看清新冠病毒的真實模樣

看清新冠病毒的真實模樣

中國研究人員與奧地利、沙特阿拉伯研究團隊合作，獲得了迄今為止最真實完整的新冠病毒三維影像。在納米尺度的圖像上，平均直徑約為100納米的新冠病毒像一顆奇異的星球，表面分布著碩大的、可以自由擺動的刺突蛋白“觸手”。在“星球”內部，超長的核糖核酸（RNA）鏈致密地纏繞在有序排列的核糖核蛋白復合物（RNP）上。刺突蛋白像一把“鑰匙”，細胞上的ACE2受體則像一把“鎖”。三維影像還展示了新冠病毒入侵人體細胞之初的瞬間：在接觸細胞的剎那，新冠病毒與受體結合，并與細胞膜發生了膜融合。研究人員是利用冷凍電鏡斷層成像和子斷層平均重構技術解析全病毒三維結構的。冷凍電鏡是目前結構生物學廣泛使用的科研利器，它以電子為“光源”穿透病毒樣品，從而獲得病毒內部的結構信息。

人體細胞大普查

有一個廣為流傳的說法是，人體的細胞平均每七年全部更換一次。不過，真實的情況可要比這復雜得多。兩位以色列科學家對人體各種細胞的更新速度做了一次大普查。此前，他們曾對人體細胞的總數和基本構成做過一次普查，估算結果是：一個成年人的細胞總數大約為370萬億個。其中，六大“家族”占了97%，即紅細胞、神經膠質細胞、內皮細胞、皮膚成纖維細胞、血小板和骨髓細胞。不同組織、不同類型的細胞壽命不一樣，有些只能存活短短幾天，比如位于腸道的表皮細胞；有些卻幾乎伴隨人的整個一生，比如大腦的神經細胞。此次為了估算細胞死亡和更新的規模，兩位科學家調查了幾十種細胞的壽命變化，并綜合考慮各類細胞的數量分布和質量分布。對一個年齡在二三十歲、體重70千克、身高170厘米的健康男性來說，其每天更新的細胞量為60～100克，約3300億個細胞，平均每秒就有380萬個細胞更新。大部分更新的細胞是血細胞（近90%），主要為紅細胞和中性粒細胞（白細胞中數量最多的類型），可見骨髓造血的能力非常強大；其次是胃腸道上皮細胞；所有其他類型的細胞加起來不到2%，包括少量的皮膚細胞、血管內皮細胞和肺細胞等。

越來越熱的宇宙

不僅地球變暖正在發生，一項最新研究顯示，宇宙正在變得越來越熱。科學家分析過去100億年里宇宙熱量變化歷史，結果顯示，宇宙氣體平均溫度升高10倍以上，達到現今的400萬度。為了理解宇宙溫度如何隨時間變化，研究人員使用普朗克任務和斯隆數字巡天項目收集的圖像和光譜數據，并通過紅移效應（用于觀測遙遠天體的宇宙年齡）以及一種從光線中評估溫度的方法，從而測量出早期宇宙中氣體（也就是更遠天體周圍的氣體）的平均溫度，并將該結果與距離地球較近的宇宙氣體進行對比分析。研究人員發現，由于宇宙結構的引力坍縮，隨著時間不斷推移，宇宙正在變得越來越熱，而且這種加熱趨勢可能會持續下去。研究人員認為，宇宙逐漸變熱是由于星系和結構形成的自然過程所致，與地球變暖無關。

不同物種干細胞間有競爭

中、美一項合作研究發現，把不同物種的多能干細胞放在一起培養時，會觀察到不同物種的干細胞之間在特定發育階段普遍存在細胞競爭現象。通過克服不同物種的細胞競爭，有助于提高人類干細胞在動物胚胎體內的嵌合率，給未來利用嵌合胚胎技術制造人類器官帶來了希望。細胞競爭被認為是物種保障正常發育和組織穩定的一種選擇機制。不過，此前科學界對早期發育階段不同物種的細胞競爭尚缺乏研究。在這項新研究中，研究人員首先發現人類和小鼠的干細胞之間在特定發育階段存在不同的競爭狀態，并揭示相關機制，為解決一直困擾科學界的導致人鼠嵌合胚胎效率低下的問題找到了突破口。基于對小鼠、大鼠、獼猴、牛和人類的多能干細胞的分析，研究人員還發現，不同物種的干細胞之間的競爭狀態的差異跟不同物種在“進化樹”上的距離遠近有關。

仿生“藕斷絲連”的新型纖維

中國研究人員受“藕斷絲連”這一自然現象啟發，研制出了一種可用于手術縫線的仿絲細菌纖維素水凝膠纖維。研究人員將細菌纖維素（BC）水凝膠加工成具有仿絲微米螺旋結構的水凝膠纖維（BHF）。該水凝膠纖維兼具較高的強度和韌性，同時具有優異的親水性和生物相容性。此外，仿生螺旋結構還賦予了該材料與人體皮膚相近的彈性，在傷口處受力變形時，BHF可有效緩沖并吸收能量，與人體組織實現同步形變，從而避免對傷口造成二次傷害。相對于傳統的棉線或聚合物線，BHF縫線具有高生物相容性、高含水量、低刺激性和低摩擦阻力等特點，在保護受損組織、促進傷口愈合以及減少不良反應方面都具有顯著的優勢，因此有望成為下一代新型高端手術縫線。

新生男孩易受抗生素影響

一項最新研究發現，生命最初幾周的抗生素暴露與男孩6歲前身高體重偏低有關，但女孩中不存在這種關聯，而早期抗生素暴露可能與腸道微生物的長期改變有關。此前曾有研究報道，在生命最初幾周給新生兒使用抗生素會導致腸道微生物組的構成發生改變。但是，這種暴露的長期影響并不明確。研究人員以2008—2010年在芬蘭圖爾庫出生的1.2萬多名兒童為樣本，研究了新生兒期（出生后14天內）的抗生素暴露與6歲前兒童發育的關系。結果發現，相比樣本中新生兒時期沒有過抗生素暴露的兒童，在新生兒時期有過抗生素暴露的男孩（而非女孩）在6歲前的身高體重偏低。在另一組實驗中，研究人員將有和沒有抗生素暴露的嬰孩的糞便微生物群移植到無菌小鼠體內。在移植了來自使用抗生素后1個月和24個月的嬰孩微生物群的雄性小鼠中，研究人員觀察到了發育遲緩的現象，在雌性小鼠中則沒有觀察到任何變化。不過，該項研究并沒有具體分析新生兒當初使用抗生素的原因，畢竟這有可能影響生命早期的身高體重發育。