前沿掠影

可降解多種塑料的海洋真菌

塑料是一類高分子聚合物的統稱。據統計，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PUR）及聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）6種塑料制品是目前塑料垃圾的主要來源。全球每年有超過800萬噸的塑料垃圾流進海洋變成微塑料進入食物鏈，并逐漸演變成全球性生態難題。實現塑料垃圾解聚再利用的大規模工業應用，必須發展溫和高效、低成本解聚及再利用的技術體系，如微生物/酶介導的塑料解聚。迄今為止，只有PET塑料的微生物降解取得了不錯的進展，但與產業化應用仍有距離。對于其他幾種塑料尤其是用量最大、污染最重、最難降解的PE塑料，鮮有能有效降解的微生物菌株和酶種被發現。

中國科學院海洋研究所研究員孫超岷課題組首次發現能有效降解PE塑料的海洋真菌和酶。該真菌能有效降解PE，并對PP、PS、PVC、PUR、PA和生物可降解塑料有明顯降解效果，是一株塑料降解譜廣泛的真菌，為發展混合塑料降解生物制品提供了良好候選材料，并有望突破多種難降解塑料（如PE、PS、PUR等）的降解瓶頸。

來源：上海交通大學新聞網

https：//news.sjtu.edu.cn/jdzh/20220330/169449.html

下載日期：2022-04-05

我國科學家在干細胞領域取得重大突破

多潛能干細胞具有無限增殖的特性和分化成生物體所有功能細胞類型的能力，這些神奇的特質使其在細胞治療、藥物篩選和疾病模型構建等領域具有廣泛的應用價值，是再生醫學領域最為關鍵的“種子細胞”。在哺乳動物自然發育過程中，多潛能干細胞只短暫存在于胚胎發育的早期階段，隨后便會分化為構成生物體的各種類型的成體細胞，喪失其“種子細胞”的特性。如何逆轉這一自然發育過程，使高度分化的成體細胞重新獲得類似胚胎發育早期的多潛能狀態，一直是干細胞與再生醫學領域最重要的科學問題之一。

目前細胞治療的技術體系都是國外發展起來的，中國能否擁有原創的底層技術？北京大學生命科學學院、北大-清華生命聯合中心鄧宏魁研究團隊經過長期的堅持和不懈努力，實現了人CiPS細胞的成功誘導。與傳統的技術體系相比，CiPS細胞誘導技術具有更加安全和簡單、易于標準化、易于調控等不可替代的優勢，有望成為高效制備各種功能細胞類型的通用技術，為治療糖尿病、重癥肝病、惡性腫瘤等重大疾病開辟了新的途徑。

來源：北京大學新聞網

https：//news.pku.edu.cn/jxky/2efd13c640f74fa1a8979d1be5ece4de.htm

下載日期：2022-04-20

黑洞性質研究取得進展

黑洞貪婪地吞噬著周圍所有東西，甚至連光也逃脫不了。任何掉進黑洞的東西都會徹底湮滅，不會在外部留下任何痕跡。20世紀60年代，“黑洞”一詞的發明者、著名物理學家惠勒（John Wheeler）和黑洞熱力學專家貝肯斯坦（Jacob Bekenstein）提出了“黑洞無毛”猜想，認為3種守恒量——質量、角動量和電荷唯一地確定了黑洞的性質，其他一切信息（猶如“毛發”）均被束縛在黑洞中而無法觀測到。物理學家霍金（Stephen Hawking）在20世紀70年代給出了黑洞無毛定理的數學證明。

近日，中國科學院大學物理學院教授田雨和博士生陳前與暨南大學、揚州大學和上海交通大學科研人員合作，發表了相關學術論文。該研究揭示了一種全新的黑洞“長毛”機制，給出了長毛的動力學過程，并在該過程中發現了一類“動力學臨界現象”。該研究成果是國內研究團隊在國際基礎物理前沿理論研究方面取得的重要進展。研究考慮了麥克斯韋電磁場和標量場非最小耦合的引力物理模型，發現盡管“無毛”黑洞在標量場的線性擾動下穩定，但在部分參數空間內，非線性不穩定性會導致黑洞視界外的標量場逐步增強最終飽和，形成穩定的“帶毛”黑洞。研究揭示了帶毛過程中的臨界現象。接近臨界擾動時，動力學出現“吸引子”解，無毛黑洞趨于不穩定的“臨界”帶毛黑洞，持續一段時間后系統會演化成無毛黑洞或者帶毛黑洞。研究還闡釋了臨界現象的持續時間、標度規律等。

該研究獨創性地利用非線性動力學機制尋找“帶毛”黑洞，首次發現黑洞“長毛”過程中的普適臨界現象。研究提供了孤立存在的黑洞能不斷通過吸積標量場，從無毛黑洞變成帶毛黑洞的物理過程，為引力波探測及事件視界望遠鏡觀測提供了更加豐富的黑洞物理可觀測信號，對黑洞物理深入研究作出了重要貢獻。

來源：中國科學院官網

https：//www.cas.cn/syky/202204/t20220430_4833475.shtml

下載日期：2022-05-05

光催化飽和氮雜環氧化脫氫新策略

不飽和氮雜環是重要的有機合成中間體，廣泛存在于藥物、生物活性分子以及天然產物骨架中。飽和氮雜環的氧化脫氫（ODH）是合成不飽和氮雜環高效簡潔的方法。傳統基于過渡金屬熱催化ODH過程往往使用化學計量且環境不友好的氧化劑，存在選擇性低、官能團兼容性差等弊端。因此，如何實現溫和條件下不飽和氮雜環高效氧化脫氫過程是合成和催化領域關注的研究熱點。

近期，中國科學院青島能源所研究員楊勇帶領的低碳催化轉化研究組開發出氧空位強化可見光催化氧化脫氫策略，實現了室溫條件下不飽和N-雜環芳烴的綠色可持續合成，催化效率高、底物使用范圍廣、官能團兼容性好。該策略同時實現了具有高生物活性C-核苷類似物的首例光催化高效合成，也適用于可見光甚至日光照射下克級規模的合成，展現出實際應用的潛力。此外，該催化劑在重復使用10次后，依舊保持高催化活性和穩定性。

研究為不飽和氮雜環的合成提供了綠色高效的新催化策略，也為半導體光催化劑的設計及其在催化有機反應中的應用提供了參考和理論基礎。

來源：中國科學院官網

https：//www.cas.cn/syky/202206/t20220616_4838560.shtml

2022-06-17

乳腺癌治療的新突破

癌癥免疫治療是一種通過刺激宿主免疫反應來抑制腫瘤生長和轉移的臨床治療模式，近年來取得了巨大進展，但在實際應用中仍然面臨效率低下、不良反應多等挑戰，因此免疫療法結合其他療法的協同治療模式引起了人們的廣泛關注。光療，包括光動力療法（PDT）和光熱療法（PTT），與化學療法相比是侵入性較小的治療方式之一。

光免疫療法是光療和免疫療法相結合的新型治療方法，與單一的治療方式相比，該方法可以顯著提高治療效果。目前已有多種納米系統作為光敏劑用于光免疫治療，然而大多數納米體系僅使用單一的PDT或PTT模式來誘導相對有限的免疫反應，難以突破腫瘤免疫抑制微環境的屏障，在啟動免疫反應過程中受到了明顯的阻礙。目前，構建簡單且多功能的光免疫系統仍處于起步階段，還沒有關于PDT聯合PTT進一步整合toll樣受體（TLR）激動劑來刺激免疫反應的相關報道。因此，迫切需要開發一種多功能、安全的光免疫治療系統，以提高腫瘤治療效果。

中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所研究員董文飛課題組開發了一種載有咪喹莫特（R837，TLR7激動劑）的介孔六方核殼鋅卟啉-二氧化硅納米粒子（MPSNs），該納米粒子可用于乳腺癌PDT、PTT和特異性免疫聯合治療。MPSNs能作為優良的光敏劑，也可以作為高效的藥物載體，基于MPSNs@R837的治療策略不僅通過光療方式（PDT和PTT）根除原發性腫瘤，而且由于雙向機制相互作用引發的強烈免疫反應，可有效抑制腫瘤轉移。

來源：中國科學院官網

https：//www.cas.cn/syky/202205/t20220525_4835791.shtml

下載日期：2022-05-26

衰老后記憶會發生什么

我們每個人都會逐漸衰老。衰老后，我們最常抱怨的事情之一是容易忘事。心理學家認為衰老引起的記憶衰退的一個重要原因，是老年人比年輕人更容易受到外界干擾的影響。然而，這種解釋背后的微觀生物學機制一直沒有被揭示。清華大學生命學院鐘毅課題組通過檢測不同齡的果蠅腦中由學習引發的MAPK信號水平變化，發現年輕果蠅學習后MAPK信號可以正常激活并維持15分鐘以上，而這種激活隨著衰老的發生而逐漸減弱甚至消失，暗示衰老果蠅的記憶保護機制可能逐漸喪失。

隨后，研究者利用活體鈣成像以及藥理學等實驗手段，發現衰老果蠅短期記憶的脆弱性可以通過一對記憶輸出神經元樹突區域的鈣信號變化來進行實時的觀察，并且與MAPK的活性相關。通過遺傳學手段，研究者重新恢復了記憶神經元中的MAPK活性，發現衰老果蠅行為表現層面與輸出神經元生理信號層面的記憶脆弱性可以得到顯著改善，很大程度上實現了記憶的再年輕化。值得注意的是，衰老引起的MAPK信號激活缺陷也發現于小鼠、大鼠、獼猴與人類自身，并被認為與衰老引起的記憶損傷相關。研究者在果蠅中揭示的衰老后記憶容易受到干擾的生物機制可能在高等動物中同樣保守，從而可能為改善老齡人口記憶能力提供新的思路。

來源：清華大學新聞網

https：//www.tsinghua.edu.cn/info/1175/94696.htm

下載日期：2022-05-20