猪肾移植存活超2年；九章三号再创世界纪录；饿死癌细胞添新招…｜WE科学周报

10月11日，Nature 上发表了一项重要进展：生物技术公司eGenesis团队将经过基因工程编辑的猪肾脏移植到食蟹猴体内，猴子最长存活了两年多的时间。研究人员选择了一种迷你品种猪作为供体，以免肾脏尺寸比猴子肾脏大。他们对猪肾的69个基因进行了CRISPR-Cas9编辑（迄今在猪身上为异种移植进行过的最广泛的基因编辑），包括敲除了会引起排异反应的3个基因，额外转入了7个人类基因（涉及细胞毒性、凝血、信号调节、炎症和细胞凋亡等功能）以减少灵长类免疫系统的对抗，还让猪逆转录病毒基因的所有拷贝失活，降低猪体内的病毒传播给人类的风险。这些肾脏被植入15只食蟹猕猴体内，最长寿的一只活了758天。该研究成功将异种移植后的生存时间从几个月提高到几年，让我们离基因工程猪肾脏移植的人体临床试验更近了一步。

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https://www.nature.com/articles/s41586-023-06594-4

此前研究已知，阻断癌细胞的葡萄糖供给或蛋白质吸收，可抑制癌细胞生长。10月9日，Nature Cancer 上发表了一种新的“饿死”癌细胞的方法：纽约大学团队发现，胰腺导管腺癌（PDAC）会借助谷氨酰胺酶将谷氨酸转变成谷氨酰胺，帮助肿瘤生长，而药物DRP-104可阻断癌细胞的谷氨酰胺代谢，从而抑制癌细胞生长。实验显示，经过DRP-104治疗的小鼠肿瘤明显比对照组更小，其肿瘤细胞中检测到高水平的谷氨酰胺，说明谷氨酰胺在不断累积，并未被癌细胞利用。当癌细胞“察觉”这一点后，会激活ERK激酶相关信号通路来弥补代谢损失，于是研究者又添加了ERK信号通路抑制剂trametinib，与DRP-104搭配使用，进一步提升了胰腺癌小鼠的生存率。通过阻止癌细胞的谷氨酰胺代谢，未来或许能帮助更多癌症患者。

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DOI: 10.1038/s43018-023-00647-3

• 首次将最初在小鼠身上开发和应用的识别脑细胞亚型的技术应用于人类大脑，标志着脑科学新时代的开始；

• 从单细胞层面以前所未有的颗粒度解析了人脑的组织结构，首次对大脑发育的头3个月进行全面研究，有助于理解人类大脑进化过程，同时对探索发育性大脑疾病、自闭症具有重要意义；

• 识别和描绘出了人脑细胞类型的惊人多样性（如人脑由3000多种不同类型的细胞组成，脑干是神经元多样性最丰富的脑区，脑细胞的基因表达除了区域差异性外还存在个体差异等），揭示了特定脑细胞类型与精神分裂症、双向情感障碍、阿尔茨海默病、重度抑郁症等19种神经和精神疾病之间的关联，为理解人类精神和神经疾病的机制提供了新的线索；

• 揭示出人脑的特殊性：人类和其他灵长类动物在神经元连接和脑回路形成方面的许多基因不同。另外，尽管黑猩猩和人类拥有更相近的共同祖先，但黑猩猩的神经元特征与大猩猩更接近，而不是与人类更接近，这让我们对人类这一物种的身份有了新的认识……

10月10日，Physical Review Letters 上发表的一篇论文显示，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队与合作机构成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，再度刷新光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。团队通过设计时空解复用的光子探测新方法，成功构建高保真度的准光子数可分辨探测器，首次实现对255个光子的操纵（比上一代“九章二号”多了1倍多），进而大幅提升了光量子计算复杂度。在处理高斯玻色取样数学问题上，“九章三号”的速度比“九章二号”提升了100万倍。“九章三号”在百万分之一秒时间内所处理的最高复杂度样本，需要当前最强的超级计算机“前沿”（Frontier）花费超过200亿年的时间。

小WE姐：潘建伟院士曾受邀登上WE大会的舞台，为大家介绍新量子革命。戳 这里  可回顾演讲全文与视频。

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https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.150601

月尘因月球重力小而四处漂浮，容易对月球车等设备造成干扰和损害。建造道路和着陆坪，可以缓解月尘干扰、促进运输。10日12日，Scientific Reports 上发表了一项概念验证研究，德国阿伦应用技术大学、联邦材料研究与测试中心等机构的科学家通过模拟实验，提出月尘可被聚焦的太阳辐射融化成坚硬的层状物质，以用于修路。他们使用高功率CO₂激光器作为聚焦的太阳光的替代物，以及一种细颗粒材料EAC-1A作为月壤替代物进行测试，最终确定利用45毫米直径的激光束可以制造出一种中央空心的类似三角形结构的材料（如下图，约250×250毫米），它们可以彼此相嵌，在大面积月壤中创造出坚实的表面。

根据计算，要在月球上再现这一方法，需从地球运输一个约2.37平方米的透镜，作为阳光聚焦器代替激光。这种修路方法需要的设备体积较小，月尘也是就地取材，因此在未来的月球任务中具有应用潜力。

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https://www.nature.com/articles/s41598-023-42008-1