前沿掠影

可降解多种塑料的海洋真菌

塑料是一类高分子聚合物的统称。据统计，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PUR）及聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）6种塑料制品是目前塑料垃圾的主要来源。全球每年有超过800万吨的塑料垃圾流进海洋变成微塑料进入食物链，并逐渐演变成全球性生态难题。实现塑料垃圾解聚再利用的大规模工业应用，必须发展温和高效、低成本解聚及再利用的技术体系，如微生物/酶介导的塑料解聚。迄今为止，只有PET塑料的微生物降解取得了不错的进展，但与产业化应用仍有距离。对于其他几种塑料尤其是用量最大、污染最重、最难降解的PE塑料，鲜有能有效降解的微生物菌株和酶种被发现。

中国科学院海洋研究所研究员孙超岷课题组首次发现能有效降解PE塑料的海洋真菌和酶。该真菌能有效降解PE，并对PP、PS、PVC、PUR、PA和生物可降解塑料有明显降解效果，是一株塑料降解谱广泛的真菌，为发展混合塑料降解生物制品提供了良好候选材料，并有望突破多种难降解塑料（如PE、PS、PUR等）的降解瓶颈。

来源：上海交通大学新闻网

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

下载日期：2022-04-05

我国科学家在干细胞领域取得重大突破

多潜能干细胞具有无限增殖的特性和分化成生物体所有功能细胞类型的能力，这些神奇的特质使其在细胞治疗、药物筛选和疾病模型构建等领域具有广泛的应用价值，是再生医学领域最为关键的“种子细胞”。在哺乳动物自然发育过程中，多潜能干细胞只短暂存在于胚胎发育的早期阶段，随后便会分化为构成生物体的各种类型的成体细胞，丧失其“种子细胞”的特性。如何逆转这一自然发育过程，使高度分化的成体细胞重新获得类似胚胎发育早期的多潜能状态，一直是干细胞与再生医学领域最重要的科学问题之一。

目前细胞治疗的技术体系都是国外发展起来的，中国能否拥有原创的底层技术？北京大学生命科学学院、北大-清华生命联合中心邓宏魁研究团队经过长期的坚持和不懈努力，实现了人CiPS细胞的成功诱导。与传统的技术体系相比，CiPS细胞诱导技术具有更加安全和简单、易于标准化、易于调控等不可替代的优势，有望成为高效制备各种功能细胞类型的通用技术，为治疗糖尿病、重症肝病、恶性肿瘤等重大疾病开辟了新的途径。

来源：北京大学新闻网

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

下载日期：2022-04-20

黑洞性质研究取得进展

黑洞贪婪地吞噬着周围所有东西，甚至连光也逃脱不了。任何掉进黑洞的东西都会彻底湮灭，不会在外部留下任何痕迹。20世纪60年代，“黑洞”一词的发明者、著名物理学家惠勒（John Wheeler）和黑洞热力学专家贝肯斯坦（Jacob Bekenstein）提出了“黑洞无毛”猜想，认为3种守恒量——质量、角动量和电荷唯一地确定了黑洞的性质，其他一切信息（犹如“毛发”）均被束缚在黑洞中而无法观测到。物理学家霍金（Stephen Hawking）在20世纪70年代给出了黑洞无毛定理的数学证明。

近日，中国科学院大学物理学院教授田雨和博士生陈前与暨南大学、扬州大学和上海交通大学科研人员合作，发表了相关学术论文。该研究揭示了一种全新的黑洞“长毛”机制，给出了长毛的动力学过程，并在该过程中发现了一类“动力学临界现象”。该研究成果是国内研究团队在国际基础物理前沿理论研究方面取得的重要进展。研究考虑了麦克斯韦电磁场和标量场非最小耦合的引力物理模型，发现尽管“无毛”黑洞在标量场的线性扰动下稳定，但在部分参数空间内，非线性不稳定性会导致黑洞视界外的标量场逐步增强最终饱和，形成稳定的“带毛”黑洞。研究揭示了带毛过程中的临界现象。接近临界扰动时，动力学出现“吸引子”解，无毛黑洞趋于不稳定的“临界”带毛黑洞，持续一段时间后系统会演化成无毛黑洞或者带毛黑洞。研究还阐释了临界现象的持续时间、标度规律等。

该研究独创性地利用非线性动力学机制寻找“带毛”黑洞，首次发现黑洞“长毛”过程中的普适临界现象。研究提供了孤立存在的黑洞能不断通过吸积标量场，从无毛黑洞变成带毛黑洞的物理过程，为引力波探测及事件视界望远镜观测提供了更加丰富的黑洞物理可观测信号，对黑洞物理深入研究作出了重要贡献。

来源：中国科学院官网

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

下载日期：2022-05-05

光催化饱和氮杂环氧化脱氢新策略

不饱和氮杂环是重要的有机合成中间体，广泛存在于药物、生物活性分子以及天然产物骨架中。饱和氮杂环的氧化脱氢（ODH）是合成不饱和氮杂环高效简洁的方法。传统基于过渡金属热催化ODH过程往往使用化学计量且环境不友好的氧化剂，存在选择性低、官能团兼容性差等弊端。因此，如何实现温和条件下不饱和氮杂环高效氧化脱氢过程是合成和催化领域关注的研究热点。

近期，中国科学院青岛能源所研究员杨勇带领的低碳催化转化研究组开发出氧空位强化可见光催化氧化脱氢策略，实现了室温条件下不饱和N-杂环芳烃的绿色可持续合成，催化效率高、底物使用范围广、官能团兼容性好。该策略同时实现了具有高生物活性C-核苷类似物的首例光催化高效合成，也适用于可见光甚至日光照射下克级规模的合成，展现出实际应用的潜力。此外，該催化剂在重复使用10次后，依旧保持高催化活性和稳定性。

研究为不饱和氮杂环的合成提供了绿色高效的新催化策略，也为半导体光催化剂的设计及其在催化有机反应中的应用提供了参考和理论基础。

来源：中国科学院官网

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

2022-06-17

乳腺癌治疗的新突破

癌症免疫治疗是一种通过刺激宿主免疫反应来抑制肿瘤生长和转移的临床治疗模式，近年来取得了巨大进展，但在实际应用中仍然面临效率低下、不良反应多等挑战，因此免疫疗法结合其他疗法的协同治疗模式引起了人们的广泛关注。光疗，包括光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT），与化学疗法相比是侵入性较小的治疗方式之一。

光免疫疗法是光疗和免疫疗法相结合的新型治疗方法，与单一的治疗方式相比，该方法可以显著提高治疗效果。目前已有多种纳米系统作为光敏剂用于光免疫治疗，然而大多数纳米体系仅使用单一的PDT或PTT模式来诱导相对有限的免疫反应，难以突破肿瘤免疫抑制微环境的屏障，在启动免疫反应过程中受到了明显的阻碍。目前，构建简单且多功能的光免疫系统仍处于起步阶段，还没有关于PDT联合PTT进一步整合toll样受体（TLR）激动剂来刺激免疫反应的相关报道。因此，迫切需要开发一种多功能、安全的光免疫治疗系统，以提高肿瘤治疗效果。

中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员董文飞课题组开发了一种载有咪喹莫特（R837，TLR7激动剂）的介孔六方核壳锌卟啉-二氧化硅纳米粒子（MPSNs），该纳米粒子可用于乳腺癌PDT、PTT和特异性免疫联合治疗。MPSNs能作为优良的光敏剂，也可以作为高效的药物载体，基于MPSNs@R837的治疗策略不仅通过光疗方式（PDT和PTT）根除原发性肿瘤，而且由于双向机制相互作用引发的强烈免疫反应，可有效抑制肿瘤转移。

来源：中国科学院官网

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

下载日期：2022-05-26

衰老后记忆会发生什么

我们每个人都会逐渐衰老。衰老后，我們最常抱怨的事情之一是容易忘事。心理学家认为衰老引起的记忆衰退的一个重要原因，是老年人比年轻人更容易受到外界干扰的影响。然而，这种解释背后的微观生物学机制一直没有被揭示。清华大学生命学院钟毅课题组通过检测不同龄的果蝇脑中由学习引发的MAPK信号水平变化，发现年轻果蝇学习后MAPK信号可以正常激活并维持15分钟以上，而这种激活随着衰老的发生而逐渐减弱甚至消失，暗示衰老果蝇的记忆保护机制可能逐渐丧失。

随后，研究者利用活体钙成像以及药理学等实验手段，发现衰老果蝇短期记忆的脆弱性可以通过一对记忆输出神经元树突区域的钙信号变化来进行实时的观察，并且与MAPK的活性相关。通过遗传学手段，研究者重新恢复了记忆神经元中的MAPK活性，发现衰老果蝇行为表现层面与输出神经元生理信号层面的记忆脆弱性可以得到显著改善，很大程度上实现了记忆的再年轻化。值得注意的是，衰老引起的MAPK信号激活缺陷也发现于小鼠、大鼠、猕猴与人类自身，并被认为与衰老引起的记忆损伤相关。研究者在果蝇中揭示的衰老后记忆容易受到干扰的生物机制可能在高等动物中同样保守，从而可能为改善老龄人口记忆能力提供新的思路。

来源：清华大学新闻网

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

下载日期：2022-05-20