迄今最大噬菌体“现身”
　　病毒是生命吗？目前主流观点认为，病毒不是生命。但美国科学家近日在《自然》杂志撰文称，他们最近发现了一些巨型噬菌体，可能会打破主流观点的认识。
　　噬菌体是专门感染细菌的病毒。噬菌体和其他病毒不被视为活有机体，但这并不意味着它们无害。噬菌体是生态系统变化的主要驱动力，因为它们捕食细菌种群，改变细菌的新陈代谢，传播抗生素抗性并携带导致动物和人类疾病的化合物。
　　为进一步了解噬菌体，研究人员检索了一个噬菌体DNA数据库，其中的噬菌体样本来源于全球30个不同环境。一般噬菌体拥有5万个碱基对，但他们发现了351种噬菌体拥有20万个碱基对，是普通噬菌体的4倍，其中一种噬菌体拥有73.5万个碱基对。
　　资深研究者、加州大学伯克利分校地球与行星科学教授吉尔·班菲尔德表示，这些“巨型噬菌体”的基因组比许多细菌的基因组大得多，是“传统病毒和传统生物有机体之间的杂交体”。
　　研究人员还发现，这些噬菌体拥有许多特殊的基因，其中一些基因是细菌用来抵抗病毒的CRISPR-Cas9系统的一部分。另外，某些噬菌体拥有编码核糖体功能必需蛋白的基因。核糖体是一种将遗传物质转化为蛋白的细胞机器。病毒体内通常没有这些蛋白，而细菌和古细菌体内经常能发现这些蛋白。研究人员认为，其中一些巨型噬菌体也可能利用细菌宿主中的核糖体来复制自身蛋白。
　　论文联合作者、加州大学副教授罗汉·萨赫德瓦表示：“是否拥有核糖体和蛋白翻译功能是区分病毒和细菌、生命与非生命的主要特征之一。新发现的一些巨型噬菌体拥有这种翻译机制，因此，它们模糊了生命与非生命的界限。”
　　
我国在量子中继与网络技术上实现新突破
　　2月12日，中国科研团队在《自然》杂志发表新论文介绍，他们成功在两个由50公里长光纤连接的量子存储器间实现量子纠缠，为构建基于量子中继的量子网络奠定了基础。
　　学术界广泛采用的量子通信网络发展路线是通过基于卫星的自由空间信道实现广域覆盖，同时利用光纤网络实现城域及城际地面覆盖。然而光子在光纤上的节点间传输时，受限于光纤的固有衰减，目前最远的点对点地面安全通信距离仅为百公里量级。
　　研究负责人之一、中国科学技术大学的潘建伟教授介绍：“要拓展量子通信的距离，一个方法是将点对点传输改为分段传输，并采用量子中继技术进行级联，即将整个通信线路分几段，每段损耗都较小，再通过量子中继器将这几段连接起来，这使得构建全量子网络成为可能。”
　　然而，受限于光与原子纠缠亮度低等技术瓶颈，此前最远光纤量子中继仅为公里量级。为实现远距离量子存储器间的连接，团队克服了多项技术挑战。例如，他们自主研发了周期极化铌酸锂波导，通过非线性差频过程，将存储器的光波长由近红外转换至通信波段，经过50公里的光纤仅衰减至百分之一以上，效率相比之前提升了16个数量级。
　　实验中，研究团队结合多项新技术，成功在两个由50公里长光纤连接的量子存储器间实现双节点的量子纠缠。这一距离足以用于连接两座城市。潘建伟说：“作为原理性验证，这个实验中的两个量子存储器是在同一实验室内，通过50公里长的光纤盘连接；下一步要在空间真正分离的系统中开展研究，推动这项技术的实际应用。”
　　
科学家首次实现缪子电离冷却
　　2月5日，据美国费米实验室网站报道，科学家首次观察到缪子（muon）电离冷却，向成功建造缪子对撞机迈出关键一步。即使与升级后的大型强子对撞机（LHC）相比，未来缪子对撞机带来新发现的能力也有望高出10倍。研究发表于5日出版的《自然》杂志上。
　　自20世纪30年代以来，科学家利用加速器制造出了质子、电子和离子束，这些粒子束的能量不断增强，几乎应用于各科学领域。但“国际缪子电离冷却实验”（MICE）合作组希望制造出一种全新的缪子加速器，继承LHC的“宏愿”，产生能量高10倍的新粒子。实现这一目标面临一个难题：能否充分“挤压”缪子束以达到研究新物理所需的标准。MICE合作组的最新实验清楚表明，电离冷却方法可行，缪子也能被注入很小体积内。
　　缪子质量为电子的200倍，寿命相对较短。利用强流质子射击高密度靶标可大量产生缪子。然而，这些缪子主要通过质子打靶得到的次级粒子衰变产生，运动方向四面八方，就像一团弥散的云团。科学家要先将此过程的其他碎片粒子分离出去，然后用一系列磁透镜引导缪子团。当两个这样的弥散束流交叉时，发生碰撞的概率很小。
　　为减少缪子团弥散，科学家采用了束流冷却过程，缪子的静止寿命约为2.2微秒，但以前的束流冷却方法要花费数小时才能达到效果。但MICE合作组另辟蹊径，实现了冷却目标：他们让缪子穿过用氢化锂或液态氢等材料特殊设计的能量吸收器，达到冷却效果，整个过程一直用强大的超导磁透镜聚焦缪子束。
　　研究人员称，电离冷却得到的缪子束流可应用于多个方面。比如，将缪子加速到高能状态，然后注入粒子存储环内，并与反向运动的反缪子束发生碰撞；另外，科学家们也可以降低冷缪子的速度，研究其衰变产物；还可以将单束缪子存储在环形跑道中并使其衰变，产生独特而强大的中微子束，为未来的中微子实验提供新发现的机会。
　　此外，缪子还可用于研究材料的原子结构、用作核聚变催化剂、透视X射线无法穿透的致密材料等。MICE团队希望他们的新冷却技术也能在这些领域“大显身手”。
　　
中国9家研究机构进世界百强
　　自然指数（Nature Index）网站近日公布了最新一期“自然指数”，统计时间段为2018年12月1日至2019年11月30日。
　　其中，生命科学领域全球前100名研究机构中，美国独占鳌头，共有52家研究机构上榜，中国有9家研究机构上榜。
　　排名前五的分别是哈佛大学、美国国立卫生研究院、斯坦福大学、德国马普协会、中国科学院。中国的9家研究机构分别是中国科学院、北京大学、浙江大学、清华大学、中国科学院大学、复旦大学、上海交通大学、解放军院校（PLA）和中山大学。
　　自然指数由施普林格·自然（Springer Nature）旗下自然科研（Nature Research）编制，于2014年11月首次发布，通过追踪高质量自然科学期刊所发表的科研论文的作者信息，为科研共同体提供有关全球科研状况和出版趋势的信息。
　　
抗肿瘤超声动力敏化剂研究取得进展
　　我国科研人员发现一种材料，可作为超声动力敏化剂来源，有助于临床用超声动力疗法清除肿瘤细胞。这一在抗肿瘤超声动力敏化剂领域取得进展的研究成果近日发表在《物理化学快报》上。
　　恶性肿瘤严重威胁人类健康甚至生命，其临床治疗目前最主要有外科手术、化疗和放疗这三种方法，但常伴有肿瘤易复发、病灶易转移等缺点。
　　近期，超声动力治疗由于其安全高效的特性引起了广泛的研究兴趣。超声动力疗法通过敏化剂在激发能的激活下所产生的活性氧物质来清除肿瘤细胞。
　　据介绍，超声是超声动力疗法的激发能，具有安全、组织穿透力较深等优势，已获得了广泛临床使用。但因超声动力敏化剂稀少，严重限制了超声动力疗法的发展。发展超声动力敏化剂是发展超声动力疗法亟须克服的瓶颈问题。针对这一问题，我国科学家开展了持续研究，发现压电材料可作为超声动力敏化剂来源，并得到了实验结果的证实。
　　该工作以黑磷纳米片为模型压电材料，证明了具有合适能级结构的压电材料在超声条件下能够产生活性氧物质，从而对肿瘤细胞实现响应性清除。研究人员首先证实了黑磷纳米片的压电性能，进而揭示了黑磷纳米片能在外加超声条件下产生活性氧物质、是一种超声动力敏化剂，然后分别从体外细胞实验和荷瘤实验小鼠模型两个层面，展示了黑磷纳米片在超声刺激下能响应性地清除肿瘤细胞、实现抗肿瘤的疗效。
　　这些实验结果表明，这种压电材料可作为超声动力敏化剂，并展示了这样一种新型的超声动力敏化机制在生物医学领域中的研究价值。