11月4日(星期一)訊息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
化學家打破布雷特法則,製造出“不可能存在”的分子
化學家們首次製造出一類以前被認為過於不穩定而不存在的分子,並利用它們生成新的化合物。科學家稱,這類被稱為反佈雷特烯烴(anti-Bredtolefins,簡稱ABO)的分子,為合成具有挑戰性的候選藥物提供了一條新途徑。該研究結果發表在《科學》雜誌上。
1924年,有機化學家朱利葉斯·佈雷特(Julius Bredt)提出了已有100年曆史的佈雷特法則,該法則指出,在由兩個共用原子的環組成的小分子中,如某些型別的烯烴,兩個碳原子之間的雙鍵不能在環連線處的橋頭堡位置發生。這是因為這些化學鍵會迫使分子形成扭曲且有張力的3D結構,使其高度反應並且不穩定。
儘管這一規則已經寫入化學教科書,但並未阻止研究人員嘗試打破它。先前的研究暗示,有可能製造出在橋頭堡位置有雙碳-碳鍵的ABO。但由於反應條件過於苛刻,嘗試以完整形式合成它們未能成功。
在最近的一次嘗試中,加州大學洛杉磯分校的一個研究團隊用氟化物源處理前體化合物,以啟動較溫和的“消除”反應,從分子中移除原子團。從而生成了一個帶有雙碳鍵的ABO分子。當研究人員向這種ABO中加入各種誘捕劑(在不穩定分子發生反應時捕獲它們的化學物質)時,他們成功生成了幾種可以分離的複雜化合物。研究人員稱,這表明ABO與不同誘捕劑的反應可以用來合成3D分子,這對於新藥設計具有重要意義。
該研究團隊正在探索其它涉及ABO的反應,並正在研究如何合成其它結構看似不可能的分子。
《科學》網站(www.science.org)
英國戰後對糖的狂熱證實了甜食的危害
1953年,英國結束了自二戰期間開始實施的糖果和糖的定量配給。大量英國人湧向糖果店,並開始在家中為更多食物新增糖分。在這一年裡,全國的糖消費量翻了一番。
現在,美國南加州大學的一個研究小組用英國飲食的這種急劇轉變,生動地證明了早期含糖飲食是如何損害長期健康的。研究結果最近發表在《科學》(Science)雜誌網路版上,強調了甜食對嬰兒早期健康的負面影響。
大量的動物研究表明糖與2型糖尿病和高血壓等健康問題有關,但很難找到明確的人類證據。英國的糖配給制度提供了一個難得的機會:英國1953年前後出生的嬰兒,早年接觸糖的程度可能會大不相同,但在其他方面基本相同。儘管黃油等其它產品也在20世紀50年代中期降價,但沒有一種產品的消費量像糖一樣有如此大的增長。
研究人員篩選了20世紀50年代以來英國的飲食調查,以及糖和甜食的年度銷量。他們還透過英國生物銀行(UK Biobank)收集了1951年至1956年出生的6萬多人的醫療資訊。
研究小組發現,在這6萬人中,一個人患上這兩種疾病的可能性取決於其頭1000天中有多少天是在定量配給期間度過的。在1953年9月停止糖配給之前懷孕但在之後出生的人患糖尿病的風險比在那之後懷孕的人低15%,患高血壓的風險低5%。在定量配給結束前滿1.5歲的嬰兒表現更好,與沒有經歷定量配給的嬰兒相比,他們患糖尿病的風險降低了40%,患高血壓的風險降低了20%。在女性中,糖尿病風險的降低比男性更為顯著。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、淡水中的微塑膠增加與塑膠生產直接相關
美國賓夕法尼亞州立大學一個跨學科研究小組的一項新研究表明,幾十年來,淡水環境中的微塑膠含量一直穩步上升,這與自20世紀50年代以來全球塑膠產量的增加直接相關。研究人員稱,這些發現揭示了微塑膠在淡水環境中的移動和傳播方式,這對於制定減少汙染的長期解決方案可能非常重要。
該研究目前已在網上釋出,並將刊登在12月份的《全面環境科學》(Science of the Total Environment)上。
微塑膠是一種微小的塑膠顆粒,其大小從1微米(即人類頭髮寬度的1/100)到5毫米(約為鉛筆橡皮的大小)不等。它們可以來源於分解成小塊的大塑膠,也可以由製造商直接生產。在這項研究中,研究小組檢查了美國賓夕法尼亞州四個流域的淡水沉積物岩心。
與研究小組的預期相反,研究發現人口密度或土地使用與高水平微塑膠含量之間沒有顯著相關性。
研究人員還表示,令人驚訝的是,雖然微塑膠的積累在2010年之前每十年都在增加,但從2010年到2020年卻有所減少。這種減少可能與塑膠回收力度的加大有關。
根據美國環境保護署的資料,1980年至2010年間,塑膠的回收工作顯著增加。儘管塑膠產量有所增加,但再生塑膠的比例從1980年的不到0.3%增加到了2010年的近8%。
2、人類蛋白質可解釋大腦功能連線的個體間差異
神經科學的一個長期目標是瞭解微觀尺度上的分子和細胞結構如何在宏觀尺度上引起大腦各區域之間的交流。美國阿拉巴馬大學(The University of Alabama System)和拉什大學(Rush University)合作開展的一項研究發表在《自然神經科學》(Nature Neuroscience)雜誌上,首次發現了數百種大腦蛋白質,這些蛋白質可以解釋人類大腦中功能連線和結構共變的個體間差異。
這項研究旨在彌合從蛋白質和mRNA的分子尺度到功能和結構磁共振成像的全腦神經成像尺度之間的差距,跨度約為7個數量級。這項研究的關鍵是使用一種中間尺度的測量方法——大腦樹突棘形態測量法,即樹突棘的形狀、大小和密度——將分子尺度與全腦神經成像尺度聯絡起來。整合樹突棘形態測量學來分析蛋白質組學和轉錄組學訊號對於檢測與功能連線相關的蛋白質是至關重要的。研究人員強調,最初,蛋白質和RNA的測量無法解釋功能連線的個體差異;然而,一旦整合了樹突棘的形態,就能夠彌合從分子到腦區域間交流的差距。
在這項最新的研究中,研究人員發現了數百種蛋白質,這些蛋白質可以解釋功能連線和結構共變的個體間差異,這些蛋白質與樹突棘、能量代謝和RNA加工有關。透過整合基因、分子、亞細胞和組織層面的資料,研究人員將突觸的特定生化變化與大腦區域之間的連線聯絡起來。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、一種有希望的新療法可抑制脂肪形成
新加坡南洋理工大學(NTU Singapore)和香港大學(HKU)的研究小組發現,有證據表明電針療法可能對控制肥胖有效。
電針療法是針灸的一種變體。在電針療法中,毫針被插入身體的各個穴位,然後通以溫和的脈衝電流以刺激穴位。在中醫中,這種刺激會激發人體的自然癒合能力。
透過實驗室實驗、動物研究和一項臨床試驗,研究小組表明電針療法有助於逆轉肥胖對肥胖個體和高脂肪飲食小鼠的影響。
研究發現,電針療法可以降低骨保護素的水平,骨保護素是一種以其在骨代謝中的作用而聞名的蛋白質。研究小組發現,這種蛋白質在脂肪細胞形成和肥胖發展中也起關鍵作用,使其成為肥胖管理的潛在目標。
科學家們計劃透過在更大、更多樣化的人群中進行研究來驗證這些發現,重點在於瞭解骨保護素如何影響新陳代謝和肥胖的具體機制。
2、無聲訊號:推動空間資料更快傳播的突破性技術
在太空探索中,長距離光通訊鏈路現已能夠利用光將影象、影片和資料從太空探測器傳輸到地球。
然而,為了使這些訊號不受干擾地傳輸整個距離,超靈敏的接收器和無噪聲放大器是必不可少的。瑞典查爾姆斯理工大學(Chalmers University of Technology)的研究人員開發了一種具有靜音放大器和超靈敏接收器的系統,為更快、更可靠的太空通訊開闢了可能性。
這項研究最近發表在《光學》(Optica)雜誌上。
在與干擾訊號噪聲鬥爭了20年後,查爾姆斯理工大學的研究小組在幾年前展示了一種無噪聲的光學放大器。但到目前為止,無聲放大器還不能在光通訊鏈路中實際應用,因為它對傳送端和接收端提出了全新的、更復雜的要求。
由於空間探測器上的資源和空間有限,保持光發射機儘可能簡單至關重要。透過允許地球上的接收器生成無噪聲放大所需的三種光頻率中的兩種,同時讓發射機只產生一種頻率,研究人員首次成功在光通訊系統中部署無噪聲放大器。結果顯示出出色的靈敏度,同時發射機的複雜性保持在適度水平。
這一進展意味著該研究小組的靜音放大器最終可用於空間與地球之間的通訊鏈路,有望解決當前各空間機構之間廣為人知的瓶頸問題。(劉春)