今日科技话题：碳化硅非球面光学反射镜、 开辟炎症和免疫研究新方向、光量子计算芯片、音乐疗法可能有助治疗痴呆

北京生命科学研究所（清华大学生物医学交叉研究院）邵峰实验室发现了一条新的天然免疫模式识别通路，为开发免疫调节剂和疫苗佐剂开辟了新途径。相关论文近日在权威科学期刊《自然》在线发表。《自然》同期配发了评论文章，对该工作给予高度评价。

在包括人类在内的哺乳动物中，宿主细胞通过模式识别受体（英文简称PRR）精确识别病原体相关模式分子（英文简称PAMP），启动天然免疫反应，从而抵抗病原微生物感染致病。模式识别理论是现代免疫学的重要基石，寻找和鉴定新的病原相关模式分子及其相应的模式识别受体，是免疫学研究中的“皇冠上的明珠”。历史上，每发现一条新的模式识别通路，都无一例外地开辟了新的研究方向，其引发的研究热潮会促进人类对免疫系统与病原微生物互作机制的认知。

据邵峰研究员介绍，此前的研究表明，位于细胞膜上的模式识别受体TLR4通过识别革兰氏阴性菌的细胞壁脂多糖分子（LPS），进而实现对革兰氏阴性菌的广谱和特异性识别和免疫应答。自上世纪九十年代后期，研究者一直相信可以针对TLR4的作用，开发治疗由于过度细菌感染导致的疾病（如脓毒症）的药物，然而，这些努力最终并没有获得成功。最近几年来，科学家们逐渐意识到，细胞可能有其它的机制来识别细菌和细菌的脂多糖。事实上，邵峰团队和领域其它科学家过去几年的研究发现，细胞质中也存在一个名为caspase-11的模式识别受体，可以识别进入细胞质的脂多糖分子，导致细胞发生一种被称为焦亡的炎性死亡。

在这项最新的研究中，邵峰团队通过系统的细菌遗传学研究又发现，细菌脂多糖合成的一个前体、学名叫做ADP-Hep的七炭糖衍生物分子，可以自主进入哺乳动物细胞内，并诱导和TLR4作用相似的、非常强的免疫应答和细胞炎症反应；随后，他们通过基于基因编辑技术的高通量筛选，鉴定并确定了识别该七炭糖分子的模式识别受体是一个叫做ALPK1的新的激酶蛋白分子。最后，研究人员进一步通过生物化学、结构生物学和遗传学等多种方法，从分子机制、基因缺陷细胞和小鼠试验等多个层面，证明了免疫系统通过ALPK1识别革兰氏阴性菌的七炭糖分子，从而实现模式识别和下游免疫信号转导的精确分子机制。

——人民网

中国科研人员参与的国际团队8月20日在英国《自然·光子学》杂志发表论文说，他们利用硅光子集成技术开发出一款通用光量子计算芯片，能够用于执行不同的量子信息处理任务，这是推动光量子计算机大规模实用化的重要一步。

光量子计算机使用光子来编码量子比特，通过对光子的量子操控及测量来实现量子计算，有望解决密码破译、分子模拟、大数据处理等传统计算机难以解决或解决不好的计算任务。

中国的军事科学院国防科技创新研究院、国防科技大学、中山大学和北京大学，以及英国的布里斯托尔大学等机构的科研人员合作，利用硅基光波导芯片集成技术，设计并开发出面向通用量子计算的核心光量子芯片。使用这一芯片制造的光量子计算机可实现小规模量子检索、分子模拟和组合优化问题等应用。

论文第一作者、军事科学院国防科技创新研究院的强晓刚博士在接受新华社记者电子邮件采访时说：“这一芯片集成了超过200个光量子器件，具有高稳定性、可快速配置等特性，能实现不同的量子信息处理应用，如量子优化算法和量子漫步模拟。”

不过，在光量子计算机得到大规模实际应用前还需克服一系列挑战，如保持大规模光量子计算系统的稳定性、实现高精度操控等。据论文另一位作者、北京大学学者王剑威介绍，这几年国内外科学界、产业界在量子计算领域的研究均取得很大进展，但跟实用目标相比都还处在初级阶段。

论文共同通讯作者、中山大学的周晓祺教授说：“该芯片的研制迈出了光量子计算的重要一步，但实现真正实用化的量子计算机仍需较长时间的持续努力。”

——新华网

荷兰莱顿大学等机构研究人员最新发现，音乐疗法可能有助改善痴呆症患者的抑郁和焦虑情绪，提高他们的生活质量。

痴呆症是一种常见的脑部疾病，多与情绪和行为问题相关，主要表现为记忆、思考、语言和日常活动能力衰退。

日前发表于英国医学刊物《科克伦图书馆》上的相关论文说，研究人员分析了22项临床试验数据，共涉及1097名接受医疗机构护理的痴呆症患者，其中部分人接受过5个疗程以上的音乐疗法治疗，另一些仅接受日常护理或其他治疗。

结果发现，音乐疗法能够让痴呆症患者的抑郁和焦虑情绪得到一定程度改善，但对于认知能力、攻击性等方面的问题并没有明显效果。

——新华网

电影《阿凡达》描述了距离太阳系最近的双星系统中的一颗S型大行星的卫星（潘多拉星球）上发生的故事。

8月21日，《英国皇家天文学会月刊》发表了中国科学院紫金山天文台季江徽课题组对近距双星系统中S型行星（行星环绕双星中的一颗来运行）形成机制的研究。该工作揭示环双星的多行星系统内部发生的散射过程和恒星与行星之间的潮汐作用，可在近距双星内部形成S型行星。

中国科学院紫金山天文台研究员季江徽说，S型行星是双星系统中的一类，即所谓的卫星型行星环绕双星中的一颗来运行，目前天文学家探测到约100多颗这类环恒星行星。双星之间的距离对内部行星的形成有决定性影响。因此，近距双星系统中S型行星的发现引起研究者的特别关注和广泛讨论。它们的存在将为深入理解行星形成理论提供更多的观测样本，也为近距双星本身的形成和演化提供新的研究线索。

一般行星形成理论认为，由于伴星的强烈摄动，在近距双星内部而可重新审视行星系统与行星形成机制，双星外围形成行星则相对容易，这类行星被称为环双星行星。目前已发现了20多颗环双星行星。

在研究工作中，科研人员发现环双星行星之间的散射和恒星的潮汐俘获可在近距双星内部形成S型行星，而潮汐俘获行星的几率与双星的质量比、偏心率有关。双星的质量比和偏心率越小，形成该类行星的几率越大。

另外一个有趣的发现是，这种机制可以在系统中形成逆行行星，即行星轨道方向和宿主恒星自转方向相反。季江徽说，若这种类型行星能被探测到，将会是对该机制一个有力的佐证。该研究可为将来探测此类行星的目标双星的遴选提供理论依据。

——《科技日报》