看清新冠病毒的真实模样

看清新冠病毒的真实模样

中国研究人员与奥地利、沙特阿拉伯研究团队合作，获得了迄今为止最真实完整的新冠病毒三维影像。在纳米尺度的图像上，平均直径约为100纳米的新冠病毒像一颗奇异的星球，表面分布着硕大的、可以自由摆动的刺突蛋白“触手”。在“星球”内部，超长的核糖核酸（RNA）链致密地缠绕在有序排列的核糖核蛋白复合物（RNP）上。刺突蛋白像一把“钥匙”，细胞上的ACE2受体则像一把“锁”。三维影像还展示了新冠病毒入侵人体细胞之初的瞬间：在接触细胞的刹那，新冠病毒与受体结合，并与细胞膜发生了膜融合。研究人员是利用冷冻电镜断层成像和子断层平均重构技术解析全病毒三维结构的。冷冻电镜是目前结构生物学广泛使用的科研利器，它以电子为“光源”穿透病毒样品，从而获得病毒内部的结构信息。

人体细胞大普查

有一个广为流传的说法是，人体的细胞平均每七年全部更换一次。不过，真实的情况可要比这复杂得多。两位以色列科学家对人体各种细胞的更新速度做了一次大普查。此前，他们曾对人体细胞的总数和基本构成做过一次普查，估算结果是：一个成年人的细胞总数大约为370万亿个。其中，六大“家族”占了97%，即红细胞、神经胶质细胞、内皮细胞、皮肤成纤维细胞、血小板和骨髓细胞。不同组织、不同类型的细胞寿命不一样，有些只能存活短短几天，比如位于肠道的表皮细胞；有些却几乎伴随人的整个一生，比如大脑的神经细胞。此次为了估算细胞死亡和更新的规模，两位科学家调查了几十种细胞的寿命变化，并综合考虑各类细胞的数量分布和质量分布。对一个年龄在二三十岁、体重70千克、身高170厘米的健康男性来说，其每天更新的细胞量为60～100克，约3300亿个细胞，平均每秒就有380万个细胞更新。大部分更新的细胞是血细胞（近90%），主要为红细胞和中性粒细胞（白细胞中数量最多的类型），可见骨髓造血的能力非常强大；其次是胃肠道上皮细胞；所有其他类型的细胞加起来不到2%，包括少量的皮肤细胞、血管内皮细胞和肺细胞等。

越来越热的宇宙

不仅地球变暖正在发生，一项最新研究显示，宇宙正在变得越来越热。科学家分析过去100亿年里宇宙热量变化历史，结果显示，宇宙气体平均温度升高10倍以上，达到现今的400万度。为了理解宇宙温度如何随时间变化，研究人员使用普朗克任务和斯隆数字巡天项目收集的图像和光谱数据，并通过红移效应（用于观测遥远天体的宇宙年龄）以及一种从光线中评估温度的方法，从而测量出早期宇宙中气体（也就是更远天体周围的气体）的平均温度，并将该结果与距离地球较近的宇宙气体进行对比分析。研究人员发现，由于宇宙结构的引力坍缩，随着时间不断推移，宇宙正在变得越来越热，而且这种加热趋势可能会持续下去。研究人员认为，宇宙逐渐变热是由于星系和结构形成的自然过程所致，与地球变暖无关。

不同物种干细胞间有竞争

中、美一项合作研究发现，把不同物种的多能干细胞放在一起培养时，会观察到不同物种的干细胞之间在特定发育阶段普遍存在细胞竞争现象。通过克服不同物种的细胞竞争，有助于提高人类干细胞在动物胚胎体内的嵌合率，给未来利用嵌合胚胎技术制造人类器官带来了希望。细胞竞争被认为是物种保障正常发育和组织稳定的一种选择机制。不过，此前科学界对早期发育阶段不同物种的细胞竞争尚缺乏研究。在这项新研究中，研究人员首先发现人类和小鼠的干细胞之间在特定发育阶段存在不同的竞争状态，并揭示相关机制，为解决一直困扰科学界的导致人鼠嵌合胚胎效率低下的问题找到了突破口。基于对小鼠、大鼠、猕猴、牛和人类的多能干细胞的分析，研究人员还发现，不同物种的干细胞之间的竞争状态的差异跟不同物种在“进化树”上的距离远近有关。

仿生“藕断丝连”的新型纤维

中国研究人员受“藕断丝连”这一自然现象启发，研制出了一种可用于手术缝线的仿丝细菌纤维素水凝胶纤维。研究人员将细菌纤维素（BC）水凝胶加工成具有仿丝微米螺旋结构的水凝胶纤维（BHF）。该水凝膠纤维兼具较高的强度和韧性，同时具有优异的亲水性和生物相容性。此外，仿生螺旋结构还赋予了该材料与人体皮肤相近的弹性，在伤口处受力变形时，BHF可有效缓冲并吸收能量，与人体组织实现同步形变，从而避免对伤口造成二次伤害。相对于传统的棉线或聚合物线，BHF缝线具有高生物相容性、高含水量、低刺激性和低摩擦阻力等特点，在保护受损组织、促进伤口愈合以及减少不良反应方面都具有显著的优势，因此有望成为下一代新型高端手术缝线。

新生男孩易受抗生素影响

一项最新研究发现，生命最初几周的抗生素暴露与男孩6岁前身高体重偏低有关，但女孩中不存在这种关联，而早期抗生素暴露可能与肠道微生物的长期改变有关。此前曾有研究报道，在生命最初几周给新生儿使用抗生素会导致肠道微生物组的构成发生改变。但是，这种暴露的长期影响并不明确。研究人员以2008—2010年在芬兰图尔库出生的1.2万多名儿童为样本，研究了新生儿期（出生后14天内）的抗生素暴露与6岁前儿童发育的关系。结果发现，相比样本中新生儿时期没有过抗生素暴露的儿童，在新生儿时期有过抗生素暴露的男孩（而非女孩）在6岁前的身高体重偏低。在另一组实验中，研究人员将有和没有抗生素暴露的婴孩的粪便微生物群移植到无菌小鼠体内。在移植了来自使用抗生素后1个月和24个月的婴孩微生物群的雄性小鼠中，研究人员观察到了发育迟缓的现象，在雌性小鼠中则没有观察到任何变化。不过，该项研究并没有具体分析新生儿当初使用抗生素的原因，毕竟这有可能影响生命早期的身高体重发育。