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·代谢·
饮食中没有它，体重一周或减轻25%：科学家找到能量代谢中的关键氨基酸
图片来源：Pixabay
据《自然》新闻（Naturenews）消息，在一项于5月21日发表于《自然》的研究中，美国和加拿大的研究人员发现，半胱氨酸【一种存在于肉类和全谷物等高蛋白食物中的氨基酸，属于人体的条件必须氨基酸，人体能将蛋氨酸（也称为甲硫氨酸）转化为半胱氨酸】在减肥和新陈代谢中起着紧张作用。假如小鼠缺乏胱硫醚γ-裂解酶（这种酶能将其他分子分解成半胱氨酸），且其饮食也缺乏半胱氨酸，它们在一周内体重能减轻30%，不过这一效果很容易逆转。
研究人员进行了一项对照饮食测试，对比了在十种饮食中（缺乏半胱氨酸或九种必须氨基酸，如苯丙氨酸、蛋氨酸或色氨酸），因基因编辑丧失胱硫醚 γ-裂解酶的小鼠与仍含有该酶的对照组小鼠的体重减轻环境。他们发现，与食用其他饮食的小鼠相比，缺乏胱硫醚γ-裂解酶的小鼠在食用无半胱氨酸饮食后体重减轻最为显著，接近31%。而有胱硫醚γ-裂解酶的小鼠在食用缺乏半胱氨酸的饮食后体重并未减轻。假如饮食中缺乏半胱氨酸和蛋氨酸（也称为甲硫氨酸），并且限制卡路里摄入，这些仍有酶的小鼠体重能够减轻约25%。
研究表现，半胱氨酸缺乏会激活了整合应激反应和氧化应激反应，两者相互放大。此外，组织中的辅酶 A（CoA）程度降低，导致线粒体功能降落和代谢重编程。小鼠会出现能量服从低下的无氧糖酵解和三羧酸循环缺陷，其尿中会持续排出丙酮酸、乳清酸、柠檬酸和氨基酸等。研究表明，半胱氨酸限制对体重减轻、代谢和应激信号传递产生了最大影响。减少人体摄入的半胱氨酸量并限制总热量摄入可能有助于燃烧脂肪。宾夕法尼亚州立大学进行的一项短期人体试验表明，低蛋氨酸和低半胱氨酸饮食对超重人群确实有助于减肥，且没有负面影响，不过还需要进行更多人体试验来评估这些饮食的有效性和安全性。（《自然》新闻）
·行星探测·火星斜坡条纹很可能与液态水无关，挑战了火星宜居的假设
图片来源：NASA
20世纪70年代，美国航空航天局（NASA）“海盗号”（Viking）任务期间第一次在火星的悬崖和陨石坑壁上发现了奇特的条纹，这些条纹被称为“斜坡条纹”（slope streaks），还有些叫做“季节性斜坡纹线”（recurring slope lineae，RSL）——这些条痕在温暖的季节出现并得以延伸，在寒冷的季节则会消退。这些条纹的形成机制一直备受争议，之前有研究认为其可能与液态水的运动有关，暗示火星表面可能存在可居住的环境。但近日，一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究却支持火星斜坡条纹及RSL的干燥形成机制，即这些条纹很可能不是液态水运动的迹象，而是由风、尘埃运动等干过程触发形成。
利用深度学习技术，研究者先用已确认的火星表面条纹训练他们的算法，然后用该算法分析了凌驾86 000张高分辨率卫星图像，最终生成了首个包含凌驾50万处火星表面条纹的全球目录，为研究斜坡条纹及RSL的分布特征和形成机制提供了紧张的数据基础。分析发现，斜坡条纹与RSL的形成很可能与液态水无关，而是与火星上的风和尘埃运动密切相关。该研究结果挑战了此前关于火星上可能存在液态水且宜居的假设，表明火星的气候体系和地质运动可能比之前认为的更为干燥。（scienmag）
·晶体管·
全球首个常温下可运行的拍赫兹光电晶体管
5月9日，在一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究中，美国亚利桑那大学的研究团队展示了一种利用持续时间不到万亿分之一秒的超快光脉冲来操纵石墨烯中电子的方法。通过量子隧穿效应，他们纪录到了电子险些瞬间绕过物理屏蔽的现象，在引入市售晶体管后，成功制造出首个速度到达拍赫兹的光电晶体管。
石墨烯是一种由单层碳原子构成的材料。当激光照射到石墨烯上时，会引发其中的电子并形成电流。由于石墨烯具有对称的原子结构，这些电流往往会相互抵消，致使检测不到净电流。但研究人员意外地发现，通过修改石墨烯样品，他们能够捕捉到电子险些瞬间穿过石墨烯的过程——这就是所谓的“隧穿”现象。为了制造这种世界上最快的拍赫兹量子晶体管，研究团队使用了市售石墨烯光电晶体管，并在其基础上引入了一层特殊的硅层。通过以638阿秒（1阿秒等于百亿亿分之一秒）的速率开关的激光，他们成功实现了这一创举。这一成果将重新定义计算机处置惩罚能力的极限，意味着超高速计算机技术的重大飞跃。这种新技术有望使计算机以比当前顶级处置惩罚器快100万倍的速度运行，可极大地推动计算方式的革命。随着人工智能等软件技术迅速发展，硬件的进步显得尤为紧张。基于这项发现，科学家可以开发出与软件技术革新相匹配的新一代硬件。这将显著促进太空探索、化学研究、医疗保健等多个领域的进步。（《科技日报》、亚利桑那大学）
·健康·
乳液和香水会削弱“人体氧化场”，但好坏尚未可知
美国加利福尼亚大学欧文分校的化学家Manabu Shiraiwa带领团队于2022年在《科学》（Science）上发表研究，首次提出“人体氧化场”（human oxidation field）这一概念。他们发现，当皮肤中的油脂暴露于臭氧时，会产生高活性的羟基自由基。这些自由基可以分解周围氛围中的其他气体，形成一个“氧化场”。这一发现引发该研究团队探究了另一个问题：人们涂抹在皮肤上的产物（如乳液和香水）是否也会改变周围的氛围。近日，他们把相关研究结果发表在《科学·进展》（Science Advances）杂志上。
为了找出答案，研究者进行了两项实验：一项是让4位受试者在他们手背上喷洒一种流行的香水；另一项是让别的4位受试者在皮肤上涂抹无香身体乳。这两组受试者分别坐在一个房间里，并暴露在浓度达40ppb（ppb表示十亿分之一）的臭氧中，持续2至4小时，该臭氧浓度低于美国氛围污染标准。同时，研究者通太过析房间里的氛围成分，从而推断发生的自由基反应。结果发现，当受试者使用乳液或香水时，他们身体产生的羟基自由基数量显著减少，特别是使用香水时，身体周围的自由基浓度降低了约86%。不过，目前尚不清楚减少自由基浓度对健康的具体影响。假如自由基与有害气体反应生成有毒物质，那么使用个人护理产物可能是一种保护措施；但假如自由基有助于分解有害气体，那么使用这些产物可能会使人体更易受到伤害。（Science news）
·动物学·
蝾螈断肢再生离不开位置记忆
蝾螈手臂再生中位置记忆的模子 图片来源：Tanaka Lab/IMBA
墨西哥蝾螈能在8周内重新生长出意外失去的断肢，其再生能力受到了科学界的关注。但是，目前尚不清楚其干细胞如何“知道”受损肢体位于身体何处，并在对应位置长出结构。5月21日，一项发表于《自然》（Nature）的研究揭开了谜团。
奥地利科学院分子生物技术研究所的研究人员此前曾发现，当蝾螈肢体被咬断后，前侧和后侧的干细胞在再生过程中会表达不同信号因子，前侧（拇指侧）会表达成纤维细胞生长因子FGF8，而后侧（小指侧）表达音猬因子Shh（人类和动物胚胎发育的主要信号分子），两者互相促进，引导肢体再生。以此为基础，在新研究中，他们探究了前后侧再生信号表达差别的缘故原由，发现在受伤前，蝾螈的前后侧细胞就存在基因表达差别，其中Hand2基因仅在后侧表达。研究人员，提出了一种新的肢体再生模子，即在完整的肢体中，后侧细胞会一直以低程度表达Hand2。当蝾螈肢体受伤后，后肢细胞会提高Hand2的表达程度，并在部分细胞中激活Shh的表达；靠近Shh信号源的细胞会再生为小指等，而远离信号源的细胞则再生为拇指。当将前侧的细胞置于后侧时，它们也会再生为后肢形态。一旦再生完成，后肢细胞的Hand2表达又会回到基础程度。这些发现首次解释了预先存在的位置记忆信号，如何在受伤后重新激活，为细胞提供了精确的“位置记忆”，以反复诱导肢体的精确再生，这为再生医学带来了新的见解。（奥地利科学院分子生物技术研究所）
撰写： 马一瑗、王怡博、clefable
编辑：clefable 封面来源：pixabay
来源：https://view.inews.qq.com/k/20250522A04J6P00
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