长寿秘诀与宇宙爆炸_每日看点

科技导报   2023-05-14 14:16:19

来源:环球科学、科技日报、中国科学报、中国新闻网等

饿一饿再吃可能更长寿,《科学》破解果蝇吃得多但长寿的原因


【资料图】

目前,很多研究证实限制食物的摄入量能延长多种实验动物的寿命,帮助它们健康衰老。据5月11日一项发表于《科学》(Science)杂志的研究,美国密歇根大学等机构的科学家发现只是有饥饿感就能帮助延长果蝇的寿命。通过剥夺食物中一些支链氨基酸(BCAA,特别是异亮氨酸)或者通过光遗传学技术刺激果蝇脑部和禁食动机相关的神经元,都能延长果蝇的寿命,尽管果蝇的饮食量增加了。

研究人员对果蝇进行了2项实验。在一项实验中,他们先给一组果蝇喂食低BCAA含量的零食,对照组喂高BCAA含量的零食,随后让这些果蝇任意享用酵母和含糖食物。其中,相比于含糖食物,低BCAA组的果蝇会更多地食用酵母,这也显示它们比对照组更饿。尽管这组果蝇食用了更多的食物,但比对照组会更长寿。在另一个实验中,为了排除饮食成分对饥饿感的影响,他们使用光遗传学技术,使一些果蝇暴露在红光中时体内与饥饿驱动相关的神经元就会被激活,进而产生饥饿感。他们发现,受光刺激的果蝇摄入的食物是对照组果蝇的2倍,且寿命比对照组果蝇长得多。

饥饿感会促使果蝇体内的组蛋白变体H3.3急剧增加,进而促进摄食。研究显示,剥夺食物中的支链氨基酸会促使组蛋白变体H3.3的转录增加饥饿感,而神经刺激也有这样的作用。但长时间的饥饿似乎降低了饥饿设定点(hunger set point),从而对衰老产生有益的影响。研究显示,有饥饿感就能单独促使果蝇的寿命延长。

https://www.eurekalert.org/news-releases/989011

迄今宇宙中最大规模的爆炸,已持续至少3年

来源:John A. Paice( www.johnapaice.com/)

通常情况下,大多数超新星爆炸和潮汐瓦解事件的观测窗口只有几个月。据在一项刚发表于《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的研究中,天文学家观测到了有史以来最大的爆炸AT2021lwx,它的亮度比不上去年记录到有史以来最亮的GRB 221009A伽马射线暴,但AT2021lwx的爆炸目前已经持续了三年多,这意味着它释放的总能量要大得多。

据space.com网站消息,AT2021lwx在2020年首次被美国加利福尼亚州的兹威基瞬变设施观测到,随后被夏威夷的ATLAS望远镜接收到。研究人员在搜索超新星时,搜索算法标记了这场爆炸,随后他们发现AT2021lwx持续了两年多。研究团队使用几种不同的望远镜进一步研究,通过分析收集到的光谱,他们计算出AT2021lwx发生在距离我们约80亿光年的地方,当时宇宙大约是60亿年的历史。目前能和AT2021lwx亮度相媲美的只有类星体,但它缺乏类星体亮度会随时间推移发生短期随机变化的特征。关于这种爆炸的解释,研究人员认为最可行的解释是巨大的气体云被一个休眠超大质量黑洞吸积,AT2021lwx可能是一种黑洞吸积事件最极端的版本。研究团队现在着手收集更多相关的数据,并进一步通过计算机模拟这个过程,看结果是否能与他们提出的理论相吻合。

https://www.eurekalert.org/news-releases/988665

在人的脑子里,癌细胞会索取正常细胞的线粒体,变得更有侵略性

线粒体是正常细胞中必不可少的组成部分,被称为细胞中的“发动机”。目前,已有研究发现线粒体会在不同种类的细胞间转移,是一种细胞间相互作用模式。5月11日,美国凯斯西储大学克利夫兰医学中心在《自然·癌症》(Nature Cancer)上发表的研究表明,大脑中的星形胶质细胞会将线粒体转移给胶质母细胞瘤,而这个过程会促进胶质母细胞瘤的增殖,形成更具侵略性的肿瘤。

胶质母细胞瘤是常见的恶性原发性脑肿瘤。实验表明,在胶质母细胞瘤中,这种线粒体转移情况普遍存在,而星形胶质细胞向胶质母细胞瘤水平转移线粒体,能够促进这种肿瘤的增生。这种转移主要依赖于细胞间的网络连接,而参与神经元轴突再生等过程的蛋白质GAP43,能帮助实现这一过程。接受线粒体后,胶质母细胞瘤中线粒体呼吸的增加,会促进癌细胞增殖、胶质母细胞瘤的自我更新和致瘤性。该成果有助于开发针对胶质母细胞瘤的新疗法,同时为了解其他类型的癌症提供新思路。

https://www.nature.com/articles/s43018-023-00556-5

谷歌推出PaLM 2,性能部分超过GPT-4,全面升级Bard反击ChatGPT

来源:谷歌官网

自聊天机器人ChatGPT推出后,一直以来在人工智能研究领域占领先地位的谷歌被认为已落后于OpenAI和微软,大家都很关心谷歌会如何追赶这场AI竞赛。在北京时间5月11日1点,谷歌在第十五届I/O开发者大会正式推出了对标GPT-4的大语言模型PaLM 2,并宣布将Duet AI整合到谷歌全家桶Workspace,聊天机器人Bard也在全面升级后对所有人开放等内容。

据谷歌官方发布的I/O大会报告合集收录的会议摘要和PaLM 2技术报告,谷歌推出的PaLM 2模型是目前最为先进的大语言模型,据测试,其性能部分超越了GPT-4。同时,PaLM 2模型有4个不同规模的版本,从轻量级到大规模依次为Gecko、Otter、Bison和Unicorn。其中轻量化的Gecko很适合用于移动设备,速度足够快且在离线模式下运行也很出色。此外,谷歌还针对不同专业领域微调了模型,比如Med-PaLM 2就结合了医学知识,是首个在医学执照考试中表现为“专家”水平的语言模型。谷歌将PaLM 2用到了今年3月推出的对话式机器人Bard上,并将Google Lens的功能集成到Bard中。谷歌全家桶Wordspace嵌入的AI功能也全面升级为Duet AI,其功能包括但不限于辅助写作、用文本为PPT生成图像、智能输入分析表格数据等。此外,谷歌还推出了适用于Android开发的编程机器人Studio Bot。

https://io.google/2023/intl/zh/

构建永生的牛肌肉干细胞,降低人造肉成本

目前,很多研究正在尝试在生物反应器中培养来自鸡、鱼和牛等动物的肌肉细胞,以每年获得数百万吨的肉类。近期,在一篇发表于ACS Synthetic Biology的文章中,来自美国塔夫茨大学的科学家开发了一种能永生的牛肌肉干细胞(iBSCs),这些细胞能快速生长,且可分裂多达数百次。

此前用于培养的动物肌肉干细胞主要来源于活体动物,这些干细胞只能分裂50次左右,随后便会衰老,这也限制这些肌肉干细胞最终的肉类产量。在新研究中,研究人员通过2个步骤将正常的牛肌肉干细胞转变成了永生的干细胞。首先,他们通过对这些干细胞重编程,使得这些细胞持续表达牛端粒逆转录酶(bovine Telomerase reverse transcriptase,TERT)来重构磨损的端粒,让染色体维持在年轻状态,为下一轮复制和细胞分裂做准备。此外,他们促使这些细胞能持续产生一种酶(CDK4),来刺激处于分裂阶段的细胞,进而使得细胞生长更快。研究人员证实这些干细胞会继续分化为成熟的肌肉细胞,尽管它们与动物的肌肉细胞以及传统干细胞法培养的肌肉细胞并不相同。后续,研究人员将进一步探究由这些肌肉细胞组成的肉类的口感和质地。

https://www.eurekalert.org/news-releases/988886

人类泛基因组首个草图发布

来源:科技日报

《自然》杂志发表了人类泛基因组参考的“初稿”,这一集合旨在最终代表人类这一物种中尽可能多的DNA序列。该研究为人类基因组提供了更为完整的图像。

自2001年发布草案以来,人类参考基因组一直是人类基因组的支柱。但由于结构变异和替代等位基因的存在,有些单个基因组无法代表人类物种的遗传多样性。

此次在论文的合集中,“人类泛基因组参考联盟”提出了首个人类泛基因组参考草图,以及两个使用这一参考为基础进行新遗传学研究的发现。泛基因组开发自47名祖先不同个体的阵列,为当下的参考人类基因组(GRCh38)添加了1.19亿碱基对和1115个基因重复(一个DNA区域里含有一个基因重复的变异)。利用这一草图,检测到结构变异的数量增加了104%,为人类基因组遗传多样性提供了更完整的图景。

http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/202305/2e96653f24f7455d8dc6074bda558a0b.shtml

韦伯望远镜发现系外恒星有3道尘埃环

来源:央视新闻客户端

天文学家利用詹姆斯·韦伯空间望远镜观察太阳系外恒星“北落师门”周围尘埃,结果发现共有3道尘埃环围绕这颗恒星,其中两道为首次发现。

美国国家航空航天局网站8日发布消息说,这3道尘埃环呈同心圆状环绕北落师门,从这颗恒星向外延展出去230亿公里,相当于从地球到太阳距离的150倍。相比太阳系中的小行星带和柯伊伯带,这3道尘埃环结构更为复杂,相关研究报告刊载于当天出版的英国杂志《自然·天文学》。

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激活视网膜中的休眠细胞

遗传性视网膜变性会导致视网膜中的感光细胞退化和死亡,令患者视力下降,甚至失明。现有疗法只能减缓或阻断感光细胞死亡,却无法恢复失去的细胞。不过,近日一项发表于《美国科学院院刊》(PNAS)的研究有望帮助病人激活视网膜中的休眠细胞,重获视力。

视网膜上的Müller胶质细胞(MG)也具备再生神经元的潜力,但在哺乳动物中一般处于休眠状态。科学家发现当同时激活MG中的Ikzf1和Ikzf4基因,可诱导MG重新编程,并从视网膜内核层移动到感光细胞通常位于的外核层,发育为外核层(ONL)细胞 。其中,部分诱导性外核层(iONL)细胞能够表达光感受器/视锥细胞标记物Rxrg。这为治疗视网膜变性带来了希望。

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2122168120

从昆虫翅膀获灵感 美国研发植入物智能抗菌涂层

来源:新华社

随着人口老龄化,骨科植入物应用渐多,患者会面临一定程度的植入物周围感染和器械故障风险。美国研究机构从蜻蜓和蝉的翅膀获得灵感,研发出一种智能涂层,兼容现有商用骨科植入物,既可降低细菌感染风险,又能预警植入物故障。

伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校研究人员在美国《科学进展》杂志5日刊载的论文中介绍,他们从蝉和蜻蜓的“天然抗菌翅膀”中获得灵感,制造出一种非常薄的涂层。它的一面是模仿昆虫翅膀表面的一排排纳米柱,可穿透细胞膜杀死微生物。与抗生素涂层相比,这种涂层不会直接释放任何化学物质,从而避免产生耐药性或毒副作用。

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1765293163472107320&wfr=spider&for=pc

首次在自然界发现具有弗林蛋白酶切位点的β-冠状病毒

弗林蛋白酶切割位点(furin bleavage site)存在于所有已测序的新冠病毒中,但之前尚未在其它冠状病毒中发现。在近日发表于《中国病毒学(英文版)》(Virologica Sinica)的一篇研究中,首次在蝙蝠中发现了具有弗林蛋白酶切位点的β-冠状病毒。

研究者在海南省收集的112只蝙蝠样本中发现了两种β-冠状病毒(CD35和CD36)和一种α-冠状病毒(CD30)。CD35和CD36与新冠病毒相似性达到54.0%,且同属Sarbecovirus亚属。研究者发现,CD35和CD36具有典型的弗林蛋白酶切位点,与新冠病毒对应的位点相似。除此之外,CD35的受体结合域也显示出与SARS病毒和新冠病毒高度相似的结构。这项研究加深了我们对冠状病毒多样性的理解,并提供了关于新冠病毒弗林蛋白酶切位点自然起源的线索。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1995820X23000470

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