人类距离非激素、可逆和无毒的男性节育措施又近了一步

摘要：科学家们成功地锁定了一种对制造可育精子至关重要的蛋白质，从而使一种非激素、可逆和无毒的男性节育措施又近了一步。在一段时间内阻断这种蛋白质将使男性能够控制他们的保护窗口期，就像女性的口服避孕药一样--但不会有其他副作用，也不会有长期的生育问题。 科学家们已经知道，丝氨酸/苏氨酸激酶 33（STK33）基因突变会导致男性不育。当贝勒医学院的研究人员找到一种能暂时敲除 STK33 的小分子化合物时，也产生了同样的结果。虽然这不是第一种非激素精子靶向疗法，但这项研究为科学界继续寻找男性"避孕药"的漫长征程找到了新的目标。贝勒大学药物发现中心主任、通讯作者马丁-马祖克（Martin Matzuk）博士说："尽管研究人员一直在研究开发男性避孕药的几种策略，但我们仍然没有一种男性避孕药。在这项研究中，我们专注于一种新方法--确定一种能抑制丝氨酸/苏氨酸激酶 33（STK33）的小分子，这种蛋白质是男性和小鼠生育所特别需要的。因此，STK33 被认为是一个可行的靶点，对男性避孕的安全性影响极小。"研究小组对其"数十亿化合物库"进行了筛选，找到了潜在的 STK33 抑制剂，然后对这些抑制剂进行了改进，使其更加稳定、靶向性更强，以便在小鼠身上进行试验。第一作者、贝勒大学马祖克实验室的安吉拉-库博士说："在这些改良版本中，化合物CDD-2807被证明是最有效的。""接下来，我们在小鼠模型中测试了CDD-2807的疗效，"合著者、同样来自Matzuk实验室的Courtney M. Sutton说。"我们评估了几种剂量和治疗方案，然后测定了小鼠的精子活力和数量以及它们使雌性受精的能力。"STK33 抑制的精子（右）导致正常可育男性的精子无法存活 贝勒医学院CDD-2807 能够穿过血液-睾丸屏障，直奔 STK33，影响精子数量和活力，即使药物剂量较低，也能有效抑制生育能力。萨顿说："我们很高兴地看到，小鼠在接受 CDD-2807 治疗后没有出现中毒症状，这种化合物没有在大脑中蓄积，治疗也没有改变睾丸的大小。重要的是，这种避孕效果是可逆的。在没有使用CDD-2807化合物的一段时间后，小鼠的精子活力和数量恢复了，并再次具有生育能力。"虽然我们仍然不可能很快在药店买到一包这种药，但研究小组将继续对 CDD-2807 和其他潜在候选化合物进行进一步测试。"我们的目标是在灵长类动物中进一步评估这种 STK33 抑制剂和与 CDD-2807 类似的化合物，以确定它们作为可逆性雄性避孕药的有效性，"Matzuk 说。当然，这种目标分子是否会对人类精子产生同样的影响还有待观察。尽管如此，我们仍未破解这一难以捉摸的密码，从而生产出第一种男性临时避孕产品。其他研究还包括注射凝胶阻断精子释放、超声脉冲杀死精子，甚至类似的粘合剂和抑制剂，以提供一种非激素的方法来产生无法存活的精子。这项最新研究发表在《科学》杂志上。 原文：人类距离非激素、可逆和无毒的男性节育措施又近了一步

一种类似药物的分子有可能阻断甲型流感感染的初期阶段

摘要：科学家们开发出了新型的类药物分子，它们可以通过针对病毒感染过程的初始阶段来预防流感感染。这标志着传统流感药物的转变，传统流感药物只能在感染发生后进行治疗。这项研究表明在开发流感预防疗法方面取得了重大进展，有可能减少每年接种疫苗的需要。 斯克里普斯研究所的科学家们开发出一种类似药物的分子，有可能阻断甲型流感感染的初期阶段。目前，流感药物的作用是在病毒感染人体后对症下药。然而，斯克里普斯研究所和阿尔伯特-爱因斯坦医学院的研究人员正在采取一种积极主动的方法。他们已经开发出类似药物的分子，旨在通过阻断病毒感染过程的初始阶段，在流感感染开始之前就加以预防。这种类似药物的抑制剂能阻止病毒进入人体的呼吸道细胞--具体来说，它们针对的是甲型流感病毒表面的一种蛋白质--血凝素。这些发现发表在 2024 年 5 月 16 日的《美国国家科学院院刊》上，标志着在开发预防流感感染的药物方面迈出了重要一步。通讯作者、斯克里普斯研究所汉森结构生物学教授伊恩-威尔逊（Ian Wilson）博士说："我们正试图针对流感感染的最初阶段，因为从一开始就预防感染会更好，但这些分子也可用于抑制病毒感染后的传播。"研究人员说，这些抑制剂还需要进一步优化和测试，才能在人体中作为抗病毒药物进行评估，但这些分子最终有可能帮助预防和治疗季节性流感感染。而且，与疫苗不同，抑制剂可能不需要每年更新。初步发现和优化科学家们之前发现了一种小分子 F0045(S)，其结合和抑制甲型 H1N1 流感病毒的能力有限。通讯作者、基因泰克公司资深首席科学家、斯克里普斯研究所前副教授丹尼斯-沃兰（Dennis Wolan）博士说："我们首先开发了一种高通量血凝素结合测定法，它使我们能够快速筛选大型小分子化合物库，并通过这一过程找到了先导化合物F0045(S)。"与流感病毒血凝素蛋白相互作用的流感病毒分子抑制剂化合物 7。资料来源：斯克里普斯研究所在这项研究中，研究小组的目标是优化F0045(S)的化学结构，设计出具有更好的类药物特性和更特异的病毒结合能力的分子。首先，沃兰实验室使用了由两届诺贝尔奖获得者和共同作者 K. Barry Sharpless 博士首次开发的"SuFEx 点击化学"，生成了一个对 F0045(S) 原始结构进行各种调整的大型候选分子库。在筛选这个分子库时，研究人员发现了两个分子--4(R)和6(R)--与F0045(S)相比具有更强的结合亲和力。接下来，威尔逊的实验室制作了 4(R) 和 6(R) 与流感血凝素蛋白结合的 X 射线晶体结构，这样他们就能确定分子的结合位点，确定其卓越结合能力背后的机制，并找出需要改进的地方。威尔逊说："我们发现，这些抑制剂与病毒抗原血凝素的结合比原来的先导分子更紧密。通过使用点击化学，我们基本上扩展了这些化合物与流感相互作用的能力，使它们靶向抗原表面的额外口袋。"改进和未来方向当研究人员在细胞培养中测试 4(R) 和 6(R) 以验证它们的抗病毒特性和安全性时，他们发现 6(R) 无毒，与 F0045(S) 相比，细胞抗病毒效力提高了 200 多倍。最后，研究人员采用有针对性的方法进一步优化了 6(R)，并开发出了化合物 7，事实证明该化合物具有更好的抗病毒能力。通讯作者 Seiya Kitamura 说："这是迄今为止开发出的最有效的小分子血凝素抑制剂。就药效而言，很难再进一步改进分子，但还有许多其他特性需要考虑和优化，例如药代动力学、新陈代谢和水溶性。"在今后的研究中，研究小组计划继续优化化合物 7，并在流感动物模型中测试这种抑制剂。由于这项研究开发的抑制剂只针对 H1N1 流感病毒，研究人员还在努力开发针对 H3N2 和 H5N1 等其他流感病毒的类似药物抑制剂。编译来源：ScitechDaily 原文：一种类似药物的分子有可能阻断甲型流感感染的初期阶段

有关稀土元素钷的新发现将改写化学教科书

摘要：科学家们在了解钷的特性方面取得了重大突破。钷是一种稀土元素，尽管在现代技术中得到了广泛应用，但其特性却难以捉摸。研究人员发现了一种稀土元素的特性，而这种稀土元素正是 80 年前在同一个实验室首次发现的。他们的发现为探索从医学到太空旅行等现代技术中的关键元素开辟了一条新途径。 概念图展示了小瓶中的稀土元素钷，周围环绕着有机配体。ORNL 科学家发现了钷的隐藏特征，为研究其他镧系元素开辟了道路。图片来源：Jacquelyn DeMink，艺术；Thomas Dyke，摄影；ORNL，美国能源部钷于 1945 年在克林顿实验室（即现在的美国能源部橡树岭国家实验室）被发现，并一直在橡树岭国家实验室进行微量生产。尽管稀土元素被用于医学研究和长寿命核电池，但它的一些特性仍然难以捉摸。它以神话中的泰坦命名，泰坦将火传递给人类，其名字象征着人类的奋斗。美国国家实验室的突破性研究共同领导这项研究的ORNL科学家亚历克斯-伊万诺夫（Alex Ivanov）说："整个想法就是探索这种非常罕见的元素，以获得新的知识。意识到这是在这个国家实验室和我们工作的地方发现的，我们就觉得有义务进行这项研究，以维护 ORNL 的传统"。由 ORNL 领导的科学家团队制备了一种钷的化学复合物，从而首次在溶液中描述了钷的特性。因此，他们通过一系列细致的实验揭开了这种原子序数为 61 的极其罕见镧系元素的秘密。这项具有里程碑意义的研究于 5 月 22 日发表在《自然》杂志上，标志着稀土研究取得了重大进展，并有可能改写化学教科书。左起：亚历克斯-伊万诺夫（Alex Ivanov）、桑塔-扬松-波波娃（Santa Jansone-Popova）和伊尔亚-波波夫斯（Ilja Popovs），均来自美国国家实验室。图片来源：Carlos Jones/ORNL，美国能源部镧系元素的特性共同领导这项研究的 ORNL 的 Ilja Popovs 说："由于没有稳定的同位素，钷是最后发现的镧系元素，也是最难研究的镧系元素。大多数稀土元素都是镧系元素，即元素周期表上从57（镧）到71（镥）的元素。它们具有相似的化学性质，但大小不同。"人们对其他 14 种镧系元素都很了解。它们是具有有用特性的金属，在许多现代技术中不可或缺。它们是激光器、风力涡轮机和电动汽车中的永久磁铁、X 射线屏幕甚至抗癌药物等应用的主力军。"数以千计的关于镧系元素化学的出版物中都没有钷。这对所有科学来说都是一个明显的空白，"ORNL 的 Santa Jansone-Popova 说，她是这项研究的共同负责人。"科学家们不得不假设钷的大部分特性。现在我们可以实际测量其中的一些特性了。"左起：Richard Mayes、Frankie White、April Miller、Matt Silveira 和 Thomas Dyke。图片来源：Carlos Jones/ORNL，美国能源部独特的研究能力这项研究依赖于能源部国家实验室的独特资源和专业知识。作者利用研究反应堆、热电池和超级计算机，以及 18 位科学家在不同领域积累的知识和技能，详细描述了对溶液中钷复合物的首次观测。ORNL 的科学家将放射性钷与称为二甘醇酰胺配体的特殊有机分子结合或螯合。然后，他们利用 X 射线光谱测定了络合物的性质，包括钷与邻近原子的化学键长度--这是科学界的创举，也是元素周期表中长期缺失的部分。钷非常稀有，在任何时候，地壳中自然存在的钷只有一磅左右。与其他稀土元素不同，由于钷没有稳定的同位素，因此只能获得微量的合成钷。在这项研究中，ORNL 小组生产了半衰期为 2.62 年的同位素钷-147，其数量和纯度足以研究其化学特性。ORNL 是美国唯一的钷-147 生产商。站在 ORNL 放射化学工程开发中心前的钷研究小组成员，从左至右依次为：Santanu Roy、Thomas Dyke、Ilja Popovs、Richard Mayes、Darren Driscoll、Frankie White、Alex Ivanov、April Miller、Subhamay Pramanik、Santa Jansone-Popova、Sandra Davern、Matt Silveira、Shelley VanCleve 和 Jeffrey Einkauf。资料来源：Carlos Jones/ORNL, 美国能源部值得注意的是，研究小组首次展示了整个镧系元素在溶液中的镧系收缩特征，包括原子序数为 61 的钷。镧系元素收缩是指原子序数在 57 到 71 之间的元素比预期的要小。随着这些镧系元素原子序数的增加，其离子半径也随之减小。这种收缩产生了独特的化学和电子特性，因为相同的电荷被限制在一个不断缩小的空间内。ORNL 的科学家们得到了一个清晰的钷信号，这使他们能够更好地确定整个系列的趋势形状。伊万诺夫说："从科学的角度来看，这确实令人震惊。当我们获得所有数据后，我感到非常震惊。这种化学键的收缩在原子序列中是加速的，但在钷之后，这种收缩就大大减慢了。这是了解这些元素的化学键特性及其在元素周期表中的结构变化的一个重要里程碑。"其中许多元素，如镧系元素和锕系元素的应用范围很广，从癌症诊断和治疗到可再生能源技术和用于深空探测的长寿命核电池。对技术和科学的影响扬松-波波娃表示，这一成果将减轻分离这些宝贵元素的工作难度。长期以来，研究小组一直致力于全系列镧系元素的分离，"但钷是最后一块拼图。这相当具有挑战性，"她说。"现代先进技术无法将所有这些镧系元素作为混合物使用，因为首先需要将它们分离。这就是收缩变得非常重要的地方；它基本上使我们能够分离它们，而这仍然是一项相当困难的任务。"研究小组在该项目中使用了能源部的多个主要设施。在 ORNL，钷在高通量同位素反应堆（能源部科学办公室的用户设施）合成，并在放射化学工程开发中心（多用途放射化学处理和研究设施）纯化。然后，研究小组在位于能源部布鲁克海文国家实验室的能源部科学办公室用户设施--国家同步辐射光源 II 进行了 X 射线吸收光谱分析，特别是在由美国国家标准与技术研究院资助和运营的材料测量光束线工作。研究小组还在橡树岭领先计算设施（Oak Ridge Leadership Computing Facility）进行了量子化学计算和分子动力学模拟，该设施是能源部科学办公室在 ORNL 的用户设施，使用的是实验室的 Summit 超级计算机，这是当时唯一能够提供必要计算的计算资源。此外，研究人员还使用了 ORNL 科学计算和数据环境的资源。他们预计未来的计算将在 ORNL 的 Frontier 超级计算机上进行，这是世界上最强大的超级计算机，也是第一个超大规模系统，每秒能进行超过五万亿次计算。波波夫斯强调说，ORNL领导取得的成就归功于团队合作。他说，《自然》杂志论文的18位作者中的每一位都对项目至关重要。科学家们说，这项成果为研究的新时代奠定了基础。波波夫斯说："任何我们称之为现代技术奇迹的东西，都会或多或少地包含这些稀土元素。我们正在添加缺失的环节。"编译来源：ScitechDaily 原文：有关稀土元素钷的新发现将改写化学教科书

Arc Search现在可让您模仿电话呼叫进行网络搜索

摘要：The Browser Company 的 iPhone 版Arc Search发布了一个新的更新，带来了一个有趣的"Call Arc"功能。使用该功能，Arc Search 用户可以模仿电话呼叫来搜索查询。 要使用"呼叫 Arc"功能，您需要打开 Arc Search 应用，将手机靠近耳朵，然后提问。这与你接听电话的方式类似。当你打开弧形搜索功能并将 iPhone 靠近耳朵时，就会激活"呼叫Arc"搜索选项。您的查询会得到口头答复，整个语音搜索体验就像在通话中一样。以下是 Arc Search 对该功能的描述：Arc 搜索现在加入声控搜索功能，只需将手机放在耳边，说出您的查询即可触发，就像打电话一样。使用 Call Arc 时，您将立即听到搜索结果，并伴有动画笑脸！您还可以点击"阅读更多"，查看每次查询的完整浏览结果。当你向 Arc Search 提问时，它需要一些时间才能为你提供答案，在这短暂的时间里，Arc Search 会先播放一段等候音乐，然后再为你提供口头答案，并等待另一个问题。Arc搜索还对"呼叫Arc"界面进行了调整，使其更像一个电话。界面上有一个笑脸、一个通话结束选项和一个扬声器选项，可以通过 iPhone 的扬声器说出结果。Arc Search 于 2024 年 1 月首次亮相，是一款使用人工智能提供答案的搜索应用程序。答案以易于阅读的格式呈现。该浏览器拥有一个极简的界面，你可以选择执行标准搜索，或者使用"为我浏览"选项来获取人工智能为你的查询汇总的结果列表。Arc 搜索中的"为我浏览"选项由 OpenAI 等公司的大型语言模型（LLM）提供支持。Arc Search 还提供"捏合摘要"选项，适用于任何网页。您可以通过更新或从 App Store 下载 Arc Search 应用程序来试用新的"调用 Arc"功能。 原文：Arc Search现在可让您模仿电话呼叫进行网络搜索

科学家设计出一种可在拥挤的空间中用眼神分离出特定声音的AI耳机

摘要：在一个拥挤嘈杂的空间里，很多人都在说话，很难听清一个人在说什么。这对于重听者来说尤其如此。虽然现代助听器采用了降噪技术，但并不能完全消除背景噪音。华盛顿大学（UW）的研究人员设计出了一种在嘈杂环境中提高听力的解决方案。他们利用装有人工智能的普通降噪耳机，开发出一种只需佩戴者看一眼就能分辨出说话者声音的系统。 华盛顿大学保罗-艾伦计算机科学与工程学院教授、本研究的资深作者希亚姆-戈拉科塔（Shyam Gollakota）说："我们现在往往认为人工智能是基于网络的聊天机器人，可以回答问题。但在这个项目中，我们开发的人工智能可以根据佩戴耳机的人的喜好，改变他们的听觉感知。有了我们的设备，即使你身处嘈杂的环境中，有很多其他人在说话，你现在也能清楚地听到单个扬声器的声音。"这种耳机配有麦克风和一个按钮 华盛顿大学研究人员开发的"目标语音听力"（THS）系统简单而有效。现成的耳机装有两个麦克风，每个耳罩上一个。佩戴者看着想要听到的人，按一次耳机侧面的按钮，持续三到五秒钟。说话者的声波会同时传到两个麦克风上（误差范围为 16 度），然后被发送到机载计算机上，由机器学习软件学习说话者的发声模式。然后，说话者的声音就会被分离出来，并通过耳机传送，即使他们走动时也是如此，无关的噪音也会被过滤掉。下面的视频展示了耳机的功效。它能快速过滤环境噪声，将注意力集中在扬声器上，消除附近（室内）有人讲电话和室外喷泉发出的嘈杂声。人工智能能以多快的速度处理说话者的声音并消除不想要的声音？研究人员在测试时发现，他们的系统的端到端延迟时间为 18.24 毫秒。相比之下，眼睛眨一下的时间在 300 到 400 毫秒之间。这就意味着，从看着你想听的人到耳机里只听到他的声音之间几乎没有延迟时间，一切都是实时发生的。他们让 21 名受试者体验了 THS 系统，受试者对耳机在真实的室内和室外环境中提供的噪音抑制效果进行了评分。平均而言，受试者对说话者声音清晰度的评分是未处理时的两倍。他们的THS系统建立在华盛顿大学研究人员之前开发的"语义听觉"技术基础之上。与 THS 一样，该技术使用的是智能手机上运行的人工智能算法，该算法与降噪耳机无线连接。语义听觉系统可以准确识别鸟鸣、警报和报警等噪音。目前，新系统一次只能过滤一个目标扬声器，而且只能在与扬声器同一方向没有其他大音量声音时过滤。但如果耳机佩戴者对音质不满意，他们可以对扬声器的声音重新采样，以提高清晰度。研究人员正在努力将他们的系统扩展到耳塞和助听器。他们还在 GitHub 上公开了 THS 代码，以便其他人在此基础上进行开发。该系统尚未投入商业使用。本月早些时候，研究人员在夏威夷檀香山举行的美国计算机协会（Association of Computing Machinery，ACM）计算机-人交互（Computer-Human Interaction，CHI）会议上介绍了他们的研究成果，并获得了荣誉奖。未发表的研究论文可在此处查阅。 原文：科学家设计出一种可在拥挤的空间中用眼神分离出特定声音的AI耳机

苏姿丰演讲公布AMD目标：3年内实现能效提升100倍

摘要：IMEC(比利时微电子研究中)举办的ITF World 2024大会上，AMD董事长兼CEO苏姿丰博士领取了IMEC创新大奖，表彰其行业创新与领导——戈登·摩尔、比尔·盖茨也都得到过这个荣誉。 在获奖后的演讲中，苏姿丰重点提到，AMD正在全力冲刺30x25目标，也就是到2025年将计算能效提升30倍，而到了2026-2027年，AMD将把计算能效提升100倍！这一速度，将远超行业平均水平。处理器、显卡等计算产品的能耗越来越高，AMD早在2014年就设定了名为25x20的目标，也就是到2020年将产品能效提升25倍，最终超额做到了31.7倍。随后，AMD就立下了30x25的新目标，明年就能顺利实现。苏姿丰指出，眼下提升计算产品能效的最大障碍就是AI大模型训练、微调所需的庞大算力，往往离不开成千上万的GPU加速器，以及成千上万兆瓦的电力，而且还在急剧膨胀。为此，AMD将多管齐下，从产品架构、制造工艺、封装技术、互连技术等方面提升能效，比如3nm GAA全环绕栅极工艺，比如2.5D/3D混合封装，等等。她指出，Instinct MI300X就是高能效的典型代表，包含1530亿个晶体管，分为12颗小芯片、24颗共192GB HBM3内存芯片。再比如处理器，2024年的第四代EPYC，对比1984年的AM286(Intel 80286的克隆版本)，40年间，制造工艺从1.5微米进步到6/5纳米，单颗芯片变成13颗小芯片，晶体管从13.4万个增加到900亿个。核心线程数从1/1个增加到96/192个，频率从20MHz提高到3.5GHz，缓存从16MB增加到486MB，内核面积从49平方毫米增加到1240平方毫米。 原文：苏姿丰演讲公布AMD目标：3年内实现能效提升100倍