第78章 科研成果井噴,學術水平強無敵!

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    星辰大學數學科學學院,全體起立為李清清歡呼鼓掌之際。
    其他學院內,都在進行學術交流。
    物理學院多媒體教室內。
    星辰大學大二學生沈旗,正在台上侃侃而談。
    現場大屏幕上,顯現著論文標題《交替磁性,物理界的第三種磁性!》
    他緩緩開口道:“眾所周知,物理界隻有兩種磁性,分別是鐵磁性和反鐵磁性。
    鐵磁性,就是常見的指南針或者磁鐵。
    反鐵磁性,不產生外部磁場,也不產生內部磁場。
    但我先前在實驗室裏,尋找反鐵磁材料時,偶然發現一種奇怪的化合物‘二氧化釕’。
    二氧化釕沒有淨磁矩,這一點和自旋都是交替排列的反鐵磁體幾乎一樣;但與此同時,當有電流時,這種材料會表現得像鐵磁體。
    我在想,能不能獲得一種介於鐵磁體和反鐵磁體之間的材料?
    於是,我的實驗方法是,與其想象這些原子的自旋磁矩與原子本身相連,倒不如設想自旋磁矩的旋轉可以獨立於原子本身,這樣一來就可以在這種仍然保持相同磁性結構的材料上進行操作。
    在這樣的材料中,自旋磁矩仍然可以是交替排列的,但是由於原子本身的軌道與自旋的耦合很弱,原子本身可以認為能進一步旋轉。
    我可以舉一個簡單的例子來說明這種情況:假如你把一個鐵磁體中的每個相隔一個的原子旋轉90度,再把這些原子的自旋磁矩翻轉180度,結果就會變成——如果從自旋磁矩來看,它像一個反鐵磁體,但如果從電子在材料內部運動方式來看,它們更傾向於沿著相同“取向”的原子方向來運動,所以它其實看起來更像一個鐵磁體。
    這種全新的磁性,我把它命名為交替磁性,英文名叫ateragis。
    當然,科學是嚴謹的。
    每提出一個全新的理論,必須用實驗數據進行論證。
    我從各種絕緣體、半導體和金屬材料裏,尋找交替磁體的候選材料。
    其中,一種名為碲化錳的晶體,是最典型的反鐵磁體。
    它因為其相鄰錳原子的磁矩,都指向相反的方向,因此不會在材料周圍產生外部磁場。
    我用星辰大學物理實驗室的脈衝電子顯微鏡,照射在碲化錳晶體上‘光’的偏振方向,且基於同步輻射裝置的角分辨光電子能譜儀,測量了材料的能帶結構,進一步了解晶體中的電子能量和動量分布特性。
    結果發現,碲化錳盡管沒有外部磁場,但它的電子態仍然表現出強烈的自旋劈裂,而且這種自旋劈裂完全符合根據量子力學計算所預測的交替磁性的結果……”
    聽到沈旗的講解以及ppt上的實驗數據。
    多媒體教室內的各校物理係學生以及教授們,都驚得目瞪口呆。
    第三種磁性的發現,能讓整個物理界為之轟動!
    時間緩緩流逝。
    沈旗總結道:“交替磁性是一種介於鐵磁性和反鐵磁性之間的新型磁性狀態,具有獨特的電子結構和磁性能。
    與傳統的磁性材料相比,交替磁性材料不僅具有更高的磁穩定性,還能在更低的能耗下實現高效操作。
    例如在數據存儲領域,它可以製造更高速、更高密度的存儲設備。
    例如在量子計算領域,它可以構建更穩定的量子比特,提升計算能力。
    例如在電子設備領域,它可以用於製造更高效的傳感器和開關。
    例如在能源領域,它可以用於開發更高效的太陽能電池和能量轉換設備。    例如在通信領域,它可以構建更高速的光纖網絡,提升數據傳輸效率。
    不誇張的說。
    隨著交替磁性的發現。
    一個令人興奮的磁學新時代,將正式拉開序幕!”
    話音落下。
    多媒體教室內,所有人同時起立,給沈旗送上掌聲。
    交替磁性以及交替磁性材料的發現,絕對是物理科學領域的一次重大突破。
    它不僅可以改變科學界對磁性、信息存儲、能源傳輸等領域的傳統理解,更為未來的科技運用,帶來了無限的想象空間和發展可能。
    而星辰大學的大二學生沈旗,也將會被物理界稱為“交替磁性之父”,名留史冊!
    ……
    另一邊。
    星辰大學化學學院。
    多媒體教室內。
    星辰大學大二學生趙雪,正在台上侃侃而談。
    現場大屏幕上,顯現著論文標題《crispr  cas9基因剪刀,為人類開啟一扇通往全新未來的大門!》
    趙雪緩緩開口道:“在現代科技的璀璨星空中,基因編輯技術無疑是一顆最為耀眼且極具顛覆性的新星,它是對生物體基因組特定目標基因進行修飾的一種基因工程技術。
    我在學校化學實驗室,研究鏈球菌的免疫係統時,發現了一種分子工具,可以用來對遺傳物質進行精確的切割,從而可以輕鬆地改變生命密碼。
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    化膿性鏈球菌,是對人類造成最大傷害的細菌之一。
    每年有數以百萬計的人,感染化膿性鏈球菌,經常引起一些易於治療的疾病,例如扁桃體炎和膿皰瘡。
    為了更好地了解化膿性鏈球菌。
    我開始徹底研究這種細菌的基因,是如何調控的,主要研究其小rna分子,並繪製了化膿鏈球菌中發現的小rna基因譜圖。
    在這裏我說個題外話。
    今年星辰大學生命科學學院的大二女學生秦雅,在《星辰》科學期刊上發表一篇論文。
    她在比較迥然不同的細菌以及古生菌的遺傳物質時,發現重複的dna序列保存得非常好。
    相同的代碼一遍又一遍地出現,但是在重複之間又有各不相同的唯一序列。
    就像在書中的每個不同句子之間重複相同的單詞一樣。
    這些重複序列的陣列稱為‘常間回文重複序列叢集custered reguary interspaced sindroic repeats)’,縮寫為crispr。
    而我在繪製化膿鏈球菌中發現的小rna基因譜圖時,發現這種細菌中大量存在的一種小rna分子是一種未知的變體,並且該rna的遺傳密碼非常接近於這種細菌基因組中特異的crispr序列。
    兩者之間的相似之處,讓我懷疑它們是有聯係的。
    通過仔細分析它們的遺傳密碼。
    未知的小rna分子的一部分與crispr重複的部分匹配,這就像找到兩塊可以拚到一起的拚圖塊一樣。
    於是乎……
    我便開始找秦雅同學合作。
    雙方經過深入而有針對性的實驗後。
    我們懷疑crisprrna可以用來識別病毒的dna,而cas9是切斷dna分子的剪刀。
    但結果顯示,dna分子保持完整,什麽都沒有發生。
    我和秦雅同學,經過頭腦風暴後,利用對tracrrna和crisprrna的新知識,弄清楚了如何將兩者融合為一個分子,並將其命名為‘引導rnaguide rna)’。
    然後,我們使用這種遺傳剪刀變體,獲取一個基因,並選擇了五個可以切割該基因的地方。
    結果顯示,dna分子在正確的位置被切割!
    再後麵的研究裏。
    我們發現crispr  cas9基因剪刀,可用於修飾小鼠和人類細胞中的基因組。
    以前,想要改寫細胞、植物或者生命體中的基因,非常耗時,有時候甚至是不可能的。
    但我們使用基因剪刀,理論上可以在想要的任何基因組中進行切割。
    此後,再很容易利用細胞的天然係統修複dna,從而重寫生命密碼!”
    隨著趙雪的講述。
    教室內各大高校的化學生以及化學教授們,都對基因剪刀有了基本的了解。
    基因剪刀,就像是一套精密的基因導航與編輯裝置。
    crispr原本是細菌免疫係統的一部分。
    但趙雪卻巧妙利用這一自然機製,將其改造為強大的基因編輯工具。
    cas9蛋白如同一位精準的 “分子剪刀手”,在一段特定的 rna 序列引導下,能夠在浩瀚的基因組中快速、準確地定位到目標基因位點,然後對 dna 雙鏈進行切割,細胞自身的修複機製會在此時啟動,科研人員便可借此機會對基因進行刪除、插入或替換等操作,從而實現對基因序列的精確編輯。
    趙雪繼續說道:“在醫學領域,基因剪刀能為攻克疑難雜症,帶來希望的曙光。
    在農業領域,基因剪刀能對農作物基因進行定向改造,精準培育出具有理想性狀的新品種。
    在生物領域,基因剪刀可以用來刪除、添加、激活或抑製其他生物體的目標基因,包括人、老鼠、細菌、果蠅、酵母、線蟲、農作物細胞基因等等。
    相比以前的基因編輯技術。
    我們研發出的crispr  cas9基因剪刀,具有成本低、易上手、效率高等優勢,利用該技術,隻需要幾周就能改變生命的密碼——dna!”
    話音落下。
    全體起立,給趙雪送上掌聲。
    他們都能預料到。
    隨著crispr  cas9基因剪刀技術誕生。
    科學界會迎來方方麵麵的變革。
    不誇張的說。
    趙雪和秦雅的科研成果,是諾貝爾獎級別的!
    ……
    另一邊。
    星辰大學醫學院。
    多媒體教室內。
    星辰大學大二學生許安,正在台上侃侃而談。
    現場大屏幕上,顯現著論文標題《誘導多能幹細胞,醫學界的全新未來!》
    許安緩緩開口道:“1998年,有科學家首次獲得人類胚胎幹細胞,它作為再生醫療的細胞來源,備受期待。
    然而……胚胎幹細胞存在多個備受爭議的難題。
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    比如遺傳背景問題、汙染問題、人類受精卵培養的倫理問題等等。
    這些難題,讓醫學界對於幹細胞的研究,產生種種局限。
    我一直在想。
    能不能把一個人的皮膚細胞、血細胞或者其他細胞,重新進行編碼,將它們轉化為ips細胞,進而分化為幹細胞、神經細胞或是其他任何需要再生的細胞呢?
    如此一來。
    醫學界就能規避使用胚胎幹細胞帶來的倫理問題,以及免疫排斥風險等問題。
    實驗過程裏。    結果顯示。
    通過這種將體細胞重新編程為具有多能性的幹細胞,就能實現細胞分化的逆轉,從而獲得多種細胞類型的誘導多能幹細胞,為再生醫學和疾病研究提供重要工具。
    具體用途方麵。
    我們可以誘導ips細胞為血液細胞,用於治療白血病。
    我們可以誘導ips細胞分化為胰島β細胞,用於治療糖尿病。
    我們可以誘導ips細胞為神經元細胞,用於治療神經係統疾病。
    我們可以分化出一個人的血細胞、骨細胞、神經細胞,進而培養出這個人的髒器、骨頭、眼角膜、胰腺等等……”
    通過大屏幕上的種種實驗數據。
    現場各大高校的醫學生和醫學教授們,都驚歎連連。
    許安研發出的誘導多能幹細胞,簡直是天才般的醫學發明!
    該誘導多能幹細胞,能推動再生醫學、藥物篩選和疾病建模的發展,且為研究細胞分化、發育和遺傳性疾病機製提供了新平台。
    最關鍵的是。
    由於不需要人類胚胎,導致不會引起社會的倫理問題和種種爭議。
    幹細胞本就是整個生命科學領域的最前沿知識。
    隨著誘導多能幹細胞的問世。
    再生醫學界,就能擺脫胚胎幹細胞研究相關的倫理桎梏,真正意義上從實驗室走向臨床應用,造福全人類!
    可以預想的是。
    一場全新的醫學革命,即將到來。
    而研發出誘導多能幹細胞的許安,未來也大概率能獲得諾貝爾生理學或醫學獎!
    ……
    同一時間。
    星辰大學各個學院內,都在舉行學術交流研討會。
    由於這些星辰學子的科研成果,全都是世界級或者諾獎級科研成果。
    全國各大高校的學生,早已沒有與星辰學子進行學術爭鋒的念頭和想法。
    他們這些人,當年高考時,不少都是省高考狀元級別的天才學霸。
    但是和星辰學子進行學術交流過後。
    他們才真正意識到,星辰學子究竟有多麽妖孽!
    遍觀所有學科。
    星辰學子都強勢的一塌糊塗。
    好端端的全國高校學術交流研討會,儼然成為星辰學子展現學術造詣的獨角戲。
    一時間,各校學生都陷入深深的自閉之中。
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