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4月14日PNAS中文摘要

 

 

 
我们推出代表性期刊每期论文精选,旨在让科研工作者及时了解本领域研究最新动态,把握世界科学脉搏。
 
以下是著名综合类期刊《PNAS》2015年4月14日最新一期精选论文介绍。
 
对甲酰胺的辐照与生命起源前化合物
 
一项研究发现,在存在陨石物质的情况下对甲酰胺的辐照可能导致生命起源前化合物的合成。甲酰胺是星际空间中的一种常见化合物,它被认为是构成生命的基本单元如氨基酸等化合物的前驱。为了检验复杂化合物从甲酰胺中形成的可能假想情境,Ernesto Di Mauro、Raffaele Saladino及其同事在粉碎的陨石存在的情况下对液态甲酰胺进行了辐照,从而模拟宇宙辐射作为能源的地球外生命前化合物合成。粉碎的陨石很可能充当了生命前化合物合成的矿物催化剂,这组作者测试了来自4个主要陨石类别的样本,从而检验一批化学成分对生命前化合物合成的效应。这组作者发现,在经过辐照的溶液中检测到了氨基酸、羧酸、核碱基以及糖类,还检测到了胞嘧啶核苷、尿嘧啶核苷、腺嘌呤核苷和胸腺嘧啶核甘。在核碱基的合成中可能利用了辐射产生的氰化物原子团——理论研究预计了这些原子团的出现。这组作者说,这些结果提出了一种可能性,即生命起源前化合物可能一直在地球之外的环境中使用宇宙辐射作为能源,并且使用陨石化学成分作为催化剂加以合成。
 
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论文 #14-22225: “Meteorite-catalyzed syntheses of nucleosides and of other prebiotic compounds from formamide under proton irradiation,” 作者Raffaele Saladino等人
 
农业杀虫剂与水生生物多样性
 
一项研究发现,农业杀虫剂对河流与河口的污染常常超过了规定的上限。水生栖息地的高浓度杀虫剂污染可能减少水生生物多样性,但是全世界杀虫剂污染的程度一直没有得到评估。Sebastian Stehle 和Ralf Schulz审视了在1962年到2012年间进行的覆盖了73个国家的2500个水生地点的838项研究,从而评估地表水的农业杀虫剂暴露情况。这组作者确定了代表所有主要杀虫剂类别的28种常用杀虫剂的浓度是否超过了当地管理机构接受的极限浓度。这组作者发现,杀虫剂污染很少出现在水生环境中,估计2.6%的样本含有可测量的杀虫剂浓度。但是在含有杀虫剂的地点,这些检测结果的52.4%超过了管理规定的上限。在管理严格的国家的超极限水平的情况更多,对于新一代杀虫剂更显著。这组作者说,改变杀虫剂管理规定以及对全球农业区地表水的额外监测,可能减少对地表水生物多样性的影响。
 
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论文 #15-00232: “Agricultural insecticides threaten surface waters at the global scale,” 作者Sebastian Stehle 和Ralf Schulz.
 
科学、技术、工程与数学(STEM)教职对女性的偏爱
 
一项研究发现,美国的371所大学院校的科学与工程院系选择女性教师候选人的数量是同样资质的男性候选人的2倍。Wendy Williams 与Stephen Ceci进行了5个随机对照实验,从而检验雇佣中的性别偏见是否造成了女性在科学学术领域中未得到充分的代表。来自美国371所大学院校的873名向终身教职职位发展的教职人员参与了这项研究。在4项实验中,教职人员评估了描述性概要,这些概要介绍了申请生物学、经济学、工程与心理学的终身制轨道助理教授职位的、假设的男性和女性申请者。在另一个实验中,工程学教职人员评估了履历全文,而不是叙述性概要。这组作者把申请者的工作资质和婚姻与子女状况等生活方式特征匹配起来,并且改变了实验设计,从而具体地研究诸如单身母亲、有无工作配偶以及过去关于育儿假期的选择。与关于科学、技术、工程与数学(STEM)雇佣的性别偏见的假定相反,所有这4个学科的教职人员偏向选择女性申请者而不是男性申请者,只有男性经济学家是例外,他们没有表现出性别偏好。在比较不同生活方式的实验中,女性偏向选择离婚的母亲而非结婚的父亲,而男性偏向选择休育儿假期的母亲而非没有休育儿假期的母亲。这组作者说,这些发现可能对于开始从事科学学术领域职业的女性是好消息。
 
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论文 #14-18878: "National hiring experiments reveal 2:1 faculty preference for women on STEM tenure track,” 作者Wendy Williams 和Stephen Ceci
 
社区对海啸波浪的脆弱性
 
一项研究发现,不同的社区对于海啸威胁可能有不同的脆弱性,需要定制起作用而且有效率的疏散方案。Nathan J. Wood及其同事评估了从美国加州北部到华盛顿州北部的49个城市、7个部落保留地以及17个县的特点,这片区域受到来自地震活跃的卡斯卡底俯冲带的可能的海啸波浪的威胁。这组作者评估了暴露在卡斯卡底相关海啸风险中的人数或者行业,以及每个社区的人口统计特征和可能的步行疏散时间。这组作者发现,沿海社区分成了3个组:第一个组的社区在海啸风险区的人口相对较少,可能有时间疏散,但是有多样化的人口统计特征,这可能影响疏散时间,这包括老年居民。第二个组的社区有暴露在海啸风险中的大量人口,但是如果人们有能力迅速移动到高地,他们可能有足够的时间疏散。第三个组的社区在海啸风险区有中等程度的人口,但是在波浪到来之前让每个人疏散的时间不足。这组作者说,这些结果提示,对于每一种类型的社区,训练、教育或者规划高楼的垂直疏散,可能帮助有效的撤离。
 
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论文 #14-20309: “Community clusters of tsunami vulnerability in the US Pacific Northwest,” 作者Nathan J. Wood, Jeanne Jones, Seth Spielman和Mathew C. Schmidtlein.
 
通过衍射分析迅速诊断癌症
 
一项概念验证研究证明了迅速而且具有成本效益的床边癌症诊断方法的可行性。数字全息图可以帮助执行迅速、可靠而且无负担的床边癌症筛查,特别是对于缺乏资源的环境。Ralph Weissleder及其同事开发了一种称为“数字衍射诊断”的分析方法,它基于分子标记的小珠的衍射图样的计算机分析,这些小珠与病人样本中发现的癌症标记物结合。一个塑料模块内置了光源和微型透镜,插入的样本被紧贴在上面的一台智能手机的照相机拍摄,手机记录并把这些小珠的图样上传到服务器,在45分钟内提供一个初步诊断结果。这组作者测试了这种分析方法对于宫颈癌筛查和人类乳头瘤病毒(HPV)检测的效用。这组作者使用的小珠与使用针对宫颈癌相关标记物的抗体标记的细胞结合,他们确定了来自25名宫颈涂片异常的病人的宫颈样本的每个靶标细胞的平均小珠数量(nbead);这些样本通过常规病理学检查分别被识别为“高风险”、“低风险”、或者“良性”。使用nbead作为一个诊断参数,这组作者把这些样本分类为高风险、低风险/良性类别,灵敏度为100%,特异性为92%。这种分析还有助于探测病人样本中的阿摩尔范围的人类乳头瘤病毒(HPV)DNA。这组作者说,这种分析目前每次诊断的成本是1.80美元,它证明了一种在资源缺乏的环境下的基于智能手机的诊断方法的可行性。
 
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论文 #15-01815: “Digital diffraction analysis enables low-cost molecular diagnostics on a smartphone,” 作者Hyungsoon Im 等人
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