9月16日(星期二)消息,國外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下:
《自然》網(wǎng)站(www.nature.com)
“鏡像生命”:科學(xué)的下一個前沿,還是潘多拉魔盒?
近日,科學(xué)界圍繞“鏡像生命”研究是否應(yīng)當(dāng)受限展開了激烈討論。在英國曼徹斯特舉行的一場重要會議上,專家們就構(gòu)建鏡像合成細(xì)胞的潛在風(fēng)險與倫理邊界進行了深入探討。此類研究旨在利用與天然分子手性相反的“鏡像分子”合成人工細(xì)胞,其在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景,但也可能帶來不可預(yù)見的生態(tài)與健康風(fēng)險。
支持暫緩或限制該類研究的觀點認(rèn)為,完全功能的鏡像細(xì)胞若進入自然環(huán)境,可能逃避現(xiàn)有生物降解機制,造成生態(tài)擾動或健康威脅。有科學(xué)家強調(diào),鏡像生物學(xué)所帶來的科學(xué)收益完全可通過常規(guī)技術(shù)路徑實現(xiàn),無需冒險推進全細(xì)胞構(gòu)建。
反對過早設(shè)置禁令的研究人員指出,鏡像分子技術(shù)已展現(xiàn)出獨特的價值。例如,基于鏡像氨基酸構(gòu)建的肽類藥物已獲美國FDA批準(zhǔn)用于臨床,有效抵抗生物降解并延長藥效。此外,該研究也有助于回答生命起源中手性選擇的核心科學(xué)問題。
技術(shù)上,盡管尚未實現(xiàn)完整鏡像細(xì)胞的合成,多個團隊已逐步突破關(guān)鍵瓶頸。例如,中國西湖大學(xué)在鏡像生物大分子合成方面取得系列進展,2022年成功構(gòu)建出簡化版鏡像核糖體組件,為未來高通量制備鏡像藥物奠定基礎(chǔ)。
值得注意的是,自然界本身存在部分鏡像糖分子,人類免疫系統(tǒng)并非對其完全沒有識別能力。科學(xué)界普遍認(rèn)為,當(dāng)前需在鼓勵創(chuàng)新與防范風(fēng)險之間尋求平衡,推動負(fù)責(zé)任的研究。該議題也反映出合成生物學(xué)時代科技治理所面臨的共同挑戰(zhàn)。
《科學(xué)通訊》網(wǎng)站(www.sciencenews.org)
冰與鹽的奇跡:科學(xué)家用最簡單材料實現(xiàn)“冰雪發(fā)電”
最新研究表明,鹽、冰和機械應(yīng)變的組合或許將成為下一代可再生能源的關(guān)鍵。《自然材料》(Nature Materials)雜志發(fā)布的一項突破性研究顯示,通過特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計的含鹽冰體可產(chǎn)生顯著電能,這為極地環(huán)境和低溫場景下的能源采集提供了全新思路。
科研團隊通過精密實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)對含25%含鹽量的錐形冰體施加機械應(yīng)變時,單個冰錐可產(chǎn)生約1毫伏電壓。令人驚訝的是,由2000個微型冰錐組成的陣列竟能產(chǎn)生2伏電壓,足以為小型電子設(shè)備供電。這一現(xiàn)象源于“撓曲電效應(yīng)”——即材料在不規(guī)則變形時產(chǎn)生電能的能力。
與普通純冰不同,含鹽冰內(nèi)部存在獨特的微觀結(jié)構(gòu)。固態(tài)冰晶之間分布著納米級液態(tài)鹽水層,當(dāng)冰體被彎曲時,會形成壓力梯度驅(qū)動離子流體運動。帶正電荷的陽離子定向流動從而形成電流,這種巧妙的能量轉(zhuǎn)換機制為設(shè)計新型發(fā)電裝置提供了理論基礎(chǔ)。
研究團隊通過對比實驗發(fā)現(xiàn),錐形結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)梁狀結(jié)構(gòu)具有顯著優(yōu)勢。較小的冰錐表現(xiàn)出更強的應(yīng)變承受能力,展現(xiàn)出尺寸效應(yīng)帶來的性能提升。這意味著通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和陣列排布,可以大幅提升系統(tǒng)發(fā)電效率。
該研究不僅揭示了鹽水冰的獨特電學(xué)特性,更為開發(fā)環(huán)境友好型低溫能源開辟了新路徑。隨著進一步研究,或許有一天我們能看到利用極地冰層發(fā)電的壯觀場景。
《每日科學(xué)》網(wǎng)站(www.sciencedaily.com)
眼科診斷迎來巨變?新AI算法可提前數(shù)年預(yù)警失明風(fēng)險
一項最新研究顯示,人工智能(AI)已能夠預(yù)測圓錐角膜患者的失明風(fēng)險,且預(yù)測時間可比傳統(tǒng)診斷提前數(shù)年。該成果由英國墨菲爾德眼科醫(yī)院NH基金會信托與倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)聯(lián)合完成,并在近期舉行的第43屆歐洲白內(nèi)障與屈光外科醫(yī)師學(xué)會(ESCRS)年會上發(fā)布。
圓錐角膜是一種多見于青少年群體的進行性眼病,由于角膜逐漸變薄、前凸,導(dǎo)致視力嚴(yán)重下降,約每350人中即有1例患者。傳統(tǒng)臨床方法難以預(yù)測疾病進展速度,致使多數(shù)患者需長期隨訪觀察,常錯失最佳治療窗口。
研究團隊基于人工智能系統(tǒng),對6684名患者的36673次OCT(光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng))圖像及多維臨床數(shù)據(jù)進行分析。結(jié)果表明,AI僅通過首次就診數(shù)據(jù)即可識別出約占總?cè)藬?shù)三分之一的高風(fēng)險患者,準(zhǔn)確率隨結(jié)合第二次就診信息后提升至90%以上。高風(fēng)險患者需接受角膜交聯(lián)治療——一種采用紫外光和核黃素增強角膜強度的干預(yù)手段,成功率超過95%,可有效阻斷病情發(fā)展并避免角膜移植。
該預(yù)測模型目前已進入多中心臨床驗證階段。其應(yīng)用預(yù)計將實現(xiàn)圓錐角膜患者的精準(zhǔn)分級管理:高風(fēng)險患者獲得早期防治,減少視力損傷;低風(fēng)險患者避免過度隨訪,節(jié)約醫(yī)療資源。歐洲白內(nèi)障與屈光外科醫(yī)師學(xué)會(ESCRS)專家認(rèn)為,這項人工智能工具有望重塑圓錐角膜的臨床實踐路徑。
《賽特科技日報》網(wǎng)站(https://scitechdaily.com)
中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)衰老新驅(qū)動因子,補充氨基酸或可逆轉(zhuǎn)
廈門大學(xué)團隊在《公共科學(xué)圖書館·生物學(xué)》(PLOS Biology)發(fā)表的一項研究提出,下丘腦中一種名為Menin的蛋白質(zhì)水平下降可能是衰老的一個重要驅(qū)動因素。該研究指出,Menin的減少會促進神經(jīng)炎癥,進而引發(fā)多種衰老相關(guān)變化,而補充一種常見的氨基酸可能有助于緩解部分衰老癥狀。
下丘腦已被認(rèn)為是調(diào)控機體衰老的關(guān)鍵腦區(qū),其神經(jīng)炎癥信號隨年齡增長而上升。研究人員發(fā)現(xiàn),Menin蛋白能夠有效抑制下丘腦的神經(jīng)炎癥,但隨著年齡增長,其在神經(jīng)元中的表達(dá)顯著下降。通過基因操作減少年輕小鼠下丘腦中的Menin后,這些小鼠出現(xiàn)炎癥加劇、骨密度與皮膚厚度下降、認(rèn)知能力減退及壽命縮短等現(xiàn)象。
研究進一步揭示,Menin的缺失會導(dǎo)致一種名為D-絲氨酸的氨基酸水平降低。D-絲氨酸是一種神經(jīng)遞質(zhì),天然存在于大豆、雞蛋、魚類和堅果中,其合成依賴于Menin調(diào)節(jié)的酶活性。
為驗證其干預(yù)潛力,研究人員在老年小鼠下丘腦中恢復(fù)Menin表達(dá)。30天后,小鼠的皮膚、骨骼狀況以及學(xué)習(xí)、記憶和平衡能力均得到改善,海馬區(qū)D-絲氨酸水平也顯著上升。更令人注意的是,僅通過三周的D-絲氨酸膳食補充,也能在一定程度上改善認(rèn)知功能,但對身體其他部位的衰老指標(biāo)影響不明顯。
該研究推測,下丘腦Menin的表達(dá)下降可能是連接遺傳、炎癥和代謝因素的核心環(huán)節(jié),而D-絲氨酸有望成為緩解認(rèn)知衰退的一種潛在治療策略。盡管其長期效果和深層機制仍需進一步研究,這一發(fā)現(xiàn)為干預(yù)衰老提供了新的方向。(劉春)
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