气候敏感性和胎儿微生物组

本周,遏制气候对二氧化碳的敏感性以及与婴儿的争夺战中的第一批细菌。

下载MP3

在本集中:

00:45婴儿细菌

婴儿是否在子宫内暴露于细菌?那要看你问谁。特征:婴儿的第一个细菌

07:33研究重点

超快的照片和啄食的企鹅。研究重点:强大的X射线脉冲可在瞬间穿透分子。研究重点:帝王企鹅通过夜间零食打破困境

09:22对二氧化碳敏感

有两项研究试图确定气候对二氧化碳的敏感性,并提出不同的范围。研究论文:Cox等;新闻与观点:关注气候变化的关键因素;研究论文:布朗和卡尔德拉

16:09新闻聊天

中国人的AI野心和野性变成了爆炸。新闻:中国为人工智能人才而战;新闻:避免与野生生物发生性关系的合成物种

绝不错过任何一集:在iTunes或您喜欢的播客应用程序上订阅“自然播客”。前往此处,观看Nature Podcast RSS feed。

成绩单

下载成绩单PDF

这是每周一次的Nature Podcast的2018年1月18日版的抄本。可以从Nature Podcast索引页面访问当前节目和存档剧集的音频文件,该页面还包含有关如何免费订阅Nature Podcast的详细信息,并具有疑难解答技巧。将您的反馈发送给我们[email protected]

[叮当声]

面试官:亚当·利维

欢迎来到本周的自然播客。在节目中,我们要问婴儿什么时候感染了第一批细菌,以及气候对二氧化碳的敏感程度。

面试官:沙米尼·邦德尔(Shamini Bundell)

再加上超快速摄影和啄食的企鹅-“我”-Shamini Bundell。

面试官:亚当·利维

我是亚当·利维。

[叮当声]

面试官:亚当·利维

您什么时候第一次接触细菌?当然,每天我们几乎都会和微生物一起游泳。但是,在我们仍在母亲的子宫中进入世界之前呢?长期以来,人们一直认为子宫是原始环境。

受访者:马库斯·德高夫

最初,人们开始或多或少都认为它是无菌的。如果细菌开始在那里繁殖,那么事情就出了问题。

面试官:亚当·利维

这是微生物学家Marcus de Goffau。关于无菌子宫的想法已经存在了一个世纪,但是最近研究人员开始挑战这种教条,而不是所有人。

受访者:马库斯·德高夫

好吧,我想说的是,当前的理解在不断变化,所以人们说一件事,而其他人说另一件事。

面试官:亚当·利维

一位产科医生克耶尔斯蒂·阿加德(Kjersti Aagaard)认为子宫可能不是无菌的。

受访者:凯尔斯蒂·阿加德(Kjersti Aagaard)

我们在2014年发表的论文肯定在非常正式的意义上提出了挑战,即不引用引言子宫环境的无菌程度。

面试官:亚当·利维

Kjersti 2014年的工作调查了胎盘,胎盘是发育中的婴儿与喂养胎儿同时保护其免受感染的母亲之间的联系。凯耶斯蒂(Kjersti)测试了数百个胎盘,令人惊讶的是,基因测序发现了许多样本中的细菌。长期以来,人们一直认为在胎盘中发现细菌是怀孕问题的迹象,但即使在健康怀孕的胎盘中,凯氏也能发现DNA。这向她暗示这些细菌可能不是有害的,但实际上是发育的重要部分。而且,如果子宫实际上不是细菌的庇护所,这会引起人们对其在细菌中实际作用的各种质疑。Kjersti想知道它们是否可能在从我们不断发展的消化系统到我们的早期免疫系统的所有过程中发挥作用。

受访者:凯尔斯蒂·阿加德(Kjersti Aagaard)

胎儿发育中的免疫系统如何受到潜在病原性或危险性微生物的教育?哪些是友善和友善的?对于我们而言,重要的是要了解这些微生物的来源和作用,不仅要追溯血统,而且要真正了解妈妈和婴儿在某种程度的交流中的功能。

面试官:亚当·利维

其他研究人员也对胎盘可能具有其自身的细菌群落-微生物组-的可能性着迷。有大量工作来描述这些胎盘微生物可以发挥什么作用。这项研究使Kjersti对她的发现充满了信心。

受访者:凯尔斯蒂·阿加德(Kjersti Aagaard)

从字面上看,已有数十个实验室能够使用不同的技术来复制来自全球不同角落的发现。当然,有一篇论文无法复制我们的发现,但是他们使用了截然不同的技术。

面试官:亚当·利维

但是对于某些人来说,这一纸质复制失败不仅仅是一个异常现象。我们早些时候曾听过马库斯(Marcus)的话,他是一个有严重怀疑的研究员。

受访者:马库斯·德高夫

我目前在桑格研究所(Sanger Institute)担任假定的胎盘微生物组研究的博士后。

面试官:亚当·利维

Lauder等人的这项研究无法区分从胎盘提取的DNA和实验室设备上发现的DNA。对马库斯而言,这意味着研究人员尚未发现某种胎盘微生物组。相反,他认为他们只是无意间从他们的实验室检测了序列。

受访者:马库斯·德高夫

从他们的DNA分离试剂盒或PCR试剂盒中,我们基本上看到的只是垃圾和污染。

面试官:亚当·利维

更重要的是,马库斯说他已经进行过类似的研究,但尚未发表,也未能将胎盘细菌的DNA与实验室试剂盒中的DNA区分。但是Kjersti还没有准备好放弃关于胎盘细菌的数十项研究。毕竟,她自己的研究测试了空的药瓶,以比较胎盘样本与胎盘样本并检测出差异。另外,她的研究表明,早产或足月分娩的母亲的胎盘之间,以及怀孕期间曾感染或从未感染过的母亲之间,都有差异。

受访者:凯尔斯蒂·阿加德(Kjersti Aagaard)

因此,并不是我们分析的每个胎盘看起来都一样。它们实际上基于离散的怀孕特征而有所不同,再次反对这样的观念,即这仅仅是我们工作所在的建筑环境中的污染物。

面试官:亚当·利维

马库斯和其他人仍然深表怀疑。他不仅觉得这些差异可以用污染来解释,而且很多微生物组研究可能也有类似的问题。

受访者:马库斯·德高夫

不仅仅是胎盘有这个问题。那里有很多研究人体组织的研究,他们报告了那里所有这些不同类型的错误,所有这些论文基本上都没有产生任何结果。

面试官:亚当·利维

那么,什么时候我们第一次遇到细菌呢?健康的胎盘中是否含有在子宫内发育中起作用的细菌?在达成共识之前,似乎还需要做更多的工作。对于Kjersti而言,这意味着需要更好地了解此类细菌的作用。

受访者:凯尔斯蒂·阿加德(Kjersti Aagaard)

我真的认为它将继续描述这些胎盘微生物的功能。能够证明怀孕暴露与后代微生物组最终结果之间存在可转换的步骤。

面试官:亚当·利维

但是对于马库斯来说,眼见为实,到目前为止,他所见所闻都没有说服他。

受访者:马库斯·德高夫

您将需要多种不同的研究方法,因此不仅需要测序,而且还需要显微镜检查,并以足够的放大倍数可以实际看到细菌。

面试官:亚当·利维

那是Marcus de Goffau。您还听到了德克萨斯州休斯敦贝勒医学院的Kjersti Aagaard的来信。现在正在进行的研究可以一劳永逸地回答婴儿细菌的问题。要了解它们,以及更多研究者之间的分歧,请阅读本周《自然》的功能。

面试官:沙米尼·邦德尔(Shamini Bundell)

仍然有来,野性变成爆炸性的。

面试官:亚当·利维

那是令人难以置信的点击诱饵描述它的方式。

面试官:沙米尼·邦德尔(Shamini Bundell)

不过从技术上讲它是正确的,对吗?

面试官:亚当·利维

从技术上讲,是的,在技术上是准确的。

面试官:沙米尼·邦德尔(Shamini Bundell)

好吧,听众,您可以在节目结尾的新闻聊天中自行判断。但是,在此之前,本杰明·汤普森(Benjamin Thompson)将会出席本周的研究重点。

[叮当声]

面试官:本杰明·汤普森

原子用完了藏身之处。现在,强大的X射线脉冲可以在飞秒内透过分子看到正确的图像。物理学家使用粒子加速器来搅动电子,直到它们发出明亮的X射线爆发,然后在释放X射线之前将电子紧紧地挤压在一起,阻止它们互相排斥。这样产生的激光束仅持续了十亿分之一秒。这种快速的快照可以在X射线造成任何损害之前揭示分子的原子结构。浮华的技术可以帮助科学家以高清晰度研究单个病毒。在《 Physical Review Letters》上为那个故事照亮。

[叮当声]

面试官:本杰明·汤普森

我知道我不是唯一一个享受深夜小吃的人。事实证明,父企鹅也喜欢天黑后进食。帝王企鹅在陆地上交配时常常会几个月不进食,然后在漫长而黑暗的冬天里坐在卵上。但是,在南极洲南部一个殖民地的雄性发现了绕开这种漫长禁食的方法。四个雄性上的卫星标签捕获的鸟儿在夜间从冰面上拖曳着偷偷摸摸地吃鱼晚餐。他们在交配季节做到了这一点,但是在坐蛋之前就只能这样做了,这是因为他们的殖民地离水很近。这种偷偷摸摸的零食将使他们精力充沛,并减少空腹时间。但是,进入黑暗是危险的。由于殖民地由于稀薄的冰而被迫向南移动,因此可能需要更多的企鹅。在“实验生物学杂志”上吞噬更多的研究成果。

[叮当声]

面试官:亚当·利维

接下来,本杰明回来,他带来了一个关于气候变化的故事。

面试官:本杰明·汤普森

上周,我们在《自然播客》上做了一些未来的展望,试图预测2018年的重大科学故事。这些预测之一是,签署了2015年《巴黎气候协定》的国家将概述其在实现其气候变化目标方面的进展。该协议旨在阻止世界变暖超过摄氏2度,理想情况下将变暖控制在1.5度以下。但是温度还会上升多少呢?这首先取决于我们排放多少二氧化碳。但是,即使我们知道这一点,也可能会发生很多不确定性。在过去的几周中,《自然》杂志上发表了两篇论文,它们使用不同的方法来试图限制这种不确定性。但是,为什么需要这样做呢?斯坦福大学的帕特里克·布朗(Patrick Brown)是其中一篇论文的作者。

受访者:帕特里克·布朗

好吧,仅从科学的角度来看,我们始终希望缩小围绕各种事物的不确定性范围。作为物理气候科学家,我想尽可能地了解物理气候系统。从更实际的角度来看,例如,如果我们有兴趣将全球变暖限制在两摄氏度以下,那么在我们非常有可能超过该阈值之前准确知道我们可以向大气中排放多少排放物很有用。 。

面试官:本杰明·汤普森

在本周发表的一篇论文中,另一位气候科学家,埃克塞特大学的彼得·考克斯(Peter Cox)正在研究气候对二氧化碳的敏感性。我们的星球越敏感,在给定的排放量下,温度越高。衡量气候平衡的一种常用方法是平衡气候敏感性。但是,正如Peter解释的那样,这有点抽象。

受访者:彼得·考克斯

想象一下,您刚刚对气候系统进行了非常粗略的实验,即将大气中的二氧化碳水平提高一倍,然后您等待气候达到平衡。所谓平衡,是指温度停止上升。平衡气候敏感性是地球将变暖的程度,因此在某些方面,它是气候如何响应二氧化碳增加而变化的最简单的度量。

面试官:本杰明·汤普森

因此,两度的气候敏感性意味着,如果我们所做的一切是将世界二氧化碳排放量增加一倍,我们最终可以预期温度会升高两度,但是即使采用这种简单的措施,其敏感性也有很大的不确定性。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)根据大量可用数据,将敏感范围定在1.5至4.5度之间。而且,这种不确定性范围已经在20多年中大幅缩小。了解温度如何依赖于CO2的一种方法是查看最近一段时间温度随二氧化碳水平的变化情况。利用温度的这种历史趋势是估算平衡气候敏感性的一种常用方法,但是存在许多混杂因素。Peter小组确实使用了历史温度记录,但实际上他们忽略了这些温度的总体上升趋势。取而代之的是,他们着眼于历史记录中可见的温度波动。他们表明,这些波动的大小可以与气候敏感性相关联,因此准确测量这些波动可提供更为精确的平衡气候敏感性度量。

受访者:彼得·考克斯

IPCC通常将平衡气候敏感度的范围设定为1.5到4.5摄氏度,而我们的可能范围是2.2到3.4,因此中央估计与IPCC并没有太大差异;它稍微偏低一点。大约是2.8,但是ECS可能值的范围大大降低了大约60%。

面试官:本杰明·汤普森

当然,这个世界上很少有人直截了当,关于如何减少平衡气候敏感性的不确定性还存在一些不确定性。确实,仅在几周前,我们早些时候就听说过的帕特里克·布朗(Patrick Brown)发表了一项研究,该研究使用了另一种方法来估算气候敏感性。这项工作着眼于模型-“模拟气候物理过程的复杂软件”,并试图挑选出能够最准确地估算灵敏度的模型。为此,帕特里克(Patrick)专注于高空大气层的能量收支,以及来自太阳的能量与地球辐射的能量之间的关系。

受访者:帕特里克·布朗

如果模型在模拟我们所观察到的最近过去的熟练程度之间存在关系,如果该模型与他们将来会产生多少变暖之间存在关系,那么我们可以使用观察从本质上转移对未来变暖的预测,这样当我们进行观察时,他们会强调这段时间内最熟练的模型。

面试官:本杰明·汤普森

事实证明,模拟过去的最熟练的模型往往是预测未来最高变暖的模型。但是,这两项研究如何比较?帕特里克(Patrick)估计的平衡气候敏感度范围在3.0至4.2度之间,而彼得(Peter)在2.2至3.4之间。尽管需要重点注意的是,它们使用不同的置信度限制,但两个范围之间显然存在差异,并且这些差异与其他来自不同方法的估计值并存。因此,如果两个产生不确定性的新措施给出了不同的结果,那么事情是否像我们刚开始时一样不确定?我们是否冒着给信息提供者和决策者以及未来规划人员带来信息过载的风险?

受访者:帕特里克·布朗

是的,我的意思是,我认为,从公众的看法出发,这是一个正当的风险,这就是为什么重要的是拥有IPCC,Royal Society或National Academy of Sciences的评估报告,要说真的,好吧,不要让任何个人学习太认真。没有人应该把我们的估计当作福音,也没有人应该把这个新的估计当作福音。您应该考虑文献的全部范围,并且随着时间的推移,随着研究的发展和进步,我认为随着时间的流逝,这种中心估计会发生变化,我相信我们的估计会经受住时间的考验,但我们会看到。在这一点上,我现在不必说了。

受访者:彼得·考克斯

我认为气候科学有责任减少最重要的不确定因素。我的一位同事最近说,您不必决定自己的工作是否值得,而是由社区来决定是否值得。我希望这是说让我们利用所获得的一切和所获得的数据的每分钟都在增加的方法的一部分,以便通过将模型,观测值和理论结合在一起的方式来处理这些事情令人惊讶的是,这种情况经常发生。

面试官:沙米尼·邦德尔(Shamini Bundell)

那是彼得·考克斯。您可以在Nature.com/nature上阅读他的论文以及《新闻与观点》文章。您还听到了Patrick Brown的来信。他的论文可在同一地址获得。

面试官:亚当·利维

现在是本周新闻聊天的时间,记者Ewen Callaway加入我们的工作室。嗨,Ewen。

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

你好。

面试官:亚当·利维

现在,首先,中国一直在努力进行AI研究。中国目前的状况如何?

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

好吧,我们本周报道的消息是,我的同事戴维·西拉诺斯基(David Cyranoski)驻上海。他曾报道说,北京西部的山区很可能是新型人工智能人工智能商业园区的所在地。中国政府有兴趣投资约21亿美元来创建这个工业园区,以期吸引AI初创企业和公司在那兴建自己的工厂。

面试官:亚当·利维

希望在某种程度上似乎是有效的词汇,因为目前中国似乎发现吸引他们想要的研究人员有些困难。

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

我认为故事中的主题是一个悬而未决的问题。如果您建造它,他们会来吗?我想这就是故事要问的。并引用了一些消息来源,包括来自中国Microsoft AI机构的人员,他们不确定研究人员是否要搬到那里,这听起来像是以寺庙和蘑菇生产而闻名的农村地区。所以,这似乎是一个真正的开放性问题。中国政府可以将所有这笔钱投入,但他们是否会获得人才,他们是否会获得公司?

面试官:亚当·利维

但这对中国来说不是新问题。似乎中国在某种程度上一直在努力争取人才。

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

是的,我认为情况似乎如此。我认为中国的大学正在培训许多因其在机器学习和其他包含AI的技术上的技能而备受​​追捧的学生。但是,听起来很多人都被吸引到了美国,加拿大,以色列等海外市场,那里的公司充斥着大量现金,而拥有很多专业知识的大学也吸引着他们。所以,是的,中国在留学生方面遇到了一些麻烦。

面试官:亚当·利维

钱只是问题吗?在美国等国家,是否只是为研究人员提供了更多?

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

我不确定情况是否完全如此,因为正如报道所报道的那样,一些中国公司利用了包括腾讯和百度在内的人工智能,它们每年为人们提供一百万美元的薪水,所以我认为这可能不是唯一的一部分的故事。

面试官:亚当·利维

这是中国大学和公司特有的问题吗?我的意思是,人工智能在全球范围内是一个很大的领域。

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

是的,我不这样认为。我认为这是全球趋势。对于那些被认为具有人才开发能力的公司,公司确实在竞争自己认为的人才匮乏。我们听说过Deepmind等公司以及其他在加拿大建立实验室的公司。我认为Deepmind在艾伯塔省开设了一家分校,因为那儿的人才从那里的大学中流出来。因此,中国发生的同一件事正在世界各地发生。

面试官:亚当·利维

让我们从人工智能转到您撰写的有关性行为的故事。研究人员正在努力使物种无法繁殖。为什么您想要做某事?

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

好吧,这种性爱是人为的。至少他们正在尝试。因此,这项研究是关于建立生殖障碍。因此,可以将两个种群,两个有机体进行杂交,根据某些定义,您可以说这使它们成为独立的物种。我不是系统主义者;我不会参与其中。这样做的目的是,我想,您可能会想到很多原因,您可能不希望一种生物与另一种生物杂交。如果您获得了具有抗药性的转基因作物或制造了真正有价值的药物,则您不希望其将基因与常规的国内作物,未改良的作物或与其杂交的杂草近缘种混在一起。因此,您可以想象这是您可能要防止性行为的众多原因之一。

面试官:亚当·利维

那么,研究人员的目的是为了阻止某种具有潜在天然物种的人工变种繁殖吗?

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

此处的明确目标是防止转基因生物与野生或家养未经修饰的生物繁殖。但这不仅对生物污染有用。我的报告表明,这种技术可以防止种群繁殖,实际上可以用于控制害虫和入侵物种。因此,如果您拥有某种可以与某种蚊子杂交并传播某种疾病的基因改造物种或基因改造种群,那么实际上,通过部署大量的GMO蚊子,您实际上可以使种群倾斜一个人受到青睐,野生蚊子最终可以找到任何可以繁殖的人,因为他们的后代不肥沃。

面试官:亚当·利维

似乎每当我们报道这样的故事时,往往都归结为试图消除携带蚊子的疟疾。

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

那是一个简单的目标。我的意思是,疟疾是世界领先的杀手之一,我认为人们正在寻求应用基因技术来控制携带蚊子的疟疾的原因,尽管我相信这些研究人员感兴趣的蚊子是携带登革热和疟疾的蚊子。寨卡(Zika)和基孔肯雅热(chikungunya),至少不是疟疾。

面试官:亚当·利维

在实际运作方面,研究人员做了什么?

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

这是一个棘手但相当巧妙的系统,当我写这篇文章时,我使它类似于一种有毒的解毒剂,而该系统中的毒物基本上是基于一个基因的表达,该基因的表达可以是您将其完全升高是有毒的,因此,在他们对酵母进行原理实验的证明中,他们发现他们可以提高这种称为肌动蛋白的细胞骨架蛋白的表达,如果这样做,酵母细胞就会弹出。现在,解毒剂基本上是该基因旁边的一种突变序列,这使得他们无法使用其促进表达的机制。因此,如果您有两个酵母细胞并且它们呼吸并且携带毒药和解毒剂,那么它们很好。性都很好。但是,如果您的酵母细胞同时含有毒药和解毒剂,那么它会进行精制并用没有解毒剂的酵母细胞进行繁殖,而该酵母细胞却没有解毒剂,那么在他们的实验中,其后代会像气球一样弹出。

面试官:亚当·利维

现在这是否总是可行,还是生活可以找到解决方法?

受访者:埃文·卡拉威(Ewen Callaway)

当然,生活可以找到解决这个问题的方法。我认为对这种事情的抵抗是不可避免的。您可以想出一些巧妙的方法来克服它。与我交谈过的一些研究人员并不完全相信系统本身在进化上是稳定的。他们认为,与野生生物相比,同时携带有毒和解毒剂的生物可能处于竞争劣势,因此很难替代它们,因此需要做很多工作。这些只是原理实验的证明,但对此有很高的希望,我想时间会证明这种方法是否成功。

面试官:亚当·利维

谢谢你,Ewen。有关该爆炸性故事的更多信息,以及其他不那么繁琐的科学新闻,请访问nature.com/news。

面试官:沙米尼·邦德尔(Shamini Bundell)

这是本周的事情,但更多的方式是科学家们在蚊子上轻扫一下,请查看2017年10月5日那一集的Ewen播客片段,他在那儿发现了有关繁殖无疟疾的zzy。

面试官:亚当·利维

下周我们将提供所有最新和最出色的研究。在那之前,我是亚当·利维。

面试官:沙米尼·邦德尔(Shamini Bundell)

我是Shamini Bundell。

[叮当声]

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。