3月21日外媒科學網站摘要:二甲雙胍爲什麼有減肥功效?

3月21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)

1、新冠肺炎帶來認知症狀的原因:血腦屏障滲漏和炎症

新冠肺炎會帶來一系列令人不安的神經系統症狀,如嗅覺喪失、頭痛、記憶問題等,使日常工作變得困難。現在,新的研究進一步證明,大腦中的炎症可能是這些症狀的基礎。

一些新的研究表明,導致新冠肺炎的新冠病毒會直接感染腦細胞。這些發現支持了直接感染導致與新冠肺炎相關的大腦問題的假設。大腦炎症是關鍵的觀點得到了新的支持:例如,一項研究已經確定了新冠肺炎患者容易發炎的特定大腦區域。但是來自身體其他部位的分子是如何影響大腦中的炎症的?研究還發現,將大腦與身體其他部位隔開的血腦屏障在新冠病毒感染期間會被破壞。

最終,所有這些研究都指向了潛在的治療靶點和生物標誌物。但新冠肺炎的腦部症狀可能是由多種因素共同引起的,這將使新冠肺炎導致的認知問題的治療複雜化,尤其是在感染長新冠期間。

2、蛋白質運動動態圖像揭示了隱藏細胞生物學

自20世紀50年代以來,科學家們對肌肉的工作原理已經有了很好的瞭解。處於動作中心的蛋白質是肌球蛋白(myosin),這是一種分子馬達,它沿着像繩子一樣的肌動蛋白鏈棘輪運動,抓住、拉動、釋放、再抓住,從而使肌肉細胞收縮。

《自然》( Nature)雜誌上的兩篇具有里程碑意義的論文首先解釋了這些基礎知識,並通過肌球蛋白及其夥伴的詳細分子圖譜加以證實和闡述。研究人員認爲,肌球蛋白是通過將附着在蛋白質運動部分的長桿狀臂向後翹起來產生力量的。唯一的問題是,科學家們從未見過這種短暫的狀態——直到現在。

在今年1月3日發表的一份預印本中,英國利茲大學(University of Leeds)的研究人員使用了一種尖端的結構生物學技術來記錄這一時刻,這一時刻在活細胞中只持續幾毫秒。這種被稱爲“時間分辨率低溫冷凍電鏡(Time-Resolved Cryo-Electron Microscopy,TRCEM)”的技術讓結構生物學家可以像電影攝影師一樣,把生命分子機制的靜止快照變成揭示其工作原理的動態圖像。

利茲大學記錄到的肌球蛋白“電影”不是長片;它由兩個畫面組成,展示了分子運動的不同階段。然而,它證實了一個幾十年前的理論,並解決了關於肌凝蛋白編排步驟順序的爭論。

3、這是最終結論:人類世不是一個地質時代,儘管有人反對投票

關於是否將“人類世(Anthropocene)”定義爲一個新的地質時代的一場備受矚目的爭論已經結束。3月20日,國際地質科學聯合會(IUGS)——這個問題的最終仲裁者——宣佈它支持本月早些時候由第四紀地層學小組委員會(SQS)做出的決定。SQS於3月4日投票否決了一項提案,該提案提出把“人類世”作爲地球地質時間表上的一個正式時代。

IUGS的決定有效地終止了對先前投票的戲劇性挑戰:SQS主席和副主席表示,投票是非法的。除此之外,他們說,投票支持人類世提案的16名SQS成員中有11人沒有資格,因爲他們擔任小組委員會成員的時間太長了。

IUGS在一份聲明中稱,3月4日的投票及其上訴是“一個艱難的過程”,“完全符合法定要求”。IUGS是國際地層學委員會(ICS)的上級組織,而SQS隸屬於ICS。

《科學時報》網站(www.sciencetimes.com)

研究稱“非粒子”暗能量或是宇宙膨脹背後驅動力

天文學家普遍承認宇宙正在膨脹,儘管膨脹背後的驅動力仍然難以捉摸。在一篇新論文中,研究人員提出,這種不斷加速的膨脹可能是由一種神秘的物質形式驅動的,而這種物質形式不符合粒子物理學的標準模型。

關於宇宙膨脹的最著名的理論之一是存在一種神秘的實體——暗能量,它以宇宙常數的形式存在。這導致膨脹的速度與宇宙的年齡以及物質和輻射的溫度無關。然而,這一假設受到了最近天文觀測的挑戰。這促使科學家們尋找解釋暗能量本質的替代方法。

在最近的一項研究中,研究人員探索了一種觀點,即暗能量是由一種叫做非粒子的物質的理論形式組成的。他們認爲,這個理論比假定宇宙常數的標準宇宙學模型更符合觀測結果。

在這項名爲“涌現的非粒子暗能量可以恢復宇宙一致性(Emergent Unparticles Dark Energy can restore cosmological concordance)”的研究中,以色列艾瑞爾大學(Ariel University )的研究人員將非粒子假說與從各種實驗中收集到的觀測數據結合起來。他們發現,當使用非粒子理論時,哈勃常數的值和從這些實驗中收集的參數彼此一致。這與使用標準宇宙學模型計算的值形成對比。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、“量子龍捲風”爲理解黑洞提供了新途徑

科學家首次創造了一個巨大的量子漩渦來模擬超流氦中的黑洞,這使他們能夠更詳細地觀察模擬黑洞的行爲以及與周圍環境的相互作用。

英國諾丁漢大學與倫敦國王學院和紐卡斯爾大學合作,創建了一個新的實驗平臺:量子龍捲風。他們在超流氦中創造了一個巨大的漩渦,這個漩渦被冷卻到儘可能低的溫度。通過觀察超流體表面的微小波動動力學,研究小組已經證明,這些量子龍捲風模擬了旋轉黑洞附近的引力條件。這項研究發表在《自然》雜誌上。

2、一種新型AI工具可預測人們對接種疫苗的態度

美國辛辛那提大學(University of Cincinnati)和西北大學(Northwestern University)的研究人員創建了一個強大的人工智能(AI)新工具,能夠預測某人是否願意接種疫苗。

該預測系統利用一個綜合的數學方程系統,描述了機器學習中獎勵和厭惡判斷的合法模式,並使用一小部分來自人口統計數據和個人判斷(如對風險或損失的厭惡)的數據。這項新技術可以廣泛應用於預測心理健康,並導致更有效的公共衛生運動。這項研究發表在《醫療互聯網研究公共衛生與監測》(Medical Internet Research Public Health and Surveillance)雜誌上。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、新材料能使鈣鈦礦太陽能電池效率提高近16%

在《材料化學雜誌》(Journal of Materials Chemistry)上發表的一篇文章中,巴西聖保羅州立大學(UNESP)的研究人員描述了一種提高鈣鈦礦太陽能電池效率和穩定性的策略。鈣鈦礦是一種實驗室生產的半導體材料。該項目的結果可能對太陽能行業的未來有非常積極作用。

該方法涉及使用一類被稱爲“Mxenes(二維過渡金屬碳/氮化物)”的新型納米材料,這是一類二維材料,具有類似石墨烯的結構,結合了過渡金屬、碳和/或氮,以及表面官能團,如氟化物、氧或羥基。它們的特性包括高導電性、良好的熱穩定性和高透射率。

在本研究中,將 Ti3C2Tx(MXene)加入到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中形成鈍化塗層,並將其自旋塗覆在倒置太陽能電池的鈣鈦礦層頂部。Ti3C2Tx的使用使電池的功率轉換效率從19%提高到22%。它還增加了電池的穩定性,與對照電池(沒有鈍化層)相比,電池的持續時間延長了三倍,而且沒有性能損害。

2、陸地下沉加海平面上升,美國東海岸關鍵基礎設施受威脅

在美國東海岸的許多地方,由融化的冰和水變暖的熱膨脹引起海平面上升只是威脅沿海地區的一部分,而研究發現這些地方的陸地同時也在下沉。根據美國弗吉尼亞理工大學(Virginia Tech)一個科學家團隊發表在《PNAS Nexus》上的一項研究,這種地質上的兩個變化正在迅速發生,足以威脅美國沿海數千萬人賴以生存的基礎設施、農田和溼地。

研究人員分析了衛星數據和地面GPS傳感器,繪製了從美國新英格蘭到佛羅里達沿海地區的垂直和水平運動圖。研究稱,在美國紐約、巴爾的摩和諾福克等主要城市,超過一半的基礎設施所在土地在2007年至2020年間每年下沉1至2毫米。美國特拉華州、馬里蘭州、南卡羅來納州和佐治亞州的幾個縣的土地下沉速度是這一速度的兩倍或三倍。研究人員發現,這些地方至少有86.7萬處房產和關鍵基礎設施,包括幾條高速公路、鐵路、機場、水壩和防洪堤都在下沉。

在此之前,該研究團隊發表在《自然通訊》(Nature Communications)上的一項研究使用了相同的數據,表明美國大多數東海岸沼澤和溼地——在颶風期間保護許多城市免受風暴潮的影響——正在以每年超過3毫米的速度下沉。他們發現,這些至少有8%的沿海森林由於下沉和海水入侵而被取代,導致“幽靈森林”的擴散。

3、糖尿病處方藥二甲雙胍爲什麼有減肥功效?

美國斯坦福大學醫學院(Stanford Medicine)一項對小鼠和人類的研究發現,一種常用糖尿病處方藥二甲雙胍(metformin)會刺激乙酰丙氨酸(lacc -phe)分子的產生,這是二甲雙胍引起體重適度減輕的原因。乙酰丙氨酸分子被稱爲“抗飢餓分子”,通常在劇烈運動後產生,是斯坦福大學醫學研究人員於2022年發現的。

這一發現進一步證實了乙酰丙氨酸分子在新陳代謝、運動和食慾方面的關鍵作用,可能爲一種新的減肥藥的研發鋪平道路。

4、科學家發現“分子羅塞塔石碑”:揭示體內微生物羣如何與人體對話

美國加州大學聖地亞哥分校(University of California San Diego)的科學家們發現了數千種新的膽汁酸分子,這些分子被人體內的腸道微生物羣用來與身體的其他部分交流。研究報告的合著者稱,研究結果類似於分子“羅塞塔石碑”,爲微生物用來影響遠處器官系統的生化語言提供了以前未知的見解。

膽汁酸起源於肝臟,儲存在膽囊中,最終釋放到腸道中,在用餐後用於幫助消化。腸道中的微生物會代謝肝臟產生的膽汁酸,將其轉化爲大量不同的分子,稱爲次級膽汁酸,這種分子更容易被人體吸收。到目前爲止,二級膽汁酸的豐富多樣性和功能範圍尚未得到科學家的充分認識。

除了幫助消化,膽汁酸也是重要的信號分子,有助於調節免疫系統,並具有重要的代謝功能,如控制脂質和葡萄糖代謝。這些分子也有助於解釋腸道中的微生物如何能夠影響遠處的器官系統。(劉春)