今天是2017年9月21日 星期四

7月1日《科学》杂志精选

南极臭氧层破洞开始“愈合”

据新的研究报道,在持续了几十年后,南极上方臭氧层空破洞已经开始“愈合”,表明臭氧在增加。这些结果表明,在近30年前签订的一个历史性协议正带来正面的回报,这不仅表明地球第二个主要的大气层(同温层)中臭氧耗损的速度减缓,而且还表明可识别的臭氧增加正在形成之中。1989年生效的《关于损耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》是一项国际协议,旨在通过逐步淘汰众多导致臭氧耗竭物质的生产来保护臭氧层。了解臭氧因应这一协议和相关努力所带来的愈合程度仍然存在着广泛的公众、政策和科学方面的兴趣。尽管到目前为止的分析显示了自协议签订以来同温层臭氧恢复的某些早期迹象,但这些征象大体上表现为臭氧衰减速度降低及臭氧耗竭趋于平缓;有关臭氧在极地一带有所增加的记录则一直较少。更重要的是,在201510月,南极的臭氧洞达到了创纪录的水平,从而给出了一个自相矛盾的结果。为了进一步检查自2000年来因应控制耗竭臭氧物质和其他变量以来极地臭氧的变化趋势,Susan Solomon和同事在此将臭氧的直接检测和模型计算相结合。他们发现了南极臭氧层“愈合”的数个一致性的信号,尤其是在9月份,当时他们发现了臭氧柱量的定期、季节性增加。研究人员还评估了由自然因素(这些因素包括火山爆发)造成的臭氧健康的变化;他们说,自从2005年以来,这些火山爆发延迟了臭氧洞的愈合,并大幅促成了近年来臭氧丧失的年际变异。

改造免疫系统纠正自身缺陷

研究人员能够设计出一种T细胞,它们能特异性地针对免疫系统中的机能失常的成分(它会导致自身免疫性疾病)并将其杀灭,但同时不会伤害仍然能保护机体的健康免疫细胞。某些自身免疫性疾病的发生是因为某个亚组的B细胞(它们会对具有特定性状的病原体作出反应)误将人的自身组织视作异物,促使免疫系统的其他部分对其发动攻击。目前,治疗自身免疫性疾病的策略涉及范围广泛的免疫抑制,这会让患者更容易受到感染;病人也会常常出现疾病复发。现在,由Christoph Ellebrecht等人在小鼠中得到的初步结果显示,一种针对性更强的方法可能适用于治疗自身免疫性疾病。受到最近显示能成功治疗白血病的一种方法的启发,研究人员对嵌合抗原受体(CARs)如何能被用来将失控B细胞作为标靶进行了探索。CAR技术涉及收获会触发免疫反应的抗体,并将抗体与T细胞(这是能将病原体杀死的细胞)融合。通过对这种方法进行细微调控,研究人员创建了一个T细胞武器库,它们能针对一种特定的病原体——而在自身免疫性疾病中,它们所针对的是异常B细胞。寻常型天疱疮(PV)是威胁生命的自身免疫性疾病,它会导致皮肤起泡。因此,该团队获取了此病的关键蛋白Dsg3——B细胞因为能识别它而引起天疱疮——并将它与能激活T细胞的信号蛋白融合。当研究人员将这种设计的T细胞注入小鼠体内时,小鼠的以Dsg3为标靶的B细胞浓度减少并进而降低了皮肤的起泡。此外,这些设计的T细胞会分裂增殖,表明用CAR技术来治疗PV(也许还包括其他自身免疫性疾病)可能会有持久的效果。

火星上一种令人困惑的沙丘形状

研究人员在火星上发现了一类沙丘,其大小间于涟漪状沙丘与波状沙丘之间,它与在地球上所见的任何沙丘都不同。由于沙丘会随着时间推移而以岩石状态被保存,因此这些神秘的沉积物积淀可能代表了一种了解火星大气演变的线索:即火星如何从一个气候较为适宜的地方变成如今所观察到的气候恶劣、干燥的场所。在地球上,刮风和流水在通过沙地时会导致大型沙丘或小型沙纹的形成,它们被统称为底形。应用来自火星勘测轨道飞行器和“好奇”号漫游器的的一组图像,Andre Lapotre和同事在此对火星的底形图像进行了分析。他们说,尽管他们所分析的沉积物确实是由风在沙上吹拂形成的,但这些沉积物更类似于在水下形成的沙丘形状和沙纹间隔。根据在地球上的数十年水槽实验,研究人员弄清楚了一种比例缩放关系,它能用来预测水下波纹的波峰至波峰间距;他们最终证明,它能准确地预测新的火星风致波纹间距。研究人员将这些沉积物(它们是由不同于在地球上所见的大气条件造成的)命名为“风曳波纹”。因为Lapotre和同事还能证明这些波纹的大小可随大气密度而改变,因此他们创建了一种方法——它能用火星沉积岩观测来检测火星大气密度随着时间而发生的总体变化。