1967年12月10日在布雷西亚(意大利)出生的个人信息,教育和专业职位(年龄:56)。国籍:意大利语。语言说:意大利语(母语),英语(流利),法语(良好的知识)。教育1993-1996博士英国伯明翰大学化学学院化学学院。博士顾问:J。FraserStoddart爵士教授(诺贝尔化学奖,2016年)。论文标题:手性分子组件和超分子阵列。研究主题:超分子化学,手性,功能性纳米级组件,有机合成。博士学位奖学金是由制药公司Glaxo Wellcome资助的,在过去的8个月中,由Stoddart教授提供的研究基金。1986-1992 MSC(LAUREA)在意大利帕维亚大学帕维亚大学有机化学系化学(最高分)。 最后一年的实验项目(论文)标题:复古二元alder反应中的溶剂效应。 主管:G。Desimoni教授。 研究主题:物理有机化学,有机合成。1986-1992 MSC(LAUREA)在意大利帕维亚大学帕维亚大学有机化学系化学(最高分)。最后一年的实验项目(论文)标题:复古二元alder反应中的溶剂效应。主管:G。Desimoni教授。研究主题:物理有机化学,有机合成。
2018年诺贝尔化学奖授予弗朗西斯·阿诺德(Frances Arnold),强调了工程学的显着趋势:现在是可行的,甚至是必不可少的,即使用自动化的甲基元素来增强人类的设计和创造力。 今天的设计的规模和复杂性增加了,以至于人类无法再理解设计空间或考虑所有合理的能力。 突破这种设计障碍是在许多工程领域中削减的重要挑战。 Arnold使用定向进化来设计具有改进和新功能的酶。 定向演化通过随机突变产生变化,并根据指定的设计目标选择变化并扩增变化(例如,催化有用的反应)。 人类专家定义了问题,并且自动化的进化执行搜索,通常会找到比人类专家设计的更好的解决方案。 进化计算(EC)旨在在计算框架中利用这一过程。 ec与诸如深度学习之类的机器学习方法明显不同,这些方法学习了正确答案的现象的预测模型。 相比之下,EC通过迭代地应用突变,重组和选择对数字个体的种群创建新的解决方案(图 1)。 这些方法(遗传编程4和进化策略5)已被应用于需要工程和科学创造力6 - 9的各种问题。 除了这些实际应用之外,EC拥有2018年诺贝尔化学奖授予弗朗西斯·阿诺德(Frances Arnold),强调了工程学的显着趋势:现在是可行的,甚至是必不可少的,即使用自动化的甲基元素来增强人类的设计和创造力。今天的设计的规模和复杂性增加了,以至于人类无法再理解设计空间或考虑所有合理的能力。突破这种设计障碍是在许多工程领域中削减的重要挑战。Arnold使用定向进化来设计具有改进和新功能的酶。定向演化通过随机突变产生变化,并根据指定的设计目标选择变化并扩增变化(例如,催化有用的反应)。人类专家定义了问题,并且自动化的进化执行搜索,通常会找到比人类专家设计的更好的解决方案。进化计算(EC)旨在在计算框架中利用这一过程。ec与诸如深度学习之类的机器学习方法明显不同,这些方法学习了正确答案的现象的预测模型。相比之下,EC通过迭代地应用突变,重组和选择对数字个体的种群创建新的解决方案(图1)。这些方法(遗传编程4和进化策略5)已被应用于需要工程和科学创造力6 - 9的各种问题。除了这些实际应用之外,EC拥有鉴于最近已获得的计算能力和数据(超过二十年前的数百万次)现在是实用的,可以模拟现实世界中的程序并进化与它们交互的工程系统的解决方案。示例包括:为农业的模拟和设计增长食谱,违反直觉但表现优于人类10,设计了改进的疾病和伤害的治疗方法11、12,造成机器人和车辆的造成的机器人和车辆,其中人为设计的控制效率不得,效率不足14,并为机器和化学工艺创造了改进的设计。
战胜遗传病的梦想曾经只是个梦想,如今已经成为现实。基因工程的历史可以追溯到 20 世纪 50 年代初,当时罗莎琳德·富兰克林突破性的脱氧核糖核酸 (DNA) 的 X 射线衍射图像开启了基因工程的历史,并导致了 1953 年詹姆斯·沃森和弗朗西斯·HC·克里克对众所周知的双螺旋结构进行了解释。1 从那时起,人类就对这种分子——所有生物的核心——DNA 产生了浓厚的兴趣。1967 年马丁·盖勒特、I. 罗伯特·莱曼、查尔斯·C·理查森和杰拉德·赫尔维茨实验室发现连接酶 2,1968 年发现限制性酶 3,导致了重组 DNA 的诞生——这是基因工程领域的一个里程碑。保罗·伯格是第一个研究组成 DNA 分子的核酸生物化学的人,并于 1980 年获得诺贝尔化学奖。这一发现引发了这样一种假设:任何两个 DNA 分子都可以通过共价键连接在一起。他的假设得到了证实,保罗·伯格也因此成为第一位使用“切割和拼接”方法从多个物种中创建重组 DNA 的科学家。4 更进一步的是,1975 年左右杂交瘤技术的出现为这一领域开辟了新的领域。5 这项技术带来了用于诊断和治疗目的的精心设计和高精度抗体。生物技术的进步激发了古怪的思想,他们寻找可以用来改变 DNA 编码序列本身部分的方法。
绝大多数生物体中的 DNA 是生命的分子蓝图。DNA 中以序列形式存在的遗传密码首先以 RNA 的形式复制,然后进一步翻译为蛋白质。蛋白质在细胞中发挥结构或生化功能。1953 年,JD Watson 和 FHC Crick 报道了 DNA 的分子结构 [1]。从那时起,科学家们就一直试图开发能够操纵细胞和生物体遗传物质的技术。随着我们从细菌等低等生物转向人类等高等生物,基因操作变得越来越复杂和难以实现。许多生物体已被证明在遗传上难以处理,因为在这些生物体中基因操作仍然难以实现。随着 RNA 引导的 CRISPR-Cas9 系统的发现,一种简单有效的基因组工程方法现已成为现实。这项技术的发展使科学家能够修改各种细胞和生物体中的 DNA 序列,从而有可能改变生命的密码。基因组操作不再是实验瓶颈。如今,CRISPR-Cas9 技术已广泛应用于基础科学、生物技术和未来疗法的开发 [2]。法国微生物学家、德国柏林马克斯·普朗克病原体科学中心主任 Emanuelle Charpentier 和美国生物化学家、美国加州大学伯克利分校教授兼霍华德·休斯医学研究所研究员 Jennifer A. Doudna 因开发出一种基因组编辑方法而共同获得了 2020 年诺贝尔化学奖。该基因组编辑工具来自对一种名为化脓性链球菌的人类病原体 CRISPR-Cas9 系统的研究。
“挪威诺贝尔委员会决定,2005 年度诺贝尔和平奖将由国际原子能机构 (IAEA) 及其总干事穆罕默德·巴拉迪平分,以表彰他们为防止核能用于军事目的和确保以最安全的方式将核能用于和平目的所做的努力。” “在核武器威胁再次加剧之际,挪威诺贝尔委员会强调,必须通过最广泛的国际合作来应对这一威胁。这一原则今天在国际原子能机构及其总干事的工作中得到了最清晰的体现。在核不扩散机制中,国际原子能机构负责控制核能不被滥用于军事目的,而总干事则毫无畏惧地倡导采取新措施来加强该机制。在裁军努力陷入僵局、核武器有可能扩散到国家和恐怖组织手中、核能再次发挥越来越重要的作用之际,国际原子能机构的工作具有不可估量的重要性。”“阿尔弗雷德·诺贝尔在遗嘱中写道,除其他标准外,和平奖还应授予为“废除或裁减常备军”做出最大贡献的人。挪威诺贝尔委员会在最近几十年的评奖标准中,一直致力于为“废除或裁减常备军”而斗争。
摘要 . 本文从更广泛、更哲学的角度讨论了今年诺贝尔物理学奖,该奖项旨在表彰纠缠实验“打破贝尔不等式,开创量子信息科学”。该奖项以诺贝尔奖的权威性为“经典”量子力学之外的一个新科学领域赋予了合法性,该领域与泡利的“粒子”能量守恒范式有关,因而也与遵循该范式的标准模型有关。人们认为,最终的未来量子引力理论属于新建立的量子信息科学。纠缠因其严格描述、非幺正性以及非局域和超光速物理信号“幽灵般地”(用爱因斯坦的华丽词藻)同步和传输超距非零作用而涉及非厄米算子,可以被认为是量子引力,而根据广义相对论,它的局域对应物就是爱因斯坦引力,从而开辟了一条不同于标准模型“二次量化”的量子引力替代途径。因此,纠缠实验一旦获得诺贝尔奖,将特别推出以“量子信息科学”为基础的量子引力相关理论,因此被认为是广义量子力学共享框架中的非经典量子力学,它遵循量子信息守恒而不仅仅是能量守恒。宇宙“暗相”的概念自然与已得到充分证实的“暗物质”和“暗能量”相联系,而与经典量子力学和标准模型所固有的“光相”相对立,后者遵循量子信息守恒定律,可逆因果关系或能量与信息的相互转化是有效的。神秘的大爆炸(能量守恒定律普遍成立)将被一种无所不在、无时不在的退相干介质所取代,这种介质将暗相和非局域相转化为光相和局域相。前者只是后者的一个整体形象,事实上它更多地是从宗教而不是科学中借用的。今年的诺贝尔物理学奖预示着一种范式转变,随之而来的是物理、方法论和适当的哲学结论。例如,科学的思维理论也应该起源于宇宙的暗相:可能只是由物理上完全属于光相的神经网络近似地建模。打破泡利范式带来了几个关键的哲学序列:(1)建立了宇宙的“暗”相,与“明”相相对,只有对“暗”相,笛卡尔的“身体”和“精神”二分法才有效;(2)量子信息守恒与暗相相关,进一步将能量守恒推广到明相,有效地允许物理实体“从虚无中”出现,即,来自暗阶段,其中能量和时间彼此不可分割;(3)可逆因果关系是暗阶段所固有的;(4)引力仅从数学上解释:作为有限性对无限性的不完整性的一种解释,例如,遵循关于算术与集合论关系的哥德尔二分法(“要么矛盾,要么不完整性”);(5)层次结构概念仅限于光阶段;(6)在暗阶段,量子的两个物理极端与整个宇宙的可比性遵循量子信息守恒,类似于库萨的尼古拉斯的哲学和神学世界观。关键词:经典量子力学、宇宙的暗相和明相、暗能量和暗物质、爱因斯坦、能量守恒、纠缠、广义相对论、量子力学中的厄米量和非厄米量、局域性和非局域性、泡利粒子范式、量子引力、量子信息、量子信息守恒、量子比特、标准模型、幺正性和非幺正性
锂离子电池对社会产生了巨大影响,最近获得了诺贝尔化学奖 1、2。经过几十年的商业化,锂离子电池正迅速接近其能量密度的理论极限,从而推动了锂金属化学的复兴 3-6。然而,锂金属电池的推广应用受到其循环寿命较短的困扰 4、5。锂金属和电解质之间无法控制的副反应形成化学不稳定、机械易碎的固体电解质界面相 (SEI)。SEI 在循环过程中容易破裂,导致树枝状生长、“死锂”形成和不可逆的锂库存损失 4。电解质工程可以调整 SEI 结构和化学性质,使其成为实现锂金属负极的关键且实用的方法 7、8。对于一种有前景的电解质,必须同时满足几个关键要求 9 – 11 :(1)始终如一的高库仑效率(CE)以最大限度地减少锂的损失,包括在初始循环中,(2)在贫电解质和有限过量锂条件下的功能性以实现最大比能量,(3)对高压正极的氧化稳定性,(4)合理的低盐浓度以实现成本效益和(5)高沸点和不可燃性以确保安全性和可加工性。电解质工程方面的最新研究提高了锂金属电池的循环性,包括盐添加剂优化 12 、溶剂比例修改 13 、 14 和液化气电解质 15 。特别是,高浓度电解质 16、17 和局部高浓度电解质 11、18 – 22 被认为是最有效的方法。高浓度电解质成功减少了 Li + 溶剂化结构中的游离溶剂分子,从而形成了以无机为主的 SEI 和更好的锂循环性能。整个系列
术语表 (注1) 腹侧海马CA1区 海马被称为记忆的中心,其背部和腹部具有不同的功能。已知海马体背侧CA1区域的神经元储存着关于空间和时间的信息,而该研究小组发现腹侧CA1区域的神经元储存着关于“别人是谁”的记忆。 (注2)体内基因组编辑技术(CRISPR/Cas9方法) 一种切割目标基因组序列中的DNA双链的基因修饰工具。 CRISPR/Cas9 由切割 DNA 的“Cas9 核酸酶”和识别目标基因组序列的“引导 RNA”组成。 DNA断裂常常无法准确修复这一事实可以用来诱发目标基因的突变。近年来,体内基因组编辑技术备受关注,该技术通过直接传递 CRISPR/Cas9 分子实现生物体内部基因组编辑。该技术不仅在基础研究方面被寄予厚望,在遗传疾病的临床应用方面也被寄予厚望,该技术的发现获得了2020年的诺贝尔化学奖。 (注3)细胞外囊泡 细胞外囊泡是由细胞分泌的脂质膜囊泡,含有多种核酸、脂质、蛋白质等。众所周知,细胞通过将这种分子运送到其他细胞来相互通讯。近年来,人们越来越期待将治疗分子封装在细胞外囊泡中以用于生物制药的应用。在本研究中,我们将 CRISPR/Cas9 方法的分子封装在细胞外囊泡中,并将其引入目标脑区域以诱导脑区域特异性突变(图 4)。
摘要:Cas-9 是一种酶,它使用 CRISPR 序列作为指导,用于检测和分离与 CRISPR 序列互补的基因组部分。Cas9(CRISPR 相关蛋白 9,以前称为 Cas5、Csn1 或 Csx12)在人类免疫系统对抗 DNA 病毒中起着重要作用,也用于基因工程方法。它们能够在基因组编辑中切割 DNA 序列的一部分。CRISPR-Cas-9 编辑由 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer Doudna(2020 年诺贝尔化学奖获得者)创立。CRISPR 已被编辑用于制作转录项目,使研究人员能够激活特定基因。CRISPR-Cas 有两种类型;第 1 类由多个 Cas 蛋白组成,用于降解外来核酸碱基。第 2 类由单个巨大的 Cas 蛋白组成,具有相同的作用。衰老是组织和细胞成分一生中随机破坏的结果。随着年龄的增长,免疫力下降和炎症的发生与细胞和组织损伤事件的发生有关,而这些损伤是一生中都会发生的。DNA 传感信号通过错误放置的细胞质激活,从而启动先天免疫反应。微核与衰老完全相关,并影响衰老,因为它总是出现在多种衰老综合征和癌症中。因此,微核可能在基因组不稳定性、先天免疫激活和衰老组织的一些特征与 Verubecestat、多奈哌齐、美金刚、加兰他敏、他克林、Exelon、利伐斯的明、7-MEOTA 和阿昔洛韦的不同药物特性之间表现出机制联系。其中,他克林被发现具有最高的(负)结合能,并进一步进行了分子动力学 (MD) 模拟分析。
它能够影响甚至改变个体基因,从而影响所有生物以及它们自己。这种可能性可以被视为现代社会最伟大的科学成就之一,但也是无数伦理困境的根源。尽管基因的定向改变这一课题是较新的,但现代遗传学作为理论和实践研究的主题是由格雷戈尔·约翰·孟德尔发起的。这一遗传学领域的最新科学成就也得到了瑞典科学院的认可,瑞典科学院于 2020 年将诺贝尔化学奖授予两位科学家,法国女性埃马纽埃尔·卡彭蒂耶 (Emmanuelle Charpentier) 和美国女性詹妮弗·杜德纳 (Jennifer Doudna),以表彰她们发现并改进了 CRISPR-Cas9 工具。他们于2014年发表了第一篇关于此问题的系统性著作。科学家们自己也在各种声明中表示,这一发现超越了我们的时代,在应用时需要谨慎,并尊重一切道德原则。杜德娜在 2016 年对可能“生产”转基因个体的问题的回答意义重大:“这不是一场噩梦,而是一种准确定性。”有一天它会发生。我不知道在哪里,什么时候,但有一天,我会醒来看到这个消息。我希望我们能够充分并尽可能地为此做好准备。”2 因此,我们的基本出发点是,健康和生命的技术化,尤其是人类健康和生命的技术化,无论使用各种技术工具的准确性如何,几乎总是存在着偏离人类道路的内在危险,并进入操纵生命的逻辑,将生命理解为仅仅是需要处理的物质。因此,本文的目标是介绍 CRISPR 系统的基本特征,简要介绍其在人体中的应用,并强调它所带来的紧迫的伦理挑战。