癌细胞是否会更坏,与生长模式有关;用数字方式“打开”木乃伊 | 环球科学要闻原创 环球科学 环球科学 2021-12-29
考古学:用数字方式“打开”木乃伊。三维重建出的阿蒙霍特普一世木乃伊(图片来源:S. Saleem and Z.Nuwass)。19~20世纪被发现的古埃及王室木乃伊中,只有阿蒙霍特普一世(Amenhotep I)的木乃伊由于保存完好、装饰精美,至今未被打开研究。
新发表于《医学前沿》的一项研究中,两位埃及科学家首次使用计算机断层扫描(CT)技术,复原出了这具木乃伊的内部结构。研究结果表明,阿蒙霍特普一世大约于35岁逝世。他身高约169厘米,割过包皮,牙齿健康。他长得很像他父亲:下巴窄、鼻子小,头发卷曲,上牙稍稍突出。在木乃伊的包裹下,他戴着30个护身符和1条有着金珠子的金腰带。研究未发现任何生前的致死伤,但发现了大量在他死后形成的伤口。
这些伤口可能是在他第一次下葬后由盗墓者留下的。他的大部分内脏在制作木乃伊的过程中已被取出,但脑和心脏仍然还在。
天文学:捕捉到磁星爆发时的高频振荡。磁星是高度磁化的中子星,也是已知磁场最强的一类天体。磁星在硬x射线和软γ射线频段会产生高能的耀斑,持续时间约为0.1秒。在耀斑时期,磁星可以释放相当于太阳100 000年内释放的能量。
过去的20年里,科学家们一直想知道磁星在爆发耀斑时亮度是否存在准周期的振荡,近日,发表在《自然》的一项研究捕捉到了磁星爆发时的高频振荡。研究人员分析了2020年4月记录到的磁星GRB2001415爆发耀斑的数据,在其γ射线耀斑的主峰上观测到两个准周期振荡,振荡频率大约在2132赫兹和4250赫兹,持续时间约为3.5毫秒。研究人员分析了同时期磁星磁层中的波,发现与耀斑的准周期振荡一致。
研究人员表示,这项观测成果有助于揭示中子星内部和周围的磁应力是如何产生的,也将为理解快速射电暴铺平了道路。
细胞生物学:癌细胞是否会更坏,与其生长模式有关。一些癌细胞能通过突变获得生存优势,并逐渐在癌细胞群体中占据主导,它们也是对癌症患者威胁最大的细胞。癌细胞的生长和演化过程均十分复杂,近期,在一项发表于《自然·生态学与进化》的研究中,科学家通过计算机模型分析了2种肾肿瘤的生长情况。
其中一种肿瘤整体生长速度一致,为“体积生长模型”,另一种是仅肿瘤表面生长,为“表面生长模型”。研究者发现在体积生长模型中出现了两个场景:在某些情况下,一些具有演化能力的癌细胞早期就存在于肿瘤中。在另一些情况下,肿瘤中并不会演化出新的癌细胞群,而是原始的癌细胞仍然占主导地位。而在表面生长模型中,肿瘤中会形成了多种不同的癌细胞群,具有广泛的遗传多样性。
科学家认为,表面生长模型创造了一个竞争环境,让不同的癌细胞能以更快的速度演化。他们还分析了66个肿瘤的数据验证了这一模型,其中快速发展的肿瘤符合体积生长模型,而当肿瘤出现坏死(肿瘤内部的组织死亡),也就是肿瘤为表面生长模型时,更易迅速发展出不同的细胞群。
材料科学:新型纳米储氢材料。绿色表面为钯(吸收氢气),红色核心为铱(稳定结构)(图片来源: DESY, Andreas Stierle)。
氢能是一种重要的清洁能源,但储氢的成本很高,不论是加压还是液化的过程,都需要消耗大量额外的能源,相比之下固态存储相对高效和安全。目前较为前沿的策略是将氢储存在贵金属钯颗粒中,然而虽然钯可以像海绵吸水一样吸氢,但如何从中再次取用氢气又成了一个难点。一项发表于《美国化学学会·纳米》期刊的新研究开发出了可快速提取氢气的新型材料。
研究人员将钯包裹在铱表面制成直径仅为1.2纳米的颗粒,并以2.5纳米的间隔排列在一层极薄的石墨烯载体上,得到了一种有规律的周期性结构。测试结果表明,室温下氢气与钯颗粒接触后,会附着在纳米粒子的表面,且几乎不渗透入颗粒内部。因此当需要提取储存的氢气时,只需要施加少量的热量,氢气便会从颗粒表面迅速释放出来,这种材料能极大地提升储存和提取氢气的效率。
生物学:DNA修复可视化系统。
人体所有细胞中每天会发生多达1万次DNA损伤。DNA损伤的积累或修复与肿瘤、神经退行性疾病等许多慢性疾病的发展有关,因此相关分子机制对细胞、组织乃至个体的正常生理活动至关重要。近日,一项发表在《细胞报告》上的研究建立了DNA修复过程的可视化系统,高通量筛选了参与细胞DNA损伤修复过程的蛋白质。
研究人员向射线照射前的细胞中引入300多种DNA修复蛋白,并在显微镜下观察了这些蛋白质在细胞中的运动情况,以及与荧光标记的DNA损伤位点的位置关系,并使用机器学习分析数千张图片。结合实验验证,他们锁定了9种新型的DNA修复相关蛋白质。其中一种叫PHF20的蛋白质在DNA发生损伤后几秒内就会迅速离开DNA损伤区域,募集细胞内的另一种蛋白质53BP1,启动DNA修复过程。
该高通量筛选平台有助于科学家高效地研究参与DNA损伤修复过程的分子,并有助于研究者找到新型相关疾病的治疗靶点。
地球科学:热带太平洋缺氧区地图。由于微生物消耗和缺少洋流的及时补充等原因,海洋中一些水域含氧量极低,被称为缺氧区(ODZ)。虽然体积不足海洋总体积的1%,但缺氧区不适合大多数有氧生物的生存,还是一种强效温室气体一氧化二氮的重要来源。
最近,一项《全球生物地球化学循环》上的研究绘制了包含最大缺氧区的热带太平洋的三维地图。根据40余年来近1500万个传感器测量的数据,科学家绘制了热带太平洋不同剖面上海水含氧量的数据,并最终整合成了热带太平洋两个主要缺氧区的高分辨率地图。其中一个缺氧区位于南美洲沿海,体积约有60万立方千米;另一个位于中美洲沿海,体积约为前者三倍。这是迄今为止对热带太平洋缺氧区最详细的测量。
新冠疫情:截至北京时间12月29日9时,据约翰·霍普金斯大学最新统计,全球累计新冠确诊病例282 775 469例,死亡病例5 413 836例。根据国家卫生健康委员会官方网站的消息,12月28日0—24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例197例。
其中境外输入病例45例(上海11例,天津7例,广西6例,四川6例,浙江4例,广东4例,云南3例,福建2例,山东1例,陕西1例),含7例由无症状感染者转为确诊病例(四川6例,浙江1例);本土病例152例(陕西151例,均在西安市;江苏1例,在南京市)。无新增死亡病例。新增疑似病例2例,均为境外输入病例(均在上海)。
31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者15例,其中境外输入14例,本土1例(在江苏无锡市);当日转为确诊病例7例(均为境外输入);当日解除医学观察8例(均为境外输入);尚在医学观察的无症状感染者496例(境外输入466例)。截至2021年12月27日,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗278186.9万剂次。