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艾滋病病毒逃脱人类防御系统机理揭示,聪明玩
分类:生命科技

中国学者首次在NSDI发表区块链论文
打破区块链“不可能三角”瓶颈
艾滋病病毒逃脱人类防御系统机理揭示
“聪明玩具”还是“笨玩具”?绝不是件小事

如果火车站的售票大厅只有一个售票窗口,所有前来买票的人全部要在这个窗口外排队,那么这个售票大厅的卖票速度可想而知,在单位时间内卖出的车票数量将非常有限。

科技日报东京4月28日电 日本横滨市立大学等机构日前宣布,他们的联合研究小组发现了导致艾滋病的人类免疫缺陷病毒从宿主细胞的防御系统中逃脱的分子机理。研究成果发表在最近的《自然·通讯》网络版。

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此前的区块链网络处理任务的进程,就面临这样的尴尬。受到“不可能三角”的制约,早期的区块链网络通常是单链形式,为了兼顾安全性与去中心化,不得不作出性能方面的牺牲,使得区块链技术在处理任务时,“只有一个窗口卖票”,性能亟待提升。

HIV侵入人体后,免疫细胞被逐渐破坏,人体易受到病原体感染并引发各种疾病。目前尚无从体内完全排除HIV的治疗方法,感染者需不断服用抗病毒药物进行治疗。随着病毒遗传基因变异,有报告称出现了很多既有药物无法治疗的耐药性病毒。因此在开发HIV疫苗同时,需不断研究针对耐药性病毒的新药物。

近日,中科院计算所博士、创新工场人工智能研究院副院长王嘉平等人提出的高性能区块链系统Monoxide模型,打破了这一瓶颈,在尽量不引入额外的实体和机制的前提下,可同时满足安全、高性能和去中心化的三角特性,使区块链横向扩展1000倍以上,从而使数据吞吐量提升1000倍以上。相关论文发表在不久前的2019年NSDI(网络系统设计与实现)国际会议上。

人体细胞对各种病毒具有相应的防御手段。例如,SAMHD1蛋白是一种由人体细胞产生的酶,可强烈阻断HIV感染巨噬细胞和CD4+T细胞。另一方面,病毒尤其是西非地区众多感染者携带的HIV-2,其颗粒中含有的Vpx蛋白能分解细胞中的SAMHD1,结果导致HIV-2感染骨髓细胞和T细胞。

“不可能三角”

由于大多数病毒蛋白在人体细胞“病毒调节剂”的帮助下起作用,研究小组首先寻找控制Vpx对SAMHD1作用的因子。他们从参与磷酸化修饰的400多种宿主蛋白中搜索与Vpx相互作用的蛋白,发现PIM激酶宿主蛋白与Vpx结合良好并且特异性地被磷酸化。借助质谱仪进行的详细调查显示,丝氨酸是Vpx的第13个氨基酸,被PIM激酶磷酸化。用另一种氨基酸取代该丝氨酸,就不会产生Vpx的磷酸化,病毒增殖明显减少。

区块链由“数据块”和“链条”组成,是一种分布式记账底层技术。一般认为,区块链具有去中心化、高安全性等核心优点,可以完美解决共享经济发展过程中的信息不对称、交易成本高、陌生人信任等难题。

研究结果证明,宿主PIM激酶是控制Vpx对SAMHD1作用的病毒调节因子。另外,研究也发现,通过阻碍PIM激酶,能够有效阻断HIV-2的复制。

因此,区块链被认为是最具潜力的颠覆性技术之一。根据目前的研究,区块链技术可以应用在数字货币发行与交易、跨境支付与转账、智能合约、供应链溯源等领域。

不过,处于高速发展中的区块链技术却长期面临着一个著名的“不可能三角”技术瓶颈。区块链“不可能三角”也称“三元悖论”,指区块链网络模型无论采用哪种共识机制来决定新区块的生成方式,都无法同时兼顾性能、安全、去中心化这三项要求,只能满足其中两项而牺牲另外一项,最多三者取其二。

王嘉平告诉《中国科学报》,受到“不可能三角”的制约,早期的区块链网络通常是单链形式,为了兼顾安全性与去中心化,不得不作出性能方面的牺牲。

也正是因为这个瓶颈,区块链技术至今仍然无法在各领域内发挥出它的全部潜能。

“多个窗口卖不同的票”

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