队说,他们将会帮助人们试图复制。虽然一个警告,他们还成立了一个公司和专利的材料使用。所以他们说,他们会帮助人们在某种程度上,他们可以用这些知识产权,他们已经发生了的事情。所以,时间会证明一切,如果这东西,有些人非常兴奋,有些人更持怀疑态度。但作为一个科学家接受这篇文章采访所说,如果是正确的,这可能是历史上最大的突破的超导性。

主持人:Shamini Bundell

这不会是我们最后一次听到超导体,自然播客,我敢肯定。和听众,如果你想阅读更多关于任何文章我们讨论过的,你可以找到这些特定的链接文章显示笔记,你也可以找个地方,你可以报名参加简报,这是一个电子邮件时事通讯和精心策划的科学新闻。

主持人:尼克Petrić豪

这就是这周的。像往常一样,你可以在Twitter上与我们保持联系,我们@naturepodcast,你可以发邮件到podcast@nature.com我尼克Petrić豪。

主持人:Shamini Bundell

我Shamini Bundell。谢谢你的倾听。