前沿掠影

可降解多種塑料的海洋真菌

塑料是一類高分子聚合物的統(tǒng)稱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PUR）及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）6種塑料制品是目前塑料垃圾的主要來源。全球每年有超過800萬噸的塑料垃圾流進(jìn)海洋變成微塑料進(jìn)入食物鏈，并逐漸演變成全球性生態(tài)難題。實(shí)現(xiàn)塑料垃圾解聚再利用的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，必須發(fā)展溫和高效、低成本解聚及再利用的技術(shù)體系，如微生物/酶介導(dǎo)的塑料解聚。迄今為止，只有PET塑料的微生物降解取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，但與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍有距離。對(duì)于其他幾種塑料尤其是用量最大、污染最重、最難降解的PE塑料，鮮有能有效降解的微生物菌株和酶種被發(fā)現(xiàn)。

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所研究員孫超岷課題組首次發(fā)現(xiàn)能有效降解PE塑料的海洋真菌和酶。該真菌能有效降解PE，并對(duì)PP、PS、PVC、PUR、PA和生物可降解塑料有明顯降解效果，是一株塑料降解譜廣泛的真菌，為發(fā)展混合塑料降解生物制品提供了良好候選材料，并有望突破多種難降解塑料（如PE、PS、PUR等）的降解瓶頸。

來源：上海交通大學(xué)新聞網(wǎng)

https：//news.sjtu.edu.cn/jdzh/20220330/169449.html

下載日期：2022-04-05

我國(guó)科學(xué)家在干細(xì)胞領(lǐng)域取得重大突破

多潛能干細(xì)胞具有無限增殖的特性和分化成生物體所有功能細(xì)胞類型的能力，這些神奇的特質(zhì)使其在細(xì)胞治療、藥物篩選和疾病模型構(gòu)建等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最為關(guān)鍵的“種子細(xì)胞”。在哺乳動(dòng)物自然發(fā)育過程中，多潛能干細(xì)胞只短暫存在于胚胎發(fā)育的早期階段，隨后便會(huì)分化為構(gòu)成生物體的各種類型的成體細(xì)胞，喪失其“種子細(xì)胞”的特性。如何逆轉(zhuǎn)這一自然發(fā)育過程，使高度分化的成體細(xì)胞重新獲得類似胚胎發(fā)育早期的多潛能狀態(tài)，一直是干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最重要的科學(xué)問題之一。

目前細(xì)胞治療的技術(shù)體系都是國(guó)外發(fā)展起來的，中國(guó)能否擁有原創(chuàng)的底層技術(shù)？北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大-清華生命聯(lián)合中心鄧宏魁研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長(zhǎng)期的堅(jiān)持和不懈努力，實(shí)現(xiàn)了人CiPS細(xì)胞的成功誘導(dǎo)。與傳統(tǒng)的技術(shù)體系相比，CiPS細(xì)胞誘導(dǎo)技術(shù)具有更加安全和簡(jiǎn)單、易于標(biāo)準(zhǔn)化、易于調(diào)控等不可替代的優(yōu)勢(shì)，有望成為高效制備各種功能細(xì)胞類型的通用技術(shù)，為治療糖尿病、重癥肝病、惡性腫瘤等重大疾病開辟了新的途徑。

來源：北京大學(xué)新聞網(wǎng)

https：//news.pku.edu.cn/jxky/2efd13c640f74fa1a8979d1be5ece4de.htm

下載日期：2022-04-20

黑洞性質(zhì)研究取得進(jìn)展

黑洞貪婪地吞噬著周圍所有東西，甚至連光也逃脫不了。任何掉進(jìn)黑洞的東西都會(huì)徹底湮滅，不會(huì)在外部留下任何痕跡。20世紀(jì)60年代，“黑洞”一詞的發(fā)明者、著名物理學(xué)家惠勒（John Wheeler）和黑洞熱力學(xué)專家貝肯斯坦（Jacob Bekenstein）提出了“黑洞無毛”猜想，認(rèn)為3種守恒量——質(zhì)量、角動(dòng)量和電荷唯一地確定了黑洞的性質(zhì)，其他一切信息（猶如“毛發(fā)”）均被束縛在黑洞中而無法觀測(cè)到。物理學(xué)家霍金（Stephen Hawking）在20世紀(jì)70年代給出了黑洞無毛定理的數(shù)學(xué)證明。

近日，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)物理學(xué)院教授田雨和博士生陳前與暨南大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)和上海交通大學(xué)科研人員合作，發(fā)表了相關(guān)學(xué)術(shù)論文。該研究揭示了一種全新的黑洞“長(zhǎng)毛”機(jī)制，給出了長(zhǎng)毛的動(dòng)力學(xué)過程，并在該過程中發(fā)現(xiàn)了一類“動(dòng)力學(xué)臨界現(xiàn)象”。該研究成果是國(guó)內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際基礎(chǔ)物理前沿理論研究方面取得的重要進(jìn)展。研究考慮了麥克斯韋電磁場(chǎng)和標(biāo)量場(chǎng)非最小耦合的引力物理模型，發(fā)現(xiàn)盡管“無毛”黑洞在標(biāo)量場(chǎng)的線性擾動(dòng)下穩(wěn)定，但在部分參數(shù)空間內(nèi)，非線性不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致黑洞視界外的標(biāo)量場(chǎng)逐步增強(qiáng)最終飽和，形成穩(wěn)定的“帶毛”黑洞。研究揭示了帶毛過程中的臨界現(xiàn)象。接近臨界擾動(dòng)時(shí)，動(dòng)力學(xué)出現(xiàn)“吸引子”解，無毛黑洞趨于不穩(wěn)定的“臨界”帶毛黑洞，持續(xù)一段時(shí)間后系統(tǒng)會(huì)演化成無毛黑洞或者帶毛黑洞。研究還闡釋了臨界現(xiàn)象的持續(xù)時(shí)間、標(biāo)度規(guī)律等。

該研究獨(dú)創(chuàng)性地利用非線性動(dòng)力學(xué)機(jī)制尋找“帶毛”黑洞，首次發(fā)現(xiàn)黑洞“長(zhǎng)毛”過程中的普適臨界現(xiàn)象。研究提供了孤立存在的黑洞能不斷通過吸積標(biāo)量場(chǎng)，從無毛黑洞變成帶毛黑洞的物理過程，為引力波探測(cè)及事件視界望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)提供了更加豐富的黑洞物理可觀測(cè)信號(hào)，對(duì)黑洞物理深入研究作出了重要貢獻(xiàn)。

來源：中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)

https：//www.cas.cn/syky/202204/t20220430_4833475.shtml

下載日期：2022-05-05

光催化飽和氮雜環(huán)氧化脫氫新策略

不飽和氮雜環(huán)是重要的有機(jī)合成中間體，廣泛存在于藥物、生物活性分子以及天然產(chǎn)物骨架中。飽和氮雜環(huán)的氧化脫氫（ODH）是合成不飽和氮雜環(huán)高效簡(jiǎn)潔的方法。傳統(tǒng)基于過渡金屬熱催化ODH過程往往使用化學(xué)計(jì)量且環(huán)境不友好的氧化劑，存在選擇性低、官能團(tuán)兼容性差等弊端。因此，如何實(shí)現(xiàn)溫和條件下不飽和氮雜環(huán)高效氧化脫氫過程是合成和催化領(lǐng)域關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

近期，中國(guó)科學(xué)院青島能源所研究員楊勇帶領(lǐng)的低碳催化轉(zhuǎn)化研究組開發(fā)出氧空位強(qiáng)化可見光催化氧化脫氫策略，實(shí)現(xiàn)了室溫條件下不飽和N-雜環(huán)芳烴的綠色可持續(xù)合成，催化效率高、底物使用范圍廣、官能團(tuán)兼容性好。該策略同時(shí)實(shí)現(xiàn)了具有高生物活性C-核苷類似物的首例光催化高效合成，也適用于可見光甚至日光照射下克級(jí)規(guī)模的合成，展現(xiàn)出實(shí)際應(yīng)用的潛力。此外，該催化劑在重復(fù)使用10次后，依舊保持高催化活性和穩(wěn)定性。

研究為不飽和氮雜環(huán)的合成提供了綠色高效的新催化策略，也為半導(dǎo)體光催化劑的設(shè)計(jì)及其在催化有機(jī)反應(yīng)中的應(yīng)用提供了參考和理論基礎(chǔ)。

來源：中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)

https：//www.cas.cn/syky/202206/t20220616_4838560.shtml

2022-06-17

乳腺癌治療的新突破

癌癥免疫治療是一種通過刺激宿主免疫反應(yīng)來抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的臨床治療模式，近年來取得了巨大進(jìn)展，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨效率低下、不良反應(yīng)多等挑戰(zhàn)，因此免疫療法結(jié)合其他療法的協(xié)同治療模式引起了人們的廣泛關(guān)注。光療，包括光動(dòng)力療法（PDT）和光熱療法（PTT），與化學(xué)療法相比是侵入性較小的治療方式之一。

光免疫療法是光療和免疫療法相結(jié)合的新型治療方法，與單一的治療方式相比，該方法可以顯著提高治療效果。目前已有多種納米系統(tǒng)作為光敏劑用于光免疫治療，然而大多數(shù)納米體系僅使用單一的PDT或PTT模式來誘導(dǎo)相對(duì)有限的免疫反應(yīng)，難以突破腫瘤免疫抑制微環(huán)境的屏障，在啟動(dòng)免疫反應(yīng)過程中受到了明顯的阻礙。目前，構(gòu)建簡(jiǎn)單且多功能的光免疫系統(tǒng)仍處于起步階段，還沒有關(guān)于PDT聯(lián)合PTT進(jìn)一步整合toll樣受體（TLR）激動(dòng)劑來刺激免疫反應(yīng)的相關(guān)報(bào)道。因此，迫切需要開發(fā)一種多功能、安全的光免疫治療系統(tǒng)，以提高腫瘤治療效果。

中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所研究員董文飛課題組開發(fā)了一種載有咪喹莫特（R837，TLR7激動(dòng)劑）的介孔六方核殼鋅卟啉-二氧化硅納米粒子（MPSNs），該納米粒子可用于乳腺癌PDT、PTT和特異性免疫聯(lián)合治療。MPSNs能作為優(yōu)良的光敏劑，也可以作為高效的藥物載體，基于MPSNs@R837的治療策略不僅通過光療方式（PDT和PTT）根除原發(fā)性腫瘤，而且由于雙向機(jī)制相互作用引發(fā)的強(qiáng)烈免疫反應(yīng)，可有效抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。

來源：中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)

https：//www.cas.cn/syky/202205/t20220525_4835791.shtml

下載日期：2022-05-26

衰老后記憶會(huì)發(fā)生什么

我們每個(gè)人都會(huì)逐漸衰老。衰老后，我們最常抱怨的事情之一是容易忘事。心理學(xué)家認(rèn)為衰老引起的記憶衰退的一個(gè)重要原因，是老年人比年輕人更容易受到外界干擾的影響。然而，這種解釋背后的微觀生物學(xué)機(jī)制一直沒有被揭示。清華大學(xué)生命學(xué)院鐘毅課題組通過檢測(cè)不同齡的果蠅腦中由學(xué)習(xí)引發(fā)的MAPK信號(hào)水平變化，發(fā)現(xiàn)年輕果蠅學(xué)習(xí)后MAPK信號(hào)可以正常激活并維持15分鐘以上，而這種激活隨著衰老的發(fā)生而逐漸減弱甚至消失，暗示衰老果蠅的記憶保護(hù)機(jī)制可能逐漸喪失。

隨后，研究者利用活體鈣成像以及藥理學(xué)等實(shí)驗(yàn)手段，發(fā)現(xiàn)衰老果蠅短期記憶的脆弱性可以通過一對(duì)記憶輸出神經(jīng)元樹突區(qū)域的鈣信號(hào)變化來進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀察，并且與MAPK的活性相關(guān)。通過遺傳學(xué)手段，研究者重新恢復(fù)了記憶神經(jīng)元中的MAPK活性，發(fā)現(xiàn)衰老果蠅行為表現(xiàn)層面與輸出神經(jīng)元生理信號(hào)層面的記憶脆弱性可以得到顯著改善，很大程度上實(shí)現(xiàn)了記憶的再年輕化。值得注意的是，衰老引起的MAPK信號(hào)激活缺陷也發(fā)現(xiàn)于小鼠、大鼠、獼猴與人類自身，并被認(rèn)為與衰老引起的記憶損傷相關(guān)。研究者在果蠅中揭示的衰老后記憶容易受到干擾的生物機(jī)制可能在高等動(dòng)物中同樣保守，從而可能為改善老齡人口記憶能力提供新的思路。

來源：清華大學(xué)新聞網(wǎng)

https：//www.tsinghua.edu.cn/info/1175/94696.htm

下載日期：2022-05-20