环球科学：新突破！猪肾脏与人体连接54小时，功能正常且没有排异

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　　· 医学 ·

　　美国医生将猪肾脏与人体连接54小时，功能正常，且没有排异

　　近日，纽约大学朗格尼医学中心的医生在异种器官移植上，取了一项突破性进展。他们将一颗经过基因编辑后的猪的肾脏与一名人类志愿者（处于脑死亡状态，依靠呼吸机维持生命）的大腿血管连接在一起，发现这颗肾脏没有被人体的免疫系统排斥。在连接后，猪肾脏几乎立刻开始产生尿液和排泄废物肌酐，正常工作了54个小时。

　　将猪的器官移植给人常会出现免疫排斥，通常出现在人和供体器官的血管交界处和供体器官中。此外，猪器官中的病毒还会感染人体。得益于基因编辑和克隆技术的发展，科学家通过对猪进行基因编辑，已成功将其心脏和肾脏移植给狒狒等灵长类动物。在这次实验中，研究人员消除了供体猪细胞表面的α-半乳糖，避免人体对猪肾脏产生免疫排斥。他们在人和猪的血管交界处，没有发现急性免疫排斥反应。这次实验结果意味着将来源于猪的肾脏植入人体内，也有可能会成功。（新华网）

　　· 古生物学 ·

　　琥珀中发现首个真蟹类化石

　　在一块恐龙时代的琥珀中，研究者发现了一具保存极为完好的真蟹类化石（图片来源：原论文）

　　螃蟹的化石记录最早可追溯到约2亿年前的侏罗纪早期，其中非海生螃蟹的化石很少，且保存状况很差。近日，《科学·进展》发表了最新发现的完整保存于琥珀中的螃蟹化石。科学家将这一新物种命名为Cretapsara athanata，意为“白垩纪云水之灵” ，它生活在约1亿年前的白垩纪，是一种较为古老的真蟹类。

　　利用显微CT扫描技术，研究者对这一化石进行了完整的三维重建，发现这种蟹没有肺组织，但有发育良好的鳃，结合其发现于陆上形成的琥珀化石中，研究者认为这种蟹可能营半水生生活，具有在陆地生存的能力。过去的研究认为，螃蟹是在约5000万年前离开了海洋，然而Cretapsara athanata说明，这一演化过程发生的时间可能更早。

　　· 古生物学 ·

　　气候变化是猛犸象灭绝的真正原因

　　3头猛犸象正跋涉雪山 （图片来源：Daniel Eskridge）

　　猛犸象曾在寒冷和多雪的地球上繁衍生息了500万年，以草类等植物为生，并与早期人类共存至少2000年，直到近4000年前才彻底灭绝。科学家们为猛犸象灭绝的原因争论了上百年，一种流行的观点是人类的猎杀导致其灭绝。近日，一项发表于《自然》的新研究中，科学家利用古环境DNA，发现气候变化是猛犸象灭绝的根源所在。

　　研究人员获取了北极地区发现猛犸象遗骸的地点的土壤样本，对其中的植物和动物遗迹进行了测序分析，并建立了猛犸象等哺乳动物的种群分布模型。结果显示，在最近一次冰期结束后（约1.2万年前），地球气候迅速变暖，同时地貌改变、降水增加，导致植被显著变化，森林和湿地取代了适宜猛犸象生存的草原栖息地；猛犸象难以适应快速的气候变化，其遗传多样性变得越来越低，并最终灭绝，而人类对它们没有任何影响。研究人员表示，气候变化及其影响是难以预测的，人类应该以此为鉴。

　　· 物理学 ·

　　用磁铁操纵非磁性金属

　　地球大气层上方的轨道上布满了太空垃圾，这些轨道碎片的移动速度比子弹还快，对航天器和卫星构成了威胁。如果这些碎片具有磁性，那么通过磁铁可以操纵并处理它们，但轨道碎片主要由铝组成，铝是一种非磁性但导电性强的金属。针对这点，近日发表在《自然》的一项研究设计了一种方法，用一组电磁铁在三维空间中控制非磁性金属的移动。

　　研究人员利用了电磁感应效应，电磁铁阵列产生交变磁场，在磁场中的金属会产生感应电流，感应电流又会让这些金属产生次级磁场。通过这种方式，变化的磁场可以将任何导体变成次级电磁铁，然后电磁铁可通过磁力操纵导体的运动。研究人员设计了一组电磁铁，可以产生沿任意轴旋转的磁场。数值模拟表明，这样的磁场可以在三维空间中沿任意方向移动非磁性物体。研究人员还实际演示了他们的设计，成功地在二维平面上移动了铜球。研究人员表示，用于控制电磁铁阵列的算法还有优化的空间，这将进一步推动这一概念的应用。

　　· 细胞生物学 ·

　　太空飞行导致宇航员的DNA从线粒体中“泄漏”

　　科学家已经知道太空辐射和失重会损害宇航员的身体。近日，在一项发表于《美国心脏协会杂志》的研究表明，深空探测对宇航员身体健康的损害或与线粒体有关。线粒体是细胞中用于提供能量的结构，拥有独立的DNA。当线粒体受到损伤时，它们的DNA会被释放出来而变成自由DNA，导致细胞受损，引发炎症等与身体健康有关的问题。

　　研究者分3次（宇宙飞船发射前10天、宇航员返回当天和返回后3天）收集了14名宇航员的血液样本，他们在1998-2001年间执行过5-13天国际空间站的任务。经检测后发现，与去往太空之前相比，14名宇航员返回当天和返回3天后血液中自由DNA的含量都要高2-355倍。而且在宇航员的白细胞中，与DNA损伤、氧化应激和炎症相关的标志物含量也有显著的增加。研究者表示，这是由太空辐射导致的DNA损伤所引起的恶性循环。虽然该研究仍存在样本量较少、时间较短等问题，但研究结果有利于未来采取相应的有效措施，来保护宇航员的身体。

　　· 动物学 ·

　　现代家马的祖先来自哪里？

　　最早驯化马的考古学证据，来自哈萨克斯坦波台（Botai）地区，年代可追溯到距今5500年。但DNA分析表明，它们并不是现代家马的祖先。除波台之外，此前科学家认为现代家马还可能来自欧洲和亚洲的其他几个驯化地，但DNA分析结果排除了这些可能。于是，科学家把研究范围扩大到整个欧亚大陆，找到了现代家马的祖先，研究成果刚刚在《自然》杂志发表。

　　科学家对公元前50 000年到公元前200年之间生活在欧亚大陆的273匹马的基因组进行测序，并与现代家马的基因组比较。结果发现，欧亚大陆曾经生活着一些基因不同的种群，但在公元前2200年至公元前2000年之间，原本生存于北高加索庞廷大草原（Pontic steppe）的马开始扩散到其他地区，并在几个世纪内取代了从大西洋到蒙古的所有野马种群，数量也显著增加。此外，基因组对比还表明，与被取代的种群相比，来自庞廷大草原的马行为更加温顺，脊椎也更加强壮。科学家认为，是这些特点确保了种群的成功。

　　· 新冠疫情 ·

　　截至北京时间10月21日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例241 991 525例，死亡病例4 921 354例。

　　根据国家卫生健康委员会官方网站的消息，10月20日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例21例。其中境外输入病例8例（上海6例，河南1例，广东1例），含1例由无症状感染者转为确诊病例（在河南）；本土病例13例（甘肃5例，其中兰州市4例、张掖市1例；宁夏4例，其中吴忠市2例、银川市2例；内蒙古2例，均在锡林郭勒盟；湖北2例，均在直辖县级行政区划），含1例由无症状感染者转为确诊病例（在甘肃）。无新增死亡病例。无新增疑似病例。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者27例，其中境外输入20例，本土7例（云南3例，均在德宏傣族景颇族自治州；河北2例，均在邢台市；湖南1例，在长沙市；贵州1例，在遵义市）；当日转为确诊病例2例（境外输入1例）；当日解除医学观察9例（境外输入6例）；尚在医学观察的无症状感染者372例（境外输入352例）。

　　截至2021年10月19日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗223622.6万剂次。

　　文：白德凡、孙琳钰、王怡博、谢汝雨、曾欣欣、Clefable