2021年1月12日环球科学要闻

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                                2021年1月12日环球科学要闻
                               
                                中国科学家首次揭示新冠患者蛋白质病理全景图；模拟亚音速到超音速的星际湍流；饮食、肠道微生物与健康具备紧密联系；中国若干城市饮用水中或含有高浓度PFAS……
                               
                               
· 新冠病毒 ·
中国科学家首次揭示新冠患者蛋白质病理全景图


新冠肺炎死亡患者多器官蛋白分子病理全景图。图片来源：Nie et al., Cell

据一项发表于《细胞》的新研究，西湖大学的研究人员收集了19例新冠肺炎死亡患者的肺、脾、肝、心脏、肾脏、甲状腺和睾丸等七种器官共144个组织样本，发现在总共量化检验的11394个蛋白质中，5336个蛋白质发生了改变，并绘制了首张新冠肺炎死亡患者的多器官蛋白分子全景图。在这些器官组织中，肝脏里改变的蛋白数量最多（1970个），其受到的损伤可能比较大。很多肺部蛋白也发生了改变。其中，帮助病毒进入细胞相关的组织蛋白酶L1（cathepsin L1）明显增多，而新冠病毒进入细胞所利用的ACE2受体却未表现出显著增加。肺部中发生改变的，还包括与病毒增殖相关、参与肺纤维化病理过程及降解病毒限制因子的蛋白。但蛋白组学显示，在肝脏、肾脏等器官也观察到组织纤维化的先兆。在睾丸组织中，10个蛋白出现明显改变，它们的功能与胆固醇合成抑制、精子活性降低和睾丸间质细胞特异标记物减少紧密相关，提示男性新冠患者的生育能力可能受到影响。（科技日报）


· 天文学 ·
模拟亚音速到超音速的星际湍流


图片来源：Federrath et al., Nat Astron (2021).

星际介质中，气体和尘埃混合物运动形成的湍流对恒星诞生至关重要。一项发表于《自然·天文学》上的研究利用莱布尼茨超算中心的SuperMUC高性能计算（HPC）系统，模拟了从亚音速到超音速尺度上的湍流动力学。在超音速尺度上，过多的湍流会使得恒星很难形成；而在亚音速尺度上，引力会使物质更易形成局部星团；在中间的“音速尺度”上，湍流和引力取得平衡，是恒星形成的最佳区域。科学家下一步计划在模拟中加入磁场的影响，以求更准确地预测湍流及其对恒星形成的影响。


· 微生物学 ·
饮食、肠道微生物与健康具备紧密联系

最近，《自然·医学》展示了迄今最大一项有关饮食、肠道微生物、健康三者联系的大规模临床研究。研究人员共测序了1100余名受试者的肠道微生物组，检测了其血液中和代谢性疾病相关的生物标志物，并结合受试者的饮食习惯进行了分析。结果发现，肠道微生物会与特定的饮食联系；某些微生物甚至和一些疾病标志物有关，这种相关性甚至比基因与疾病标志物之间的联系还强；而富含植物的饮食通过影响肠道微生物组成，降低了肥胖、II型糖尿病和心血管疾病的风险。这意味着，通过改善饮食结构或可以影响肠道微生物组，从而优化机体健康状况。


· 环境 ·
中国若干城市饮用水中或含有高浓度PFAS

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类用来制造耐热、拒油、抗污渍涂料和产品（如衣物、食品包装和耐热不粘的烹饪用具等）的化学物质。动物实验显示，其中的全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）暴露会导致动物出现多项不良健康后果，包括睾丸癌和肾癌发病率升高，生育力和繁殖力下降等。据《欧洲环境科学》上发表的一项论文，研究人员回顾了30项有关中国饮用水中PFAS的研究，涵盖66个城市的526份饮用水样本，总计有约4.52亿居民。研究发现，华东和西南地区的人群暴露在PFAS中的风险相对较高，饮用水中PFAS浓度最高的城市为自贡（502.9 ng/L）、连云港（332.6 ng/L）、常熟（122.4 ng/L）等。这些城市中PFOS和PFOA的总浓度远超70ng/L（由美国环境保护总署2016年确立的健康建议值）。研究人员表示，迫切需要从饮用水中去除这些物质，并且更好地控制和减少工业及其他源头释放的PFAS。


· 航天 ·
大推力补燃循环氢氧发动机关键技术攻关已取得积极进展


图片来源：新闻联播

据中国航天科技集团消息，拟服务于中国重型运载火箭的大推力补燃循环氢氧发动机关键技术攻关已取得积极进展。1月8日，此型发动机完成了一次型号可靠性试车，时间为500秒，与发动机在火箭上的工作时间一致。这已经是这台发动机在试验中经历的第4个500秒试车，相当于正常飞行时间的4倍。后续，此台发动机计划再进行4次，累计8次的500秒试车，以验证其可靠性。目前，发动机关键技术攻关已完成预燃室热试验、氢涡轮泵与预燃室联动试验、氧涡轮泵与预燃室联动试验等热试验。此型发动机将用于长征五号B，执行空间站各舱段的发射任务，其中核心舱将于今年春天率先发射。（中国新闻网，新华网）


· 人工智能 ·
能准确预测同伴行为的机器人

人类可以通过预测他人的行为，更好地相处和生活。而在现有的机器人设计中，通常较少考虑到机器人预测他人行为的能力。《科学报告》上的一项研究开发了一种可通过视觉信息预测同伴行为的机器人。在该研究中，科学家首先制造了看到“食物”就会向其移动的机器人，并把它放置在具有2个“食物”和1个障碍物的区域里，它会根据情况进行移动。在其上部的预测机器人经过2小时的观察后预测其行动路径，准确率达98%。但研究还无法表明预测机器人对其同伴的行为有任何理解或认知。


· 化学生物学 ·
利用细菌储存信息

DNA可以高效储存信息，且DNA信息的写入和读取十分简便。早在2017年，科学家就通过CRISPR基因编辑技术，实现了在大肠杆菌内的信息存储。在一项发表于《自然·化学生物学》的新研究中，研究人员在大肠杆菌中插入一系列基因，使得它们能在电压变化的诱导下增加质粒表达；CRISPR能将额外表达的质粒“剪碎”，并将特定碱基“贴入”细菌的DNA中，从而储存相当于“1”的信息；在没有电压变化信号的情况下，“贴入”的碱基则不具有特异性，可视作“0”。研究人员成功编码了多达72 bit的数据，在大肠杆菌中写入了“Hello world!”。研究表明，通过将携带信息的大肠杆菌加入正常土壤微生物的混合物中，然后对混合物进行测序，可以恢复其存储的信息。


· 新冠疫情 ·

截至北京时间1月12日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例90872905例，死亡病例1943943例。新增确诊病例656524例，新增死亡病例10456例。

印尼食品与药物管理局主管称，基于后期临床试验的期中结果，中国科兴生物的新冠疫苗有效性为65.3%，印尼食品与药物管理局批准紧急使用科兴生物的新冠疫苗。数名卫生专家11日表示，尽管世界多国已开始接种新冠疫苗，但由于贫穷国家疫苗资源有限、民众对疫苗存在的信任问题以及新冠病毒变异，全球在今年仍无法获得“群体免疫”。

1月11日0—24时，河北省新增40例本地新型冠状病毒肺炎确诊病例，其中石家庄市报告39例（2例为无症状感染者转为确诊病例），廊坊市报告1例。无新增死亡病例，无新增疑似病例。1月11日0—24时，河北省新增26例本地无症状感染者，均为石家庄市报告。河北省现有本地确诊病例305例（危重型1例、重型9例、普通型294例、轻型1例）、境外输入确诊病例2例（普通型）。尚在医学观察本地无症状感染者227例、境外输入无症状感染者5例。

1月11日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例55例，其中境外输入病例13例（上海4例，辽宁3例，天津2例，福建1例，河南1例，广东1例，陕西1例），本土病例42例（河北40例，北京1例，黑龙江1例）；无新增死亡病例；无新增疑似病例。新增无症状感染者81例（境外输入10例）；当日转为确诊病例5例（境外输入2例）；当日解除医学观察17例（境外输入12例）；尚在医学观察无症状感染者565例（境外输入256例）。

文：王昱、石云雷、谢汝雨、马一瑗、张国荣
编辑：罗丁豪、王昱、杨心舟