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用燃氣竈做飯20分鐘,就可能吸入1萬億個納米顆粒;人類與猿類演化掉尾巴的原因 | 國際科研周報

2024-03-03科學

來源:環球科學、科技日報、中國科學報、新華社等

用燃氣竈做飯20分鐘,就可能吸入1萬億個納米顆粒

來源:pixabay

燃料燃燒是全球室內和室外空氣汙染的重要來源。近日,一項發表於PNAS nexus的新研究發現,使用燃氣竈做飯會在室內排放大量納米團簇氣溶膠(nanocluster aerosol,直徑1~3納米的顆粒,能有效進入人的呼吸系統),其數量可以相當於,甚至超過燃油車輛產生的氣溶膠顆粒數量。

研究人員建立了一個「小房子」實驗室,它具有典型住宅的所有功能,但配備了先進的空氣質素檢測儀器,可以檢測該實驗室中小至1納米的顆粒。透過該器材,研究小組在實際烹飪實驗中收集了大量有關室內納米團簇氣溶膠顆粒的數據,並與已知的室外空氣汙染水平比較。結果發現,透過燃氣竈烹飪的過程中,每千克燃料可排放多達10千萬億納米團簇氣溶膠顆粒。這意味著,在用燃氣竈做飯時,成人和兒童在室內吸入的納米簇氣溶膠比站在繁忙街道上吸入的汽車尾氣多10至100倍。模型顯示,納米簇氣溶膠顆粒在從燃氣竈到室內其他地方的過程中具有很強的永續性。且用燃氣竈做飯20分鐘的時間內,成人呼吸道中大約會沈積 100 億至 1 萬億個納米簇氣溶膠顆粒,而兒童可能會吸入得更多。研究者表示,燃氣竈的排氣扇可能起到防止部份納米簇氣溶膠顆粒進入人的呼吸系統的作用,但這有待進一步測試。

https://www.eurekalert.org/news-releases/1035813

更環保的牛仔藍染色法

生產藍色牛仔布需要使用一種名為靛藍(indigo)的染料,目前只有這種分子能產生藍色牛仔布的獨特顏色。這個過程會排放很多二氧化碳,使用大量有毒化學物質,導致環境汙染,並傷害紡織工人和當地社區的健康。最近一項發表於【自然·通訊】(Nature Communications)的研究提出了一種生產藍色牛仔布的新方法,只需要適度增加成本,這種方法就可以將環境影響最多降低92%。

這項新方法使用的染料是靛苷(indican),靛苷本身沒有顏色,並且能在紡紗上直接變成靛藍,並且染色過程中不會使用有毒化學物質。然而套用這種方法需要量產靛苷的技術。研究團隊透過工程改造,改進了能產生靛藍的植物蓼藍(Polygonum tinctorium)中的吲哚糖基轉移酶,從而經濟地生產工業規模的靛苷。他們還演示了經濟上可行、傷害性低的染色工藝,這些工藝能將靛苷變成靛藍染上牛仔布,其中一種工藝使用酶和一個光驅動的方法。研究指出,光驅動的染色方式有望將藍色牛仔染色對環境的影響減少73%,而酶染色法能減少92%。作者表示,根據市場分析,牛仔褲每年交易量在40億條,這些方法或能減少有毒廢物的產生,讓全球年二氧化碳排放減少350萬噸。

https://www.nature.com/articles/s41467-024-45749-3

新生兒的T細胞在抵抗多種感染方面優於成人

成人T細胞在辨識抗原、形成免疫記憶和對重復感染做出反應等方面的表現優於新生兒的T細胞,使得科學家一直認為新生兒的免疫系統是成人的未成熟版本,但近日發表在【科學·免疫學】(Science Immunology)上的一項研究表明,新生兒的T細胞在抵抗多種感染方面比成年人表現得更好。

研究人員利用單細胞轉錄組測序和染色質可及性分析發現,新生兒的T細胞並不像成人T細胞那樣參與適應力免疫、辨識和抵抗特定細菌,而是會經歷一個獨特且穩定的旁觀者啟用過程並構成先天免疫的一部份,對人體從未遇到過的微生物提供快速但非特異性的保護。此外,這樣的T細胞也被發現存在於成年小鼠和人類中。研究表明,新生兒的T細胞並不是有缺陷,只是與成人T細胞在功能上有所不同,這些差異反映了免疫系統在生命不同階段的不同最優模式,以及其中蘊含的多層防禦機制。

http://dx.doi.org/10.1126/sciimmunol.adf8776

DART撞擊後雙衛一或被重塑

近日,一項發表於【自然·天文學】(Nature Astronomy)的研究認為,在美國航空航天局(NASA)的「雙小行星重新導向測試」(DART)撞擊後,小行星衛星雙衛一(Dimorphos)可能被重塑了。研究人員用最先進的沖擊物理程式碼,利用DART首批結果提供的關於雙衛一的機械和構成特性的現實約束條件,對DART沖擊進行建模。與撞擊觀察結果最接近的模擬表明,雙衛一很松散,粘附強度類似於小行星貝努和龍宮,其表面缺少大塊巖石。他們認為,雙衛一可能是碎石堆,形成於雙生星噴射物質的旋轉散落和重積聚。模型還表明,DART撞擊可能沒有產生撞擊坑,但可能重塑了衛星的整體——該過程稱為全面變形——導致雙衛一內部物質重構了它的表面。這項研究為雙小行星的形成和特征提供了更多見解,或影響未來的探索,例如歐洲空間局(ESA)即將啟動的「赫拉」小行星防禦任務和小行星偏轉工作。

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02200-3

一種基因編輯豬有望被廣泛食用

據【科學】新聞(Science news)報道,近日,在一項發表於The CRISPR Journal的研究中,英國Genus公司(專門飼養具有特定性狀的牲畜)利用CRISPR技術對移植到後備母豬體內的早期胚胎進行基因編輯,然後對後代做進一步培育,改造了用於豬肉商業化生產的四個豬品系。這最終會培育出CD163基因的兩個拷貝都失效的品種。換句話說,Genus透過基因編輯培育出了對豬繁殖與呼吸症候群(PRRS,由豬繁殖與呼吸症候群病毒PRRSV誘發的一種接觸性傳染病,而PRRSV會與CD163蛋白的一部份結合來感染豬細胞)具有免疫力的豬,而它們有望成為第一批用於大規模肉類生產的基因編輯家畜。但這還需要獲得美國食品和藥品管理局(FDA)的審批。

https://www.science.org/content/article/poised-be-first-widely-consumed-gene-edited-animals-virus-resistant-pigs-trot-toward

指甲大小的魚類可以發出高達140分貝的聲音

來源:原論文

我們通常會認為魚類是一種非常安靜的動物,然而近日發表於【美國科學院院刊】(PNAS)的一項研究發現,一種體長不超過12毫米,只有指甲大小的小魚Danionella cerebrum可以發出高達140分貝的聲音——相當於在一百米內飛機起飛時的聲音大小。研究團隊發現,這種魚類的雄性具有一種特殊的發聲裝置,其中包括特殊的軟骨、肋骨和肌肉。具體來說,為了發出聲音,位於魚鰾旁邊的一處肋骨會被肌肉移動到軟骨中,隨後當肋骨和軟骨被釋放後,它們會加速並擊向魚鰾,從而像鼓一樣發出響亮的聲音。雄性的這一肋骨比雌性硬得多,這或特許以解釋雌性魚類為何不能發出聲音。考慮到這種魚類生活在較為渾濁的淺水中,研究人員懷疑,生存環境導致雄性開始透過聲音交流和競爭。

https://phys.org/news/2024-02-mm-fish-decibel-communicate-turbid.html

美國FDA批準首個減輕多種食物過敏的藥物

目前,食物過敏尚無治療方法,患者必須嚴格避免接觸過敏食物,並在意外接觸過敏原時立即使用腎上腺素來治療過敏反應。當地時間2月16日,美國食品和藥品管理局(FDA)批準將茁樂(Xolair)用於1歲及以上特定兒童和成人的由免疫球蛋白E(IgE)介導的食物過敏,以減輕因意外接觸一種或多種食物而發生的I型超敏反應風險。茁樂是首個能減輕多種食物過敏的藥物,此前美國FDA於2020年批準的免疫療法Palforzia僅用於減輕意外接觸花生時可能發生的過敏反應。不過,茁樂僅被批準用於持續服用以降低過敏反應風險,並未被批準用於治療包括過敏性休克在內的過敏反應的即時緊急治療,服用茁樂的患者仍需避免食用他們過敏的食物。

IgE是能引發過敏反應的一類抗體。茁樂的成分為奧馬珠單抗(omalizumab),是一種能與IgE結合的單複制抗體,能阻止IgE與受體結合。早在2003年,茁樂就被批準用於治療中至重度的持續性過敏性哮喘,後來又被批準用於治療慢性自發性蕁麻疹和慢性鼻竇炎伴鼻息肉。臨床試驗顯示,接受茁樂治療16~20周後,68%的患者能夠單次食用超過0.6克花生蛋白而不發生中至重度過敏癥狀,而對照組的這一比例僅為6%。不過,接受茁樂治療的患者中仍有17%的人對花生蛋白的耐受量並無顯著變化。因此,患者即便服用茁樂,仍需嚴格避免接觸過敏原。相關論文於2月25日發表於【新英格蘭醫學雜誌】(NEJM)。

https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-first-medication-help-reduce-allergic-reactions-multiple-foods-after-accidental

使宇宙再電離的大部份光子來自矮星系

在宇宙大爆炸後約38萬年後,宇宙中熾熱、致密的等離子體轉變為相對均勻且一片黑暗的中性氣體。直到「黑暗時代」末期,宇宙中孕育出了第一批恒星、星系、類星體等發光天體,它們發出的紫外萊曼連續譜光子電離了剩余中性氣體中的主要成分,氫原子,這個過程被稱為宇宙再電離,是宇宙能變得「透明」可見的關鍵時期。然而,驅動宇宙再電離的能量來源始終成謎,我們不知道究竟是哪類天體提供了這些光子。據【自然】新聞(Nature news)報道,一項發表於【自然】上的研究透過韋布空間望遠鏡(JWST)的觀測表明,暗弱的矮星系可能清除了早期宇宙中的不透明氣體,使得星光第一次能穿過宇宙。

此前關於驅動宇宙再電離能量來源的解釋主要有三種:由超大質素黑洞驅動的類星體、能產生大質素恒星的大型星系以及微小、暗弱的矮星系。研究人員表示,大型星系通常會吸收大部份自身發射的紫外線,而類星體數量相對較小,無法推動如此大規模的轉變,但矮星系足夠小,不會阻攔它們產生的紫外線逃脫,且數量很多。利用JWST和重力透鏡效應,研究人員觀測了宇宙再電離時代的8個矮星系,這些星系是在宇宙不到10億年時觀測到的最微弱的天體。透過分析這些星系發出的紫外光的波長,研究人員估計,即使是這樣微弱的小星系,也能輕松消除它們周圍的氫氣。而大爆炸後長達10億年的時間裏,矮星系的數量足以使整個宇宙再電離。當每個矮星系發出輻射時,就像在不透明的中性氣體中吹出一個透明小氣泡,最終,所有星系中的所有氣泡都重疊在一起,完成了轉變。研究人員表示,這些小氣泡可能保證了再電離在宇宙中均勻地進行,這反過來又對當今宇宙的結構產生了影響。

https://www.nature.com/articles/d41586-024-00594-8

這種澱粉或有助於減重,以及開發新的減重幹預方法

來源:pixabay

抗性澱粉是一種益生元碳水化合物,不會被小腸消化,因而會被大腸內腸道菌群中的微生物發酵,導致產生已知有益的代謝物。一項發表於【自然·代謝】(Nature Metabolism)的研究表明,在飲食中補充抗性澱粉或對減輕體重和胰島素敏感性產生有利影響。

研究人員進行了一項隨機、安慰劑對照的交叉試驗,選取了37名被界定為超重或肥胖的受試者。在20周的研究過程中,受試者都會得到等能量的均衡飲食(一日三餐),不過,在其中8周時間裏每天攝入40克抗性澱粉,在另外單獨的8周裏攝入0克抗性澱粉。研究人員發現,在補充抗性澱粉期間,受試者實作平均減重2.8千克,胰島素抵抗改善。但這些效果在攝入安慰劑澱粉期間未見。此外,研究人員還觀察到,補充抗性澱粉增加了微生物物種青春雙歧桿菌(Bifidobacterium adolescentis)的豐度。透過小鼠試驗,他們發現補充了青春雙歧桿菌的雄性小鼠與對照組小鼠相比,試驗組小鼠因高脂飲食造成的增重得到了減輕,腸道屏障功能改善,飲食中的脂質吸收也減少了。也就是說,這些結果與腸道菌群組成改變有關,可能有助於開發基於益生元的減重幹預方法。

https://www.nature.com/articles/s42255-024-00988-y

長新冠和因感染住院患者智商或會分別降低6分和9分

據一項發表於STAT news的訊息,在一篇2月29日發表於【新英格蘭醫學雜誌】(The New England Journal of Medicine)的研究中,研究人員考察了人們在新冠感染數月後的認知受損程度,並將其對智力量表進行對照,發現相比於未感染或者沒有感染癥狀的人,在4~12周內從新冠癥狀中恢復的人,平均智商會降低3分左右,而超過12周的人會降低6分左右,而需要住院治療的人,或會降低9分。

研究人員共對11.3萬人進行了線上的認知能力評估,共涉及8項任務來對整體的認知能力進行評估,其中參與者處於疾病或者康復的不同階段。他們發現,相比於未感染或者沒有感染癥狀的人,那些在新冠感染後癥狀小於4周和持續12周的人具有相似的較輕微的認知缺陷。而那些癥狀一直持續的人、感染原始毒株和α變異株(B.1.1.7)有更嚴重的認知缺陷,主要包括記憶、推理和執行功能任務上的缺陷。除了這些認知缺陷外,因感染住院的患者還會有二維空間處理能力上的缺陷。不過,新冠變異株變異後,其引發的癥狀和認知缺陷之間的關聯減弱,而大約1/3的感染者癥狀均有所緩解。

https://www.statnews.com/2024/02/28/covid-19-brain-fog-nejm-study-long-covid-symptoms-iq-impact/