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《自然》:张锋团队开发全新的蛋白质递送系统,或将革新多种疗法;诺基亚将在今年把4G网络带到月球|环球科学要闻

《自然》:张锋团队开发全新的蛋白质递送系统,或将革新多种疗法;诺基亚将在今年把4G网络带到月球|环球科学要闻

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· 生物技术 ·
《自然》:张锋团队开发全新的蛋白质递送系统,或将革新基因疗法和癌症治疗


图片来源:Joseph Kreitz, Broad Institute of MIT and Harvard, McGovern Institute for Brain Research at MIT


在自然界中,一些与昆虫共生的细菌能通过细胞外收缩注射系统(eCIS)将一些有益或有害的蛋白质注入到昆虫的细胞中,以促进自身的生存。3月29日,在一篇发表于《自然》的文章中,知名科学家张锋的研究团队使用AlphaFold改造了一种来自细菌的细胞外收缩注射系统,设计出了一种全新的、能针对人体细胞的蛋白质递送装置。


研究人员首先对来自昆虫病原菌Photorhabdus asymbiotica的eCIS进行了改造。eCIS由一个刚性管和外层的收缩鞘组成。eCIS一端的外侧是尾纤维,它能识别细胞表面的特定受体并附着在细胞上,随后收缩鞘会推动刚性管末端的尖刺刺穿细胞膜,并将管道内的蛋白质货物注入细胞。他们使用AlphaFold对eCIS末端尾纤维的氨基酸序列进行了重新设计,使其能结合人类细胞表面的受体。他们发现这一系统可以高效递送多种类型的蛋白质到人类细胞中。他们还制作了针对表达EGF受体的癌细胞的eCIS,发现这一eCIS几乎能100%杀死这类癌细胞,并且不影响没有受体的细胞。eCIS系统具有多种功能,研究显示,它可以运输碱基编辑蛋白、对癌细胞有毒的蛋白质等等,未来在人类医学疗法的应用或具有巨大潜力,包括基因疗法和癌症治疗等。



· 物理学 ·
中国科学家解开了立方冰是否存在的谜题

图片来源:Pixabay

在自然界,冰往往是一种六角堆积结构而被称作“六角冰”。而冰的一大特点在于,随着环境条件的改变,它会以不同的形式存在。此前有科学家认为,太阳周围的光晕是由立方冰折射造成的。但立方冰是否能在自然界存在仍存有争议,主要是因为很难得到纯相的立方冰,因此需要其他实验手段来证实立方冰的存在。3月29日,在一项发表于《自然》的研究中,通过借助原位冷冻透射电子显微镜,对低温下水蒸汽的形核结晶过程进行分子级成像,中国科学家发现了立方冰的踪迹。


研究人员将单层石墨烯、超薄非晶碳膜等电子束透明材料作为衬底,在低温衬底上原位跟踪了气相水凝结成冰晶的过程。结果显示,随着晶核形成和生长,气相水会凝聚成纯相的冰,其中绝大多数是立方结构的单晶,即立方冰,还有一小部分是六角冰。接着,通过对大量立方冰的生长过程进行持续追踪,他们发现立方冰在观测时间内都相当稳定,未向六角冰转变。这在一定程度上能够澄清纯相立方冰是否存在的争议。



· 医学 ·
全球首例成功的角膜自体移植手术,让83岁意大利人重见光明


据印度媒体WION的消息,两周前,由莫利内特大学眼科诊所主任Michael Reibaldi和视网膜外科医生、意大利角膜和干性学会主席Vincent Sarnicola领导的医疗团队对一位83岁意大利人进行了角膜自体移植手术。这也是首次将患者左眼的整个眼表面,包括角膜、结膜和巩膜组织等均移植到了他的右眼,使其右眼恢复了光明。30年前,由于不可逆转的视网膜损伤,名患者的左眼失去了光明,而在10年前他的右眼由于一种罕见病也失明了,他也因此完全失去了看东西的能力。这场移植手术在莫利内特医院进行,时间长达4小时。目前患者已可以看到并认出他周围的人和物体,能够在没有帮助的情况下四处走动。


· 技术 ·
诺基亚将在今年把4G网络带到月球


图片来源:Pixabay


CNBC报道,诺基亚将在2023年前把4G网络带到月球上。这个网络将由安装在新星-C(Nova-C)着陆器上的一个配备天线的基站,以及太阳能驱动的月球车供电。这些载荷将由SpaceX猎鹰9号火箭发射升空。诺基亚表示,着陆器和月球车之间将会建立LTE网络连接,并最终把诺基亚的4G通信系统部署在月球南部地区沙克尔顿陨石坑中。如果成功,诺基亚接下来会首先测试这个网络的短程和远程通信能力,距离从几百米到几千米不等。未来,这个网络或许可以使宇航员相互通信,与任务控制中心通信,以及将遥测数据和实时视频传回地球。另外,诺基亚还希望通过这个网络寻找月球上的冰,因为最近的无人登月任务发现这里的陨石坑里有冰存在的痕迹。



· 生物 ·
体型大小更极端的生物,生物量或更大

很多研究都揭示了生态系统中生命的多样性和生物量,但目前科学家尚不清楚各种体型的生物群体的生物量数据。在3月29日发表于《公共科学图书馆·综合》PLoS ONE)的论文中,美国罗格斯大学的科学家进行了生物体型的调查,发现生物量集中分布在位于体型谱两端的生物类群中。这也意味着在自然界中,更大或更小生物的占据了主导地位。

研究人员汇编了现有的、陆地(涵盖地下世界)和海洋的各生物类群的大小和生物量数据。他们发现在所有体型的生物中,更大和更小体型的生物类群的生物量会更大。不过相较于海洋,在陆地环境中,大型生物类群的总生物量会更大。树木、地下真菌、红树林、珊瑚、鱼类和海洋哺乳动物都有相似的极大体型,为10^7克,而人类处于生物量最高的物种的体型范围内,体型也相对较大。这可能表明由于生态环境、进化或生理学的限制,存在一个普遍的尺寸上限。这项研究或能帮助更好地了解周围的世界和理解生命过程。


撰写:王怡博、王馨仪、clefable

编辑:clefable

封面图来源:MIT McGovern Institute



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