· 火星探测
我国火星样品返回计划公布：2028 年前后发射
人类对火星的探索始于 64 年前，至今已有 7 个国家（国际组织）开展了 47 次火星探测任务，实现了对火星的飞掠、环绕、着陆和巡视探测，而难度更高的火星取样返回仍面临诸多挑战、有待突破。据新华社消息，9 月 5 日，在安徽黄山举行的第二届深空探测（天都）国际会议上，天问三号任务总设计师刘继忠透露，我国天问三号任务计划 2028 年前后实施两次发射任务，实现火星样品返回地球。
据悉，在科学研究方面，天问三号作为我国第二次火星探测任务，确立生命痕迹探寻为第一科学目标。在工程技术方面，将火面采样、火面起飞上升、环火交会和行星保护作为关键技术，规划 13 个阶段，采取就位和遥感等探测方式，开展基于生命痕迹全链条要素的火星样品研究和数据研究，保证样品拿得回、科学有发现。在行星保护方面，履行国际公约，开展前向和返向行星防护，确保不污染火星、不污染地球以及样品的原始性。刘继忠介绍，天问三号任务将开展国际载荷合作、样品和数据共享、未来规划共同研究等三方面国际合作。与全世界科学家联合开展火星样品和数据合作共享研究，联合各国或科研机构开展火星科研站的使命与任务定义、需求分析、概念研究、实施方案设计，以及关键技术攻关等，共建火星家园。（中国新闻网，新华社）
· 生物医药
食用色素柠檬黄能使皮肤完全“隐形”，涂在腹部后可清晰观察内脏
由于散射和折射效应，光从一种材料传播到另一种材料时会发生速度和角度的变化。不同组织有着不同的折射率，因此我们无法看透身体。然而，在一项近日发表于《科学》（Science）的论文中，研究人员使用一种常见的食用色素——柠檬黄（tartrazine），就能使皮肤完全透明化。将该染料的水溶液涂抹在小鼠的头部和腹部，研究人员就能直接观察到大脑表面的血管、内脏的蠕动和消化管的肌肉收缩。该研究或将开辟一个基于光学特性的染料与生物组织匹配的新研究领域，从而带来更广泛的医学应用。
当柠檬黄溶解在水中并被身体组织吸收时，其分子结构能完美匹配折射率，从而阻止光散射，最终使组织呈现出透明的效果。据悉，该技术不仅能分辨出微米级的特征，还能增强显微镜的观察效果。此外，该染料的效果是可逆的。只要冲洗掉染料，皮肤组织很快就会恢复正常的不透明度。研究人员表示，柠檬黄似乎不会产生长期影响，过量的染料也会随着代谢在 48 小时内排出体外。研究人员目前尚未在人体上测试这一方法，因为人类的皮肤比小鼠厚约 10 倍。研究人员表示，目前还不清楚要穿透整个皮肤厚度需要多大剂量的染料或传输方法。（U.S. National Science Foundation, University of Texas at Dallas）
基因疗法恢复遗传性失明患者视力，视力最高可提升一万倍
莱伯先天性黑矇（Leber congenital amaurosis, LCA）是一种遗传性视网膜疾病，会导致婴儿期视力严重下降。近日，一项针对 LCA 的基因疗法在《柳叶刀》（The Lancet）上公布了 1/2 期临床试验结果。结果显示，患者在接受基因治疗后视力提升了 100 倍。并且，一些接受最高剂量治疗的患者，视力甚至提高了一万倍，即患者哪怕是在月夜的户外也能看清周围环境。
I 型 LCA（LCA1）是 LCA 中最严重的一种，其最佳矫正视力通常从 20/80 到无光感不等。在 LCA 患者中，约 20% 由 GUCY2D 基因突变导致。该研究中使用的基因疗法名为 ATSN-101，通过腺相关病毒递送正常的 GUCY2D 基因。该疗法也是目前唯一一种针对 LCA1 的基因疗法。共有 15 名携带 GUCY2D 基因突变的 LCA1 患者参与了该临床试验，低、中、高剂量组分别经单次视网膜下注射不同剂量的 ATSN-101。结果显示，患者在接受治疗第一个月内就会出现明显的病情改善，且持续时间超过 12 个月。在安全性方面，绝大多数副作用均与手术过程本身有关，如出现结膜出血、眼部炎症等。研究药物本身并未造成严重副作用。（University of Pennsylvania School of Medicine）
· 物理学
全球首个核钟原型问世，登上《自然》封面
利用激光调谐电子在超精细能级间的跃迁频率，光学原子钟能以极高的精度测量时间。相比之下，核钟利用原子核的能级跃迁频率，比原子钟所需的频率高得多，这使它在计时精度上具有极大的优势。而原子核对外界干扰的不敏感，也让核钟可能成为一个稳定、坚固的高精度时钟。然而，制造核钟非常困难，近些年研究人员才有了突破性的进展。最近，美国实验天体物理联合研究所（JILA）物理学家叶军带领的研究团队与奥地利维也纳团队合作，用光学频率梳直接激发并精确测量了钍-229 原子核的能级跃迁频率，并首次将钍-229 原子核与 JILA 最精确的锶原子钟的频率直接关联起来，为开发固态核钟，并将其集成到现有计时系统奠定了基础。相关研究以封面故事的形式于 9 月 4 日发表于《自然》（Nature）。
对于多数原子核，激发核能级跃迁的能量远高于当前桌面光学激光器能产生的能量，但钍-229（229Th）原子核有一个激发能极低的同核异能素 229mTh，仅需真空极紫外（VUV）波段的激光就可以激发，这让它成为目前唯一可能用于构建核钟的原子核。今年早些时候，两个不同的研究小组先后利用 VUV 激光成功激发了钍-229 原子核，并测量了激发所需激光的波长。但要想使钍-229 原子核用于计时，还需要更精准的频率测量。在这项研究中，JILA 团队用 VUV 频率梳直接激发并测量了钍-229 原子核的跃迁频率，其精度比此前基于波长的测量高出一百万倍。此外，他们还精确测量了同核异能素 229mTh 核四级分裂的超精细结构，揭示了它的内禀属性，这对于构建核钟是必不可少的步骤。研究团队还将基波频率梳稳定到了 JILA 运行的锶原子钟上，首次在核能级与电子能级间建立了频率联系，这种直接频率连接与精度提升为未来开发核钟铺平了道路。（JILA, “环球科学”微信公众号）
· 人工智能
谷歌 DeepMind 发布蛋白质设计 AI 系统 AlphaProteo
蛋白质间的相互作用对细胞生长、免疫反应等生物过程至关重要。此前，AlphaFold 等蛋白质结构预测工具已经可以帮助科学家了解蛋白质的相互作用，但要创造出能与目标分子结合的全新蛋白质仍是一项艰难的工作。当地时间 9 月 5 日，谷歌 DeepMind 推出了人工智能（AI）蛋白质设计系统 AlphaProteo，极大缩短了生成蛋白质结合体所需的时间，且成功率和亲和力极高。这是谷歌首个用于设计与目标分子高强度结合的全新蛋白质的 AI 系统，或将有助于新药和生物传感器的开发。
据悉，AlphaProteo 的训练数据来自蛋白质数据库（PDB）和 AlphaFold 预测的结构。AlphaProteo 可为多种目标蛋白生成新的蛋白质结合体。在测试过程中，研究人员使用 AlphaProteo 生成了能分别与 7 种靶蛋白（BHRF1、新冠刺突蛋白、IL-7Rα、PD-L1、TrkA、IL-17A 和 VEGF-A）结合的蛋白质。AlphaProteo 不仅实现了极高的成功率（针对 BHRF1 设计的蛋白质结合剂分子中，有 88% 在实验室测试中能成功结合 BHRF1），且生成蛋白质的亲和力是其他方法生成的 3 至 100 倍。不过，AlphaProteo 未能在测试阶段设计出针对 TNFα（一种与自身免疫病相关的蛋白质）的结合分子。因此，DeepMind 表示，他们将继续改进和扩展 AlphaProteo 的功能，以最终解决此类目标。（DeepMind）
· 国际合作
美国对量子计算等先进技术实施新的全球出口管制
据路透社（Reuters）报道，当地时间 9 月 5 日，美国商务部工业和安全局（BIS）发布了一项临时最终规则（IFR），对量子计算等先进技术实施全球出口管制。除量子计算相关技术外，半导体制造相关设备、全环栅场效应晶体管 ( GAAFET，用于芯片研发生产 ) 技术以及用于生产金属部件的增材制造技术也被列在 IFR 的管制清单中。
对于运往某些目的地的量子计算相关物品，IFR 规定了 60 天的延迟合规日期，以提交许可申请和修订内部合规程序。针对视同出口（即在美国境内与外国人共享或向其发布受控技术或源代码）和再出口，BIS 也在 IFR 中制定了排除条款，避免影响此类关键和新兴技术的研发。BIS 官员强调，与国际合作伙伴一起实施 IFR 管控措施是保护美国国家安全的最有效方式。为此，IFR 建立了新的许可例外实施出口管制（IEC），以便各国可以通过实施等效的国家管制来满足 IEC 的条款。据路透社消息，包括英国在内的几个国家已经实施了类似的管制，预计其他国家也将效仿。（Reuters, BIS）
编写：王珊、武沛雯、杨梦、马凤娟、黄雨佳
编辑：黄雨佳
