来源: 《Med》
曾获2024年”搞笑诺贝尔奖”的经肠道给氧技术(enteral ventilation)已公布首期人体试验结果。该技术通过向结肠内注入富含氧气的全氟碳液体,使氧气通过肠壁进入血液,为气道阻塞或肺功能衰竭的患者提供生命支持。试验在27名健康男性中开展,表明该程序安全性良好,主要不良反应为腹部胀痛。研究者武部贵则博士指出,下一步将使用充氧液体验证其提升血氧水平的有效性。此项技术的灵感来源于泥鳅的肠道呼吸能力,未来若研发成功,或将成为危急情况下的一种呼吸支持新方案。
来源: 《美国国家科学院院刊》
马克斯·普朗克生物智能研究所通过研究雌性金丝雀发现,大脑无需改变结构即可保存复杂技能。雌鸟虽不鸣唱,但其大脑中控制鸣唱的HVC区域仍完整存在。当研究人员通过睾酮激活这一休眠系统时,神经元通过增强连接、改变基因表达实现功能启动,而非结构重组。该机制解释了鸟类即使多年不鸣唱仍能恢复完整鸣唱能力的原因,为理解人类大脑在卒中恢复、技能学习等过程中的可塑性提供了新视角。
来源: 《自然·通讯》
约克大学领衔的国际团队发现,导致马铃薯晚疫病的病原体( Phytophthora infestans )通过分泌AA7氧化酶来破坏植物的早期警报系统。这类酶能分解植物的防御信号分子,使作物在感染初期无法启动免疫反应。研究证实,敲除病原体中编码该酶的基因可使其丧失侵染能力。这一发现揭示了多种植物病原体的共同攻击策略,为开发新型作物保护方法、应对气候变化下的粮食安全挑战提供了关键靶点。
来源: 《美国国家科学院院刊》
都柏林圣三一学院研究团队通过分析2500多条热性能曲线,发现所有生物对温度变化的响应都遵循同一通用热性能曲线(UTPC)。该曲线显示:生物性能随温度升高缓慢增强至最佳点后急剧下降,导致过热时面临生理衰竭风险。这一规律跨越细菌、植物、鱼类和昆虫等所有主要生物类群,表明数十亿年演化未能突破该温度约束框架。研究为预测气候变化对生物的影响提供了关键基准,同时提示物种适应全球变暖的能力可能比预期更为有限。
来源: 《PNAS Nexus》
匹兹堡大学团队通过计算机模拟设计出一种新型化学机械网络系统,通过酶催化微珠链实现化学信号向机械运动的自主转换。该材料模仿原始生物的神经网结构,当微珠表面发生化学反应时,产生的浓度波会引发流体运动进而驱动材料形变,形成类似蠕虫爬行的连续运动。这种无需电子控制的自驱动系统为软体机器人、自适应材料等领域提供了仿生设计新范式,展现了从简单化学反馈中涌现复杂行为的潜力。
来源: 《美国国家科学院院刊》
加州理工学院Anima Anandkumar团队开发了新型机器学习模型NucleusDiff,通过引入原子间距离约束等简单物理规则,有效解决了AI在药物设计中常提出的不符合物理规律的分子结构问题。该模型通过估算分子空间分布,避免原子碰撞,在测试中不仅将原子碰撞率降至接近零,还显著提升了结合亲和力的预测准确性,尤其在COVID-19靶点蛋白3CL蛋白酶的应用中表现优异。研究体现了“AI4Science”计划中物理知识与数据驱动模型的深度融合,增强了AI在科学探索中的可靠性与泛化能力。
来源:《自然》
研究表明,基因效应可能因来自父母哪一方而显著不同,甚至产生相反作用。研究人员通过新型统计模型,无需父母基因组数据,便在14个基因中鉴定出30种亲源效应,其中19种基因变异呈现“双极效应”。例如,某变异从父亲遗传时会使2型糖尿病风险增加14%,而从母亲遗传时风险降低9%。这一发现对理解遗传疾病机制具有重要意义。
来源:《自然-水》
耶鲁大学主导的一项研究发现,在农田中添加粉碎的碳酸钙(石灰石)每年可从大气中吸收大量二氧化碳,同时提高作物产量。石灰石与土壤反应生成的碳酸氢盐进入河流和海洋后,可长期储存碳,甚至有助于缓解海洋酸化。研究指出,合理使用石灰石可将农田从碳源转化为碳汇,兼顾农业效益与气候目标。
来源:《科学》
在欧洲XFEL实验室,科学家首次直接观测到复杂分子2-碘吡啶的量子零点运动。通过高强度X射线脉冲轰击分子,研究人员利用COLTRIMS反应显微镜追踪爆炸碎片的轨迹,重建了分子断裂瞬间的三维结构和内部运动。实验发现,分子即使在绝对零度下仍存在协调的量子振动,而非随机热运动。这一突破性成果发表于《科学》杂志,为量子尺度物质行为研究提供了新视角。
来源:《科学》
加州大学欧文分校与日本团队在《科学》发表研究,揭示石鳖(一种软体动物)牙齿能在室温下自组装形成比高碳钢更坚硬的磁铁矿纳米结构。研究发现,石鳖通过微绒毛纳米管精准运输铁结合蛋白RTMP1,与甲壳素支架结合后沉积氧化铁,最终形成高度排列的磁铁矿纳米棒。这种生物矿化过程为环保制造超硬材料(如电池、半导体等)提供了新思路,并有望推动3D打印技术发展。