看清新冠病毒的真實(shí)模樣

看清新冠病毒的真實(shí)模樣

中國研究人員與奧地利、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)廣為流傳的說法是，人體的細(xì)胞平均每七年全部更換一次。不過，真實(shí)的情況可要比這復(fù)雜得多。兩位以色列科學(xué)家對人體各種細(xì)胞的更新速度做了一次大普查。此前，他們曾對人體細(xì)胞的總數(shù)和基本構(gòu)成做過一次普查，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厘米的健康男性來說，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，宇宙正在變得越來越熱?？茖W(xué)家分析過去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)，并通過紅移效應(yīng)（用于觀測遙遠(yuǎn)天體的宇宙年齡）以及一種從光線中評估溫度的方法，從而測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，宇宙正在變得越來越熱，而且這種加熱趨勢可能會(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)形成的自然過程所致，與地球變暖無關(guān)。

不同物種干細(xì)胞間有競爭

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)胞競爭現(xiàn)象。通過克服不同物種的細(xì)胞競爭，有助于提高人類干細(xì)胞在動(dòng)物胚胎體內(nèi)的嵌合率，給未來利用嵌合胚胎技術(shù)制造人類器官帶來了希望。細(xì)胞競爭被認(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，此前科學(xué)界對早期發(fā)育階段不同物種的細(xì)胞競爭尚缺乏研究。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爭狀態(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題找到了突破口?；趯π∈?、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)胞之間的競爭狀態(tài)的差異跟不同物種在“進(jìn)化樹”上的距離遠(yuǎn)近有關(guān)。

仿生“藕斷絲連”的新型纖維

中國研究人員受“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，從而避免對傷口造成二次傷害。相對于傳統(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，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，這種暴露的長期影響并不明確。研究人員以2008—2010年在芬蘭圖爾庫出生的1.2萬多名兒童為樣本，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)期沒有過抗生素暴露的兒童，在新生兒時(shí)期有過抗生素暴露的男孩（而非女孩）在6歲前的身高體重偏低。在另一組實(shí)驗(yàn)中，研究人員將有和沒有抗生素暴露的嬰孩的糞便微生物群移植到無菌小鼠體內(nèi)。在移植了來自使用抗生素后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，在雌性小鼠中則沒有觀察到任何變化。不過，該項(xiàng)研究并沒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。