6月17日(星期二)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
科學家培育“人鼠嵌合體”,人類細胞在小鼠器官中存活
研究人員通過向懷孕小鼠的羊水中直接注射人類細胞,成功培育出器官中含有人類細胞的小鼠。這些新生小鼠的腸道、肝臟和大腦中分布著少量人類細胞,但比例較低。研究人員表示,要讓這項技術具有實際應用價值,還需要進一步努力以提升人類細胞在器官中的占比。
人-動物嵌合體研究旨在通過人類細胞在動物胚胎中的生長,探索人體組織發育機制,并最終實現可移植人類器官的培育。在近期舉行的國際干細胞研究學會會議上,這項新技術被認為可能“顛覆”該領域,但數據尚未經過同行評審。
傳統方法是將人類干細胞注入豬或小鼠的體外培養胚胎中,但人類細胞存活率低且難以長期維持。為解決這一問題,美國德州大學MD安德森癌癥中心和加州大學洛杉磯分校特拉薩基生物醫學創新研究所的研究團隊嘗試在注射前將人類細胞培養成三維類器官,以提高其存活能力。
實驗中,研究團隊利用重編程干細胞在培養皿中培育出腸道、肝臟和大腦的人類類器官,隨后將類器官注射入攜帶早期胚胎的雌鼠羊水中。出生后的小鼠體內,人類細胞僅在其對應器官中增殖和分布:腸道類器官進入腸道,肝臟類器官進入肝臟,大腦類器官進入大腦皮層。一個月后,約10%的小鼠腸道中含有人類細胞,占腸道細胞總數的約1%,而肝臟和大腦中的比例更低。這些細胞功能正常,如肝臟細胞能分泌人血清白蛋白(一種常見的肝臟蛋白),并在出生兩個月后仍穩定存在。
該技術因其便捷性受到關注,但倫理問題仍有爭議。此前有研究擔憂,人類細胞進入動物大腦可能賦予其類人認知能力。目前實驗中小鼠大腦內人類細胞比例極低,但如果未來融入的人類組織增多,認知問題可能會引發更大關注。
《科學》網站(www.science.org)
宇宙“消失”的物質去哪兒了?科學家終于有了答案
天文學家通過探測來自遙遠爆炸的無線電波脈沖,在星系間的廣袤虛空中定位了大量此前未被觀測到的物質。研究人員近日在《自然·天文學》(Nature Astronomy)上發表報告稱,宇宙中超過四分之三的正常原子物質以稀薄的溫暖氣體云形式隱藏在這些星系間空間中,解決了困擾科學界二十多年的“失蹤重子(包括中子和質子等粒子)問題”。
過去,天文學家觀測到的恒星、星系和氣體云的總質量,與大爆炸理論預測的重子總量存在明顯差距,宇宙中僅有5%是重子物質(如恒星、行星等可見物質),其余68%為暗能量,27%為暗物質。而快速射電暴(FRB)的觀測填補了這一空白。絕大多數快速射電暴持續時間僅為幾毫秒到幾秒,多為一次性事件,少數則會不規則重復出現。這些短暫而強烈的無線電波暴發源自遙遠星系,可能是由磁星等致密天體產生。當它們穿越星系間空間時,與氣體中的電子相互作用,產生信號色散現象。通過分析這種色散,科學家能計算沿途氣體的總量。
通過布設大范圍分布的射電望遠鏡陣列,天文學家能夠捕捉到足夠多的脈沖信號,從而精確追蹤其源星系的位置。
2020年,澳大利亞“平方公里陣列探路者(ASKAP)”望遠鏡首次利用少量快速射電暴數據估算了重子物質的總量,但無法精確定位其分布。最新研究基于69個已定位的快速射電暴(包括一個約90億光年外的暴發),其中39個由美國快速射電暴探測裝置“深度同步光學陣列110”(DSA-110)精確捕捉。
結果顯示,76%的重子物質分布在星際間溫氣體云中,15%為星系周圍的冷氣體,僅9%構成恒星、行星以及所有天體。這一分布表明,星系會通過超新星爆發或黑洞活動將氣體排出,形成“星系反饋”機制,該發現對理解星系演化至關重要。
科學家們正期待下一步,精確繪制被理論家稱為‘宇宙網’的星系間氣體絲狀結構。有研究者認為,一旦射電陣能夠定位上千個快速射電暴,這一目標就有望實現。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
比PM2.5更危險?科學家揭開美國PM1污染真相
空氣污染每年導致美國約5萬人死亡,但并非所有污染物的危害程度都相同。雖然PM2.5(直徑小于2.5微米的顆粒物)的污染已被長期研究,但更小的PM1(直徑小于1微米)對健康的影響尚未充分認知。
美國華盛頓大學研究團隊在《柳葉刀-星球健康》(The Lancet Planetary Health)發表的最新研究中,首次量化了美國過去25年的PM1污染水平。該研究基于PM2.5的七種主要成分(如硫酸鹽、硝酸鹽和礦物塵埃等),通過建模計算得出美國全國PM1濃度。這一數據為未來健康和環境研究提供了重要基礎。
PM1主要來源于直接排放,如柴油發動機的黑碳顆粒和野火煙霧,有時也可能由燃料燃燒排放的二氧化硫和氮氧化物通過二次反應形成。由于PM1體積微小(不足血細胞的六分之一),它們能更深入人體,造成更大危害。
研究發現,1998至2022年間,美國PM1水平因《清潔空氣法》等環保政策顯著下降,但2010年后改善速度放緩,主要原因是野火活動增加。未來污染防控須關注新興的非化石燃料污染源。
目前中國等其他國家在全國范圍追蹤PM1方面已領先一步。
該研究填補了美國在該領域的空白,為政策制定和健康風險評估提供了關鍵數據。下一步,研究人員計劃與流行病學家合作,進一步分析PM1與健康問題的關聯。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
自然界的隱藏秩序:科學家發現支配地球生命的隱藏法則
《自然·生態與進化》(Nature Ecology & Evolution)的一項最新研究揭示了一條看似簡單的法則,它塑造了全球生命的組織形式。研究人員認為,該法則有助于解釋物種分布的全球模式,并能提升人類對生態系統如何應對環境變化的理解。
地球上的環境看似差異巨大,但瑞典于默奧大學牽頭的研究發現,所有生物區都遵循相同的分布模式:每個區域存在一個核心地帶,聚集了大部分物種,而物種從核心向外擴散時,僅有部分能存活。這一規律在兩棲動物、鳥類、蜻蜓、哺乳動物、海洋鰩魚、爬行動物和樹木等不同生物類群中均成立,表明核心區域是生物多樣性的關鍵來源。
研究團隊分析了全球生物區的物種分布。這些區域被海洋、山脈等自然屏障分隔,這限制了物種的遷移,使每個區域成為獨立的進化實驗,不同物種群在各自不同的環境條件、時期和歷史影響下演化形成。研究人員原本預期,不同生物的生存方式(如飛行、游泳)及各生物區的環境和歷史背景差異會導致物種分布模式有很大不同,然而他們驚訝地發現,所有生物區都展現出一致的“核心—邊緣模式”分布規律。
研究認為,這些核心區為物種的生存和多樣化提供了最優條件,成為生物多樣性向外輻射的源頭。
研究還揭示了驅動該模式的內在機制:環境篩選原則——只有能適應當地條件(如高溫或干旱)的物種才能存活并開拓新領地。盡管這一直是生態學的核心理論,但全球范圍的實證證據始終匱乏。這項研究在多類生命形式和全球尺度上首次提供了廣泛驗證。
這些發現進一步表明,一些面積不大的區域在維持整個生物區生物多樣性方面發揮著不成比例的重要生態作用,凸顯了其保護價值。這一發現有助于預測生物多樣性如何應對氣候變化等全球性挑戰。(劉春)