大参考

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 18132|回复: 0

环球科学:细胞“弗兰肯斯坦”:用细菌合成“活”细胞

[复制链接]
发表于 2022-9-19 11:59:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
  · 动物学 ·

  运动改变海葵发育

  海葵会随着发育从卵圆状变成长管状。图片来源:Ikmi group/EMBL and ALMF/EMBL

  海葵(Nematostella)在幼虫时期是卵圆状的,发育成熟后会变为长管状,并扎入海底不再移动。海葵幼虫在发育过程中会以特定的模式运动。近日,一项发表于《当代生物学》的研究揭秘了海葵幼虫的运动是如何影响成年后的体型的。

  海葵幼虫的身体由肌肉和充满水的空腔构成。研究人员用特制的光学相干显微镜(OCM)观测海葵幼虫运动时的三维图像,并测量了它们肌肉组织和体腔的体积变化,发现幼虫会先吸水,然后像挤压气球一样,收缩肌肉使身体一侧膨胀。进一步研究表明,这种压力变化能拉伸组织,驱动身体变得细长。然而,如果肌肉被麻痹或体腔被穿孔,幼虫就无法形成压力腔,因此更难发育为长管状。这项研究为液压驱动水生软体动物发育带来了新的见解。

  · 细胞生物学 ·

  利用细菌制造“活的”合成细胞

  原始细胞(protocell)常常被认为与生命起源有关。它们不是活的有机体,只是一些非生命物质的聚集体,但可以自我组织,形成有序的结构,显示出与生物细胞相似的特征。科学家一直试图在实验室里制造原始细胞,但都没有成功。最近,在一项发表于《自然》杂志的研究中,来自英国布里斯托大学的科学家,借助细菌合成了有功能的原始细胞。

  研究团队利用充满活细菌的黏性微滴,来搭建原始细胞。第一步,将液滴暴露在两种细菌之中,一是大肠杆菌,二是铜绿假单胞菌。空的液滴会捕捉这两种细菌,大肠杆菌被捕捉到液滴内部,而铜绿假单胞菌被捕捉到液滴表面,构成“外壳”。然后,科学家用溶菌酶和蜂毒肽处理这两种细菌,破坏它们的细胞膜,将内容物释放出来,最终形成了有膜包覆的原始细胞。研究者发现,这些细胞可以执行复杂的任务,比如通过糖酵解生成ATP,以及进行基因的转录和翻译,制造RNA和蛋白质。科学家还将活细菌植入原始细胞,以保障ATP持续生产,为糖酵解、基因表达与细胞骨架组装提供长期的能量。结果发现,他们构建的原始细胞经过48小时后,形态已经由最初的球形变成了更加自然的变形虫状,逐步产生具有类生命特性的细胞仿生系统。

  · 物理学 ·

  首次观测到高度非线性的相对论等离子体波

  由高能激光脉冲驱动的非线性等离子体波。图片来源:Igor Andriyash, Yang Wan and Victor Malk

  科学家一直在尝试建造更小的激光-等离子体加速器,以更高的效率研究超快激光脉冲对等离子体的作用形式。为优化激光脉冲的品质,研究人员需要实时控制加速过程。近日,一项发表在《自然·物理学》上的论文在此方面取得了突破。

  研究人员建造了两个100TW的大功率激光-等离子体加速器,其中一个内含高能电子脉冲探针;另一个则含有待探测的非线性等离子体波场。实验过程中,电子探针被电场和磁场偏转。研究者用理论及算法模型分析,发现等离子体会产生“泡泡”,在其后部部聚集着电子探针。该研究以超高分辨率捕获了光速下的微观现象,首次实现了相对论性等离子体波成像。研究通过实时识别电子自注入,允许研究人员对加速器进行微调、提高脉冲质量,从而促进激光等离子加速器的发展、为等离子体动力学提供更强大的研究工具支持。

  · 医学 ·

  CAR-T疗法缓解系统性红斑狼疮

  近日,一项发表于《自然·医学》的研究展示了在接受CAR-T细胞疗法之后,5名系统性红斑狼疮(SLE)患者无药缓解达17个月。系统性红斑狼疮是一种自体免疫风湿性疾病,由自身抗体造成,会影响关节和皮肤,并可能对器官造成严重损害,包括肾脏、脑和心脏。目前主要会用糖皮质激素和针对T细胞或产生抗体的B细胞疗法进行治疗,但这些治疗方法常常无效,因此尚无治愈性的疗法。

  这项新研究用改造过的抗CD19嵌合抗原受体(CAR)T细胞,来治疗5名患有难治性SLE的患者(4名女性,1名男性,中位年龄22岁)。这些细胞经过设计,可以通过靶向其表面产生的CD19蛋白,清除产生抗体的B细胞。后续(治疗后3-17个月)发现,所有患者的症状都得到了改善,包括内脏器官受累的缓解,以及与疾病相关的自身抗体消失,而无需再进行传统治疗。此外,患者并没有表现出明显的与CAR-T细胞疗法相关的常见副作用(如发热),且没有观察到感染。不过,这种疗法仍需在更大的临床试验中进行更久的追踪。

  · 地球科学 ·

  火山喷发揭示了冰岛火山的来源

  2021年法格拉达尔火山喷发。图片来源:冰岛大学Kristinn Ingvarsson

  法格拉达尔火山位于雷克雅内斯半岛,离冰岛首都雷克雅未克约40公里。2021年3月19日,法格拉达尔火山开始喷发,之前已经有约800年的休眠期。研究人员详细研究了火山喷发前和喷发中的现象,并将结论整理成两篇论文发表在《自然》杂志上。

  在第一篇论文中,研究人员表示2021冰岛火山在喷发前几天异乎寻常地减弱。作者认为,由于地表板块的运动,喷发前的能量会储存在地壳中。而在喷发前,随着岩浆进入地壳,这些能量被释放,地震活动和地表变形减弱或说明该过程暂时结束,岩浆即将喷发。作者认为,研究结果表明在预测火山喷发时,需要考虑火山过程、构造应力、地壳结构之间的相互作用。

  在第二篇论文中,研究人员分析了喷发后50天里喷出的熔岩。作者指出,喷出的熔岩会随时间变化。喷发起始阶段,熔岩主要来自这个壳幔界面附近,但在接下来的几周里,熔岩组成发生了变化,表明它是更深处的岩浆。研究结果表明,近莫霍界面的岩浆储存区是一个动态性极强的环境,岩浆会在极短的时间尺度(几天到几周)上混合。

  · 行星科学 ·

  我国首次火星探测任务一批科学研究成果发布

  据国家航天局探月与航天工程中心消息,截至2022年9月15日,天问一号环绕器已在轨运行780多天,火星车累计行驶1921米,完成既定科学探测任务,获取原始科学探测数据1480 GB。科学研究团队获得了丰富的科学成果。

  通过对着陆区分布的凹锥、壁垒撞击坑、沟槽等典型地貌的综合研究,揭示了上述地貌的形成与水活动之间存在的重要联系。通过相机影像和光谱数据,在着陆区附近的板状硬壳岩石中发现含水矿物,证明了在距今10亿年(晚亚马逊纪时期)以来,着陆区存在过大量液态水活动。结合相机影像和火星车移动车辙等信息,发现着陆区土壤具有较强承压强度且摩擦参数较低,存在与水活动相关并经历风沙磨蚀的特征。这些新成果,揭示了火星风沙与水活动对地质演化和环境变化的影响,为火星乌托邦平原曾经存在海洋的猜想提供了有力的支撑,丰富了人类对火星地质演化和环境变化的科学认知。有关成果已在Nature Astronomy、Nature Geoscience、Science Advances、《中国科学》等国内外学术期刊发表。(央视新闻客户端)

  · 新冠疫情 ·

  据国家卫健委官方数据,9月18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147例。其中境外输入病例55例(上海11例,广东11例,福建10例,浙江6例,北京5例,黑龙江3例,山东2例,内蒙古1例,辽宁1例,江苏1例,重庆1例,四川1例,云南1例,陕西1例),含6例由无症状感染者转为确诊病例(北京2例,广东2例,福建1例,四川1例);本土病例92例(四川48例,贵州12例,西藏11例,天津8例,山东4例,河南2例,广西2例,内蒙古1例,黑龙江1例,广东1例,海南1例,重庆1例),含34例由无症状感染者转为确诊病例(四川27例,山东4例,贵州2例,重庆1例)。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843例,其中境外输入128例,本土715例(贵州352例,西藏187例,四川47例,广西29例,新疆19例,天津18例,黑龙江11例,海南11例,河北5例,山东5例,河南5例,江西4例,云南4例,上海3例,陕西3例,甘肃3例,内蒙古2例,广东2例,青海2例,浙江1例,湖北1例,重庆1例)。

  截至2022年9月17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343520.7万剂次。

  文:王昱、王怡博、栗子、马一瑗、韩佳桐

回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则




QQ|手机版|小黑屋|大参考 |

GMT+8, 2024-3-29 19:34 , Processed in 0.078123 second(s), 16 queries .

 

Powered by 大参考 X3.4 © 2001-2023 dacankao.com

豫公网安备41010502003328号

  豫ICP备17029791号-1

 
快速回复 返回顶部 返回列表