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辐照后第二代线虫的生殖细胞内出现了更多的异染色质结构 （绿色荧光显示了异染色质标记物H3K9me2，蓝色荧光为DNA）（图片来源：Siyao Wang, University of Cologne）
电离辐射所致的DNA损伤可以诱发白血病等多种疾病，然而科学家一直不清楚此类DNA损伤是否可以传递给后代。近日，一项发表在《自然》（Nature）的研究首次显示，辐射所致父系DNA损伤能够遗传给后代。研究者利用了秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）作为模型，发现受辐照的雄性线虫会导致第三代线虫出现极高的死亡率，而在雌性线虫中并不存在这一现象。研究显示，受辐射影响的卵细胞可以呈现出两种不同的结局：准确地修复损伤，或在损伤过于严重的情况下诱导细胞死亡，因此卵子的DNA损伤不会遗传给后代，而受辐射影响的成熟精子却无法被修复。进一步研究显示，当卵子与受损的精子结合后，卵子内的母体修复蛋白会采用一种极易出错的修复机制（TMEJ），这会导致染色体的随机融合。这些随机融合后的染色体会在F1代的细胞内反复发生断裂，并无法受到正确的DNA修复机制修复，导致第三代线虫出现先天缺陷。研究者表示，人类中检测到父系遗传的生殖系统新发突变也存在与线虫同样的TMEJ结构突变，这一发现意味着即便在没有受到辐射的人体内，人类精子的DNA损伤仍会使用与线虫同样的DNA修复方式。这样形成的突变虽可能是物种遗传多样性的主要驱动因素，但同时也可能是导致人类遗传病的元凶。
感染新冠病毒后可能会出现嗅觉丧失的症状，在急性期过后，大部分人的嗅觉会在一至两周内恢复，但也有部分人嗅觉丧失的症状会持续数个月甚至数年。近日，一项发表于《科学·转化医学》（Science Translational Medicine）的研究揭示了新冠导致嗅觉长期丧失的原因。
科学家分析了24人的嗅上皮细胞样本，其中包括9例在感染新冠后出现长期嗅觉丧失的患者。他们发现新冠会导致免疫T细胞大量侵入组织，即使无法从体内检测到新冠病毒后，这种免疫反应仍然存在。研究者表示，即使在新冠病毒从体内消除很长时间后，T细胞介导的炎症反应仍持续存在于嗅上皮细胞中，这可能损伤了位于嗅上皮的嗅觉神经细胞，导致了长期嗅觉丧失。不过，修复这一异常免疫反应后，嗅觉神经元似乎仍具有一定的修复能力。
· 能源 ·
图片来源：香港城市大学
有机光伏（OPV）是基于有机半导体的下一代太阳能电池技术，可用于可扩展的清洁能源和可穿戴电子设备。但OPV中光生载流子的复合会导致出现不可逆的能量转换损失，这使得OPV的功率转换效率（PCE）无法进一步提高。近日，发表在《自然·能源》（Nature Energy）上的一项研究显示，香港城市大学的研究人员克服了这一障碍，他们开发了一种新的设备工程策略，成功抑制了OPV能量转换损失，实现了超过19%的创纪录的光电转换效率。在OPV中，来自阳光的能量会产生激子（结合在一起的带负电的电子和带正电的空穴），并在纳米级给体-受体界面处离解成自由电子和空穴，产生电荷载流子，也就是光电流。但如果这些电荷载流子没有被电极收集，就会在给体-受体界面再次相遇，重新结合成为低能三重态激子T₁，并弛豫回基态。在这个不可逆的过程中，能量会以热量的形式损失，光电流也会损失，极大限制了OPV可实现的最大PCE。研究人员采用降低了给体和受体材料混合度的平面混合异质结（PMHJ）取代了传统的高度混合的本体异质结（BHJ），减少了给体-受体接触，能够最大限度地抑制界面处电荷转移状态介导的损耗途径，降低T₁浓度。这项研究从根本上改变了过去多通过增大给体-受体接触界面从而提升OPV性能的策略，并为未来OPV技术商业化提供了全面的基础。
人工耳蜗改善听力的神经机制
人工耳蜗植入可帮助全聋患者恢复听力，但反应差异很大。有些接受植入的患者可以在植入物激活后数小时内理解谈话，但有些人即使在数月之后仍无太大起色。近日，发表在《自然》（Nature）上的一项大鼠研究阐明了使人工耳蜗恢复听力的神经机制。这项研究提供了途径，有助于改善这些广泛使用的医疗器械的性能。研究人员为16只耳聋大鼠定制了人工耳蜗，研究其与听觉恢复有关的脑活动模式。和人类一样，大鼠对植入物的反应差异也很大：在这项研究中，大鼠蓝斑核（一个与学习有关的脑干区域）的激活预测了正反应。当同一脑区被人工激活后，观察到的动物间差异消失了——所有以这一方式刺激的大鼠，在植入后几天内都表现出了对声音的响应。蓝斑核中的神经元制造并释放出神经调节物质去甲肾上腺素，随之会影响多个神经网络的结构和功能。这一大脑“重连”是学习的关键特征；当人工耳蜗不成功时，可能是由于蓝斑核没有充分参与，大脑未能重连自身。研究人员认为，帮助这一目标区域参与的策略，可以帮助优化神经植入设备起作用。
高吸水性凝胶片吸收的液体是纸巾的三倍
高吸水性凝胶片（图片来源：原论文）
通常有两种材料可以吸收液体——多孔材料和水凝胶。像布和纸这样的多孔材料是灵活、可折叠的，虽然易于使用，但吸收力并不强。另一方面，由聚合物（大分子网）构成的高吸水性水凝胶可以吸收超过自身重量100倍的水。然而，当干燥时，这些水凝胶会变成易碎的固体。近日，在发表于《物质》（Matter）的一篇文章中，研究人员开发出了“更好的吸附剂”——这种可吸收、可折叠、可切割的水凝胶能吸收并容纳的水基液体是普通纸巾的三倍多。研究人员将酸、碱和水凝胶的其他成分混合在一个带拉链的袋子里。就像醋遇到小苏打一样，这种混合物在凝胶中释放出二氧化碳气泡，形成了一种多孔的泡沫状材料。接下来，研究人员将这个带拉链的袋子夹在玻璃板之间，形成一个薄片，然后暴露在紫外线下，于是，液体在气泡周围凝结，留下气孔。最后，研究小组将固定的薄片浸入酒精和甘油中，然后风干。这使得干燥的凝胶片也能保持柔软和灵活，拥有类似织物的质地。凝胶片在黏稠的液体中也表现良好，比如糖浆、血液，甚至是比水浓度大100万倍的液体。研究人员发现，凝胶片可以在60秒内吸收近40毫升的血液，而纱布敷料只吸收了55%。凝胶片也能很好地保持吸收的血液，而浸透的纱布则会滴漏血液。与卫生巾、海绵和纱布相比，凝胶片吸收的血液量是其他材料的两倍多。由于其柔韧和吸收性，凝胶片也有可能作为敷料，阻止严重伤口出血。测试中，这些凝胶片在环境中保持了一年的柔软和灵活，稳定性良好。接下来，该团队计划通过增加吸收性、强化材料、降低成本和使其可重复使用来优化凝胶片。研究人员还在寻找一种能吸油的凝胶片。
雄黄蜂用生殖器刺“抵御”捕食者
科学家已经发现，雌性蜜蜂和黄蜂会使用产卵器演化成的刺发动攻击，然而最近发表于《当代生物学》（Current Biology）的一项研究发现，雄黄蜂也能用尖锐的生殖器刺来攻击和刺穿掠食性树蛙，以避免被捕食。为了进一步研究，研究人员将雄性黄蜂与树蛙捕食者放在一起。所有的青蛙都攻击了雄性黄蜂，但超过三分之一的青蛙又把它们吐了出来。研究人员目睹了黄蜂在被攻击时用生殖器刺青蛙。当研究人员给树蛙喂食没有生殖器的黄蜂时，青蛙把它们都吃了。研究结果表明，雄性黄蜂能用它们的生殖器来刺痛捕食者，避免被吃掉。因为在一些黄蜂科中均发现了雄性生殖器刺（称为“伪刺”），研究人员表示，这种新发现的防御作用可能存在于更多黄蜂物种中。
封面来源：pixabay
撰文：马一瑗、韩佳桐、不周
编辑：不周、二七
