9月20日(星期五)消息，國(guó)外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下：

《自然》網(wǎng)站(www.nature.com)

導(dǎo)致代謝紊亂的新機(jī)制：大腦中的黏液與肥胖有關(guān)

澳大利亞墨爾本大學(xué)的一項(xiàng)針對(duì)老鼠的研究表明，大腦中的一種黏性物質(zhì)會(huì)困住控制食欲的神經(jīng)元，這種黏性物質(zhì)的積累與糖尿病和肥胖癥的惡化有關(guān)。

這種黏性物質(zhì)還能阻止胰島素到達(dá)控制饑餓感的大腦神經(jīng)元。實(shí)驗(yàn)表明，抑制這種黏性物質(zhì)的產(chǎn)生可以幫助老鼠減輕體重。這一發(fā)現(xiàn)揭示了代謝紊亂的新驅(qū)動(dòng)因素，并有助于科學(xué)家確定治療這些疾病的藥物靶點(diǎn)。

該研究成果發(fā)表在最新一期《自然》(Nature)雜志上。

當(dāng)人體細(xì)胞對(duì)胰島素(一種調(diào)節(jié)血糖水平的激素)變得不敏感時(shí)，會(huì)引發(fā)代謝性疾病，如2型糖尿病和肥胖癥?？茖W(xué)家們正在研究導(dǎo)致胰島素抵抗的機(jī)制，他們將重點(diǎn)放在大腦中名為下丘腦弓狀核的區(qū)域，它可以感知胰島素水平，并相應(yīng)地調(diào)整能量消耗和饑餓感。

當(dāng)動(dòng)物產(chǎn)生胰島素抵抗時(shí)，一種叫做細(xì)胞外基質(zhì)的細(xì)胞支架，它將饑餓神經(jīng)元固定在適當(dāng)位置，變得無(wú)序且黏稠。此前，研究人員注意到，當(dāng)老鼠攝入高脂肪食物時(shí)，這種支架會(huì)發(fā)生變化。

研究人員想要探明這些大腦變化是否會(huì)驅(qū)動(dòng)胰島素抵抗，而不僅僅是伴隨其發(fā)展。他們給老鼠喂食高脂肪、高糖飲食12周，并通過(guò)組織采樣和基因活動(dòng)監(jiān)測(cè)追蹤饑餓神經(jīng)元周圍支架的變化。

他們發(fā)現(xiàn)，在老鼠開(kāi)始不健康飲食的幾周內(nèi)，支架變得更加厚重和粘稠。隨著這些動(dòng)物體重增加，下丘腦神經(jīng)元正常處理胰島素的能力下降，即使直接將激素注射到大腦中也是如此。這表明支架的黏性阻礙了胰島素進(jìn)入大腦。

《科學(xué)通訊》網(wǎng)站(www.sciencenews.org)

一些健康魚(yú)的大腦中存在活躍的微生物群落

美國(guó)新墨西哥大學(xué)的研究人員最近在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上報(bào)告稱，野生和實(shí)驗(yàn)室培育的鮭魚(yú)家族成員，包括歐洲虹鱒魚(yú)、奇努克鮭魚(yú)和吉拉鱒魚(yú)，都在它們的大腦中發(fā)現(xiàn)了活躍的微生物群落。實(shí)驗(yàn)室培育的虹鱒魚(yú)大腦中的細(xì)菌，可能有一半以上來(lái)自它們的血液和腸道，這表明來(lái)自身體其他部位的微生物可以穿過(guò)血腦屏障，在大腦中定居。

此前，動(dòng)物的大腦被認(rèn)為是無(wú)菌的，任何細(xì)菌入侵通常與疾病相關(guān)。越來(lái)越多的研究表明，侵入大腦的微生物可能與人類的阿爾茨海默病等疾病相關(guān)。但這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)暗示，細(xì)菌對(duì)魚(yú)類大腦不一定是壞消息。在大多數(shù)情況下，盡管這些魚(yú)類的頭骨內(nèi)存在微生物，但它們看起來(lái)依然健康。

研究人員指出，大腦中的細(xì)菌可能幫助魚(yú)類感知環(huán)境中的微生物線索，這有助于洄游魚(yú)類在河流中游動(dòng)。

研究人員對(duì)虹鱒魚(yú)的大腦樣本進(jìn)行了細(xì)菌檢測(cè)，首先從動(dòng)物體內(nèi)取出血液以避免污染。對(duì)來(lái)自四個(gè)大腦區(qū)域的遺傳物質(zhì)的分析表明，虹鱒魚(yú)大腦中的細(xì)菌水平與脾臟相似，但僅為腸道細(xì)菌水平的千分之一。野生虹鱒魚(yú)、大西洋鮭魚(yú)、奇努克鮭魚(yú)和吉拉鱒魚(yú)的大腦中也發(fā)現(xiàn)了微生物群落，盡管這些群落與實(shí)驗(yàn)室培育的鱒魚(yú)有所不同，且可能來(lái)自不同的器官。

《每日科學(xué)》網(wǎng)站(www.sciencedaily.com)

氫研究的突破：更有效的氫同位素分離有望實(shí)現(xiàn)

氫是所有元素中最輕的，由于其在能源轉(zhuǎn)型中作為可持續(xù)資源的廣闊前景，需求量正在不斷增長(zhǎng)。來(lái)自德國(guó)萊比錫大學(xué)和德累斯頓工業(yè)大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)現(xiàn)室溫下低成本分離氫同位素的方向上邁出了重要一步。研究結(jié)果發(fā)表在《化學(xué)科學(xué)》(Chemical Science)雜志上。

自然界中的氫以氕(1H)、氘(2H)和氚(3H)三種同位素形式存在。氕是最常見(jiàn)的形式;氘(又稱重氫)在開(kāi)發(fā)更穩(wěn)定和有效的藥物方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用;氘和氚的混合物則有望作為未來(lái)核聚變能源的燃料。氫研究中一個(gè)未解的關(guān)鍵問(wèn)題是如何以高效且經(jīng)濟(jì)的方式分離這些具有極為相似物理性質(zhì)的同位素。目前的分離過(guò)程效率低且消耗大量能源。

15年前，人們已知多孔金屬有機(jī)框架原則上可以用于氫同位素的分離，但只能在約零下200攝氏度的低溫下進(jìn)行，這在工業(yè)規(guī)模實(shí)施上成本極高。這種分離機(jī)制基于一種氫同位素對(duì)多孔材料中的自由金屬中心有更強(qiáng)的吸附作用。吸附是指氣體或液體中的原子、離子或分子附著在固體(通常是多孔物質(zhì))表面上的過(guò)程。

如今，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)框架環(huán)境對(duì)結(jié)合選擇性的影響有了更深入的理解，這意味著他們可以解釋為何一種同位素比另一種更容易吸附在框架上。在本研究中，研究人員通過(guò)光譜學(xué)、量子化學(xué)計(jì)算與模型系統(tǒng)中的化學(xué)結(jié)合分析相結(jié)合，詳細(xì)闡述了這一過(guò)程?？茖W(xué)家們首次展示了框架化合物中單個(gè)原子對(duì)吸附效果的影響，并能有針對(duì)性地優(yōu)化它們，以便在室溫下獲得高選擇性的材料。

《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站(https://scitechdaily.com)

1、天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今為止最大的黑洞噴流，長(zhǎng)度相當(dāng)于140個(gè)銀河系

來(lái)自美國(guó)加州理工學(xué)院和英國(guó)赫特福德大學(xué)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了迄今為止最大的一對(duì)黑洞噴流，長(zhǎng)度達(dá)2300萬(wàn)光年，相當(dāng)于將140個(gè)銀河系背靠背排列起來(lái)的距離。研究成果發(fā)表在最新一期《自然》(Nature)雜志上。

這對(duì)黑洞噴流結(jié)構(gòu)以希臘神話中的巨人波爾費(fèi)里翁(Porphyrion)的名字命名，它的起源可以追溯到宇宙誕生約63億年后，當(dāng)時(shí)宇宙的年齡還不到現(xiàn)在的一半。這些猛烈的噴流總功率相當(dāng)于數(shù)萬(wàn)億個(gè)太陽(yáng)，從遙遠(yuǎn)星系中心的超大質(zhì)量黑洞上方和下方噴射而出。

波爾費(fèi)里翁噴流結(jié)構(gòu)是迄今在一項(xiàng)天空調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的最大噴流結(jié)構(gòu)，該調(diào)查還發(fā)現(xiàn)了超過(guò)1萬(wàn)個(gè)類似的巨型噴流結(jié)構(gòu)。這些巨型噴流是通過(guò)歐洲的低頻陣列射電望遠(yuǎn)鏡(LOFAR)發(fā)現(xiàn)的。

雖然天文學(xué)家在LOFAR之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)大型噴流結(jié)構(gòu)，但其數(shù)量和規(guī)模遠(yuǎn)小于LOFAR新發(fā)現(xiàn)的1萬(wàn)個(gè)噴流結(jié)構(gòu)。

2、穆斯堡爾效應(yīng)：精準(zhǔn)物理學(xué)揭示引力波的奧秘

中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所(IHEP)的科學(xué)家們提出了一種利用穆斯堡爾共振(Mössbauer resonance)探測(cè)引力波的創(chuàng)新方法。

他們的發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)》(Science Bulletin)上，強(qiáng)調(diào)了一種可能徹底改變引力波研究的新方法。與青蛙眼睛對(duì)運(yùn)動(dòng)的敏感度類似，全新的靜止穆斯堡爾裝置特別適合于由時(shí)空振動(dòng)引起的時(shí)變能量轉(zhuǎn)移，并能夠重建引力波的方向和極化。

穆斯堡爾效應(yīng)是1961年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)，它涉及到晶格中束縛的原子核對(duì)x射線光子的無(wú)后坐力發(fā)射和吸收。這種效應(yīng)以其卓越的精度而聞名，它首先被用于著名的哈佛塔實(shí)驗(yàn)中測(cè)試引力紅移，此后被廣泛應(yīng)用于材料和化學(xué)科學(xué)，以及穆斯堡爾光譜學(xué)的發(fā)展。

在最新的提案中，研究團(tuán)隊(duì)探索了固定穆斯堡爾系統(tǒng)的潛力，通過(guò)重力頻移取代差分穆斯堡爾光譜法中的多普勒頻移。對(duì)于像109Ag這樣的同位素，其相對(duì)線寬非常窄，為10^-22，這種方法允許穆斯堡爾共振的空間定位精度達(dá)到10微米。

當(dāng)引力波通過(guò)時(shí)，它們會(huì)引起穆斯堡爾光子的能量波動(dòng)。在局部引力場(chǎng)的作用下，這些波動(dòng)導(dǎo)致共振點(diǎn)發(fā)生垂直位移。根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)的計(jì)算，如果具備足夠的空間分辨率，該裝置有可能對(duì)引力波具有顯著的靈敏度。

3、科學(xué)家在人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)3600多種源自食品包裝的化學(xué)物質(zhì)

最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，食品接觸化學(xué)品(FCC)在人體中廣泛存在，科學(xué)家們?cè)谌梭w內(nèi)檢測(cè)到3601種用于食品包裝及相關(guān)產(chǎn)品的化學(xué)物質(zhì)。該研究還指出，在生物檢測(cè)和毒性數(shù)據(jù)的可獲得性方面存在顯著的空白。

研究結(jié)果發(fā)表在《暴露科學(xué)與環(huán)境流行病學(xué)雜志》(Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology)上，探討了人類廣泛接觸“食品接觸化學(xué)品”的現(xiàn)象。研究確定了從人體樣本(包括尿液、血液和母乳)中檢測(cè)到的與食品包裝及其他與食物接觸的材料相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)。

通過(guò)系統(tǒng)的研究方法，作者將超過(guò)14,000種已知的“食品接觸化學(xué)品”與五個(gè)人類生物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、三個(gè)代謝組/暴露組數(shù)據(jù)庫(kù)以及科學(xué)文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對(duì)。結(jié)果表明，在人體中檢測(cè)到的3601種化學(xué)物質(zhì)占已知“食品接觸化學(xué)品”總數(shù)的25%。

此外，研究還指出，許多化學(xué)物質(zhì)的潛在危害尚未得到充分研究。雖然食品包裝不是唯一的暴露來(lái)源，但該研究的數(shù)據(jù)提升了對(duì)食品接觸材料如何導(dǎo)致人體暴露的理解。由于僅有少部分“食品接觸化學(xué)品”被詳細(xì)研究，人體內(nèi)存在的這類化學(xué)物質(zhì)的實(shí)際數(shù)量可能遠(yuǎn)高于當(dāng)前檢測(cè)到的數(shù)量。(劉春)

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