研究者の国際チームは、南極で採掘された氷床コアに鉱物ジャロサイトの証拠を発見しました。

Nature Communications誌に掲載された論文で、研究者たちは、発見がどのようにして起こったのか、そして火星の表面に同じ鉱物が存在するという理論を支持すると信じている理由を説明しています。

ジャロサイトは地球上では非常にまれです。通常、空気や雨にさらされた山のゴミに含まれています。科学者たちは氷床コアでそれを探しませんでした-彼らは氷河期のサイクルをよりよく理解するのを助けることができる深い氷床コアのミネラルに焦点を合わせました。

しかし、彼らが黄褐色の鉱物に出くわしたとき、彼らの関心は高まりました。 X線吸収研究と電子顕微鏡検査はそれがジャロサイトであることを示しました。

地質学者は、少量の塵も含んでいた氷のポケットに鉱物が形成されたと推測しています。研究者たちは、彼らが氷の下で洗い流されたと述べました。この発見は、ジャロサイトが発見された別の場所、火星の表面を思い出させました。

それは2004年にオポチュニティローバーによって発見され、多くの場所に行き着きました。火星でのジャロサイトの発見は、NASAや世界中で多くの関心を呼んでいます。これは、以前の研究で、ジャロサイトの形成には水が必要であることが示されているためです。

火星でのジャロサイトの発見により、科学者たちはその起源を説明する理論を考え出すようになりました。塩水が蒸発した後、それが取り残されたかもしれないと示唆する人もいます。他の人々は、火星が数十億年前に巨大な氷床で覆われていたかもしれないと示唆しました。

研究者たちはまた、ジャロサイトが氷のポケットに形成された可能性があることを示唆しました。彼らは、氷床がゆっくりと成長し、それにほこりが落ちた場合、これは可能であると述べました。理論が定式化されたとき、ジャロサイトが地球を含む他のどこにもこのように形成されることが見出されなかったので、テストすることは困難でした。

ジャロサイトが南極の氷の奥深くで発見された今、後者の理論が最も人気があると思われます。

研究者たちは、理論にはまだ1つの欠点があると指摘しています。南極の氷には非常に少量のジャロサイトが含まれており、火星には鉱物が大量に含まれています。科学者たちは、この違いは火星の表面にある大量の塵によって説明できると推測しています。

新しい研究では、宇宙にプラズマがない場合、磁気圏の非常に特殊な条件下で電子が超相対論的エネルギーに到達できることが示されています。

NASAのVanAllen Probes衛星からの最近の測定では、電子が超相対論的エネルギーに到達し、光速近くで飛ぶことができることが示されています。

ドイツ地球科学研究センターの従業員は、このような強い加速がどのような条件下で発生するかを発見しました。 2020年に、彼らはすでにプラズマ波が太陽嵐の間にこれに決定的な役割を果たすことを示しました。しかし、なぜそのような高い電子エネルギーがすべての太陽嵐で達成されないのかは以前は不明でした。科学者たちはScienceAdvancesで、バックグラウンドプラズマ密度を劇的に下げることが重要であることを示しています。

宇宙の超相対論的電子

超相対論的エネルギーでは、電子はほぼ光速で移動します。次に、相対性理論が最も重要になります。

粒子の質量は10倍に増加し、時間は遅くなり、距離は減少します。これらの高エネルギーでは、荷電粒子は最も保護された衛星でさえ最も危険になります。

ほとんど保護がそれらを止めることができないので、それらの充電は敏感な電子機器を破壊することができます。したがって、それらの発生を予測することは、たとえば、GFZで実施されている宇宙天気観測の一部として、現代のインフラストラクチャにとって非常に重要です。

電子の途方もない加速の条件を調査するために、科学者は、NASAの宇宙機関が2012年に立ち上げたヴァンアレンプローブのダブルミッションからのデータを使用しました。目標は、放射線帯で詳細な測定を行うことでした。

これは、地球を取り巻くいわゆるヴァンアレン帯です。ここでは、残りの空間と同様に、正と負に帯電した粒子の混合物がいわゆるプラズマを形成します。プラズマ波は、太陽嵐によって生成される電場と磁場の変動として理解することができます。それらは電子の加速の背後にある重要な推進力です。

ミッション中、超相対論的電子を生成した太陽嵐と、この影響のない嵐の両方が観測されました。バックグラウンドプラズマの密度が強い加速の決定的な要因であることが判明しました。超相対論的エネルギーを持つ電子は、プラズマ密度が1立方センチメートルあたり約10粒子という非常に低い値に低下したときにのみ出現しましたが、この密度は通常5〜10倍です。より高い。

そのような極端なプラズマ枯渇を含む数値モデルを使用して、著者は、低密度の期間が電子を加速するための好ましい条件を作成することを示しました-最初の数十万から700万電子ボルト以上。

ヴァンアレンプローブからのデータを分析するために、研究者はGEO.Xネットワークによって資金提供された機械学習方法を使用しました。それらは、著者が電場と磁場の測定された変動から総プラズマ密度を決定することを可能にしました。

プラズマは非常に重要です

「この研究は、プラズマ環境の条件（プラズマ波と一時的に低いプラズマ密度）が正しければ、地球の放射線帯の電子が超相対論的エネルギーに急速に局所的に加速されることを示しています。プラズマ密度が極端に低い領域では、粒子はプラズマ波からのたくさんのエネルギー。同様のメカニズムは、木星や土星などの外惑星の磁気圏や、その他の天体物理学の天体でも機能します」と、ポツダム大学のユーリシュプリッツ教授は述べています。

したがって、このような極端なエネルギーを達成するために、2段階の加速プロセスは必要ありません。これは、最初に磁気圏の外側領域からベルトへ、次に内側へと長い間想定されてきたためです。これはまた、昨年の私たちの研究の結果を裏付けています。

数学者のクリスチャン・イェーツは、BBCの数学プログラムから連絡を受けた後、世界中のSARS-CoV-2コロナウイルス粒子の量を推定しました。仮説に基づく見積もりについて話しているので、彼はこの要求を細心の注意を払って扱い、最近、TheConversationの記事で彼の推論を公開しました。

「では、どのようにして総量の概算を計算し始めますか？幸いなことに、私はこの種の大規模な逆推定を使って何らかの形をとっています。私の著書「生と死の数学」で多くのことを行ったことが、ChristianYatesに書かれています。 「しかし、この特定の数値の旅に着手する前に、これが最も合理的な仮定に基づく概算であることを明確にする必要がありますが、それを改善できる場所があるかもしれないことを喜んで認めます。」

では、どこから始めますか？まず、世界に存在するSARS-CoV-2粒子の数を計算することをお勧めします。これを行うには、何人の人が感染しているかを知る必要があります。 （動物ではなく、人間がウイルスの最も重要な貯蔵所であると仮定します。）

統計ウェブサイトOurWorld in Dataによると、毎日50万人がCOVIDの検査で陽性を示しています。ただし、無症候性であるか、検査を受けないことを選択したため、または自国で広範囲の検査が容易に利用できないため、多くの人がこのリストに含まれないことを私たちは知っています。

統計的および疫学的モデリングを使用して、Christian Yates Institute for Health Metrics and Evaluationは、毎日感染する実際の数は300万人を超えると推定しています。

現在感染している人々のそれぞれが運ぶウイルスの量（彼らのウイルス量）は、彼らがどれくらい前に感染したかによって異なります。平均して、ウイルス量は感染後約6日で上昇およびピークに達し、その後着実に減少すると考えられています。

現在感染しているすべての人々のうち、昨日感染した人々は全体にわずかな貢献をします。数日前に感染した人はもう少し貢献するでしょう。 3日前に感染した人はまだ少ないです。平均して、6日前に感染した人のウイルス量が最も高くなります。この寄与は、7、8、または9日前などに感染した人々では減少します。

私たちが知る必要がある最後のことは、感染の任意の時点で人間が含んでいるウイルス粒子の数です。ウイルス量が時間の経過とともにどのように変化するかを大まかに知っているので、ピークウイルス量の推定で十分です。

未発表の研究では、感染したサルのさまざまな組織のグラムあたりのウイルス粒子数に関するデータを取得し、組織のサイズを大きくして人間を代表するようにしました。彼らの推定ピークウイルス量は、10億から1000億のウイルス粒子の範囲です。

その範囲の中間の値（幾何平均）100億で作業してみましょう。前日に感染した300万人のそれぞれのウイルス量へのすべての寄与を合計すると（300万がほぼ一定であると仮定）、約200兆（2×1017）であることがわかります。または2億）ウイルス粒子。

これは本当に大きな数のように聞こえます、そしてそれはそうです。これは地球上の砂粒とほぼ同じです。しかし、総量を計算するときは、SARS-CoV-2粒子が非常に小さいことを覚えておく必要があります。直径の推定値は80から120ナノメートルの範囲です。

1ナノメートルは10億分の1メートルです。 SARS-CoV-2の半径は、人間の髪の毛の約1000分の1です。以降の計算では、直径100ナノメートルの平均を使用します。

単一の球形ウイルス粒子の体積を計算するには、球の体積の式を使用する必要があります。

V =4πr3/ 3

rのSARS-CoV-2の半径を50ナノメートル（設計範囲の中心）とすると、1つのウイルス粒子の体積は523,000立方ナノメートルになります。

この非常に小さな体積に、以前に計算した非常に多数の粒子を掛けて有効数字に変換すると、総体積は約120ミリリットル（ml）になります。これらすべてのウイルス粒子を1つの場所に集めたい場合は、球が完全に詰まっていないことを覚えておく必要があります。

食料品店で目にするかもしれないオレンジ色のピラミッドについて考えると、それが占めるスペースの多くが空であることを思い出すでしょう。実際、空白を最小限に抑えるためにできる最善のことは、「閉じたパッキング球」と呼ばれる構成です。この構成では、空きスペースが全体の約26％になります。

これにより、SARS-CoV-2粒子の総収集量が約160 mlに増加します。これは、約6枚のショットグラスに収まるほど小さい量です。直径の推定値の上限を考慮し、スパイクタンパク質のサイズを考慮しても、すべてのSARS-CoV-2タンパク質はコカコーラ缶を満たすことはできません。

「過去1年間に発生したすべてのトラブル、破壊、剥奪、人命の損失は、間違いなく史上最悪の飲み物となるもののほんの数杯に過ぎないと考えるのは驚くべきことです」とクリスチャン・イェーツは結論付けています。

人間は私たちの腸に住む何兆もの微生物と共生関係にあり、今では研究者たちはその関係が数十万年に及ぶことを発見しました。科学者は50,000歳のネアンデルタール人の糞便を調べ、現代の人間にまだ存在する腸内微生物の痕跡を発見しました。これは、共生が私たちの最後の共通の祖先よりも前に存在することを示唆しています。

私たちは皆、バクテリア、ウイルス、古細菌、菌類の複雑なコミュニティを持っています。科学者がウェブを解明し続けると、彼らの到達範囲は私たちが思っていたよりもはるかに広がっていることがわかります。

腸内細菌叢は、血糖値、代謝、体重を減らす能力、またはよく眠る能力に影響を及ぼし、糖尿病、癌、多発性硬化症、心臓病、統合失調症、アルツハイマー病、パーキンソン病、さらにはうつ病などの病気を発症する可能性に影響を与える可能性があります。

私たちの全体的な健康はこれらの微生物と密接に関連しているので、私たちはそれらの健康にも注意を払わなければなりません。加工食品の現代的なライフスタイルと抗生物質の乱用のおかげで、多様性が減少しているのではないかと心配しています。

新しい研究のために、ボローニャ大学の科学者たちは、私たちの「古くからの友人」、つまり私たちと最も長く一緒にいて、したがって進化の利点に関連している可能性が最も高い種を特定することに着手しました。これは、保護する必要があるものに優先順位を付け、それらを保護する新しい方法を開発するのに役立ちます。

これを行うために、研究者たちは、ネアンデルタール人が何千年も住んでいたことが知られているスペインの洞窟の土壌に押し込まれた古代の糞便のサンプルを収集しました。その後、彼らは内部に含まれる微生物のDNAを分析し、これらの絶滅した人間の親類の腸内微生物叢を調べることができました。

興味深いことに、チームは、Blautia、Dorea、Roseburia、Ruminococcus、Faecalibacterium、Bifidobacteriumなど、人間の腸で見つかった多くの細菌の痕跡を発見しました。これらの「古くからの友人」は、ホモ・サピエンスが種として出現するずっと前に私たちの祖先と一緒に住んでいたので、非常に古いに違いないことがわかりました。

「古代DNAの分析を通じて、現代のホモサピエンスと共通の微生物の核を分離することができました」と、この研究の最初の著者であるシルビア・トゥローニは述べています。 「この発見により、約70万年前に起こった、人間とネアンデルタール人の分離の前に、これらの古代の微生物が私たちの種の腸に生息していたと断言することができます。」

研究者たちは、これらの古い友人を見つけたら、彼ら、ひいては私たち自身を保護し始めることができると言います。

「これらの結果は、人間の腸内細菌叢のどの成分が私たちの健康に不可欠であるかを理解することを可能にします。それらは進化の観点からも私たちの生物学の不可欠な要素です」と研究著者のマルコ・カンデラは言います。

「現代の生活の状況により、マイクロバイオータの多様性は次第に低下しています。研究結果は、この現象に対抗するための食事とライフスタイルに適応したソリューションの開発に役立ちます。」

この研究は、CommunicationsBiology誌に掲載されました。

SARS-CoV-2コロナウイルスの新しい画像は、特にウイルスとその宿主生物との相互作用を視覚化するための、バイオイメージングにおけるヘリウム顕微鏡の可能性を示しています。

ヘリウムイオン顕微鏡は、細胞構造、ウイルス粒子、微生物相互作用などの生物学的サンプルの直接イメージングを可能にします。

この方法によるイメージングは​​、サブナノメートルの解像度、深い被写界深度、および高い表面感度を兼ね備えています。

電荷補償機能を備えたヘリウムイオン顕微鏡は、導電性コーティングを追加せずに、生体サンプルを分離するイメージングを可能にします。

「導電性コーティングはサンプルの表面構造を変化させます」とビーレフェルト大学のArminGöltshäuser教授は述べています。

「ヘリウムイオン顕微鏡はコーティングを必要としないため、直接スキャンが可能です。」

「私たちの研究によると、ヘリウムイオン顕微鏡はコロナウイルスの画像化に適しているため、ウイルスと宿主細胞の相互作用を正確に観察できます。」

研究者らは、ヘリウムイオン顕微鏡を使用して、SARS-CoV-2に感染したVeroE6細胞の画像をキャプチャしました。

彼らの画像は、ウイルスとVero E6細胞の表面の3Dビューを、1.3nmまでのエッジ解像度で示しています。

「ヘリウムイオン顕微鏡は、細胞膜に作用する細胞の防御機構を画像化するのに非常に適しています」と研究者らは述べています。 「この技術は、感染細胞と相互作用するSARS-CoV-2ウイルスのイメージングにおける大幅な改善です。」

ヘリウムイオン顕微鏡は、科学者がCOVID-19患者の感染プロセスをよりよく理解するのに役立つ可能性があります。

チームの作業は、Beilstein Journal ofNanotechnologyに掲載されました。

物理学者は、量子ガスのとらえどころのないフィラメントの物質の新しい状態を観察しました。

スタンフォード大学の研究者は、かなりの力でさえ雲への崩壊に抵抗するのに十分安定した材料を作成できることを発見しました。さらに、彼らは物質の新しい動作状態を特定しました。これは一度だけ観察され、量子ガスではこれまでに一度も観察されていません。

量子ガスの特性は、次世代の情報技術の場を提供する可能性があることに注意することが重要です。

物質のカテゴリーには伝説的な名前さえあります。スーパートンクス-ジラルドーガス。それは、それらが個々のアイデンティティの感覚を失い始める程度に冷却された原子で構成されており、集合的な力によって保持されたコンガラインを形成することを余儀なくされています。

理想的な条件下では、量子ガスの細長い糸の内側の粒子間の引力により、圧力がかかっていても一方向に保つことができます。したがって、物理学者はそれをスーパーと呼びます。

しかし、不完全な実験装置では、最も細かく調整されたスーパートンクス-ジラルドーガスでさえ、非常に長い間安定した状態を保つことができず、瞬く間に崩壊します。

この奇妙な状態は、量子カオスと昔ながらの古典物理学の予測可能性の間のどこかにあり、一見非論理的に見える世界を表しています。

量子フィラメントは、それ自体で量子情報を保存するのに役立つ可能性があります。または、量子システムを研究するための実験室で一種のシミュレーターとして機能する可能性があります。

この研究はジャーナルScienceに掲載されました。

2本の細いストランドがらせん状にねじれています。これはDNA分子の象徴的な形状です。しかし、DNAがまれな4重らせんを形成することがあり、この奇妙な構造が重要な役割を果たすことがあります。

G-quadruplexesとして知られる4本鎖DNAについてはほとんど知られていませんが、科学者たちは現在、これらの奇妙な分子を検出し、生細胞でのそれらの挙動を観察する新しい方法を開発しました。

ジャーナルNatureCommunicationsで1月8日に公開された新しい研究で、チームは特定のタンパク質がどのようにG-quadruplexを分解させるかを説明しました。将来、彼らの仕事は、4本鎖DNAを乗っ取ってその活動を妨害する新薬の作成につながる可能性があります。

ロンドンのインペリアルカレッジの化学部の研究著者であるベンルイスは、声明のなかで、G-quadruplexesがさまざまな生命過程やさまざまな病気で重要な役割を果たすという証拠が増えていると述べています。

声明によると、全体として、G-quadruplexesは健康な細胞よりも癌細胞でより頻繁に発生します。

さまざまな研究により、4本鎖DNAの存在が、腫瘍の成長につながるプロセスである癌細胞の急速な分裂に関連付けられています。したがって、科学者たちは、奇妙なDNAを薬物で標的にすることで、この横行する細胞分裂を遅らせたり止めたりすることができると理論づけました。いくつかの研究がすでにこの考えを支持しています。

しかし、欠けているリンクは、生きている細胞に直接この構造を表示することでした、とルイスは言いました。言い換えれば、科学者たちはこれらのDNA分子の作用を観察するためのより良い方法を必要としていました。

新しい研究が不足している知識を埋め始めます。

G-quadruplexesは、単一の二本鎖DNA分子がそれ自体で折りたたまれたとき、またはDNAの構成要素の1つであるグアニンと呼ばれる単一の核酸に複数のDNA鎖が結合したときに形成されます。

細胞内でこの奇妙なDNAを見つけるために、チームはDAOTA-M2と呼ばれる化学物質を使用しました。これは、G-quadruplexに結合すると蛍光を発します。チームは、DNA分子の濃度に基づいて変化する光の明るさを測定するだけでなく、光の長さも追跡しました。

光がどれだけ長く留まるかを追跡することで、チームはさまざまな分子が生細胞内の4本鎖DNAとどのように相互作用するかを確認できました。

分子がDNAのストランドに付着すると、光っているDAOTA-M2が移動し、化学物質が所定の位置に残っている場合よりも速く光が暗くなります。これらの技術を使用して、チームはヘリカーゼと呼ばれる2つのタンパク質を特定しました。これは、4本鎖のDNA鎖をほどき、それらの分解を引き起こします。

彼らはまた、DNAに結合する他の分子を特定しました。これらの分子相互作用に関する将来の研究は、科学者がDNAに結合する薬剤を開発するのに役立つ可能性があります。

出典：写真：ヒトDNAテロメア四重鎖の再構築。 （Thomas Splettstesser / Wikimedia Commons）＃

悲惨なオオカミ（Canis dirus）は、プレストセンアメリカで最も豊富な大型肉食動物の1つと見なされていますが、その進化や絶滅についてはほとんど知られていません。

形態のみに基づく以前の研究により、科学者たちは、これらの長く絶滅した犬は現代の灰色のオオカミ（Canis lupus）と密接に関連していると結論付けました。 Dire Wolvesの進化の歴史を再構築するために、遺伝学者の国際チームが、12、900年から50、000年以上前の化石遺物から5つのゲノムを配列決定しました。

Nature誌に掲載された彼らの結果は、悲惨なオオカミが約570万年前の現代のオオカミとは別の血統であったことを示しています。

悲惨なオオカミは大きなオオカミのような動物で、体重は約70 kgで、灰色のオオカミよりも約25％多く、プレストセン後期のアメリカの巨大動物相の最も一般的な絶滅した大きな捕食者の1つでした。

それらの遺体は、少なくとも25万年から13、000年前のプレストセンの終わりの北米の古生物学的記録に存在しています。

北アメリカのプレストセン後期に存在した他の犬種には、わずかに小さい灰色のオオカミ、はるかに小さいコヨーテ（Canis latrans）、およびデール（Cuon alpinus）が含まれますが、一般に悲惨なオオカミがより一般的であるようです。

悲惨なオオカミは通常、関連する種として、または灰色のオオカミと同種（同じ種を指す）として説明されます。

彼らの絶滅を説明する主な仮説は、灰色のオオカミやコヨーテに比べて体のサイズが大きいため、悲惨なオオカミは大きな獲物を狩ることに特化しており、巨大動物相の絶滅に耐えることができなかったというものでした。

この最初の古代のドレッドオオカミのDNA分析で、私たちが知っていると思っていた彼らの歴史は、実際には私たちが以前考えていたよりもはるかに複雑であることがわかりました。

灰色のオオカミやコヨーテなどの他の北米の犬と密接に関連しているのではなく、悲惨なオオカミは数百万年前に他の人から分裂した枝であり、現在は絶滅した最後の系統を表しています。

悲惨なオオカミは時々神話上の生き物として描かれます-巨大なオオカミは鈍い凍った風景をうろついていますが、現実はさらに興味深いです」と研究の共著者であるアデレード大学のオーストラリア古代DNAセンターの研究者であるCyrenMitchell博士は述べました。

この研究のために、科学者は生き残ったDNAについて46の化石化した悲惨なオオカミ標本をテストしました。

彼らは、12、900年から50、000年以上前のアイダホ、オハイオ、テネシー、ワイオミングから、ミトコンドリアと核の両方のゲノム配列を生成するのに十分なDNAを含む5つのサンプルを特定しました。

彼らは、悲惨なオオカミと北米の灰色のオオカミまたはコヨーテとの間の遺伝子転移の証拠を発見しませんでした。

遺伝的伝達がないことは、悲惨なオオカミがこれらの他の種の氷河期の祖先から孤立して進化したことを示しています。

悲惨なオオカミは灰色のオオカミと密接に関連していないことがわかりました」と、研究の共著者であるカリフォルニア大学ロサンゼルス校の生態学および進化生物学部の研究者であるアリス・ムートン博士は述べています。

さらに、悲惨なオオカミが灰色のオオカミと繁殖したことがないことを示します。対照的に、灰色のオオカミ、アフリカのオオカミ、犬、コヨーテ、ジャッカルは交配することができます。

恐ろしいオオカミはおそらく500万年以上前に灰色のオオカミと別れました。これはこの分岐が非常に早く起こったことに大きな驚きでした。この発見は、悲惨なオオカミがどれほど特別でユニークであったかを強調しています。

灰色のオオカミとはるかに小さなコヨーテの祖先はユーラシアで進化し、137万年未満前、比較的最近の進化の時期に北米に移住したと考えられています。

一方、悲惨なオオカミは、これらの種との遺伝的差異に基づいて、アメリカ大陸で発生したと考えられています。

著者らはまた、悲惨なオオカミの灰色のオオカミからの急激な進化の相違は、100年以上前に古生物学者ジョン・メリアムによって最初に提案されたように、彼らをまったく異なる属、エノシオンに置くと推測しています。

私たちが最初にこの研究を始めたとき、悲惨なオオカミはただの大きな灰色のオオカミだと思っていたので、彼らがどれほど遺伝的に異なっているかを知って驚いたので、おそらく交配できなかったと科学者たちは言います。

これは、悲惨なオオカミが非常に長い間北米で孤立していて、遺伝的に区別できるようになったことを意味しているに違いありません。

ロシア量子センターであるNUSTMISISの科学者は、国際的な研究グループの一部として、最速で最も手頃な量子ランダム数ジェネレーターを開発しました。作成されたデバイスは、毎秒8.05 GBの速度でランダムな数値を生成し、それらのランダムな性質をリアルタイムで確認します。この技術は、暗号化で使用される商用ランダム数ジェネレーターの作成および複雑なシステムのモデリングの基礎を形成できます。研究結果はジャーナルPhysicsReviewXに掲載されています。

ランダム番号ジェネレータは、暗号化や数値シミュレーションアルゴリズムなど、多くのアルゴリズムの重要な部分です。また、コンピューターゲームやスロットマシンの開発にも使用されます。ランダム番号生成を使用すると、転送中の情報を保護するための暗号化「キー」を作成できます。さらに、ランダム数ジェネレーターは、人工知能の機能を大幅に強化できます。

同時に、コンピューターで生成された数値は一見ランダムに見えるかもしれませんが、真にランダムとは言えません。これは、多くの場合、コンピュータが与える番号を予測することがまだ可能であることを意味します。したがって、ランダムな数値の非ランダムな性質は、情報を保護するための暗号化プロトコルを作成する際のリスク要因です。

この問題の解決策を求めて、科学者はますます量子力学の方法に目を向けています。なぜなら、量子測定の結果を確実に予測することができず、真にランダムと呼ぶことができる数を生成できるからです。

NUST MISIS、RCC、オックスフォード大学、ゴールドスミスカレッジ、ベルリンのフリー大学の科学者によって提案された、真にランダムな数を生成するための新しい方法は、光子の量子特性の使用に基づいています。彼らが開発した光発生器によって生成された数値は、それらの生成プロセスの量子的性質を確認するためにリアルタイムで認証されます。

量子プロセスを使用すると、物理法則によってランダム性が保証されている数値を生成できます。量子原理に基づいて開発されたランダム数を生成するためのデバイスには、多くの重要な実用的なアプリケーションがあります-研究の著者の1人であり、RCC科学グループの責任者であり、NUSTMISISのNTI量子コミュニケーションセンターの研究所の責任者であるAlexeyFedorovは強調します。

実験中、科学者は、信頼できないと考えられるソースからの放射をビームスプリッターの2つの入力ポートの1つに向け、2番目のポートは空のままで、入力として真空を「取りました」。検出器はビームスプリッターの出力に設置され、検出器に入る光子の数を記録しました。対称ビームスプリッターに到達するすべての光子は、ビームスプリッターの2つの出力のいずれかで同じ確率で検出できるため、検出器に到達する光子の数の違いを予測することはできません。これはランダムな値です。

ランダムな数値を生成するこの方法の信頼性を確保するために、研究者は入射光源の光子の数も測定しました。それらの数が少なすぎてはなりません。この場合、予測できない可能性のあるイベントの数は、ランダム性の本質を確認するのに十分ではありません。また、それらの数が多すぎないようにする必要があります。そうしないと、検出器が飽和し、測定結果が予測可能になります。

実験中に、科学者は毎秒8.05 GBの速度でランダムな数値を生成するデバイスを作成しました。これにより、このようなデバイスの中で最速になるだけでなく、これらの数値のランダムな性質をリアルタイムで保証します。これより前に作成されたこのようなデバイスのプロトタイプは、速度が数桁低くなりました。実験のために、測定結果の後処理を高速化するための特別なシステムが作成されました。

研究の著者によると、この認証プロセスを通じて、利用可能なコンポーネントの使用と組み合わせて、彼らが開発した技術は、幅広いアプリケーションを備えた商用ランダムナンバージェネレーターの生産の基礎を形成する可能性があります。高い動作速度、実用性、信頼性により、暗号化、コンピューターサイエンス、統計、科学研究、その他の分野で幅広いアプリケーションをデバイスに提供できます。

たとえば、Samsungは最近、量子ランダム番号ジェネレーターを備えた携帯電話を発表しました。これは、マスマーケットでのこのテクノロジーの需要を示しています。

考古学者と古人類学者の国際チームが、タンザニア北部の古代オルドバイ渓谷盆地の西部にあるエワスオルドゥップ遺跡で、200万年前の石の道具、化石化した骨、植物材料の大規模なコレクションを発掘しました。

この発見は、初期のオルドバイのホミニドが、シダの牧草地から森のモザイク、自然の焦げた風景、沿岸の森とヤシの木立、そして草原に至るまで、多様で急速に変化する生息地を使用したことを示しています。

新たに発見された石器は、石器製造の最も古い既知の期間であるオルドバイに属しています。

260万年前にさかのぼるOlduvaiツールは、おそらくHomo habilisによって作成され、人間の進化の歴史における重要なマイルストーンを表しています。

私たちの研究は、私たちの遠い起源と進化の歴史にさらなる光を当てています」と、マクマスター大学人類学部の研究者である共著者のトリスタン・カーター教授は述べています。

開いた峡谷の壁は200万年の地質学的歴史を明らかにし、古代の堆積物は完全に保存された石の工芸品、そして人々や動物の残骸を示しています。

Evass Oldupの領土に石の道具や動物の化石（野生の牛、豚、カバ、ヒョウ、ライオン、ハイエナ、霊長類、爬虫類、鳥）が集中していることは、人や動物の生活が水源に集中していることを示しています。

私たちの調査によると、エワス・オルドゥパ周辺の地質学的、堆積的、植生の景観は劇的かつ急速に変化したと研究者らは述べています。

しかし、人々は20万年以上の間、地元の資源を利用するためにここに戻り続けました。

彼らは多種多様な生息地を使用しました：シダの牧草地、森のモザイク、自然に焦げた風景、湖岸のヤシの木立、草原。

これらの生息地は定期的に灰に埋もれているか、火山の噴火に伴う大規模な流れによって作り直されていました。

科学者によると、火山活動後を含む、多様で不安定な環境の使用は、主要な環境変化への適応の最も初期の例の1つです。

科学者たちはまた、Ewass Oldupaツールの化学組成を比較し、それらが作られた石のほとんどがサイトから12km離れた場所で採掘されたものであると判断しました。

これは、人間の進化の初期に計画された行動を示しています」と共著者のジュリアン・ファブロー博士は述べています。マクマスター大学人類学博士。

アーティファクトは年齢の点で本当に印象的ですが、実際には、時間の経過とともに、人間の祖先が1セットのツールだけで完全に異なる環境に住んでいたことを示しています。これは本当に彼らの行動の柔軟性と生態学的適応を物語っています。

過去および現在進行中の放射測定研究のおかげで、チームはアーティファクトを200万年前の初期のプレストセンとして知られる期間にまでさかのぼることができました。

はっきりしないのは、ツールがどのような種類のホミニドを作ったかです。

ホミニド化石は見つかりませんでしたが、ホモハビリスの残骸は、私たちからわずか350メートル離れた別の場所からの若い堆積物で見つかりました。

ツールメーカーはHomohabilisか、Paranthropus属のメンバーであった可能性があり、その遺体はOlduvai峡谷でも以前に発見されました。確実にするために、より多くの研究が必要です。

現在、ウイルスは世界の注目を集めていますが、バクテリアによる健康への脅威の高まりを無視してはなりません。彼らはすぐに抗生物質耐性を発達させます、それは私たちの最高の薬がすぐに完全に機能しなくなるかもしれないことを意味します。

オーストラリアの研究者たちは、これらのいわゆるスーパーバグの薬剤耐性を回避する方法を発見しました-略奪的なウイルスでそれらをそらすことによって。

抗生物質は20世紀の最も重要な医学的進歩の1つであり、以前は致命的であった可能性のある感染を一掃することで無数の命を救いました。残念ながら、それ以来、バクテリアが薬物に対するますます効果的な防御を発達させるので、私たちは生物学的武器競争に関与してきました。

そして、状況は徐々に彼らに有利に変化しています。私たちの最後の防衛線はすでに機能不全に陥り始めており、一部のバクテリアは、攻撃できるものすべてに対して無防備になっています。調査によると、この傾向が続くと、スーパーバグは2050年までに年間最大1,000万人を殺す可能性があります。

新しい治療法を見つけようとして、科学者たちは古い、拒絶された考えに戻り始めています。リストのトップは、バクテリオファージ（バクテリアだけを狩る小さなウイルス）を使ってスーパーバグを追い詰めるファージ療法です。

抗生物質はファージが発見された直後に発見されたので、ファージ療法のさらなる開発の緊急の必要性は決してありませんでした。今まで。

新しい研究のために、モナッシュ大学の研究者は、Acinetobacterbaumanniiと呼ばれるスーパーバグを標的にして殺すファージを見つけることに着手しました。多くの場合病院から取得されるこれらの日和見細菌は、現在、世界保健機関のリストで最優先のターゲットです。

チームは、実験室での培養試験でA.baumanniiをほぼ完全に根絶した廃水からのファージを特定しました。残念ながら、その効果は短命であり、細菌がファージに対する耐性を発達させるまでにほんの数時間しかかかりませんでした。しかし、この話には興味深いポジティブなものがあります。ファージに対する耐性を発達させることにより、細菌は再び抗生物質に対して脆弱になりました。

A. baumanniiはカプセルを形成し、それを保護し、抗生物質の浸透を防ぐ粘性のある粘着性のある外層を形成します、と研究の筆頭著者であるGordilloAltamiranoは言います。

私たちのファージは、細菌細胞に感染するための入口ポートと同じカプセルを使用しています。ファージを脱出しようとしている間、A。baumanniiはそのカプセルの生成を停止し、それが抵抗した抗生物質で感染させることができるときです。

試験では、ファージ療法は、細菌がかつて耐性であった少なくとも7つの異なる抗生物質に対して細菌を再感作することが見出されました。

ファージ療法はマウステストで効果的であることが証明されており、将来的にも人間に対してもうまく機能することが期待されています。

この研究は、ジャーナルNatureMicrobiologyに掲載されました。

Pirbright Instituteが主導する新しい研究では、SARS-CoV-2（COVID-19を引き起こすウイルス）の重要な遺伝的変化が特定されました。これは、コウモリからヒトへの移行の原因となる可能性があり、どの動物がウイルスを最も許容する細胞受容体を持っているかを特定しました。効果的に細胞に浸透します。

同定された遺伝的適応は、SARS-CoVによって生成されたものと類似しており、コウモリから人間に感染するように適応した2002年から2003年にSARSの流行を引き起こしました。

これは、特定のウイルスファミリーが変異して動物からヒトに移行する一般的なメカニズムが存在する可能性があることを示唆しています。新しい洞察は、人間の感染に適応でき（ズーノーズとして知られている）、潜在的なパンデミックの脅威をもたらす、動物で循環しているウイルスを特定するための将来の研究で使用できます。

「この研究では、非感染性で安全なプラットフォームを使用して、タンパク質スパイクの変化がさまざまな野生生物、家畜、家畜の細胞へのウイルス侵入にどのように影響するかを研究しました。今後数か月以内に追加のSARS-CoV-2バリアントが出現するため、引き続き注意深く監視する必要があります」と、この研究に関与したケンブリッジ大学病理学部のスティーブングラハム博士は述べています。

2002年から2003年のSARSの流行中、科学者はコウモリとシベットの両方で密接に関連する分離株を特定することができました。この分離株では、ウイルスが人間に感染するように適応したと考えられています。

ただし、現在のCOVID-19の発生中、科学者は中間ホストの「ID」をまだ知らず、分析する同様のサンプルを持っていません。しかし、それらはRaTG13と呼ばれる関連するコウモリコロナウイルスの配列を持っています。これはSARS-CoV-2ゲノムと96パーセント類似しています。新しい研究では、両方のウイルスのスパイクタンパク質を比較し、いくつかの重要な違いを発見しました。

SARS-CoV-2およびその他のコロナウイルスは、スパイクタンパク質を使用して、ACE2などの表面受容体に結合することにより細胞に侵入します。ロックとキーのように、スパイクタンパク質は細胞内の受容体と一致する正しい形状を持っている必要がありますが、各動物の受容体はわずかに異なる形状を持っています。つまり、スパイクタンパク質は他のものよりもいくつかによく結合します。

SARS-CoV-2とRaTG13のこれらの違いが、SARS-CoV-2のヒトへの適応に関与しているかどうかをテストするために、科学者はこれらの領域を交換し、これらの結果として生じるタンパク質が、関与しない方法を使用してヒトACE2受容体にどれだけよく結合するかを調べました。生きているウイルスの使用。

ジャーナルPLOSBiologyに掲載された結果は、RaTG13領域を含むSARS-CoV-2スパインは、ヒトACE2受容体に効率的に結合できないのに対し、SARS-CoV-2領域を含むRaTG13スパインはより効率的に結合できることを示しています。編集されていないSARS-CoV-2スパイクタンパク質と同じレベルではありませんが、ヒト受容体を使用します。これは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質に同様の変化が歴史的に起こったことを示している可能性があり、ウイルスが種の壁を越えることを可能にする上で重要な役割を果たした可能性があります。

研究者らはまた、SARS-CoV-2スパイクタンパク質が22の異なる動物のACE2受容体に結合できるかどうかを調べ、どの動物が感染しやすいかを調べました。

彼らは、コウモリと鳥の受容体がSARS-CoV-2と最も弱く相互作用することを示しました。コウモリの受容体への結合の欠如は、SARS-CoV-2がコウモリからヒトに、おそらく中間宿主を介してジャンプしたときにスパイクタンパク質を適応させた可能性が高いという証拠に重みを加えます。

イヌ、ネコ、およびウシのACE2受容体は、SARS-CoV-2スパイクタンパク質に対して最も強力であることが確認されています。効率的な細胞浸透は、これらの動物で感染がより容易に確立されることを意味するかもしれませんが、受容体結合は異なる動物種間のウイルス伝達の最初のステップにすぎません。

「昨年のデンマークのミンク農場での発生で見たように、どの動物がSARS-CoV-2に感染する可能性があり、ウイルススパイクタンパク質の変異がさまざまな種に感染する能力をどのように変化させるかを理解することが重要です」と科学者は言います。

動物の感染に対する感受性とその後の他の人に感染する能力は、SARS-CoV-2が細胞内で複製する能力や動物がウイルスと戦う能力など、多くの要因に依存します。家畜やペットが人間からのCOVID-19感染の影響を受けやすく、その貯蔵庫として機能するかどうかを理解するには、さらなる研究が必要です。

ロイヤルオンタリオ博物館とトロント大学の古生物学者は、エクアドルのプレストセンの沿岸堆積物で、2匹の幼体と1匹の成体のセイバー歯の虎（Smilodon fatalis）（おそらく母親と2匹の幼体）の化石化した遺体を発見して調べました。

彼らの結果は、セイバートゥースのタイガーが、タイガーのような成長率と長いライオンの成長期間を組み合わせた独自の成長戦略を持っていたことを示しています。

スミロドンは、250万年から10、000年前のプレストセン時代にアメリカに住んでいた絶滅したネコの属です。

一般にセイバートゥースタイガーとして知られ、Smilodon fatalis、S。gracilis、S。populatorの3つの認識された種が含まれています。

3つの既知の種の中で、最もよく知られているのはSmilodon fatalisであり、そのコレクションには、いわゆる「タールピット」からの何千もの保存状態の良い標本が含まれています。

エクアドルのコラリート地域で、少なくとも2人の兄弟と1人の成人のSmilodonfatalisの化石化した部分的な顎と骨格要素が発見されました。

「私たちの研究は、これまでに発表されていない化石の簡単な説明から始まりました」と研究者たちは言います。

「しかし、私たちが取り組んでいた2つの下顎に共通の歯があり、それはSmilodon fatalis人口の5％にしか見られないことに気付いたとき、私たちはその作業がはるかに興味深いものになることに気づきました。」

古生物学者は、おそらく3人の関連する個人を見ていることを発見しました：1人の大人と2人の若い。

彼らは、若い動物は少なくとも2歳であると判断しました。これは、トラのような生きている大きな猫がすでに独立している年齢です。

「これらの象徴的な捕食者の社会生活は神秘的でした。その理由の1つは、にじみ出る油に集中しているため、解釈の余地が非常に大きいためです」と科学者たちは言います。

「エクアドルからのセイバー歯の猫の化石のこの歴史的な複合体は、異なる方法で形成されました。これにより、2人の少年がおそらく一緒に住んで死んだ、つまり兄弟であったと判断できます。」

結果に関する記事が今週iScience誌に掲載されました。

マイニチの日本版は、地元の科学者がわずか30秒でSARS-CoV-2ウイルスの99.99％を破壊できる装置を作成したと報告しています。

彼らが作成したポータブルデバイスには、280ナノメートルの波長と70ミリワットの光出力の紫外線を放出する長寿命のUVLEDが含まれています。情報筋によると、ウイルスは265ナノメートルの波長の紫外線にさらされることで完全に破壊される可能性がありますが、デバイスの寿命はわずか2000時間です。波長が280ナノメートルの場合、耐用年数は約10倍になります。この場合、デバイスの効率は低下しません。

日本の徳島大学が実施した調査によると、表面のウイルスの99.99％は、5センチメートルの距離で30秒で完全に根絶されます。

Nichiaのデバイスの作成者は、このガジェットは空気消毒用の換気および空調システムにも使用できると主張しています。

ニチアはこのようなガジェットを徳島県政府に20台、徳島大学に30台寄贈しており、日本のメーカーとこの技術を使った製品の開発・販売計画についても話し合っています。

サーモンは手に取って夕食を頼むことができないので、それが空腹であるかどうかをどうやって知るのですか？これは水産養殖にとって重要な質問であり、オーディオセンサーと人工知能の組み合わせにより、Smart System for Feeding Control（SICA）はそれに答える新しい方法を提供します。

養殖サーモンは、今日生産されるすべてのサーモンの60〜70％を占めていますが、このプロセスには効率の問題があります。

他の魚と同じように、サーモンは餌を与える必要があります。課題は、成長するサーモンが健康を維持して体重を増やすのに十分な食物を確実に摂取できるようにすることですが、食物を無駄にしたり、環境に悪影響を及ぼし始めたりするのに十分ではありません。

飼料はサーモンを育てるコストの半分を占めることができるので、より効率的な食事時間も利益に大きな影響を与えます。

残念ながら、サーモンが空腹かどうかを判断するのは簡単ではありません。農民は現在、ビデオを介して行動を監視するなど、費用がかかり煩わしい方法に依存しています。

スペインの海洋技術センター（CTN）によって開発されたSICAは、サーモンの行動を監視および制御するためのより信頼性の高い方法として、カメラの代わりにパッシブ音響センサーと人工知能を使用する自動給餌システムです。

これは、データロガーとサーモンケージ内に収容されたコントロールユニットで構成されています。動く魚の音を拾い、前処理して、ワイヤレスでコントロールユニットにデータを送信します。はしけに取り付けられ、機械学習を使用して、サーモンの行動について自律的に学習し、いつ、どれだけ餌を与えるかを決定します。

センサーは非侵襲的でリアルタイムに動作するように設計されています。これにより、システムは、特定の時間に魚がどれだけ食べているか、したがってどれだけ空腹であるかを示す異常な動作をより適切に検出できます。

CTNは、最初に地中海のシーバスファームでSICAをテストし、次にノルウェーのフロヤにある本格的なSINTEF ACE水産養殖施設で本格的な試験に移り、さまざまな環境にどのように対処し、システムの学習を改善できるかを確認しました。

「最良の結果を得るには、特にこれらの過酷な条件で、優れた機器を利用する必要がありました」とCTNのRosaMartinez氏は述べています。

特に、さまざまな気象条件で適切な給餌装置を使用して装置をテストすることができました。結果は、私たちのコンセプトが機能することを示しました。