6月16日(星期一)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:
《自然》网站(www.nature.com)
未来器官移植新希望?中国科学家成功培育出人猪嵌合心脏
中国科学家首次在猪胚胎中培育出含有人类细胞的心脏,这些胚胎存活了21天,期间微型心脏开始跳动。该成果由中国科学院广州生物医药与健康研究院的团队完成,并在国际干细胞研究学会年会上公布。这项研究旨在通过人-动物嵌合体技术培育可用于移植的人类器官,以解决全球器官短缺问题。
研究团队采用基因编辑技术,敲除猪胚胎中两个关键的心脏发育基因,随后在桑椹胚阶段(此时胚胎由约十几个快速分裂的细胞组成球体)注入经过改造的人类干细胞。这些干细胞经过基因增强,以提高其在猪体内的存活率。胚胎移植至代孕母猪体内后,最长存活21天,心脏发育至人类胚胎同阶段的大小(约指尖大小)并开始跳动。通过荧光标记确认了人类细胞的存在,但具体占比未公布。此前,该团队在猪胚胎中培育的人类肾脏组织中,人类细胞占比达40%-60%。
尽管进展显著,研究仍面临挑战。美国斯坦福大学的专家指出,需进一步验证心脏细胞是否完全为人类来源,避免物种间细胞污染。日本东京科学研究所的学者强调,荧光标记的人类细胞仅分布在心脏局部区域,与猪细胞的整合程度尚不明确。未来若要将此类器官用于移植,需确保其完全由人类细胞构成,以避免免疫排斥反应。
该研究尚未经过同行评审,但为异种器官移植提供了新的可能性。猪因其器官大小和结构与人类相似,被视为理想的供体来源。这项技术若成熟,或将成为解决器官短缺问题的突破性方案。
《科学》网站(www.science.org)
神秘古菌惊现病毒特征!科学家发现“半病毒”生命形式
日本科学家发现了一种暂名为“Sukunaarchaeum”的奇特微生物,其基因组极小,仅含189个蛋白质编码基因,长度约为大肠杆菌基因组的5%。这种微生物寄生在海洋甲藻“Citharistes regius”体内,几乎无法独立生存,必须依赖宿主提供生存所需的大部分物质。
基因组分析显示,Sukunaarchaeum属于古菌,但其生存方式却与病毒高度相似:它几乎将所有基因资源用于自我复制,而缺乏代谢必需分子的能力。然而,与病毒不同,它能自主复制遗传物质,无需完全依赖宿主。这一发现挑战了细胞生命与病毒的界限,可能代表一种罕见的进化中间态。
该微生物由日本筑波大学的研究团队偶然发现。他们在对甲藻进行DNA测序时,意外检测到一个仅23.8万碱基对的环状基因组。进一步研究证实,这是一种全新的古菌谱系。尽管其基因组并非已知最小(最小纪录由一种昆虫共生细菌保持),但它的寄生特性使其尤为特殊。
研究人员指出,Sukunaarchaeum的发现为基因组进化研究提供了重要线索。此外,全球海水DNA数据库的比对显示,类似微生物可能广泛存在,表明这是一个尚未被充分探索的古菌类群。
目前,科学家正尝试通过显微成像进一步研究其形态,并分析其蛋白质功能,尤其是可能与宿主互作的关键膜蛋白。这一发现不仅拓展了生命形式的认知,也再次证明自然界仍充满未解之谜。
《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)
量子互联网迎来重大突破!铒元素光源或成关键钥匙
丹麦与德国的研究团队联合德国德累斯顿-罗森多夫研究中心(HZDR),成功开发出基于稀土元素铒的新型量子光源,为可扩展量子网络奠定基础。该项目名为EQUAL(基于铒的硅量子光源),由丹麦创新基金资助4000万丹麦克朗(约合4443.6万元人民币),于2025年启动,为期五年。
量子技术有望实现无法破解的加密和革命性计算,但需依赖高效量子光源。目前大多数量子光源无法兼容量子存储器或光纤网络,而铒元素成为关键解决方案。通过纳米光子技术,研究团队成功增强铒与光的相互作用,使其能在电信C波段释放单光子,从而与现有光纤网络无缝兼容。
该技术整合了丹麦技术大学(DTU)的纳米光子芯片、HZDR的硅基量子光源研发能力,以及合作机构提供的量子网络、纳米技术和集成光子学支持。HZDR利用离子束技术将铒原子精确植入硅结构,并探索超高纯度硅对性能的提升,为未来量子设备的集成铺平道路。
这一突破为可扩展量子网络铺平道路,未来将推动安全通信和量子计算的发展。研究团队表示,尽管挑战巨大,但技术的快速进步使量子光源与量子存储器的集成成为可能,为量子互联网的最终实现提供了关键支持。
《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)
科学家让绝缘硅变身半导体,柔性电子或迎来革命
美国密歇根大学的研究团队取得了一项突破性进展,首次发现一种新型硅材料能够表现出半导体特性。这一发现颠覆了硅材料仅能作为绝缘体的传统认知,为柔性电子设备的发展开辟了新途径。
硅油和硅橡胶(如聚硅氧烷和倍半硅氧烷)等硅材料因其优异的绝缘性和防水性,长期被用于生物医学设备、密封剂等领域。从分子层面来看,硅材料由硅氧原子交替排列的主链(Si-O-Si)构成,并通过交联形成不同三维结构。研究团队在研究硅材料的交联方式时,意外发现一种特殊共聚物具有导电潜力。该材料由笼状结构和线性硅氧烷交替组成,其Si-O-Si键角在基态为140°,激发态可拉伸至150°,从而形成电子传输通道,实现半导体特性。
此外,这种材料的发光颜色可通过调控聚合物链长度实现。长链结构发射红光,短链结构发射蓝光。研究人员通过实验验证了这一现象:将不同链长的共聚物置于试管中并用紫外光照射,观察到了完整的彩虹色带。这一特性在传统硅材料中从未出现,因为绝缘硅通常为透明或白色。
该研究不仅拓展了硅材料的应用范围,还为下一代柔性电子设备提供了新的材料选择。传统半导体通常为刚性材料,而新型半导体硅材料兼具柔性和可调控的光学特性,有望应用于柔性显示屏、可穿戴传感器甚至智能服装。相关成果已发表于《高分子快速通讯》(Macromolecular Rapid Communications)。
(刘春)
