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·天文學·
重磅！引力波又迎突破性發現，四團隊分別觀測到納赫茲引力波關鍵證據
圖片來源：CAS New Media Lab
愛因斯坦的廣義相對論曾預測，如果有質量的物體發生劇烈的加速運動，如兩個黑洞或中子星的并合，會使時空本身產生“波紋”，這被稱為引力波。2015年，激光干涉引力波天文臺（LIGO）首次探測到了兩個黑洞并合產生的引力波，此后天文學家從數十起此類事件中捕獲了引力波。
理論預測，納赫茲引力波主要由超大質量黑洞并合產生，但由于納赫茲引力波引起的時空改變非常微弱，周期長達數年，其探測非常困難。目前唯一已知的探測手段，就是利用大型射電望遠鏡長期觀測一批自轉極其穩定的毫秒脈沖星。近日，中國脈沖星測時陣列（CPTA）、北美納赫茲引力波天文臺（NANOGrav）、歐洲脈沖星測時陣列（EPTA）和澳大利亞帕克斯脈沖星測時陣列（PPTA）利用各自的大型射電望遠鏡，分別探測到了納赫茲引力波存在的關鍵性證據。
如果一列引力波經過了地球和脈沖星中間的區域，就會改變脈沖到達的時間。因此，如果利用大型射電望遠鏡長期測時觀測一批自轉極其穩定的毫秒脈沖星，并發現多顆脈沖星同時發生某種規律性變化，就代表著探測到了引力波。四個研究團隊分別于《天文和天體物理學研究》（Research in Astronomy and Astrophysics）、《天文學與天體物理學雜志》（Astronomy & Astrophysics）和《天體物理雜志快報》（Astrophysical Journal Letters）（1, 2）獨立發表了相關觀測成果。據相關研究者介紹，目前四個研究團隊均發現了納赫茲引力波預期特征，但尚未達到“確鑿發現”的統計確定性，研究團隊也無法確定納赫茲波段引力波的主要物理來源。接下來，隨著觀測數據時間跨度增加，有望進一步明確該引力波的來源，從而幫助理解宇宙結構的起源，洞察宇宙超大質量黑洞的增長、演化和并合過程。（科技日報，科學大院，Nature news）
·基因編輯·
張鋒團隊發現真核生物中類似CRISPER的基因編輯系統
CRISPR-Cas最早發現于原核生物中。長久以來，科學家一直想知道類似的系統是否也存在于真核生物當中。今日，張鋒教授團隊在《自然》（Nature）發表的一項突破性研究顯示，他們在動物中發現了能對人類基因組進行編輯、類似于CRISPR的基因編輯系統。
研究團隊通過分子系譜的分析發現，微生物基因組中的轉座子OMEGA家族中的TnpB蛋白可能是CRISPR-Cas12內切酶以及真核生物蛋白Fanzor的祖先，這使得他們懷疑也許Fanzor也具有基因編輯的能力。隨后，他們通過生化特性分析證實，Fanzor蛋白是可切割DNA的核酸內切酶。接著，通過低溫電子顯微鏡對真菌Spizellomyces punctatus中的Fanzor蛋白（SpuFz）的結構解析證實，Fanzor是存于真核生物、類似于OMEGA的系統。進一步分析時發現，Fanzor蛋白可對人類細胞基因組的特定位點進行靶向的插入與缺失編輯。此外，他們還發現真菌來源的Fanzor蛋白并沒有表現出“附帶活性”（collateral activity），因此Fanzor蛋白具有被開發為更具專一性、更有效率基因編輯器的潛力。通過進一步的優化，Fanzor有望成為較現有CRISPR/Cas系統更為精確、更易被遞送至人類細胞的基因編輯工具。（藥明康德）
·人類學·
打破固有印象，女性也是熟練的狩獵者
“男性打獵，女性采集”是長期以來對人類狩獵采集歷史的固有印象。而最新發表于《公共科學圖書館·綜合》（PLOS ONE）上的一項研究指出，在眾多狩獵-采集者社會中，女性也時常是狩獵者。
此前全新世（Holocene）的考古研究已經發現了婦女狩獵的證據。研究人員為調查近期歷史中女性參與狩獵的普遍性，整理了民族志學者所撰寫的文獻數據。他們發現，在19世紀末至今來自不同大陸的人類狩獵-采集者群體的數據中，近80%社會中的婦女會參與狩獵；且87%有女性獵人的社會中，女性獵人是主動狩獵，而非因碰巧遇見獵物而狩獵。此外，研究團隊還調查分析了男性獵人和女性獵人的不同狩獵策略，并指出女性狩獵與照看孩子并不沖突。這些結果說明了女性在狩獵中的重要作用，并打破了男性是狩獵者、女性是采集者的固有印象。（Sciencenews）
·新技術·
利用人類心肌細胞 3D 打印心腔，可自主跳動超過100天
在2019年的一項研究中，科學家曾利用3D打印技術打印出一整顆心臟，但卻不具備跳動的能力。而在最新發布于預印本網站bioRxiv上的一篇研究中（未經同行評審），研究者使用新技術打印出了能夠自行跳動的微型心室。
研究團隊用活的心肌細胞、膠原蛋白和透明質酸的混合體作為3D打印的“墨水”。首先將“墨水”注入一種凝膠，以維持打印過程中心室的形狀，然后融化凝膠，只留下打印的結構。研究者表示，利用該技術，他們能打印出14mm高、直徑8mm的氣球狀心室結構（約比真實人類心室小6倍）。打印出的心室在一周后開始跳動，且100天后仍在跳動，并且可使用藥物使其跳動速度加快。盡管仍有許多挑戰，研究者希望最終能用這種技術打印出擁有4個心腔的可跳動心臟。（New Scientist）
·量子計算·
基于分數量子霍爾態的穩定量子系統
圖片來源：Eric Anderson/University of Washington
穩定的量子系統是構建量子計算機的關鍵，但現有的量子系統很容易受到外部擾動。基于分數量子霍爾態（FQAH）和任意子的系統能夠在小的局部擾動下保持穩定，但是，如何構建無需外加強磁場保持穩定的FQAH是個難題。近日，在發表于《自然》（Nature）和《科學》（Science）的兩篇論文中，科學家找到了構建FQAH，以進一步制造可容錯量子比特系統的方法。
科學家將兩片超薄半導體材料二碲化鉬（MoTe?）以特定的扭曲角度堆疊在一起，制造出了特殊的“蜂窩狀”晶格，讓電荷能夠在獨特的拓撲結構中流動。雖然二碲化鉬沒有磁性，但當冷卻到接近絕對零度后，材料能自發出現磁性，并在無需外界強磁場的情況下產生FQAH。同時，電荷間的強相互作用使FQAH能夠穩定存在。后續研究中，科學家希望在FQAH的基礎上引入非阿貝爾任意子，構建能抵抗擾動的強大量子計算機系統。（University of Washington）
撰文：馬一瑗、冬鳶、二七
編輯：二七
封面圖來源：Aurore Simonnet for the NANOGrav Collaboration. This image is provided under the Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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