10月31日外媒科學網站摘要：科學家創造出能進行光合作用的動物細胞
10月31日（星期四）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
研究發現大腦需要深度睡眠來治癒危及生命的損傷
美國西奈山伊坎醫學院一項涉及老鼠和人類的新研究表明，心臟病發作後，免疫細胞會迅速進入大腦，促進深度睡眠。研究發現，這種深度睡眠可以緩解心臟炎症，從而有助於恢復健康。該研究結果發表在最新一期的《自然》（Nature）雜誌上。
科學家們早就知道睡眠和心血管健康是有聯繫的。例如，睡眠不好的人比睡眠良好的人患高血壓的風險更高。但對於心血管疾病如何影響睡眠的研究卻相對較少。
爲了進一步瞭解，研究人員在老鼠身上誘導了心臟病發作，並對動物的腦電波進行了研究。研究人員發現，與未發生心臟病的小鼠相比，健康小鼠的慢波睡眠（一種與康復相關的深度睡眠階段）時間更長。
接下來，研究人員試圖弄清導致這種影響的原因。研究小組發現，在小鼠心臟病發作後，被稱爲單核細胞的免疫細胞充斥了它的大腦。這些細胞會產生大量腫瘤壞死因子（TNF），這種蛋白質是炎症的重要調節劑，也能夠促進睡眠。
爲了瞭解額外睡眠的作用，研究人員反覆打斷患心臟病小鼠的慢波睡眠。研究小組發現，這些小鼠的大腦和心臟的炎症更多，與心臟病發作後不受干擾睡眠的小鼠相比，它們的預後明顯較差。
研究人員稱，鑑於這些發現，在心臟病發作後，“臨牀醫生需要告知患者睡個好覺的重要性”。醫院也應考慮到這一點，最好在白天進行檢查和操作，以儘量減少睡眠中斷。此外，這些發現強調了睡眠和免疫系統之間的雙向關係。
《科學》網站（www.science.org）
實驗室創造的“原始細胞”爲生命起源提供線索
爲了讓生命從地球的原始成分中產生，早期的細胞需要一些方法來防止它們的內容物簡單地漂移。所有的現代細胞都把它們的內部包裹在一個由脂質組成的複雜的雙層膜中，科學家們一直想知道這種結構最初是如何由簡單分子結合起來的。最近發表在《自然化學》（Nature Chemistry）上的一項研究，提供了一種新的方法來解釋碳原子鏈是如何形成第一個細胞膜的。
今天，大多數細胞膜的主要成分是一種複雜的、巨大的分子，叫做磷脂。最初的細胞可能依賴於更簡單、被稱爲脂肪酸的分子。它們的碳原子鏈含有10個或更多的碳原子，可在實驗室中自發地結合成膜。但這種脂質在早期地球上可能極其罕見。
美國加州大學聖地亞哥分校的一個研究小組找到了一種可以誘導碳原子鍊形成膜的方法。這些分子出現在隕石中，因此一些研究人員認爲它們在早期地球上可能比更大的同類分子更爲豐富。之前的工作表明，氨基酸半胱氨酸在地球年輕時期也很可能普遍存在，它可以像化學鉗一樣，將某些前體分子固定在一起，產生脂質。
在這項新研究中，研究人員將半胱氨酸與脂肪酸的化學“親緣”結合，這些脂肪酸含有8個碳原子。氨基酸與分子發生反應，形成有兩條尾巴的脂質——現代膜中的磷脂也有類似的兩條尾巴。研究小組報告說，其中一些脂質聚集成被膜覆蓋的球體，稱爲原始細胞。儘管由於缺乏新陳代謝和遺傳機制等屬性，它們還不是真正的細胞，但它們可能模仿了細胞進化的某個階段。研究小組發現，含有6或7個碳的短鏈脂肪酸親緣無法誘導形成原始細胞。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、科學家創造出能進行光合作用的動物細胞
根據日本東京大學的一項新研究，藻類的葉綠體可以植入倉鼠細胞中，使倉鼠細胞能夠進行光合作用。過去，人們認爲葉綠體（植物和藻類細胞中含有葉綠素的結構）與動物細胞結合是不可能的，葉綠體也無法存活或發揮作用。然而，研究結果表明，植入葉綠體的倉鼠細胞能夠維持光合作用至少兩天。
該研究論文的通訊作者表示，這是首次報道在植入動物細胞的葉綠體中檢測到光合電子傳輸。光合電子傳遞可以產生化學能，這對於植物和藻類的許多細胞功能都是必需的。
研究小組將紅藻的葉綠體植入從倉鼠身上提取的培養細胞中。研究人員通過共聚焦顯微鏡、超分辨率顯微鏡和電子顯微鏡等多種成像技術，檢查了細胞內葉綠體的結構。他們還通過使用光脈衝（一種稱爲脈衝振幅調製熒光測定法的技術）測量並證實了光合作用活動中的電子傳遞。
該團隊正在繼續研究如何創造含有葉綠體的“動物”細胞，這種細胞可以爲動物提供植物的有益特性。研究發現，含有葉綠體的動物細胞生長速度加快，這表明葉綠體爲宿主細胞提供了碳源（燃料）。研究人員建議，未來的研究可以進一步調查宿主細胞和葉綠體之間的物質交換過程，以及產生的其他物質。
2、新型儲能系統能高效收集和儲存太陽能
據國際能源署（IEA）稱，全球最終能源消耗的大約50%用於供暖。然而，與化石能源相比，太陽能在這一領域的利用率仍然較低。限制太陽能廣泛使用的一個固有問題是其直接可得性的間歇性，而分子太陽能儲能系統是一種很有前途的解決方案。
傳統的熱能儲存策略主要是短期儲存能量，例如以熱水的形式。相比之下，分子太陽能存儲系統以化學鍵的形式存儲太陽能，使其可以保存數週甚至數月。這些特殊的分子——即光開關——吸收太陽能，並在需要時以熱量的形式釋放出來。然而，當前光開關面臨的一個關鍵挑戰是在能量存儲容量和太陽能的有效吸收之間進行折衷，從而限制了其整體性能。爲了克服這個問題，德國美因茨大學和錫根大學的研究小組在一項合作研究中提出了一種新的方法。
錫根大學的研究小組開發出一種新型的光電開關，具有與傳統鋰離子電池相當的特殊儲能潛力。然而，它們的功能最初僅限於被紫外線激活，而紫外線只佔太陽光譜的一小部分。聯合研究小組現在引入了一種間接光收集方法，其功能類似於光合作用中的光收集複合體。這包含了第二種化合物，一種所謂的敏化劑，它表現出優異的可見光吸收特性。
這一新策略將太陽能儲能效率提高了一個數量級以上，代表了能源轉換研究領域的重要進展。這些系統的潛在應用範圍從家庭供暖到大規模能源儲存，爲可持續能源管理提供了有前景的解決方案。
該研究結果發表在國際化學頂級期刊《德國應用化學》（AngewandteChemie）上。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、北極海冰融化可能引發歐洲大面積降溫
發表在《自然通訊》（Nature Communications）上的一項新研究表明，極地地區氣溫上升可能極大地破壞海洋環流模式。
這項新研究的主要作者強調，我們的發現表明，北極海冰的加速融化可能導致北歐顯著降溫，這一結果令人震驚，“這提醒我們，地球氣候是一種微妙的平衡，很容易受到溫度和冰蓋變化的影響”。
位於格陵蘭島和挪威之間的北歐海（Nordic Seas）是海洋熱輸送的關鍵區域，其對氣候模式的影響遠遠超出地理邊界。在10萬多年前的末次間冰期（Last Interglacial）的早期，全球氣溫較現在更高，冰量更少，海平面顯著升高。研究小組將那個時期的氣候變暖、北極海冰加速融化與區域海面溫度和海洋環流的變化聯繫起來。當海冰融化時，它改變了海水的鹽度和密度，擾亂了洋流的正常流動，導致海洋環流模式和熱量分佈的變化。
研究人員強調，瞭解末次間冰期的氣候動力學至關重要。地球歷史上過去的溫暖期強調了氣候系統中反饋機制的重要性。隨着北極持續變暖，海冰減少，洋流和天氣模式可能會進一步變化。
2、突破性心臟病療法有望增強心臟修復和預防心力衰竭
美國加州大學洛杉磯分校的一個研究團隊發明了一種創新的實驗性療法，旨在改善心臟病發作後的心臟修復，並可能預防心力衰竭。
這種新的治療方法旨在通過阻斷一種名爲ENPP1的蛋白質來改善心臟病發作後的心臟功能。該蛋白質會增加炎症和疤痕組織的形成，從而加劇心臟損傷。發表在《細胞報告醫學》（Cell Reports Medicine）上的研究結果可能代表了心臟病發作後治療的重大進展。
這種實驗性療法使用了研究團隊設計的治療性單克隆抗體。這種靶向藥物療法模擬人類抗體，旨在抑制ENPP1的活性。研究團隊之前已經證實，心臟病發作後，ENPP1活性會增加。
研究人員發現，單劑量的抗體顯著增強了小鼠的心臟修復，防止了廣泛的組織損傷，減少了疤痕組織形成，並改善了心臟功能。在模擬心臟病發作四周後，接受抗體的動物中只有5%出現了嚴重的心力衰竭，而對照組的動物有52%出現了嚴重的心力衰竭。
這種治療方法可能成爲第一個直接增強心臟病發作後心髒組織修復的方法；相比於目前專注於防止進一步損傷而非積極促進癒合的療法，這是一大優勢。（劉春）