马桶引发飞船警报;花科蔬菜预防癌症的秘密被发现 | 科研日报

编辑:刘芳、金婴
编审:李雪薇
排版:李雪薇

导读:日前 SpaceX Crew Dragon 飞船系统发出了“重大”问题警报,经过排查,是“废物管理系统”,也就是马桶的风扇出现了机械故障。南京大学医药生物技术国家重点实验室谭仁祥团队提出、设计、验证了生物体内的“反应流变道”概念,并据此建立方法,诠释了胃酸和肠道菌将 I3C 转化成两种抗肿瘤分子(DIM 和 LTr1)的具体步骤和决定因素,在胃肠道中,十字花科蔬菜释放的 I3C 可转化成 DIM 和 LTr1。
  • 国际头条

在城市的人行道上安全行进的机器人
乔治亚理工学院和斯坦福大学的研究人员最近开发出了一款名为 AlienGo 的四足机器人,可以在人行道上按照特定路线行进,避免与障碍物或人类相撞。在开发过程中研究人员使用了两阶段学习框架。AlienGo 机器人已经在亚特兰大的人行道上进行了测试。

图 | 机器人在现实世界中自主导航现实世界中的障碍轨道(来源:techxplore)

原文链接:
https://techxplore.com/news/2021-09-robot-efficiently-sidewalks-urban-environments.html
https://arxiv.org/abs/2109.05603

SpaceX 飞船因马桶故障发出重大警报

在没有地心引力的太空中上厕所是一项艰巨的挑战。日前 SpaceX Crew Dragon 飞船系统发出了“重大”问题警报。经过排查,是“废物管理系统”的风扇出现了机械故障。使用微重力优化的马桶不能正常运转将给机组人员带来很大挑战。

原文链接:
https://gizmodo.com/malfunctioning-toilet-triggered-an-alarm-during-spacex-1847751503

“不同寻常的”超材料可能会使无线网络的容量翻一番

多伦多大学的研究人员已经证明,由超材料制成的反射器可以引导光线,使更多的无线数据能够在单一频率上传输。他们相信在未来三到五年内这一新的技术(full-duplex nonreciprocity)可以使现有无线网络的容量翻一番。

原文链接:
https://techxplore.com/news/2021-09-unusual-metamaterial-capacity-wireless-networks.html
https://www.nature.com/articles/s41467-021-24749-7

将大脑的神经元复制黏贴到神经形态芯片上

(来源:三星)
三星和哈佛大学的研究人员提出,可以使用纳米电极阵列复制大脑的神经元连接网络。论文称,纳米电极阵列可以用来记录大脑中发现的大量神经元产生的电信号。一旦复制,神经元网络就可以被粘贴到固态存储器的高密度三维网络上,例如用于固态驱动器或电阻式 RAM 的商用闪存。最终,记忆芯片将包含大脑的特征,如低功耗、易学习、适应环境、自主性和认知力。

原文链接:
https://www.zdnet.com/article/samsung-wants-to-copy-and-paste-a-brain/
https://www.nature.com/articles/s41928-021-00646-1

戒烟会重建大脑功能结构
(来源:Pixabay)
尼古丁类的精神刺激剂会影响大脑的不同区域,戒断过程中也是如此。一般来说大脑的不同区域都有执行特定功能的半自治神经元群,也可以被称为模块。有的模块控制情绪,还有许多负责目标、记忆、动机、感觉等。在戒断过程中大脑模块化会大幅降低, 显现出和创伤性脑损伤和痴呆症相同的特征。

原文链接:
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210927143649.htm
https://www.eneuro.org/content/early/2021/09/17/ENEURO.0208-19.2021

“不是一家人,不进一家门”的大样本调查

来自 5391 对日本配偶和 28265 对荷兰配偶的大样本调查显示,夫妻在体型、血压,甚至某些疾病的发病率方面都有很高的共同点。夫妻一般有着相似的生活习惯和身体特征,如吸烟、饮酒、体重、腹围和体重指数。研究人员鼓励伴侣之间彼此改善健康,特别是对抗由生活方式和环境造成的疾病。

原文链接:
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210927102558.htm
https://www.atherosclerosis-journal.com/article/S0021-9150(21)01310-1/fulltext

放射治疗将心肌细胞修复到更年轻的状态。

位于圣路易斯的华盛顿大学医学院(Washington University School Of Medicine)的一项新研究表明,放射疗法可以将心肌细胞修复到更年轻的状态,从而解决心律失常等危及生命的问题,而不需要长期使用的侵入性程序。

原文链接:
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210924104055.htm
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34561429/

利用人工智能和实践报告理解新的医学图像

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的研究人员正在利用放射科医生在日常临床实践中撰写的大量放射学报告来提高机器学习算法的解释能力。该团队还利用信息论中的互信息概念—两个不同变量之间相互依赖的统计指标—来提高他们方法的有效性。

原文链接:
https://techxplore.com/news/2021-09-ai-medical-images.html
https://arxiv.org/abs/2103.04537


  • 国内头条

中科院:病毒所等揭示靶向病毒 RNAi 抑制子的抗病毒药物研发新策略

该研究首次证实了通过 VTP 特异性靶向 VSR,可以在病毒感染的细胞与体内有效释放 RNAi 抗病毒免疫,充分证明了 RNAi 作为哺乳动物抗病毒免疫在生理和功能上的重要性。从抗病毒药物研发上来说,该研究基于新的抗病毒机制发现 VSR 是一类全新的药物靶标,并针对肠道病毒的 VSR 研发出机制上 first-in-class 的候选抗病毒药物,为其他重要病毒的抗病毒药物研发提供了新的思路与策略。

此外,针对肠道病毒的 VTP 具有较低的动物体内毒性与抗原性,较高的热稳定性与蛋白酶稳定性,有望进一步开发为治疗手足口等肠道病毒感染疾病的新型药物。

该研究首次证实了通过 VTP 特异性靶向 VSR,可以在病毒感染的细胞与体内有效释放 RNAi 抗病毒免疫,充分证明了 RNAi 作为哺乳动物抗病毒免疫在生理和功能上的重要性。从抗病毒药物研发上来说,该研究基于新的抗病毒机制发现 VSR 是一类全新的药物靶标,并针对肠道病毒的 VSR 研发出机制上 first-in-class 的候选抗病毒药物,为其他重要病毒的抗病毒药物研发提供了新的思路与策略。此外,针对肠道病毒的 VTP 具有较低的动物体内毒性与抗原性,较高的热稳定性与蛋白酶稳定性,有望进一步开发为治疗手足口等肠道病毒感染疾病的新型药物。

原文链接:
http://www.cas.cn/syky/202109/t20210927_4807219.shtml

中科院:研究发现一条细胞分裂素信号通路调控水稻籽粒大小

研究组合作发现,控制籽粒大小的 PPKL1 是细胞分裂素信号新组分,PPKL1 的 D364 位点通过引诱细胞分裂素磷酸转移蛋白 AHP2 上的磷酸基团,降低从 AHP2 向细胞分裂素响应因子 RR21 蛋白的磷酸中继效率,抑制水稻籽粒发育。

图 | PPKL1 调控水稻籽粒大小的竞争抑制分子机制模型(来源:中国科学院)
研究人员通过大规模诱变,筛选到一个大粒突变体 s48 并克隆了突变体基因 PPKL1,发现其与之前报道的控制水稻籽粒大小的基因 GL3.1 在同一位点突变,但导致了氨基酸的不同变化。

原文链接:
http://www.cas.cn/syky/202109/t20210927_4807164.shtml

清华大学:药学院唐叶峰课题组应邀发表天然产物仿生合成领域综述文章

近日,清华大学药学院唐叶峰课题组应邀发表综述论文,系统总结了该课题组近十年来在天然产物仿生合成方面取得的一系列研究成果。唐叶峰课题组长期致力于天然产物合成研究,并逐步形成了“仿生合成和理性设计相辅相成”的研究理念。在合成战术层面,则强调基于理性设计发展独具特色的合成方法,尤其是一些环张力驱动的重排扩环反应,以提高合成的新颖性和实用性。

原文链接:
https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/87398.htm

清华大学:卫健学院纪思翰团队深入研究家庭燃料使用情况与人因贫困致病的关系

近日,清华大学万科公共卫生与健康学院副教授纪思翰(John S. Ji)教授及其团队与四川省疾病预防控制中心在《国际流行病学杂志》合作发表文章“固体燃料使用、社会经济因素和心血管疾病及全因死亡率:基于中国四川农村地区的前瞻性研究”。

图 | 固体燃料的使用、心血管疾病和全因死亡率三者之间的关系(来源:清华新闻网)
研究发现,与基线时使用清洁燃料烹饪或取暖的人群相比,使用固体燃料的人群有更高的全因死亡风险。另外,使用固体燃料在冬天取暖的人群比使用清洁燃料的人群有更高的心脑血管疾病和中风致死的风险。

原文链接:
https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/87396.htm

北京大学:生命科学学院赵进东、高宁团队揭示蓝细菌藻胆体光能传递的结构基础

北京大学赵进东院士课题组与高宁教授课题组在 Nature Communications 上发表了研究论文。论文利用冷冻电镜技术首次解析了两种蓝细菌藻胆体(Phycobilisomes, PBS)的高分辨结构,并结合生化试验,首次证明了PBS亚基上的芳香族氨基酸直接参与光能传递(excitation energy transfer,EET)。

本研究首次解析了蓝细菌中两种具有广泛代表性的藻胆体的高分辨结构,首次证明了芳香族氨基酸以及连接蛋白在EET中的作用。这些数据为理解光合作用的能量传递提供了关键信息,也为未来人工合成捕光天线复合体提供了潜在的线索。

原文链接:
http://pkunews.pku.edu.cn/jxky/030fd3240df44846873f59d59cad1b16.htm

南京大学:谭仁祥团队发现十字花科蔬菜预防癌症的分子机制

南京大学医药生物技术国家重点实验室谭仁祥团队提出、设计、验证了生物体内的“反应流变道”概念,并据此建立方法,诠释了胃酸和肠道菌将 I3C 转化成两种抗肿瘤分子(DIM 和 LTr1)的具体步骤和决定因素,以及哺乳动物合成内源 I3C 和 DIM 的机制。
该团队提出,生物体内物质代谢流中的某些分子(特别是活泼中间体)应有“滑轨”的可能。据此理念,建立了“反应流变道”(reaction flux derailing,RFD)的方法,即利用人为添加并带有标记的底物类似物,使原有的反应途径“变道”并捕获中间体,从而诠释多步骤转化的途径和驱动机制。

在胃肠道中,十字花科蔬菜释放的 I3C 可转化成 DIM 和 LTr1。在大肠中,甲醛可与吲哚耦合生成内源性 I3C 和 DIM。

原文链接:
https://www.nju.edu.cn/40/19/c3674a540697/page.htm

武汉大学:孙宇辉课题组完成庆大霉素生物合成中的最后一块“拼图”

论文通过遗传学、生物化学和结构生物学等多学科研究方法,成功揭示了庆大霉素生物合成中双脱氧修饰的过程和催化机理,完成了曾经抗感染明星药物庆大霉素复杂生物合成途径的最后一块“拼图”。

在前期系统研究积累的基础上,课题组通过对可能涉及双脱氧的 PLP 依赖的转氨酶候选编码基因进行体内遗传敲除,证实了 GenB3 和 GenB4 参与该过程,并通过鉴定的数个中间产物,说明该过程实际上包括连续的脱双羟基和双键还原步骤。
另一方面,GenB4 主导的双键还原并未使用还原型辅酶,而是非常规地通过亚氨基水解,间接地实现了还原,再通过 GenB3 转氨,得到最终庆大霉素 C 组分产物。

原文链接:
https://news.whu.edu.cn/info/1015/65440.htm

科技部:宁波“育繁推一体化”锻造“农业之芯”

宁波坚持把现代种业作为乡村产业振兴的主导产业来抓,强化政策扶持、创新育种机制、培育种业龙头、加强基地建设,着力构建政府引导、市场主导、科企结合、“育繁推一体化”的现代种业体系。累计通过国家新品种审定 12 个、国家新品种授权 85 个,种业年产值超过 35 亿元,良种覆盖率超过 98%,居全省前列。“农业之芯”成为保障农作物增产、农民增收的关键因素。

强化要素保障。宁波建设地方农作物种质资源保护圃,每年引进新品种 200 余个。同时大力推进制种基地建设,在市内外建立粮食、瓜菜等专业化种子生产基地 28 个,面积 4.3 万亩,建成国家级良种场 1 家、原种场 1 家。
提升种子生产加工能力。全市共建立 20 多个稳定的专业化种子生产基地。

原文链接:
http://www.most.gov.cn/dfkj/zj/zxdt/202109/t20210927_177081.html

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