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自然子刊《自然—免疫学》等研究综述

2006-11-28 10:03 自然子刊 自然子刊 阅读 0
核心摘要: 本文综述了《自然—物理学》和《自然—免疫学》两项研究。前者实现了双光子组合量子状态的隐形传送,为量子通讯和计算提供新途径;后者通过基因工程改造鼠疫杆菌外衣,激活小鼠免疫系统,成功抵御感染,为疫苗研发提供新思路。

《自然—物理学》:量子隐形传送能力获提高

量子隐形传送是基于量子信息的输送,与量子远程通信密切相关。人们基于这一过程提出了量子因特网的构想,与现有因特网相比,它具有安全保密、实现多端分布计算等优点。

近日,研究人员在10月号的《自然—物理学》期刊上报告称,他们成功实现了由两个光子构成的组合量子状态的隐形传送。这是首次在组合系统中实现量子隐形传送,该方法有望开发出利用量子效应的通讯和计算新途径。

量子力学系统具有以某种可能状态存在的一系列性质。例如,光子的特点是具有极性,其状态可能是水平的、垂直的或二者的混合。量子隐形传送将一种状态的极性传送给另一个光子,两个光子间的距离可以任意远,但隐形传送不能传送能量或物质。

Qiang Zhang和同事的研究发现,多个光子的量子状态也可以被隐形传送,这是大规模量子通讯和计算协议所要求的。新方法有望确保信息的安全交换,并可能解决传输速度超过当今最先进计算机的任务。Zhang等人的实验持续了几天,但进一步提高后便具有实用价值。

《自然—免疫学》:战胜细菌的毒性

鼠疫杆菌(Yersinia pestis)属于耶尔森氏菌属,是引起烈性传染病鼠疫的病原菌,几百年来一直是人类灾祸的来源。人体对鼠疫杆菌无天然免疫力,容易感染,但患过鼠疫的病愈者可获得持久性免疫力,很少再次感染。

研究人员在10月号的《自然—免疫学》上报告称,一种有效的免疫方法能够让小鼠抵御鼠疫杆菌的感染。

Egil Lien和同事发现,鼠疫杆菌等细菌穿着一层由蛋白质和脂肪糖构成的“外衣”。某些细菌的“外衣”会刺激哺乳动物的免疫细胞,但部分细菌如鼠疫杆菌的“外衣”则不会产生这种刺激,从而使其得以入侵或抑制宿主的天然免疫反应。Lien等人对一种鼠疫杆菌菌株进行了基因工程改造,使其“外衣”能刺激小鼠的免疫细胞。结果,经过基因工程改造的小鼠在感染后仍然存活,并且这些存活的小鼠还能继续保护自己不受致命鼠疫杆菌的感染。研究结果显示,“免疫秘密行动”可能是正常鼠疫杆菌导致严重感染的关键所在。

Lien等人的工作表明,对先天免疫系统进行足够的刺激反应能控制高致病性细菌的感染。他们认为,新工作拓展了对鼠疫杆菌毒性的认识,有望用于疫苗研发。

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