5月22日外媒科學網站摘要：實驗室培養精子和卵子再進一步
5月22日（星期三）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
人類距實驗室培養精子和卵子又前進了一大步
最近發表在《自然》（Nature）雜誌上的一項研究解決了在實驗室中培育人類精子和卵子的一個主要障礙：如何確保人工製造的精子和卵子中DNA和相關蛋白質上的化學標籤被正確放置。這些標籤是細胞“表觀基因組”的一部分，可以影響基因的開啓或關閉。表觀基因組在人的一生中會發生變化；在最終產生精子或卵子的細胞發育過程中，這些痕跡必須被清除乾淨，然後恢復到原來的狀態。
“表觀遺傳重編程是製造下一代的關鍵，”日本京都大學幹細胞生物學家、該論文的合著者齋藤光典表示。他說，他和他的團隊研究出瞭如何激活這種重新編程——這是在實驗室中培育人類精子和卵子的最大挑戰之一。
但齋藤光典很快指出，還有更多的步驟需要攻克，而且他的實驗室所實現的表觀遺傳重編程並不完美。
《科學時報》網站（www.sciencetimes.com）
1、NASA找到處理太空垃圾更經濟方法，提高衛星軌道安全性
美國宇航局（NASA）及其合作伙伴開展的一項研究，發現了一種更經濟的方法來應對日益嚴重的空間碎片問題，這有望徹底改變我們確保衛星軌道環境安全的方式。
NASA技術、政策和戰略辦公室（OTPS）發佈的最新報告詳細介紹了這項研究，提供了關於量化和減少衛星軌道碎片相關危險的最新信息。
這項名爲“減輕、跟蹤和修復軌道碎片的成本和效益分析”的新研究，是OTPS努力解決空間碎片相關財務和技術障礙的第二階段。在2023年發佈的第一份報告中，OTPS對不同修復解決方案進行了早期成本效益分析，包括移動、消除或重新利用空間碎片。
最新研究改進了這些估算，對從巨大的報廢衛星到毫米級碎片所帶來的威脅進行了更精確的評估。它還擴大了研究範圍，包括改進現有廢物的跟蹤和防止新廢物產生的策略。
2、男性睾丸中檢測到的微塑料濃度顯著偏高，對生育和健康構成風險
美國新墨西哥大學的研究人員對23個人類睾丸和47個犬類睾丸進行了研究，這些睾丸分別取自屍體和絕育手術樣本。
研究發現，在23個人類睾丸中檢測到了12種微塑料。研究人員指出，最常見的是用於塑料瓶和塑料袋的聚乙烯；人類睾丸中微塑料的平均濃度爲每克組織329.44微克，顯著高於最近對人體血液中微塑料含量的研究數據。
此外，研究發現，男性睾丸中的微塑料濃度是犬類的三倍多。研究還顯示，相較於年輕男性，研究中的55歲以上男性體內的微塑料相對較少。
此前，微塑料已經在人的血液和其他器官，如肺、心臟和肝臟中被檢測到。事實上，3月份的一項最新研究表明，微塑料可能會滯留在頸部血管中，增加中風和心臟病發作的風險。
根據生殖泌尿學專家的說法，微塑料侵入睾丸的情況尤其令人擔憂。因爲在人體中，只有大腦和睾丸這兩個器官受到血液屏障的保護。然而，早期研究已經表明，微塑料可能會滲透血腦屏障。如果這項新研究的結果在其他實驗室中得到證實，這可能意味着男性睾丸也會受到影響。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
豬心臟和腎臟移植到人類身上會引發細胞水平的變化
美國紐約大學朗格尼醫療中心（NYU Langone Health）的外科團隊在2021年9月和11月進行了全球首次轉基因豬腎移植手術，並在2022年夏天進行了兩次豬心臟移植。這些手術是在被宣佈腦死亡的患者身上進行的，並在家屬同意的情況下維持呼吸機。2024年4月，紐約大學朗格尼醫學院將一隻豬腎移植到一名活體病人身上，展示了這一領域的進展。
兩項最新分析分別發表在5月17日的《自然醫學》（Nature Medicine）和5月21日的《醫學》（Med）雜誌上，揭示了接受異種移植手術的患者在手術前、手術中和手術後，器官和受體體內單細胞水平的變化。科學家團隊與外科醫生合作，採集了血液和組織樣本，分析了數萬個細胞的變化。
研究顯示，移植的豬腎雖然沒有被受體身體完全排斥（沒有立即發生腎功能衰竭），但在人外周血單核細胞（PBMC）中引起了強烈的反應。這組免疫細胞可以像攻擊外來入侵者（如病毒）一樣攻擊移植的（外來）器官。儘管藥物抑制了排斥反應，沒有發現立即的排斥反應，但新研究發現了一些更微妙的反應，這些反應可能導致異種移植隨着時間的推移而失敗。
具體來說，移植的豬腎在分子水平上觸發了“抗體介導的排斥反應”。當身體產生針對移植器官的抗體時，它們會招募自然殺傷細胞、巨噬細胞和T細胞來攻擊移植器官。研究小組還發現，豬腎的組織修復機制有所增加，其中某些細胞在癒合過程中增殖。正常細胞轉化爲癌細胞也會迅速生長，因此這一機制值得關注。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、比沙粒小1000倍——最新光纖技術加速網速
瑞典皇家理工學院的研究人員首次成功地將硅玻璃微光學器件直接3D打印到光纖的尖端，其面積僅與人類頭髮的橫截面一樣小。這一突破可能會帶來更快的互聯網速度、增強互聯網的連接性，以及開發出更小的傳感器和更緊湊的成像系統。
研究人員在《ACS Nano》雜誌上發表報告稱，將硅玻璃光學器件與光纖集成可以實現多種創新應用，包括環境和醫療保健中的更敏感的遠程傳感器，同時也可能在藥品和化學品的生產中發揮重要作用。
皇家理工學院的一位教授表示，這種方法克服了長期以來在光纖尖端用硅玻璃構造時的限制，傳統方法通常需要高溫處理，這會損害溫度敏感纖維塗層的完整性。與其他方法不同，這種工藝從不含碳的基材開始，因此不需要高溫來排出碳，使得玻璃結構保持透明。
2、現代數據證實微觀進化決定宏觀進化
研究人員已經證明，物種在幾代內快速適應的能力，即所謂的進化能力，也可以解釋數百萬年時間內的物種分化。通過分析現有物種和化石的大量數據集，他們發現，受環境波動影響的高進化性特徵隨着時間的推移顯示出更多差異，這在形成進化結果中起着至關重要的作用。
自達爾文提出進化論以來，生物學家一直對物種進化的複雜過程充滿興趣。一個物種在幾代內進化的機制，即微觀進化，是否也能解釋物種的宏觀進化，即數千或數百萬代內的進化？
最近發表在《科學》（Science）雜誌上的一篇論文表明，種羣在幾代內進化和適應的能力，即進化能力，有助於理解進化在更長時間尺度上是如何進行的。
通過彙編和分析現有物種和化石的大量數據集，研究人員能夠證明，負責許多不同特徵的微進化的可進化性預測了相隔百萬年的種羣和物種之間的變化量。
“達爾文認爲物種是逐漸進化的，但我們發現，即使種羣在短期內迅速進化，這種（短期）進化也不會隨着時間的推移而積累。然而，平均而言，種羣和物種的長期差異仍然取決於它們在短期內的進化能力。”論文的資深作者、法國巴黎科技大學生物系教授克里斯托夫·帕姆拉邦（Christophe Pélabon）表示。
3、揭開長壽之謎：研究表明衰老可能受隨機變化影響
飲食或吸菸等環境因素會影響人的生物年齡，使其與出生日期計算的時間年齡不同。通過精確的衰老時鐘可以發現，衰老過程似乎遵循一定的程序。
德國科隆大學CECAD衰老研究中心的科學家發現，衰老時鐘實際上可以測量細胞中隨機變化的增加。這項研究最近發表在《自然衰老》（Nature Aging）雜誌上。
隨着年齡增長，細胞內過程的控制變得不再那麼有效，導致更多隨機結果。這在DNA甲基化的隨機變化中尤爲明顯。甲基化是指影響DNA的化學變化，DNA是基因組的組成部分。這些甲基化過程在體內受到嚴格調控。然而，在人的一生中，甲基化模式會發生隨機變化。這些變化的累積是一個人年齡的高度準確指標。
對細胞控制的喪失和隨機變異的增加並不侷限於DNA甲基化。科學家證明，基因活動中的隨機變異增加也可以用作衰老時鐘。研究還表明，這些時鐘能夠顯示出減緩衰老過程的干預措施的效果或加速衰老的有害因素。
利用現有數據集，科學家們表明，吸菸增加了人類的隨機變化，而“抗衰老”干預措施，如降低小鼠的卡路里攝入量，可以減少甲基化模式的變化。他們還表明，通過將體細胞重新編程爲幹細胞，這些隨機變化甚至是可逆的。科學家們比較了來自皮膚的人類成纖維細胞，這些細胞被重新編程爲幹細胞，並恢復活力，結果顯示，體細胞的高變異確實與年輕幹細胞的低隨機噪聲相反。
科學家們希望，他們關於調控喪失和隨機變異積累的發現將導致新的干預措施，從而解決衰老的根本原因，甚至可能促進細胞再生。這些干預措施的目標可能是修復DNA中的隨機變化或改善對基因表達的控制。（劉春）