6月28日外媒科学网站摘要:不伤无辜!RNA农药精准杀灭特定害虫

科技动态 2024-06-28 18:07 阅读:11

6月28日消息,国外知名科学网站的主要内容如下:

《自然》网站

1、“表观基因组编辑器”可关闭导致脑部疾病的基因

美国麻省理工学院的生物化学家乔纳森·韦斯曼和他的同事们开发出一种小到可以输送到大脑的基因编辑工具,可以关闭导致朊病毒疾病的蛋白质的产生。朊病毒病是一种罕见但致命的神经退行性疾病。

该系统被称为“CHARM”,它改变了目标基因的“表观基因组”,即附着在DNA上并影响基因活性的化学标签的集合。在老鼠身上,CHARM在不改变基因序列的情况下,使大脑中大多数神经元中产生致病蛋白质的基因沉默。

生物学家表示,这个系统是朝着开发一种安全有效的“一次性”治疗方法迈出的第一步,可以降低导致朊病毒疾病的有害蛋白质的水平。该研究结果发表在最近的《科学》杂志上。

CHARM使用一种叫做锌指蛋白的分子来引导自己找到目标基因。这些蛋白质足够小,可以在AAV载体中传递。研究人员对CHARM进行了微调,以招募和激活DNA甲基转移酶的组成部分。甲基转移酶是细胞内发现的一种分子,可以向DNA添加甲基,从而改变基因表达。

当研究人员将CHARM注入健康小鼠的大脑时,他们发现它使整个大脑中朊病毒蛋白的表达减少了80%以上——远远超过了产生治疗效果所需的最低水平。研究人员还改造了CHARM,使其在完成基因沉默工作后关闭自身,防止其复制自身,从而导致有害的脱靶效应。

2、减肥神药如何让人在进食前就产生饱腹感

服用司美格鲁肽和类似减肥药的人坐下来吃饭,即使一口都没吃,也会感到肚子饱了。现在,科学家们已经发现了一个与这种效应有关的大脑区域——这也有助于在不使用减肥药的情况下产生同样的感觉。

在最近发表在《科学》杂志上的一篇论文中,科学家们描述了两组与饱腹感相关的神经元:一组神经元引发餐前饱腹感,另一组神经元引发餐后饱腹感。该研究还表明,畅销的减肥药对这些引发“饱腹感”的神经元起作用,但作者说,还需要更多的研究来确定这种药物的确切机制。

《科学》网站

完美的杀虫剂?一种RNA农药能以前所未有的精确度杀死有害甲虫

科罗拉多马铃薯甲虫起源于美国落基山脉,现在遍布北半球,每年造成超过5亿美元的作物损失。它能抵抗50多种杀虫剂,让它难以控制。

然而,今年美国农民将拥有一种对抗这种害虫的新武器,这种杀虫剂的作用方式与传统杀虫剂完全不同。支持者表示,这种杀虫剂对人类和环境更安全。它基于一种被称为RNA干扰的机制,针对科罗拉多马铃薯甲虫的一个重要基因。该基因靶点对这种害虫及其近亲来说是独一无二的,应该可以防止对传粉媒介和其他物种的损害。

这种杀虫剂由美国GreenLight Biosciences研发,经过4年的审查,于今年1月获得了美国环境保护署的批准。更多基于RNA的杀虫剂正在研发中。GreenLight已经向监管部门申请批准一种针对瓦螨的杀虫剂。瓦螨是蜜蜂的主要瘟疫,可以抵抗几乎所有可用的杀虫剂。与此同时,多所大学的研究人员正在探索RNA作为对抗亚洲柑橘木虱、树皮甲虫、蚊子和其他物种的工具。

《科学时报》网站

新型锰掺杂氧化铁纳米颗粒可大幅提升法医提取指纹能力

南非纳尔逊·曼德拉大学 的研究人员发明了一种新型指纹粉,可以显著提高指纹的清晰度和对比度。

这种新型指纹粉由锰掺杂的氧化铁纳米颗粒组成,上面覆盖着活化的羊毛炭化物,能大幅提高法医提取指纹的能力,有可能改变法医学领域。这篇论文发表在《混合进展》杂志上。

提取指纹在法医学中非常重要,因为指纹在刑事调查中被用作证据。传统提取指纹的方法利用碳基粉末粘附在指尖留下的油脂和湿气上。然后,仔细观察这些指纹特征信息以匹配嫌疑人。

纳尔逊·曼德拉大学的研究团队使用一种对环境安全的化学方法制造了氧化铁纳米颗粒。然后在纳米颗粒上覆盖一层活化的羊毛炭化物,后者是一种来自农业的废料,可以使纳米颗粒更稳定。

研究人员利用在无孔的金属表面上留下的指纹来测试他们的新粉末,看看它的效果如何。然后,他们使用不同的电子成像和光谱学方法拍摄提取到的指纹。这些图像非常详细,分辨率达到纳米级,比早期的碳基粉末对比度更高。

《每日科学》网站

新技术让普通塑料可随季节被动地给建筑物降温或加热

普林斯顿大学和加州大学洛杉矶分校的研究人员开发出一种被动机制,可以在夏天为建筑物降温,在冬天为建筑物供暖。

在最近发表在《Cell Reports Physical Science》杂志上的一篇文章中,他们报告称,通过将建筑物和环境之间的辐射热流限制在特定波长,用普通材料设计的涂层可以实现节能和热舒适,这是传统建筑围护结构无法实现的。

由电磁波携带的辐射热无处不在——当阳光温暖我们的皮肤时,或者当电线圈加热房间时,我们会感觉到它。通过控制辐射热来调节建筑温度是一种常见的做法。大多数建筑使用窗帘来阻挡阳光,许多建筑将屋顶和墙壁涂成白色以反射阳光。

研究人员意识到解决这个问题的方法在于热量在建筑物和地面区域之间以及建筑物和天空之间传播的不同方式。辐射热从建筑物转移到天空的红外光谱的一个狭窄部分被称为大气传输窗口,所以研究人员称之为窄带。在地面上,辐射热在整个红外光谱中移动,研究人员称之为宽带。

研究人员表示:“通过在墙壁和窗户上涂上只辐射或吸收大气窗口热量的材料,我们可以减少夏季从地面获得的宽带热量,减少冬季的热量损失,同时保持天空的冷却效果。我们相信这个想法是前所未有的,超越了传统的屋顶和墙壁围护结构所能实现的。”

《赛特科技日报》网站

1、革命性再生:利用大鼠干细胞恢复小鼠脑回路

两个独立的研究小组利用从大鼠干细胞中提取的神经元成功地恢复了小鼠的脑回路。最近发表在《细胞》杂志上的这些研究为脑组织发育提供了重要的见解,并为恢复因疾病和衰老而丧失的大脑功能开辟了新的可能性。

美国哥伦比亚大学的一个研究团队利用老鼠的干细胞恢复了老鼠的嗅觉神经回路和它们的功能。嗅觉神经回路是大脑中负责嗅觉的相互连接的神经元。

美国得克萨斯大学西南医学中心的一个研究团队开发了一个基于CRISPR基因编辑的平台,可以有效地识别驱动特定组织发育的特定基因。他们通过关闭小鼠前脑发育所需的基因,然后使用大鼠干细胞恢复组织来测试该平台。

小鼠和大鼠是两个截然不同的物种,它们独立进化了大约2000万到3000万年。在之前的实验中,科学家们能够通过一种称为囊胚互补的过程,用大鼠干细胞替换小鼠的胰腺。为了使这一过程发挥作用,研究人员将大鼠干细胞注射到小鼠胚泡中——由于基因突变而缺乏发育胰腺的能力的早期胚胎。然后,大鼠干细胞发育成缺失的胰腺并补充其功能。

囊胚互补离人类临床应用还有很长的路要走,但两项研究都表明,来自不同物种的干细胞可以与宿主大脑同步发育。

2、新型催化剂涂层技术能在4分钟内大幅提升燃料电池性能

韩国多所大学和科研机构的一个研究团队开发了一种催化剂涂层技术,该技术可以在4分钟内大幅提高固体氧化物燃料电池的性能。

燃料电池作为推动氢经济的高效、清洁能源,正受到人们的关注。其中,发电效率最高的固体氧化物燃料电池可以使用氢气、沼气、天然气等多种燃料。它们还允许利用过程中产生的热量进行热电联产,这使它们成为积极研究和开发的主题。

固体氧化物燃料电池的性能在很大程度上取决于空气电极的氧还原反应动力学。空气电极的反应速度比燃料电极慢,因此限制了总反应速度。为了克服这种缓慢的动力学,研究人员正在开发具有高ORR活性的新型空气电极材料。然而,这些新材料通常仍然缺乏化学稳定性,需要继续研究。

该研究团队介绍了一种在室温和常压下操作的电化学沉积方法,不需要复杂的设备或过程。通过将复合电极浸入含有镨离子的溶液中并施加电流,电极表面产生的氢氧化物离子与镨离子反应,形成均匀覆盖电极的沉淀。该涂层经过干燥过程,转化为保持稳定的氧化物,并在高温环境下有效促进电极的氧还原反应。整个涂装过程仅需4分钟。

此外,该研究团队还阐明了涂层纳米催化剂促进表面氧交换和离子传导的机理,为催化剂包覆法解决复合电极反应速率低的问题提供了基础证据。