环球科学：重磅！引力波又迎突破性发现，四团队分别观...

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　　· 天文学 ·

　　重磅！引力波又迎突破性发现，四团队分别观测到纳赫兹引力波关键证据

　　爱因斯坦的广义相对论曾预测，如果有质量的物体发生剧烈的加速运动，如两个黑洞或中子星的并合，会使时空本身产生“波纹”，这被称为引力波。2015年，激光干涉引力波天文台（LIGO）首次探测到了两个黑洞并合产生的引力波，此后天文学家从数十起此类事件中捕获了引力波。

　　理论预测，纳赫兹引力波主要由超大质量黑洞并合产生，但由于纳赫兹引力波引起的时空改变非常微弱，周期长达数年，其探测非常困难。目前唯一已知的探测手段，就是利用大型射电望远镜长期观测一批自转极其稳定的毫秒脉冲星。近日，中国脉冲星测时阵列（CPTA）、北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）、欧洲脉冲星测时阵列（EPTA）和澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列（PPTA）利用各自的大型射电望远镜，分别探测到了纳赫兹引力波存在的关键性证据。

　　如果一列引力波经过了地球和脉冲星中间的区域，就会改变脉冲到达的时间。因此，如果利用大型射电望远镜长期测时观测一批自转极其稳定的毫秒脉冲星，并发现多颗脉冲星同时发生某种规律性变化，就代表着探测到了引力波。四个研究团队分别于《天文和天体物理学研究》（Research in Astronomy and Astrophysics）、《天文学与天体物理学杂志》（Astronomy & Astrophysics）和《天体物理杂志快报》（Astrophysical Journal Letters）（1, 2）独立发表了相关观测成果。据相关研究者介绍，目前四个研究团队均发现了纳赫兹引力波预期特征，但尚未达到“确凿发现”的统计确定性，研究团队也无法确定纳赫兹波段引力波的主要物理来源。接下来，随着观测数据时间跨度增加，有望进一步明确该引力波的来源，从而帮助理解宇宙结构的起源，洞察宇宙超大质量黑洞的增长、演化和并合过程。（科技日报，科学大院，Nature news）

　　· 基因编辑 ·

　　张锋团队发现真核生物中类似CRISPER的基因编辑系统

　　CRISPR-Cas最早发现于原核生物中。长久以来，科学家一直想知道类似的系统是否也存在于真核生物当中。今日，张锋教授团队在《自然》（Nature）发表的一项突破性研究显示，他们在动物中发现了能对人类基因组进行编辑、类似于CRISPR的基因编辑系统。

　　研究团队通过分子系谱的分析发现，微生物基因组中的转座子OMEGA家族中的TnpB蛋白可能是CRISPR-Cas12内切酶以及真核生物蛋白Fanzor的祖先，这使得他们怀疑也许Fanzor也具有基因编辑的能力。随后，他们通过生化特性分析证实，Fanzor蛋白是可切割DNA的核酸内切酶。接着，通过低温电子显微镜对真菌Spizellomyces punctatus中的Fanzor蛋白（SpuFz）的结构解析证实，Fanzor是存于真核生物、类似于OMEGA的系统。进一步分析时发现，Fanzor蛋白可对人类细胞基因组的特定位点进行靶向的插入与缺失编辑。此外，他们还发现真菌来源的Fanzor蛋白并没有表现出“附带活性”（collateral activity），因此Fanzor蛋白具有被开发为更具专一性、更有效率基因编辑器的潜力。通过进一步的优化，Fanzor有望成为较现有CRISPR/Cas系统更为精确、更易被递送至人类细胞的基因编辑工具。（药明康德）

　　· 人类学 ·

　　打破固有印象，女性也是熟练的狩猎者

　　“男性打猎，女性采集”是长期以来对人类狩猎采集历史的固有印象。而最新发表于《公共科学图书馆·综合》（PLOS ONE）上的一项研究指出，在众多狩猎-采集者社会中，女性也时常是狩猎者。

　　此前全新世（Holocene）的考古研究已经发现了妇女狩猎的证据。研究人员为调查近期历史中女性参与狩猎的普遍性，整理了民族志学者所撰写的文献数据。他们发现，在19世纪末至今来自不同大陆的人类狩猎-采集者群体的数据中，近80%社会中的妇女会参与狩猎；且87%有女性猎人的社会中，女性猎人是主动狩猎，而非因碰巧遇见猎物而狩猎。此外，研究团队还调查分析了男性猎人和女性猎人的不同狩猎策略，并指出女性狩猎与照看孩子并不冲突。这些结果说明了女性在狩猎中的重要作用，并打破了男性是狩猎者、女性是采集者的固有印象。（Science news）

　　· 新技术 ·

　　利用人类心肌细胞 3D 打印心腔，可自主跳动超过100天

　　在2019年的一项研究中，科学家曾利用3D打印技术打印出一整颗心脏，但却不具备跳动的能力。而在最新发布于预印本网站bioRxiv上的一篇研究中（未经同行评审），研究者使用新技术打印出了能够自行跳动的微型心室。

　　研究团队用活的心肌细胞、胶原蛋白和透明质酸的混合体作为3D打印的“墨水”。首先将“墨水”注入一种凝胶，以维持打印过程中心室的形状，然后融化凝胶，只留下打印的结构。研究者表示，利用该技术，他们能打印出14mm高、直径8mm的气球状心室结构（约比真实人类心室小6倍）。打印出的心室在一周后开始跳动，且100天后仍在跳动，并且可使用药物使其跳动速度加快。尽管仍有许多挑战，研究者希望最终能用这种技术打印出拥有4个心腔的可跳动心脏。（New Scientist）

　　· 量子计算 ·

　　基于分数量子霍尔态的稳定量子系统

　　稳定的量子系统是构建量子计算机的关键，但现有的量子系统很容易受到外部扰动。基于分数量子霍尔态（FQAH）和任意子的系统能够在小的局部扰动下保持稳定，但是，如何构建无需外加强磁场保持稳定的FQAH是个难题。近日，在发表于《自然》（Nature）和《科学》（Science）的两篇论文中，科学家找到了构建FQAH，以进一步制造可容错量子比特系统的方法。

　　科学家将两片超薄半导体材料二碲化钼（MoTe?）以特定的扭曲角度堆叠在一起，制造出了特殊的“蜂窝状”晶格，让电荷能够在独特的拓扑结构中流动。虽然二碲化钼没有磁性，但当冷却到接近绝对零度后，材料能自发出现磁性，并在无需外界强磁场的情况下产生FQAH。同时，电荷间的强相互作用使FQAH能够稳定存在。后续研究中，科学家希望在FQAH的基础上引入非阿贝尔任意子，构建能抵抗扰动的强大量子计算机系统。（University of Washington）

　　撰文：马一瑗、冬鸢、二七