8月1日外媒科學網站摘要:清華研究揭示過敏,可能是細胞被“紮了孔”

8月1日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

中國科學家發現過敏觸發新機制:過敏原通過“孔洞”觸發免疫反應

某些過敏原引發的打噴嚏、咳嗽和喘息等症狀,可能與蛋白質在氣道細胞膜上形成孔洞有關。清華大學研究團隊在《自然》(Nature)期刊發表的一項研究揭示了這一機制,挑戰了科學界對過敏觸發機制的傳統認知。此前,科學界主要關注單一過敏原的作用,而這項研究提出了過敏的一種普適性機制。

研究團隊在黴菌鏈格孢菌(約5%人羣對其過敏)中鑑定出兩種蛋白質——Aeg-S和Aeg-L。這兩種蛋白共同作用時,會在鼻腔、咽喉和肺部細胞膜上形成孔洞,導致鈣離子進入細胞並釋放信號分子,從而激活免疫系統。實驗表明,同時施用這兩種蛋白,會引發與鏈格孢菌提取物類似的炎症反應,而單獨施用則無此效果。

小鼠實驗進一步驗證了這一機制。鼻腔給予這兩種蛋白後,小鼠表現出與接觸鏈格孢菌相似的免疫反應,包括血清免疫球蛋白E(IgE)水平升高等呼吸道過敏表現。而單獨施用蛋白或接觸基因改造後的黴菌時,均未觀察到此類反應。

研究團隊推測,其他含成孔蛋白的過敏原也可能通過相同機制誘發免疫反應。實驗證實,小鼠接觸黑麴黴、海葵毒液、蚯蚓、杏鮑菇等來源的成孔蛋白後,均產生了類似的免疫反應。這表明,進化中保守的成孔蛋白可能是不同過敏原觸發過敏反應的一個共同的途徑。

這一發現爲過敏治療提供了新思路。傳統方法通常直接針對過敏原或下游免疫反應,而新研究提示,未來治療或可探索阻斷或滅活成孔蛋白的方法。清華大學的研究團隊正在進一步探索成孔蛋白破壞細胞膜後激活的免疫通路,以及塵蟎或花粉等不含成孔蛋白的過敏原是否通過其他途徑起作用。

《科學》網站(www.science.org)

發酵水果的誘惑:科學家發現人類飲酒習性的進化根源

一千多萬年前,非洲的遠古猿類通過食用掉落併發酵的水果獲取額外營養,這一行爲可能爲人類酒精耐受能力的進化奠定了基礎。近日發表在《生物科學》(BioScience)上的研究爲“醉猴假說”提供了新證據,並將猿類食用地面掉落水果的行爲命名爲“拾落果”(scrumping)。

乙醇是天然存在於發酵水果中的酒精形式,許多動物會因食用這類食物而“微醺”。人類早在8000年前就開始釀造酒精飲料,而穀物馴化可能最初是爲了釀酒而非製作麪包。進化生物學家提出,腐爛發酵的水果易於通過氣味定位,因此能夠食用這類果實的遠古猿類獲得了其他動物避之不及的額外資源。

關於人類祖先何時獲得這一能力的關鍵線索來自2015年一項針對18種靈長類物種酒精代謝基因的分析。研究發現,人類、黑猩猩和大猩猩共享一種使編碼酶效率提升40倍的基因突變。假設這一突變存在於它們的共同祖先中,則可將時間追溯至至少1000萬年前。然而,科學家缺乏數據證明猿類攝入的發酵食物量是否足以支撐“醉猴假說”。

爲填補這一空白,美國達特茅斯學院研究人員通過分析野外記錄中的猿類進食數據,發現非洲猿類(黑猩猩和大猩猩)的“拾落果”行爲佔其水果攝入量的25%至62%,而與人類親緣關係較遠的猩猩幾乎不食用地面水果。這一差異可能與基因突變的存在與否有關。

研究人員認爲,靈長類與發酵食物的關係具有深遠的進化意義。當人類約一萬年前開始釀酒時,其身體早已具備代謝酒精的能力,這一適應性可能正是源於遠古猿類的“拾落果”行爲。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

告別有毒塗層!新型納米材料讓不粘鍋既安全又高效

加拿大多倫多大學工程學院的研究團隊開發出一種新型不粘塗層材料,其性能與傳統的全氟和多氟烷基物質(PFAS)塗層相當,但PFAS含量大幅降低,更加環保和健康安全。這一突破有望解決PFAS在環境和健康領域帶來的長期隱患。

PFAS因其碳-氟鍵的高度惰性而具有出色的防水防油性能,但也極難降解,被稱爲“永久性化學物質”。它們不僅會在環境中長期殘留,還能在生物體內積累,並在食物鏈中濃縮,與癌症、出生缺陷等健康問題相關。儘管部分長鏈PFAS已被限制使用,但由於缺乏理想替代品,PFAS仍廣泛應用於炊具、防水織物和食品包裝,甚至化妝品等領域。

研究團隊以聚二甲基硅氧烷(PDMS,俗稱硅膠)爲基礎材料,通過一種名爲“納米級箭羽技術”的創新工藝,在PDMS分子鏈末端接入最短的PFAS單元(僅含一個碳原子和三個氟原子)。這種結構在納米尺度上類似箭羽的排列方式,使其同時具備PDMS的生物相容性和PFAS的優異不粘性。測試顯示,該塗層對油脂的防護等級達到6級,與商用PFAS塗層性能相當,但因使用的PFAS鏈極短,不會在生物體內積累。

該研究發表於《自然-通訊》(Nature Communications)。研究團隊表示,這項技術爲開發更低風險不粘材料提供了重要方向,未來將繼續探索完全不含PFAS的替代方案。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

穿透塵埃迷霧:JWST首次捕捉休眠黑洞“撕裂恆星”的紅外證據

美國宇航局(NASA)的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)首次觀測到多個隱藏在塵埃星系中的潮汐撕裂事件(TDE),爲研究休眠黑洞提供了新視角。這項由麻省理工學院、哥倫比亞大學等機構合作的研究發表於《天體物理學雜誌通訊》(Astrophysical Journal Letters),標誌着人類首次利用紅外波段探測到此類事件。

潮汐撕裂事件發生在星系中心的黑洞撕裂併吞噬鄰近恆星時,釋放巨大能量。過去幾十年,科學家僅記錄約100次TDE,且大多位於塵埃較少的星系。但最新研究表明,更多TDE可能被塵埃遮蔽,傳統光學和X射線望遠鏡難以發現。JWST憑藉強大的紅外探測能力,穿透塵埃層,在四個星系中捕捉到黑洞吸積的明確證據——恆星殘骸形成的氣體盤圍繞黑洞旋轉並最終墜入黑洞時,激發特定波長的紅外輻射。

研究還發現,這些黑洞並非持續活躍,而是長期休眠,僅在恆星靠近時短暫“甦醒”。通過分析塵埃分佈,團隊確認這些黑洞周圍的環境與活躍黑洞的典型特徵截然不同,進一步驗證了TDE的觸發機制。

未來,JWST和更多紅外望遠鏡有望發現更多隱藏的TDE,幫助科學家通過恆星被撕裂和吞噬的過程,推算黑洞質量、自轉速率等關鍵屬性。這一突破不僅拓展了黑洞研究的觀測手段,也爲理解宇宙中物質與能量的極端交互提供了新途徑。(劉春)