蚊子是如何寻找猎物的？用糖制成的机器人 | 科研日报

编辑：刘芳、任志锦、金婴
编审：李雪薇
排版：白若冰

导读：华盛顿大学（University Of Washington）的最新研究表明，蚊子通过人类呼出的二氧化碳寻找对象。奥地利约翰·开普勒林茨大学的研究人员使用糖和明胶来制造果冻状的软体机器人。

• 国际头条

为什么蚊子总是盯你

（来源：Phys.org)

华盛顿大学（University Of Washington）的最新研究表明，蚊子通过人类呼出的二氧化碳寻找对象。之后不论人类皮肤颜色如何都会向蚊子发出“红色”波长，因此蚊子才会找到人类叮咬。

原文链接：
https://phys.org/news/2022-02-mosquitoes-red-vision-disease-vectors.html
https://www.nature.com/articles/s41467-022-28195-x

用非侵入性方法向大脑输送药物

伦敦国王学院与伦敦帝国理工学院合作，发现超声波的快速短脉冲（RASP）可以无创地将脂质体纳米药物穿过血脑屏障输送到大脑指定位置。

原文链接：
https://medicalxpress.com/news/2022-02-non-invasive-method-drugs-brain.html
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365921006568?via%3Dihub

用明胶和糖打印软体机器人

图 | 基于明胶的生物凝胶的 3D 打印，用于可持续的软机器人（来源：techxplore.com）

奥地利约翰·开普勒林茨大学的研究人员使用糖和明胶来制造果冻状的软体机器人。这种材料可生物降解。研究人员相信，有一天这些机器人可以在体内游来游去，输送药物或修复受损的组织。

原文链接：
https://techxplore.com/news/2022-02-gelatin-sugar-ink-3d-soft.html
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abk2119

用智能手表测量压力荷尔蒙

加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究团队开发出一款智能手表，可以精准地实时评估汗液中皮质醇水平。密切监测皮质醇随时间变化将对抑郁症、创伤后应激障碍等患者具有重大意义。

原文链接：
https://techxplore.com/news/2022-02-small-newly-smartwatch-key-stress.html
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk0967

可以再生心脏组织的机械心脏

德克萨斯大学西南分校的试点研究表明，机械心脏可以刺激衰竭心脏休眠部分的再生。这个被称为左心室辅助装置（LVADs） 可以在在活动很少甚至没有活动的心肌区域激活新陈代谢。

原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220207155656.htm
https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056278

咖啡杯公司制造高科技保温盒来保存疫苗

制作咖啡杯的公司 Ember 正式推出了冷藏运输的 Ember Cube 产品。和保温咖啡杯一样，这款产品拥有精准的温度控制技术，可以将疫苗保存在固定温度。

原文链接：
https://www.freethink.com/technology/coffee-mug-company-builds-high-tech-box-to-keep-vaccines-cold

世界首个治疗瘫痪的脊髓植入物

以色列特拉维夫大学萨戈尔再生生物技术中心（Sagol Center For Regenerative Biotechnology）的研究人员设计出世界首个 3D 人类脊髓组织，并将其植入长期瘫痪的模型中。恢复行走能力的成功率约为 80%。下一阶段将进入人体临床试验阶段。

原文链接：
https://neurosciencenews.com/spinal-cord-implant-paralysis-20030/
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105694

发现 29 个新的痘痘基因

来自澳大利亚和英国的科学家在研究了 2 万多名痤疮患者的基因数据后确定了 29 个会影响痤疮和痘痘的基因变异。这使得已知的影响痤疮的基因变异总数达到 46 个。

原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220207083426.htm
https://www.nature.com/articles/s41467-022-28252-5

• 国内头条

中科院：研究阐释火星等离子体云逃逸机制

不同于以往研究，该周期性低高度的“等离子体云”结构显示出一系列新的观测特征：离子能谱呈现出色散特征（能量高的离子可较早被观测到） ，不同火星离子成分具有大致相同的速度，且等离子体云的出现伴随着总磁场增加，以及强的太阳风电子沉降特征。 分析结果表明，这些等离子体云是起源于低高度电离层区域（～120 km高度），沿着开放磁力线尾向逃逸。 同时，估算显示，该事件中“等离子体云”可显著提高火星大气离子的逃逸率。 这表明“等离子体云”是火星大气离子逃逸的主要方式。

图 | 火星等离子体云示意图（来源：中国科学院）

根据这些观测特征，研究提出“等离子体云”的可能形成机制应为：周期性的太阳风压缩火星磁层，诱发太阳风磁场与火星壳磁场之间发生周期性地磁场重联，磁场重联产生了开放磁力线以及沉降的太阳风等离子体，沉降的太阳风等离子体加热低高度电离层等离子体，使这些低高度等离子体周期性地向外逃逸。

该研究首次报道了火星低高度等离子体云结构，并提出了其可能产生的物理机制，这对于理解火星离子逃逸以及太阳风与火星相互作用具有重要的科学意义，并为后续分析我国“天问一号”火星探测数据提供了重要的指导方向。

原文链接：
https://www.cas.cn/syky/202201/t20220125_4823490.shtml

中科院：广州生物院在基于新靶标 CBP 的抗前列腺癌药物研究中获进展

CBP 是 AR（雄激素受体）的共激活因子，与前列腺癌的发生发展密切相关。近年来，多家制药公司投入了大量精力开发针对CBP的小分子抑制剂。其中，Cell Centric 公司开发的 CCS1477 是目前唯一进入临床的 CBP 抑制剂。目前，尚无靶向 CBP 的小分子上市。

研究团队长期致力于 CBP 小分子抑制剂的研究，并取得了系统性成果。此次研究结合计算机辅助药物设计和药物化学改造对前期获得的化合物 Y08175 进行结构优化，最终得到了成药性良好的化合物 Y08284。Y08284 可显著抑制 CBP  蛋白活性（IC50=4.21nM），同时表现出良好的药代动力学性质（F=25.9%）。Y08284 可有效抑制多种前列腺癌细胞系的增殖，同时可以抑制AR及AR下游基因的表达。在 22Rv1 前列腺癌小鼠移植瘤实验中，Y08284 可有效抑制肿瘤的生长（PO, TGI=78%；IP, TGI=88%）。该研究为前列腺癌及其临床耐药提供了一种新的候选化合物。

原文链接：
https://www.cas.cn/syky/202201/t20220129_4824137.shtml

中科院：溶酶体介导的细胞死亡表观转录调控新分子和通路研究获进展

该研究首次报道了调控溶酶体介导细胞死亡的表观转录调控新分子，并阐明了调控机制以及临床意义，为肿瘤生物标志物的开发与临床靶向治疗提供了新的理论基础。

研究者系统性整合分析了组蛋白乙酰化调控以及癌症基因组图谱数据库差异表达的基因，发现一个全新的溶酶体细胞死亡调节（lysosome cell death regulator， LCDR）基因在肺癌中显著高表达且受到组蛋白乙酰化的调控。为研究 LCDR 的生物学功能，研究者在肺癌细胞中敲减 LCDR 进行实验，敲减 LCDR 显著降低细胞的增殖以及克隆形成能力，并诱导了细胞凋亡。同样地，小鼠皮下移植瘤实验显示出一致的结果。为进一步阐明 LCDR 调控的信号通路，研究者通过 RNA 下拉、转录组测序及 RNA 结合蛋白免疫沉淀等实验证实，LCDR 通过与核内不均一核糖核蛋白 K（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein k, hnRNP K）的 KH1 结构域相互结合，促进 hnRNP K 蛋白的 KH3 结构域与溶酶体跨膜蛋白 5（lysosomal protein transmembrane 5, LAPTM5）的 3′末端非翻译区相互结合，并提高了 LAPTM5 的稳定性，维持了溶酶体膜的稳定性，从而抑制溶酶体依赖性细胞死亡，促进细胞生存。

原文链接：
https://www.cas.cn/syky/202201/t20220130_4824287.shtml

中科院：研究揭示环形 RNA 促进相分离调控肿瘤发展分子机制

首先，该研究对 20 对肝癌及癌旁样本的 RNA-seq 数据进行挖掘，筛选到在肝癌中表达显著下调且其母本基因变化不大的环形 RNA（circVAMP3）。circVAMP3 由 VAMP3 基因的第 3、4 外显子通过反向剪接成环，具有与线性 VAMP3 基因截然不同的表达模式，且与患者的预后显著相关。研究人员利用 RNA 干扰技术，通过体内外功能实验证明 circVAMP3 具有抑制 HCC 细胞增殖和迁移的作用。

然后，对 circVAMP3 调控肝癌发生的机制进行深入探究。通过对 circVAMP3 互作分子的筛选发现，circVAMP3 可以作为分子骨架与 CAPRIN1 蛋白的 RGG 结构域结合，进而招募 CAPRIN1-G3BP1 复合物，导致蛋白聚集并发生相分离，在细胞中促进应激颗粒的形成。先前的研究表明线性 RNA 可调控蛋白相分离过程，而该研究首次证实环形 RNA 也可通过聚集蛋白促进相分离的发生。

随后，进一步发现 circVAMP3 通过抑制 c-MYC 蛋白的翻译，进而抑制肝癌细胞的增殖和迁移，并通过共定位研究揭示 circVAMP3 通过应激颗粒抑制 c-Myc 翻译的分子机制。除在肝脏中外，circVAMP3 在脑、胃、结肠、脾脏、肺、甲状腺、肾脏等其他组织中也可广泛表达，且其在对应的肿瘤组织中表达量均发生下调。研究进一步对不同组织不同肿瘤细胞系对 circVAMP3 进行干扰实验，发现均可抑制肿瘤细胞的增殖和迁移，这提示 circVAMP3 广泛参与不同类型的肿瘤发生发展的普适性调控，及其可能成为肿瘤研究共性靶标分子的潜力。

原文链接：
https://www.cas.cn/syky/202201/t20220126_4823598.shtml

中科院：兰州化物所在界面接触与润滑调控机制研究中取得进展

该材料由微米级厚度的表面聚电解质亲水润滑层和具有热触发相变特征的水凝胶承载层组成。在低温条件下，材料处于柔软状态（模量：~0.3 MPa），滑动剪切会引起材料的严重弹性形变，摩擦对偶与材料表面接触充分，使界面摩擦系数较大（μ~0.37）。在维持材料表层水化状态不变的条件下，对该材料进行加热致使承载层凝胶发生相分离进而变硬（模量：~120 MPa），可大幅度抑制滑动剪切过程中材料的变形，导致摩擦对偶与材料表面接触面积减小，摩擦系数显著降低（μ~0.027）。

理论模拟结果表明，显著的润滑转变行为归因于模量动态转变的自适应接触演化机制。这种基于接触形态的润滑调控行为具有响应快、可逆性好及宽范围载荷耐受性特点（图 2c-d）。基于此，科研人员开发出智能润滑型水凝胶子弹和功能贴片，有望用于工程冲击穿刺和移动装备制动等领域。

该研究对于认识接触与摩擦、润滑行为的科学关系，发展高性能水润滑涂层，开发仿生智能润滑系统和软体机器人具有重要意义。相关研究成果以 Modulus adaptive lubricating prototype inspired by instant muscle hardening mechanism of catfish skin 为题，发表在 Nature Communications 上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项（B 类）培育项目、国家自然科学基金重点项目、中科院青年创新促进会、兰州化物所“十四五”规划重点培育项目等的支持。

原文链接：
https://www.cas.cn/syky/202201/t20220130_4824345.shtml

武汉大学：宋保亮课题组揭示 SMO 蛋白胆固醇化修饰的生化反应机制

2017 年宋保亮与仇文卫合作首次报道了 SMO 蛋白被胆固醇共价修饰。人 SMO 蛋白通过其胞外 cysteine-richdomain（CRD）中第 95 位天冬氨酸侧链羧基与胆固醇 3β 羟基形成酯键，但 SMO 蛋白胆固醇共价修饰的化学反应机理和调控机制尚不清楚。在该工作中，研究人员首先在体外重构了 SMO 蛋白的胆固醇化共价修饰反应，发现该反应不依赖于额外的能量和其它蛋白，但钙离子能增强胆固醇探针对 SMO 的共价修饰。进一步质谱分析发现修饰位点 D95 会首先与临近的 Y130 侧链形成内酯，钙离子通过促进 D95-Y130 内酯向 D95- 胆固醇酯的转酯反应，增强 SMO 的胆固醇修饰。随后，研究人员发现当细胞受到 Hh 信号刺激时，SMO 早期内体囊泡中的钙离子浓度明显上升。进一步筛选发现 Hh 信号通过激活 STIM-ORAI1 钙离子通道介导胞外钙离子内流。

为探究胆固醇共价修饰对于激活 SMO 的重要性，研究人员基于 SMO 结构构建了 SMO（D95E）突变。该突变保留 SMO 结合胆固醇的能力，但不能被胆固醇共价修饰。在细胞水平上，SMO（D95E）突变体极大降低下游Hh信号通路活性。同源位点（SmoD99E）敲入纯合子小鼠表现出严重发育迟缓，导致胚胎致死，说明胆固醇修饰缺失会完全抑制 SMO 蛋白的活性。

原文链接：
https://news.whu.edu.cn/info/1015/66544.htm

武汉大学：丁涛课题组在量子等离激元可逆调控方面研究获突破

研究者们巧妙地利用了一种尺寸在 1 纳米左右的芳香族低聚酰胺折叠体分子，将其作为介质单分子层放置于金颗粒和金薄膜之间。通过调节溶剂和温度， 可以调控折叠体的超分子组装构型，进而对等离激元谐振进行调制。在量子隧穿极限附近，等离激元谐振随着纳米间隙的不断减小呈现出先红移后蓝移的特征，与经典和量子校正模型吻合较好。在量子隧穿状态下，研究者们观测到等离激元诱导热电子隧穿可使纳米间隙的电导率增加，导致量子等离激元发生可逆蓝移，这为光学可调谐的量子等离激元提供了器件原型。

原文链接：
https://news.whu.edu.cn/info/1015/66543.htm

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2021-12-21

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