看清新冠病毒的真實(shí)模樣

中國(guó)研究人員與奧地利、沙特阿拉伯研究團(tuán)隊(duì)合作，獲得了迄今為止最真實(shí)完整的新冠病毒三維影像。在納米尺度的圖像上，平均直徑約為100納米的新冠病毒像一顆奇異的星球，表面分布著碩大的、可以自由擺動(dòng)的刺突蛋白“觸手”。在“星球”內(nèi)部，超長(zhǎng)的核糖核酸（RNA）鏈致密地纏繞在有序排列的核糖核蛋白復(fù)合物（RNP）上。刺突蛋白像一把“鑰匙”，細(xì)胞上的ACE2受體則像一把“鎖”。三維影像還展示了新冠病毒入侵人體細(xì)胞之初的瞬間：在接觸細(xì)胞的剎那，新冠病毒與受體結(jié)合，并與細(xì)胞膜發(fā)生了膜融合。研究人員是利用冷凍電鏡斷層成像和子斷層平均重構(gòu)技術(shù)解析全病毒三維結(jié)構(gòu)的。冷凍電鏡是目前結(jié)構(gòu)生物學(xué)廣泛使用的科研利器，它以電子為“光源”穿透病毒樣品，從而獲得病毒內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。

人體細(xì)胞大普查

有一個(gè)廣為流傳的說(shuō)法是，人體的細(xì)胞平均每七年全部更換一次。不過(guò)，真實(shí)的情況可要比這復(fù)雜得多。兩位以色列科學(xué)家對(duì)人體各種細(xì)胞的更新速度做了一次大普查。此前，他們?cè)鴮?duì)人體細(xì)胞的總數(shù)和基本構(gòu)成做過(guò)一次普查，估算結(jié)果是：一個(gè)成年人的細(xì)胞總數(shù)大約為370萬(wàn)億個(gè)。其中，六大“家族”占了97%，即紅細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、皮膚成纖維細(xì)胞、血小板和骨髓細(xì)胞。不同組織、不同類型的細(xì)胞壽命不一樣，有些只能存活短短幾天，比如位于腸道的表皮細(xì)胞；有些卻幾乎伴隨人的整個(gè)一生，比如大腦的神經(jīng)細(xì)胞。此次為了估算細(xì)胞死亡和更新的規(guī)模，兩位科學(xué)家調(diào)查了幾十種細(xì)胞的壽命變化，并綜合考慮各類細(xì)胞的數(shù)量分布和質(zhì)量分布。對(duì)一個(gè)年齡在二三十歲、體重70千克、身高170厘米的健康男性來(lái)說(shuō)，其每天更新的細(xì)胞量為60～100克，約3300億個(gè)細(xì)胞，平均每秒就有380萬(wàn)個(gè)細(xì)胞更新。大部分更新的細(xì)胞是血細(xì)胞（近90%），主要為紅細(xì)胞和中性粒細(xì)胞（白細(xì)胞中數(shù)量最多的類型），可見(jiàn)骨髓造血的能力非常強(qiáng)大；其次是胃腸道上皮細(xì)胞；所有其他類型的細(xì)胞加起來(lái)不到2%，包括少量的皮膚細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和肺細(xì)胞等。

越來(lái)越熱的宇宙

不僅地球變暖正在發(fā)生，一項(xiàng)最新研究顯示，宇宙正在變得越來(lái)越熱?？茖W(xué)家分析過(guò)去100億年里宇宙熱量變化歷史，結(jié)果顯示，宇宙氣體平均溫度升高10倍以上，達(dá)到現(xiàn)今的400萬(wàn)度。為了理解宇宙溫度如何隨時(shí)間變化，研究人員使用普朗克任務(wù)和斯隆數(shù)字巡天項(xiàng)目收集的圖像和光譜數(shù)據(jù)，并通過(guò)紅移效應(yīng)（用于觀測(cè)遙遠(yuǎn)天體的宇宙年齡）以及一種從光線中評(píng)估溫度的方法，從而測(cè)量出早期宇宙中氣體（也就是更遠(yuǎn)天體周圍的氣體）的平均溫度，并將該結(jié)果與距離地球較近的宇宙氣體進(jìn)行對(duì)比分析。研究人員發(fā)現(xiàn)，由于宇宙結(jié)構(gòu)的引力坍縮，隨著時(shí)間不斷推移，宇宙正在變得越來(lái)越熱，而且這種加熱趨勢(shì)可能會(huì)持續(xù)下去。研究人員認(rèn)為，宇宙逐漸變熱是由于星系和結(jié)構(gòu)形成的自然過(guò)程所致，與地球變暖無(wú)關(guān)。

不同物種干細(xì)胞間有競(jìng)爭(zhēng)

中、美一項(xiàng)合作研究發(fā)現(xiàn)，把不同物種的多能干細(xì)胞放在一起培養(yǎng)時(shí)，會(huì)觀察到不同物種的干細(xì)胞之間在特定發(fā)育階段普遍存在細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。通過(guò)克服不同物種的細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)，有助于提高人類干細(xì)胞在動(dòng)物胚胎體內(nèi)的嵌合率，給未來(lái)利用嵌合胚胎技術(shù)制造人類器官帶來(lái)了希望。細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)被認(rèn)為是物種保障正常發(fā)育和組織穩(wěn)定的一種選擇機(jī)制。不過(guò)，此前科學(xué)界對(duì)早期發(fā)育階段不同物種的細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)尚缺乏研究。在這項(xiàng)新研究中，研究人員首先發(fā)現(xiàn)人類和小鼠的干細(xì)胞之間在特定發(fā)育階段存在不同的競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，并揭示相關(guān)機(jī)制，為解決一直困擾科學(xué)界的導(dǎo)致人鼠嵌合胚胎效率低下的問(wèn)題找到了突破口?；趯?duì)小鼠、大鼠、獼猴、牛和人類的多能干細(xì)胞的分析，研究人員還發(fā)現(xiàn)，不同物種的干細(xì)胞之間的競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)的差異跟不同物種在“進(jìn)化樹(shù)”上的距離遠(yuǎn)近有關(guān)。

仿生“藕斷絲連”的新型纖維

中國(guó)研究人員受“藕斷絲連”這一自然現(xiàn)象啟發(fā)，研制出了一種可用于手術(shù)縫線的仿絲細(xì)菌纖維素水凝膠纖維。研究人員將細(xì)菌纖維素（BC）水凝膠加工成具有仿絲微米螺旋結(jié)構(gòu)的水凝膠纖維（BHF）。該水凝膠纖維兼具較高的強(qiáng)度和韌性，同時(shí)具有優(yōu)異的親水性和生物相容性。此外，仿生螺旋結(jié)構(gòu)還賦予了該材料與人體皮膚相近的彈性，在傷口處受力變形時(shí)，BHF可有效緩沖并吸收能量，與人體組織實(shí)現(xiàn)同步形變，從而避免對(duì)傷口造成二次傷害。相對(duì)于傳統(tǒng)的棉線或聚合物線，BHF縫線具有高生物相容性、高含水量、低刺激性和低摩擦阻力等特點(diǎn)，在保護(hù)受損組織、促進(jìn)傷口愈合以及減少不良反應(yīng)方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)，因此有望成為下一代新型高端手術(shù)縫線。

新生男孩易受抗生素影響

一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，生命最初幾周的抗生素暴露與男孩6歲前身高體重偏低有關(guān)，但女孩中不存在這種關(guān)聯(lián)，而早期抗生素暴露可能與腸道微生物的長(zhǎng)期改變有關(guān)。此前曾有研究報(bào)道，在生命最初幾周給新生兒使用抗生素會(huì)導(dǎo)致腸道微生物組的構(gòu)成發(fā)生改變。但是，這種暴露的長(zhǎng)期影響并不明確。研究人員以2008—2010年在芬蘭圖爾庫(kù)出生的1.2萬(wàn)多名兒童為樣本，研究了新生兒期（出生后14天內(nèi)）的抗生素暴露與6歲前兒童發(fā)育的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比樣本中新生兒時(shí)期沒(méi)有過(guò)抗生素暴露的兒童，在新生兒時(shí)期有過(guò)抗生素暴露的男孩（而非女孩）在6歲前的身高體重偏低。在另一組實(shí)驗(yàn)中，研究人員將有和沒(méi)有抗生素暴露的嬰孩的糞便微生物群移植到無(wú)菌小鼠體內(nèi)。在移植了來(lái)自使用抗生素后1個(gè)月和24個(gè)月的嬰孩微生物群的雄性小鼠中，研究人員觀察到了發(fā)育遲緩的現(xiàn)象，在雌性小鼠中則沒(méi)有觀察到任何變化。不過(guò)，該項(xiàng)研究并沒(méi)有具體分析新生兒當(dāng)初使用抗生素的原因，畢竟這有可能影響生命早期的身高體重發(fā)育。