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河北日报-12版:深读周刊·新知-2022年05月12日

发布时间:2022-05-17 09:47:00 来源:im电竞平台官网 作者:im电竞app官网 edit

  日前,我国科学家独创了一种二氧化碳转化新路径,通过电催化与生物合成相结合,成功以二氧化碳和水为原料合成了葡萄糖和脂肪酸,为人工和半人工合成“粮食”提供了新路径。

  将二氧化碳人工转化为高附加值化合物,“变废为宝”,是科技界持续攻关的重要领域。我国科学家此前在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。二氧化碳除了可以“变”淀粉,还能“变”其他东西吗?这项成果给出了肯定答案。

  葡萄糖和油脂是重要的粮食成分,通过催化过程将二氧化碳转化为葡萄糖或者油脂,长期以来国内外研究者众多,但成功案例非常罕见。此项研究中,科研人员首先将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,然后用酿酒酵母对乙酸进行发酵。“这个过程可以理解为,先将二氧化碳转化为酿酒酵母的‘食物’乙酸,然后酿酒酵母不断‘吃醋’来合成葡萄糖和脂肪酸。”研究完成者之一、中国科学技术大学教授曾杰说。

  自然界中粮食作物生长受季节、地域、气候的影响,此项研究完全实现人工可控,突破了众多外界条件限制。“利用这种电催化与生物合成相结合的模式,‘从无到有’地在克级水平合成了葡萄糖,这显示了该策略较高的生产水平与发展潜力。” 研究完成者之一、中国科学院深圳先进技术研究院研究员于涛说。

  “未来,如果要合成淀粉、制造色素、生产药物等,只需保持电催化设施不变,更换发酵使用的微生物就能实现。”研究完成者之一、电子科技大学教授夏川表示,从科研成果的产出到规模化应用仍有较长距离,有赖于相关技术的全面提升和成本的持续降低。未来,将进一步研究电催化与生物发酵这两个平台的同配性和兼容性。

  以色列研究人员近期在国际期刊《生物材料》杂志上报告了可用于“培养肉”制造的富含植物蛋白的支架材料,新研究有望推进“培养肉”工业化规模生产。

  对于创建厚且复杂的结构,3D生物打印技术是一种具有前景的制造方法。在这项新研究中,以色列理工学院和阿莱夫农场公司研究人员尝试利用两组富含植物蛋白的混合物创建可定制的、可被3D打印的支架,用于人造肉组织培养。这两种混合物分别由豌豆分离蛋白或大豆分离蛋白与经过修饰的海藻酸盐组成。

  研究人员使用牛肌卫星细胞作为培养人造肉的细胞,分多个步骤对这两组富含植物蛋白的支架材料进行评估:首先确认两种混合物作为支架材料的适用性,然后开发出一种以琼脂作为培养基的“挤出式”3D打印方法,最后观察牛肌卫星细胞能否实现3D细胞打印。研究人员还评估了上述3D打印培养方式对牛间充质干细胞的适用性,牛间充质干细胞是另一种常用于人造肉培养的细胞类型。

  实验和分析表明,这类富含植物蛋白的材料适合用作3D打印“培养肉”的支架材料。同时,这类非动物源性支架材料还具有合适的营养价值和较低的过敏反应风险。

  澳大利亚联邦科学与工业研究组织近日发布公报说,其参与的一项研究发现了三环类抗抑郁药抑制神经性疼痛的机理,为进一步研发副作用低的新药物及疗法提供了途径。

  公报称,该研究的论文发表于英国《药物化学》期刊。在这项研究中,一个多学科团队准确展示了11种三环类抗抑郁药和2种密切相关的药物如何发挥止痛作用,并确定了哪些药物相对最有效。

  三环类抗抑郁药得名于其三个环状分子结构,是目前临床治疗抑郁症常用药物。这类药也有明显的镇痛作用,尤其可以抑制神经性疼痛。

  神经性疼痛由神经系统损伤或紊乱诱发,手脚出现刺痛感、麻木感和灼烧感可能是神经性疼痛的征兆。上述论文介绍说,N型钙离子通道(CaV2.2)是治疗神经性疼痛的公认靶点。新研究提供了全面证据以支持这样一种观点,即三环类抗抑郁药的镇痛作用,至少可以部分归因于其对神经元钙离子通道的阻断。

  领导这项研究的澳大利亚联邦科学与工业研究组织的科研人员彼得·达根说,某些抗抑郁药常用于治疗疼痛,虽然外界知道它们有效,但还不了解在细胞水平上到底发生了什么。“现在我们了解了它们的工作原理,下一步是研发针对相同神经受体并消除潜在副作用的新疗法。”

  英国《自然》杂志最新发表的一项研究显示,气候变化可能会增加病毒在哺乳动物间的跨物种传播风险,甚至有可能导致出现下一次传染病大流行。

  这项由美国乔治敦大学等机构学者完成的研究说,至少有1万种病毒具有感染人类的能力,但其中绝大多数目前仍在野生哺乳动物中默默传播。由于全球气候变化,一些野生动物会迁移到较凉爽的栖息地,与其他物种首次相遇,进而导致大量的病毒跨物种传播,在某些情况下有的病毒可能传播给人类。

  研究认为,物种首次相遇会更多发生在一些重点地区,如高海拔地区、生物多样性热点地区、亚洲和非洲人口稠密地区,包括非洲萨赫勒地区、印度、印度尼西亚等。

  在重点物种方面,由于蝙蝠是许多病毒的自然宿主,它可能引发的病毒跨物种传播尤其值得警惕。

  研究人员说,病毒跨物种传播风险增加可能会引发更多疾病,甚至有可能导致下一次传染病大流行,因此迫切需要将病毒监测和发现工作与追踪物种生存范围变化的生物多样性调查结合起来,特别是在人畜共患病最多且正在经历快速变暖的热带地区。

  英国伦敦大学学院生态学专家凯特·琼斯评价说,这项研究是“了解气候和土地使用变化给下一次传染病大流行可能带来的风险的关键第一步”。

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