4月23日外媒科學網站摘要:新算法解碼腫瘤缺陷 個性治療不再碰運氣
4月23日(星期三)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《科學》網站(www.science.org)
基因編輯重現史前巨狼,科學突破還是倫理困境?
美國生物技術公司Colossal Biosciences近期宣佈成功“復活”恐狼,引發科學界廣泛討論與批評。該公司隨後在預印本平臺bioRxiv上發佈了相關古DNA分析,試圖澄清爭議。這項未經同行評審的研究被部分學者認爲對理解恐狼進化具有重要價值,但也因倫理問題和技術爭議受到質疑。
恐狼曾被認爲與灰狼親緣關係密切,但2021年《自然》(Nature)雜誌的一項研究指出,恐狼屬於獨立譜系,與灰狼、豺、郊狼等犬科動物分化較早。新研究通過分析更多恐狼化石DNA,將分化時間從600萬年前修正爲約450萬年前,並發現恐狼曾與灰狼祖先雜交。這種雜交現象使得犬科進化樹更復雜,恐狼因此被稱爲“狼族中的尼安德特人”。
Colossal Biosciences嘗試通過基因編輯“復活”恐狼特徵,選擇與恐狼基因最接近的灰狼作爲基礎,對14個基因進行20處編輯,培育出三隻具有大體型等恐狼特徵的幼崽。然而,科學家指出,恐狼與灰狼基因組仍存在數百萬差異,且編輯僅針對外貌特徵,無法復現行爲等關鍵特性。
爭議還圍繞倫理與科學定義展開。批評者認爲,這種“復活”可能分散對現存瀕危物種的保護注意力,且編輯後的灰狼並非真正的恐狼。Colossal Biosciences辯稱,只要外形相似即可視爲“功能性復活”,但學界普遍認爲這忽略了生態與行爲差異。
科學界認爲,這項技術遠未實現真正意義上的“復活”,更多是象徵性探索。爭議凸顯了基因編輯技術的潛力與侷限,以及科學倫理在物種“復活”中的核心地位。
《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)
與全球孤獨趨勢大不同:美國中年人孤獨感高於老年人
在全球範圍內,孤獨感通常在中年後上升,但美國卻是一個例外。研究表明,該國孤獨感從中年到晚年呈持續下降趨勢,這一現象的原因尚不完全明確。相關研究發表於《老齡化與心理健康》( Aging and Mental Health)期刊。
研究團隊分析了來自29個國家、超過6.4萬名50至90歲人羣的調查數據。孤獨感通過受訪者對“被排斥”、“孤立感”等問題的回答進行評估,評分範圍從0(“幾乎沒有”)到6(“經常”)。調查還涉及受訪者的身心健康狀況和就業狀態。
結果顯示,在被調查的四分之三的國家中,孤獨感隨年齡增長而加劇,而德國、盧森堡、瑞士和奧地利的孤獨感保持穩定,丹麥的整體孤獨水平最低。失業、抑鬱、健康狀況不佳和單身狀態普遍與孤獨感相關,但不同國家的年齡影響差異顯著。例如,多數國家中,失業與老年羣體的更高孤獨感相關,但美國卻呈現相反模式。
研究人員指出,調查未涵蓋所有孤獨相關因素,例如在美國,健康和就業狀態僅能解釋80%的中年孤獨感。未來研究需進一步探討社會性因素,如育兒和養老資源的獲取。在美國,中年羣體極度受限的閒暇時間可能是關鍵因素之一。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、爲蒸發池“加個太陽”:新技術讓清潔能源礦物提取更高效
美國普林斯頓大學孵化的一家初創企業——普林斯頓關鍵礦物公司(PCM,前身爲PureLi),正通過創新技術顛覆鋰、硝酸鹽、鉀鹽等關鍵礦物的傳統提取方式。這些礦物是清潔能源和現代農業的重要原料,而全球約40%的鋰和大部分天然硝酸鹽產自蒸發池。PCM的技術有望顯著提升蒸發池的生產效率,減少對新建大型設施的需求。
目前,全球約40%的鋰和大部分天然硝酸鹽產自蒸發池,但傳統方法太陽能利用率不足50%。PCM開發了一種帶有特殊塗層的黑色圓盤,可漂浮在蒸發池表面,將陽光轉化爲熱能的效率提升至96%以上,相當於“爲蒸發池增加了一個太陽”。在智利北部與化工企業SQM合作的試點中,該技術使蒸發速率提升40%至122%,具體效果取決於滷水成分。
這一突破減少了新建大型蒸發池的需求,降低了環境足跡。目前,PCM已進入商業化初期階段,同時其技術實踐也爲學術研究帶來了新方向,例如蒸發池溫度分佈對礦物溶解度的影響。這一案例展示了高校研究如何通過創新生態快速轉化爲現實解決方案,爲清潔能源和可持續發展提供新可能。
2、農田用於種地還是發電?科學家給出兩者兼顧最佳方案
美國密歇根州立大學的一項新研究表明,將部分農田用於太陽能電池陣列,同時保留大部分土地種植作物,可能比完全轉向太陽能或純農業更具經濟效益。
研究人員通過分析美國加州過去25年的遙感數據和農業收益發現,在低產田地上安裝太陽能電池板的農民,其單位面積的經濟穩定性高於完全依賴作物或完全轉向太陽能的同行。該研究發表在《自然·可持續發展》(Nature Sustainability)期刊上,爲面臨經濟壓力的農民提供了一種可行的解決方案。
加州是美國農業產值最高、太陽能發展最領先的地區之一,但極端天氣和資源競爭使農民面臨挑戰。爲此,部分農民嘗試“共位模式”,即在農田中合理佈局太陽能設施,以平衡能源生產和糧食種植。
研究團隊利用公開數據計算髮現,若將當前用於太陽能的土地全部用於農業,可額外養活8.6萬人。然而,通過共位模式,農民既能減少水、肥料等農業投入,又能通過售電增加收入,從而抵消作物減產的影響。此外,太陽能設施還可能減少灌溉需求,緩解當地水資源壓力。
未來,研究團隊計劃將分析擴展至美國大陸,並進一步探索太陽能設施對環境的影響。該研究爲農業與可再生能源的協同發展提供了科學依據,表明合理規劃太陽能佈局可助力可持續農業發展,同時惠及更多人羣。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、基因“金屬探測器”問世!新算法讓癌症治療更精準
英國劍橋大學和NIHR劍橋生物醫學研究中心的研究人員開發出一種名爲PRRDetect的高精度算法,可通過分析腫瘤DNA修復缺陷,幫助醫生制定更有效的個性化治療方案。該研究受到英國癌症研究院(Cancer Research UK)和英國國家健康與護理研究所(NIHR)支持,成果發表於《自然·遺傳學》(Nature Genetics)雜誌。
研究團隊利用英國“10萬人基因組計劃(100000 Genomes Project)”的數據,對7種癌症類型的4775個腫瘤進行全基因組測序分析,發現具有“複製後修復功能障礙”(PRRd)的腫瘤存在獨特的“插入缺失(Indel)”突變模式。PRRDetect算法能精準識別這類腫瘤,其通常對免疫療法更敏感,從而提高治療成功率。
該算法未來有望成爲臨牀常規工具,像“金屬探測器”一樣篩選適合靶向治療的患者,尤其對肺癌、腦瘤等難治癌症具有重要價值。研究還鑑定出37種“插入缺失”突變模式,其中19種爲首次發現,可能涉及未知致癌機制。
英國癌症研究院表示,基因組醫學正顛覆傳統癌症治療模式,而PRRDetect等工具將加速個性化醫療的普及。NIHR強調,此類創新有助於實現降低癌症死亡率的國家目標。英國基因組計劃指出,全基因組測序在癌症研究和臨牀中的應用潛力巨大,可顯著改善患者預後。
這一突破標誌着癌症治療向精準化邁出關鍵一步,未來或使腫瘤基因組檢測成爲常規診療的一部分。
2、免疫反應竟分兩步走!新發現揭秘T細胞精準打擊病毒新機制
由德國馬克斯·普朗克系統免疫學研究組領導的團隊利用先進顯微技術,首次精確觀測了T細胞在病毒感染期間的激活與增殖過程。研究發現,免疫系統調控T細胞反應的方式比以往認知的更精準,涉及兩個關鍵階段,這一發現可能爲癌症和慢性感染治療提供新思路。
T細胞是免疫防禦的核心,其激活始於淋巴結內的樹突狀細胞(DCs)呈遞病原體抗原。傳統觀點認爲,T細胞啓動後便自主增殖分化,但新研究揭示該過程分爲兩個階段:激活期和選擇期。在激活期(第1天),初始T細胞與DCs接觸24小時後脫離,開始增殖並遷移至淋巴結深處。在選擇期(第2-3天),T細胞恢復敏感性,重新與抗原呈遞細胞結合,並依賴CD4+T細胞提供的IL-2信號進一步擴增。調節性T細胞通過調控IL-2的可用性,確保只有高親和力的CD8+T細胞優勢增殖,最終分化爲效應細胞,從而優化免疫反應效率。
這一發現對癌症免疫治療尤爲重要。例如,在CAR-T療法中,改造後的T細胞需經歷反覆激活和脫敏,而新機制表明,IL-2信號和T細胞再激活過程可能影響治療效果。研究團隊指出,理解這一雙階段調控機制,有助於改進現有療法,並解釋某些治療失敗的原因。
該研究不僅深化了對免疫系統運作的理解,也爲開發更高效的T細胞療法提供了理論支持。未來,基於這一機制的優化策略可能提升癌症和慢性感染的治療效果。(劉春)