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為大家整理了電子電器、機(jī)動(dòng)車(chē)、石油化工、醫(yī)療器械、醫(yī)藥等領(lǐng)域的新技術(shù)和研發(fā)新動(dòng)向，歡迎持續(xù)關(guān)注。

電子電器

 

 

德國(guó)開(kāi)發(fā)出世界最小單原子晶體管

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德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院托馬斯·希梅爾教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了單原子晶體管——一種利用電流控制單個(gè)原子位移實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的量子電子元件。為開(kāi)發(fā)單原子晶體管，卡爾斯魯厄理工學(xué)院研究人員還開(kāi)發(fā)了一套全新的工藝，單原子晶體管完全由金屬構(gòu)成，不含半導(dǎo)體材料。其結(jié)果是所需電壓極低，因此能耗也極低。研究人員之前制作單原子晶體管需要依靠液體電解質(zhì)，現(xiàn)在希梅爾教授及其團(tuán)隊(duì)首次應(yīng)用固體電解質(zhì)的工作原理，通過(guò)水溶性銀電解質(zhì)凝膠與熱解法二氧化硅凝膠電解質(zhì)結(jié)合，從而改善了安全性，更便于單原子晶體管的處理。

 

 

 

科學(xué)家們確定了外星行星，在那里生命可以像在地球上一樣發(fā)展

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劍橋大學(xué)認(rèn)為恒星發(fā)出足夠的紫外線(xiàn)(UV)光可以刺激他們的軌道行星上的生命同樣可能發(fā)達(dá)的地球上,那里的紫外線(xiàn)能力的一系列化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生生命的基石。研究人員已經(jīng)確定了一系列的行星，它們的主恒星發(fā)出的紫外光足以讓這些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，而這些行星位于行星表面液態(tài)水存在的可居住范圍內(nèi)。在已知的存在于非生物區(qū)的系外行星中，有幾顆行星是由開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的，其中包括開(kāi)普勒452b，這顆行星被戲稱(chēng)為地球的“表親”，盡管目前的技術(shù)還無(wú)法探測(cè)到它。下一代望遠(yuǎn)鏡，如美國(guó)宇航局的苔絲望遠(yuǎn)鏡和詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡，將有希望能夠識(shí)別和潛在地描繪出更多的行星，它們位于自然發(fā)生帶內(nèi)。當(dāng)然，如果在其他行星上有生命，它也有可能以一種完全不同于在地球上的方式發(fā)展。

 

超快照相機(jī)的新型光學(xué)技術(shù)為成像創(chuàng)造了新的可能性

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麻省理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新型的攝影光學(xué)技術(shù)，可以根據(jù)光學(xué)內(nèi)部反射光的時(shí)間來(lái)捕捉圖像，而不是傳統(tǒng)的依靠光學(xué)元件排列的方法。研究人員說(shuō)，這些新原理為時(shí)間或深度敏感相機(jī)的新功能打開(kāi)了大門(mén)，而這是傳統(tǒng)攝影光學(xué)所不具備的。具體來(lái)說(shuō)，研究人員為一種被稱(chēng)為條紋相機(jī)的超快傳感器設(shè)計(jì)了一種新的光學(xué)器件，它可以從超短的光脈沖中提取圖像。條紋相機(jī)和其他超快相機(jī)已經(jīng)被用來(lái)制作每秒萬(wàn)億幀的視頻，掃描封閉性書(shū)籍，以及提供3d場(chǎng)景的深度地圖等應(yīng)用。這類(lèi)相機(jī)依賴(lài)于傳統(tǒng)的光學(xué)器件，而傳統(tǒng)光學(xué)器件有各種設(shè)計(jì)限制。例如，一個(gè)已知焦距(以毫米或厘米為單位)的鏡頭必須與一個(gè)等于或大于該焦距的成像傳感器保持一定距離，才能捕捉到圖像。這基本上意味著鏡片必須很長(zhǎng)。

 

微芯片技術(shù)大大增強(qiáng)了現(xiàn)有的數(shù)字生物測(cè)定的通用性

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數(shù)碼生物測(cè)量技術(shù)是利用集成了數(shù)萬(wàn)個(gè)小試管的微芯片，通過(guò)單個(gè)生物分子測(cè)量功能和物質(zhì)性的方法，實(shí)現(xiàn)高靈敏度和高劑量。近年來(lái)，作為基因診斷和血液檢查的分析裝置的技術(shù)基礎(chǔ)被運(yùn)用，在創(chuàng)藥和醫(yī)療領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的道路正在逐步開(kāi)拓。但是,測(cè)量的高容量化上,技術(shù)上有很大的問(wèn)題,情況下,數(shù)字生物測(cè)量的微型芯片是利用試管集成化,但試管并行,可以利用測(cè)量的容量提高是極其困難的。東京大學(xué)為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生物生物計(jì)量的并行化，建立了形成目標(biāo)物質(zhì)的濃度梯度的機(jī)構(gòu)，并確立了在尖端的各試管中以幾秒的方式填充不同的溶液的技術(shù)。到目前為止，實(shí)現(xiàn)在不同溶液環(huán)境下的數(shù)字化生物測(cè)量，成功實(shí)現(xiàn)了以現(xiàn)有的試管的并行利用的“數(shù)字生物測(cè)量的高生產(chǎn)率化”。此次開(kāi)發(fā)的微芯片技術(shù)大大增強(qiáng)了現(xiàn)有的數(shù)字生物測(cè)定的通用性，并希望能夠開(kāi)拓創(chuàng)藥候選物質(zhì)探索或早期疾病診斷等的實(shí)用化道路。

 

發(fā)現(xiàn)新超級(jí)大黑洞的天文數(shù)字

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俄國(guó)國(guó)家科學(xué)學(xué)院學(xué)生和國(guó)家天文研究所羅蒙諾索夫打開(kāi)了星系中心的一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，這是一種罕見(jiàn)的超小型的小矮人。在研究過(guò)程中，科學(xué)家使用了SINFONI一體化的紅外光譜儀，在智利的一個(gè)望遠(yuǎn)鏡上安裝了一個(gè)。在收到的輻射光譜中，汽車(chē)人已經(jīng)確定了恒星的速度，從星系的半徑。速度分散是一種指標(biāo)，表明恒星的平均速度與平均值是不同的。在一個(gè)巨大的物體面前，像黑洞一樣，在重力作用下，恒星的引力開(kāi)始移動(dòng)得更快，在任意的方向上。這導(dǎo)致他們的平均速度沒(méi)有增加，但分散的速度越來(lái)越大。在這個(gè)星系中，科學(xué)家們看到了一種現(xiàn)象:恒星的速度是如此之大，以至于一個(gè)巨大的黑洞是無(wú)法吸收的。

 

機(jī)動(dòng)車(chē)

 

新技術(shù)可讓金屬鉑“化身”半導(dǎo)體

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日本研究人員最新研究發(fā)現(xiàn)，金屬鉑制成只有2納米厚的超薄膜時(shí)，可以擁有類(lèi)似硅等半導(dǎo)體的特性。研究人員認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了對(duì)于半導(dǎo)體材料的傳統(tǒng)認(rèn)知，有助于推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展。京都大學(xué)研究小組發(fā)現(xiàn)，在一種名為“釔鐵石榴石”的磁性絕緣體上將重金屬鉑制成只有2納米厚的超薄膜時(shí)，它可以像半導(dǎo)體一樣，通過(guò)外部電壓控制電阻。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)鉑能夠大幅調(diào)節(jié)和控制“自旋軌道耦合”這一效應(yīng)。“自旋軌道耦合”是指粒子自旋和軌道運(yùn)動(dòng)之間的相互作用，在自旋電子學(xué)等研究中扮演關(guān)鍵角色。半導(dǎo)體或其他新材料的研究常常會(huì)涉及這一效應(yīng)。

 

石油化工

 

英科學(xué)家打造智能水泥：建筑物變成巨型電池？

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8月15消息，英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)的研究人員們已經(jīng)研發(fā)出了一種由粉煤灰廢料和堿性溶液構(gòu)成的水泥混合物，這種水泥還具備導(dǎo)電性。現(xiàn)存的智能水泥通常依賴(lài)于石墨烯和碳納米管，但這種新型水泥與之不同，它不包含任何昂貴的材料而且它的制造成本甚至低于傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥。研究人員們現(xiàn)在正進(jìn)一步的研究來(lái)優(yōu)化水泥混合物的性能，而且也在調(diào)查使用3D打印技術(shù)將這種智能水泥打造成不同形狀的可能性。這項(xiàng)研究一直得到歐盟委員會(huì)地平線(xiàn)2020項(xiàng)目的資金支持，這也是博洛尼亞大學(xué)所進(jìn)行的SAFERUP(可持續(xù)、易利用、安全、有彈性和智能城市道路的縮寫(xiě))項(xiàng)目的一部分。

 

謝勁、朱成建團(tuán)隊(duì)在雙核錳催化炔烴選擇性氫芳化取得重要進(jìn)展

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近日，南京大學(xué)在雙核錳催化炔烴選擇性氫芳化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)非對(duì)稱(chēng)共軛二炔結(jié)構(gòu)的選擇性氫芳化修飾。研究團(tuán)隊(duì)提出了通過(guò)橋連雙核Mn催化產(chǎn)生更高活性的空配位的芳基錳物種，直接與1,3-共軛雙炔快速配位，完成區(qū)域、立體和化學(xué)選擇性氫芳化反應(yīng)。該方法為(Z)-構(gòu)型共軛烯炔的模塊化合成提供了一種通用策略，且具有操作簡(jiǎn)單、官能團(tuán)相容性好等特點(diǎn)，對(duì)各種重要的官能團(tuán)都具有很好的耐受性。同時(shí)，低價(jià)錳參與的轉(zhuǎn)金屬作用得以證實(shí)，課題組成功得到反應(yīng)中間體的單晶結(jié)構(gòu)驗(yàn)證。通過(guò)理論計(jì)算，一種基于“O-H…p interaction”的新型定位策略被首次應(yīng)用炔烴的氫芳化轉(zhuǎn)化。

醫(yī)療器械

 

人工智能也能查眼病水平“匹敵頂級(jí)專(zhuān)家”

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英國(guó)研究人員１３日說(shuō)，他們開(kāi)發(fā)出一種人工智能系統(tǒng)，能快速識(shí)別５０多種眼部疾病并給出轉(zhuǎn)診建議，其準(zhǔn)確率達(dá)到９４％，這一水平“匹敵頂級(jí)的眼科專(zhuān)家”。英國(guó)研究人員１３日說(shuō)，他們開(kāi)發(fā)出一種人工智能系統(tǒng)，能快速識(shí)別５０多種眼部疾病并給出轉(zhuǎn)診建議，其準(zhǔn)確率達(dá)到９４％，這一水平“匹敵頂級(jí)的眼科專(zhuān)家”。

 

科研人員研制出“智能繃帶”

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電路板通常很堅(jiān)硬，但美國(guó)和中國(guó)科研人員合作開(kāi)發(fā)出一種輕薄、柔軟的電路板，并概念驗(yàn)證性地制成“智能繃帶”，能貼在皮膚上監(jiān)測(cè)多種生理信號(hào)。這種“智能繃帶”由4層相互連通的薄柔電路板堆疊而成，整體的大小及厚度與1元硬幣相仿。傳統(tǒng)的光刻和蝕刻技術(shù)不適用于可伸縮的彈性體。因此，他們將硅彈性體與黑色有機(jī)染料混合，制成電路并堆疊后，使用激光進(jìn)行焊接，最后填充導(dǎo)電材料。這樣得到的電路板既具備正常功能，又有傳統(tǒng)電路板所缺的彈性。

 

生物醫(yī)藥

 

復(fù)旦大學(xué)發(fā)現(xiàn)糖尿病與癌癥新通路

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復(fù)旦大學(xué)發(fā)現(xiàn)，糖尿病與癌癥之間存在新通路，糖尿病患者體內(nèi)的高血糖水平好比鏈條的一個(gè)端口。在環(huán)環(huán)相扣的連鎖反應(yīng)之下，高糖環(huán)境最終會(huì)破壞5-hmC表觀(guān)抑癌修飾的生成，表觀(guān)抑癌修飾變少了，患病風(fēng)險(xiǎn)自然大大提高。研究指出，部分糖尿病治療藥物能有效地降低部分癌癥爆發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。復(fù)旦大學(xué)認(rèn)為，少攝入糖分，保持體內(nèi)血糖始終維持在較低水平，減少對(duì)AMPK蛋白激酶的抑制頻率，提高TET2蛋白的穩(wěn)定性，升高5-hmC水平，對(duì)防治部分腫瘤有積極作用，此項(xiàng)研究將為臨床研究和預(yù)防癌癥的藥物開(kāi)發(fā)提供方向。

 

Cell：Wnt信號(hào)通路介導(dǎo)神經(jīng)到腸道細(xì)胞線(xiàn)粒體的應(yīng)激反應(yīng)

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7月26日，中國(guó)科學(xué)院研究發(fā)現(xiàn)了發(fā)育調(diào)控的重要因子Wnt參與介導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞到腸道細(xì)胞之間線(xiàn)粒體的應(yīng)激反應(yīng)。并揭示這一跨細(xì)胞、跨組織調(diào)控線(xiàn)粒體應(yīng)激反應(yīng)是依賴(lài)Retromer復(fù)合體、Wnt信號(hào)通路以及神經(jīng)遞質(zhì)五羥色胺來(lái)實(shí)現(xiàn)的。研究組利用秀麗線(xiàn)蟲(chóng)為模型，建立了研究神經(jīng)細(xì)胞與腸道之間的線(xiàn)粒體信號(hào)調(diào)控體系——在線(xiàn)蟲(chóng)的神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)亨廷頓致病蛋白PolyQ40，可以誘導(dǎo)腸道內(nèi)的線(xiàn)粒體未折疊蛋白反應(yīng)。通過(guò)遺傳篩選發(fā)現(xiàn)Retromer復(fù)合體參與調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞到腸道之間的線(xiàn)粒體應(yīng)激反應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Retromer復(fù)合體是通過(guò)回收Wnt分泌受體MIG-14，并幫助Wnt配體EGL-20分泌來(lái)實(shí)現(xiàn)這一跨細(xì)胞跨組織的線(xiàn)粒體信號(hào)傳遞的。神經(jīng)遞質(zhì)五羥色胺（5-HT）也參與了神經(jīng)細(xì)胞與腸道之間通過(guò)Wnt誘導(dǎo)的線(xiàn)粒體應(yīng)激反應(yīng)。同時(shí)，在神經(jīng)細(xì)胞和腸道內(nèi)直接表達(dá)Wnt配體不僅可以激活線(xiàn)粒體應(yīng)激反應(yīng)，并且可以延長(zhǎng)線(xiàn)蟲(chóng)的壽命。

 

研究發(fā)現(xiàn)染轉(zhuǎn)錄輔助因子FACT的獨(dú)特雙重功能

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中科院成功建立了高時(shí)間分辨(2 毫秒)、高空間分辨(1 納米)、高通量并行測(cè)量(100個(gè)樣品)的單分子磁鑷測(cè)量平臺(tái)，實(shí)時(shí)跟蹤和解析了染色質(zhì)纖維組裝的動(dòng)態(tài)過(guò)程和力學(xué)基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)染色質(zhì)纖維在折疊/去折疊的動(dòng)態(tài)平衡中會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的四聚核小體結(jié)構(gòu)單元，并揭示了四聚核小體的兩種折疊路徑；進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明這個(gè)結(jié)構(gòu)單元受到組蛋白伴侶FACT的調(diào)控。該研究首次實(shí)時(shí)跟蹤和解析了染色質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)控的力學(xué)基礎(chǔ)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程，在原有的“beads-on-a-string”初級(jí)折疊模型的基礎(chǔ)上提出了“tetranucleosomes-on-a-string”的中間態(tài)結(jié)構(gòu)模型。

 

科學(xué)家整合多種遺傳操作技術(shù)構(gòu)建新型家蠶性別調(diào)控體系

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8月13日，中國(guó)科學(xué)院報(bào)道了整合多種遺傳操作技術(shù)在家蠶中構(gòu)建的雌性特異胚胎致死系統(tǒng)。近年來(lái)，植生生態(tài)所黃勇平研究組和譚安江研究組以鱗翅目模式昆蟲(chóng)家蠶為主要研究對(duì)象，在闡明其性別決定和調(diào)控機(jī)制研究方面取得一系列成果。除發(fā)現(xiàn)多個(gè)家蠶性別決定通路的重要調(diào)控因子外（Insect Molecular Biology, 2014; PLoS Genetics，2017，2018），還構(gòu)建了轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的家蠶雌性幼蟲(chóng)致死（PNAS，2013）、基因組編輯介導(dǎo)的家蠶雄性或雌性不育（IMB，2014；IBMB，2017）等多種性別調(diào)控系統(tǒng)。該研究組合了TALEN和CRISPR/Cas9兩種基因組編輯工具，利用TALEN介導(dǎo)的同源重組將胚胎發(fā)育極早期啟動(dòng)子nos驅(qū)動(dòng)的Cas9表達(dá)框定點(diǎn)整合到W染色體特定位點(diǎn)，構(gòu)建了雌性特異表達(dá)Cas9的品系。

 

理化所煙草花葉病毒用于RNA干擾技術(shù)研究獲進(jìn)展

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近日，受啟發(fā)于病毒類(lèi)基因載體的高轉(zhuǎn)染效率及非病毒類(lèi)載體的安全性，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所生物材料與應(yīng)用技術(shù)研究中心首次利用對(duì)哺乳動(dòng)物不具有免疫原性副反應(yīng)的一維棒狀植物病毒——煙草花葉病毒（TMV），構(gòu)建了高效安全的基因輸送體系。該研究中，通過(guò)在TMV外表面修飾細(xì)胞穿膜肽TAT，實(shí)現(xiàn)了載體（TMV-TAT）的電荷反轉(zhuǎn)及溶酶體逃逸能力，并通過(guò)靜電相互作用實(shí)現(xiàn)了小干擾RNA（siRNA）的負(fù)載。所獲得的基因輸送體系siRNA@TMV-TAT可有效實(shí)現(xiàn)綠色熒光蛋白的基因沉默，在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及體內(nèi)腫瘤裸鼠實(shí)驗(yàn)中均獲得了驗(yàn)證。與商業(yè)化基因轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine 2000及PEI_25k相比，實(shí)現(xiàn)相同的生物安全性時(shí)，基于該一維植物病毒的基因載體TMV-TAT具有更高的基因轉(zhuǎn)染效率。

 

寧波材料所在柔性磁性薄膜與器件研究中取得進(jìn)展

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當(dāng)前，柔性磁性薄膜與器件的發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)主要包括：（1）如何在柔性襯底上獲得性能與剛性襯底上相媲美的磁性薄膜與器件；（2）如何控制柔性磁性薄膜在彎曲、拉伸等形變狀態(tài)下的磁各向異性；（3）如何獲得具有大形變能力的柔性磁性薄膜與器件，以滿(mǎn)足不同應(yīng)用的需求。為了解決這些問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所磁電子材料與器件團(tuán)隊(duì)主要致力于研究應(yīng)力對(duì)柔性磁性薄膜磁各向異性的調(diào)控規(guī)律；探索調(diào)控柔性磁性薄膜的各向異性的方法；通過(guò)應(yīng)力工程原理提高柔性磁性薄膜和自旋閥器件的形變能力，為推動(dòng)柔性薄膜與器件的實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

 

研究發(fā)現(xiàn)促黃體生成素調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)

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中國(guó)科學(xué)院和上海交通大學(xué)合作的題為Luteinizing hormone signaling restricts hematopoietic stem cell expansion during puberty的最新研究成果。該工作首次揭示一種青春期起始分泌的腦垂體激素——促黃體生成素（Luteinizing hormone，LH）在造血干細(xì)胞（HSC）穩(wěn)態(tài)維持中的重要調(diào)控功能。他們不僅利用Lhcgr敲除小鼠直接驗(yàn)證了LH信號(hào)的調(diào)控作用，還基于性腺摘除、HSC移植等方法證明了LH信號(hào)的調(diào)控功能既不依賴(lài)于下游性激素，也非通過(guò)作用于干細(xì)胞微環(huán)境進(jìn)行，完整地論證了LH信號(hào)通過(guò)HSC這一直接靶標(biāo)發(fā)揮相應(yīng)的調(diào)控作用?？傊懿?鄭俊克課題組的這項(xiàng)工作首次提出了一種HSC的計(jì)量機(jī)制——腦垂體通過(guò)分泌LH讓HSC的數(shù)量在青春期實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)。一旦HSC的LH信號(hào)感應(yīng)受阻，骨髓內(nèi)HSC會(huì)在青春期繼續(xù)擴(kuò)增，最終導(dǎo)致骨髓過(guò)度造血和白細(xì)胞增多癥（Leukocytosis），與此相伴隨的是，白血病進(jìn)程的加速。因此，該文也首次揭示了干細(xì)胞計(jì)量機(jī)制生理學(xué)意義：維持正常造血和抑制白血病進(jìn)展。

 

癌細(xì)胞系的進(jìn)化引起了人們的關(guān)注

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哈佛大學(xué)對(duì)另外11個(gè)代表各種腫瘤類(lèi)型(如前列腺、結(jié)腸、肝臟、皮膚)的癌細(xì)胞系進(jìn)行靶向測(cè)序來(lái)擴(kuò)展他們的發(fā)現(xiàn)。整個(gè)研究小組都發(fā)現(xiàn)了遺傳多樣性。這些變化的原因是什么?通過(guò)在不同的實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究小組發(fā)現(xiàn)，即使改變培養(yǎng)細(xì)胞系的培養(yǎng)基類(lèi)型，也可以使一個(gè)菌株中的某些細(xì)胞比其他細(xì)胞具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，從而使基因不同的種群得以進(jìn)化。通過(guò)提取單個(gè)細(xì)胞并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)，研究小組還發(fā)現(xiàn)，分離的單個(gè)細(xì)胞的后代可以自發(fā)地獲得新的突變體——這表明，從單獨(dú)分離的細(xì)胞中分離出的一個(gè)菌株中可以產(chǎn)生新的、具有遺傳多樣性的細(xì)胞種群。

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為大家整理了電子電器、機(jī)動(dòng)車(chē)、石油化工、醫(yī)療器械、醫(yī)藥等領(lǐng)域的新技術(shù)和研發(fā)新動(dòng)向，歡迎持續(xù)關(guān)注。