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环球科学:我国科学家找到水熊虫不怕核辐射的秘密,对...

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发表于 2024-10-25 16:28:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
  · 天文学 ·

  三星系统暗示恒星可以直接向内坍塌成黑洞

  该三星系统的想象图。图片来源: Jorge Lugo

  目前天文学家观测到的黑洞大部分都是成对出现的,黑洞的伴星可能是恒星、中子星或黑洞。近日一篇发表在《自然》(Nature)的论文中,研究人员报告了一个黑洞三星系统。在该系统中,一个黑洞正在和一颗小恒星相互绕转,两者周期为6.5天。而在距离这两个天体更远的地方,还有一颗恒星也在绕黑洞旋转。后者距离远一些,天文学家估计第二颗恒星绕黑洞旋转的周期为7万年。

  黑洞出现在三星系统中,让天文学家怀疑该黑洞的起源。一般黑洞是在恒星死亡后、经过剧烈的超新星爆发形成的,如果该黑洞是这样形成的,那爆炸巨大的能量应该能推开外围的第二颗黑洞。所以,研究人员推测,该黑洞是恒星直接向内坍塌形成的,没有经历超新星爆炸爆发。研究人员还用计算机模拟了该三星系统的产生过程,发现恒星直接向内坍塌形成黑洞是最简单的解释。(MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY)

  · 动物学 ·

  中国科学家破解水熊虫在极端辐射下存活的机制

  扫描电子显微镜拍摄的一种水熊虫的照片 图片来源:Willow Gabriel, Goldstein Lab/维基百科

  缓步动物(Tardigrade),俗称“水熊虫”,能够在多种极端环境,包括重度辐射下存活,可以承受比人类致死剂量高出近1000倍的伽马辐射剂量。过去的研究曾发现,水熊虫在压力下会表达防止DNA损伤的Dsup蛋白。近日,据一项《科学》(Science)上的研究,国家蛋白质科学中心等机构的研究人员通过研究一种新发现的缓步动物Hypsibius henanensis,以更全面的视角揭开了水熊虫抵抗辐射能力的秘密。

  研究人员将这种水熊虫暴露在高剂量辐射下,发现其体内有285种压力相关基因表达上调。其中,有3种基因对防御或修复辐射造成的细胞损害至关重要:能够产生甜菜碱色素(betalains),清除自由基的DODA1基因;一种只在水熊虫存在、促进断裂DNA双链修复的TDP1基因;编码线粒体分子伴侣蛋白,保护线粒体免受辐射诱导损伤的BCS1基因。这些基因的共同表达使水熊虫能在辐射中存活,其背后原理对于保护人类在太空等严峻环境下的健康,具有借鉴意义。(AAAS)

  · 分子生物学 ·

  人工智能设计出数千个新DNA开关,可精准控制基因表达

  在人体内,基因的表达会受到DNA开关的调控,这种DNA开关名为顺式调控元件(CRE)。人类基因组中有数千种不同的CRE,每种的作用都略有不同,而它们的存在确保了细胞具有不同的结构和功能等。近年来,科学家已经能借助基因编辑技术等,来改变活细胞内的基因。但这项技术会影响人体很多组织的细胞,无法做到只影响一些特定的细胞。10月23日,在一项发表于《自然》(Nature)的研究中,美国杰克逊实验室(JAX)、麻省理工学院等机构的研究人员利用人工智能设计了数千个新的DNA开关。他们发现,这些开关可以精确控制一个基因在不同类型的细胞中的表达,或能以全新的方式控制基因表达的时间和地点。

  由于人类基因组中CRE众多,因此研究人员在理解这些DNA开关上,一直面临着很多挑战。在新研究中,研究人员利用人类基因组中的数十万条DNA序列训练了一个人工智能模型,并借助其预测其中无限数量的任何序列可能组合的活性。通过分析这些预测,他们发现了DNA中的新模式,进而了解其中的CRE序列,如何影响RNA的生成量。基于此,研究人员开发了一个名为CODA(DNA活性计算优化)的平台,并利用人工智能模型设计了数千个全新的CRE,例如能够激活人类肝细胞中特定基因的CRE,但不激活血液或大脑的细胞中的相同基因。随后,研究人员在斑马鱼和小鼠身上测试了几个合成的CRE序列,取得了良好的结果,其中一种CRE能够激活发育中的斑马鱼肝脏中的荧光蛋白,但不能激活鱼的任何其他区域。他们的研究显示,新设计的CRE比细胞中天然存在的CRE更具细胞特异性。这一工具将会推动基础研究,且在生物医学中也具有重大的应用潜力。 (The Jackson Laboratory)

  · 生理学 ·

  剧烈运动会抑制人的食欲

  近期,一项发表于《内分泌学会杂志》(Journal of the Endocrine Society)的小型研究表明,对于健康成年人来说,剧烈运动比适度运动更能抑制饥饿水平,而且女性相比于男性,可能特别容易受到这种情况的影响。在人体内,胃饥饿素(Ghrelin)会酰化形成酰化胃饥饿素(AG) ,促进食欲和食物摄入,而AG去酰化后会失去相关作用。这个循环被证实能调控人体内的能量平衡、食欲、葡萄糖稳态、免疫功能、睡眠和记忆等。

  在新研究中,研究人员对8名男性和6名女性进行了检查。这些参与者需要禁食过夜,然后完成不同强度水平的锻炼。之后,研究人员会通过测量血液中的乳酸来确定他们的锻炼量,并结合参与者自我报告的食欲来进行评估。研究指出,与男性相比,女性基线时的总胃饥饿素水平较高。但研究结果显示,只有女性在剧烈运动后,会出现AG显著降低的情况。此外,研究还表明高于乳酸阈值的运动,可能是抑制酰化胃饥饿素释放所必需的。 (The Endocrine Society)

  · 古生物 ·

  首次在香港发现恐龙化石

  香港科研机构曾对恐龙进行过广泛的古生物研究,但香港本地迟迟没有发现恐龙化石,以往只发现过恐龙时代的鱼类化石。不过近日,科学家在香港地质公园新界东北沉积岩园区内的赤州岛上发现了恐龙化石。该发现由中国地质大学(北京)研究团队提出,并由中科院古脊椎动物与古人类研究所初步确认。该恐龙化石估计为白垩纪时期的大型恐龙,具体种类需要进一步研究才能证实。

  赤州岛是香港东北部的无人岛,岛上没有码头和配套设施。为了保障考察和发掘工作,该岛目前已经暂时封闭。同时,香港第一件恐龙化石将会在本周五开始在香港文物探知馆展出。(香港地质公园)

  撰写:王昱、clefable、马一瑗

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