最近黑洞或距离地球仅150光年，世界上最强大的X射线激光器成功发射第一束光 - 国际科研周报

来源：环球科学、科技日报、中国科学报、新华社等

马斯克脑机接口公司开始招募人体试验志愿者

据脑机接口公司Neuralink官网消息，该公司已获得独立机构审查委员会和医院站点批准，现开始为他们的首个人体试验招募志愿者。据介绍，该公司这一项目名为准机器人植入脑机接口（PRIME）研究，旨在测试其手术机器人（R1）和植入物（N1）的安全性。

在手术过程中，R1机器人会将N1植入物放置在控制运动的大脑区域，这一植入物可以记录大脑信号，并将其无线传输到解码运动意图的应用程序上，以控制外接设备。据介绍，因颈部脊索损伤或肌萎缩侧索硬化症（ALS）而瘫痪的患者可能会符合该试验的参与资格。

https://neuralink.com/blog/first-clinical-trial-open-for-recruitment/

阿盖尔地下粉钻与古代超大陆裂解有关

来源：Murray Rayner

西澳大利亚的阿盖尔地区是全球最大的天然钻石来源地之一，也是彩钻的最大来源地。大部分钻石矿床和矿山都位于地球深处的火山岩，这些火山岩将钻石从地球深层内部快速转移到了有逾25亿年历史的古大陆中部的表面。不同寻常的是，阿盖尔矿床处在曾位于两个古大陆接合点（Halls Creek造山带）的年轻岩石内，而这是产生粉钻的重要因素——红钻、褐钻和粉钻的形成需要来自大陆碰撞的巨大压力来扭曲它们晶格。逾18亿年前，西澳大利亚和北澳大利亚发生碰撞，使数百千米深处的本来没有颜色的钻石变成了粉钻。不过，将这些钻石带到地表的原因仍不明确。

研究者分析了从阿盖尔矿床开采的矿物，发现该矿床被带到地表的时间比之前认为的更早，与首个超大陆Nuna的裂解时间重叠。作者指出，Nuna的裂解可能让碰撞大陆留下的古老接合点重新开放。含钻石的熔融包裹体可能穿过了这个大陆接合点，形成了这片巨大的钻石矿床。作者认为，超大陆裂解期间形成钻石或是普遍现象，但在古大陆地块边缘裂谷带的这类现象被忽视了。研究结果增进了我们对阿盖尔矿床形成机制以及地球深部发生的各种过程的理解。相关研究结果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

https://www.nature.com/articles/s41467-023-40904-8

酸奶可能有助于消除大蒜气味

人在吃过大蒜之后，口中常常会散出浓烈的气味，短时间不易消除。大蒜的独特气味主要是由一些含硫化合物造成的，而科学家们一直在努力寻找可以对抗大蒜气味的食物。最近，一项发表在《分子》（Molecules）杂志的研究发现，全脂纯牛奶酸奶可能有助于消除大蒜带来的口气。

研究人员测试了酸奶针对大蒜的除臭能力，以及其中的各个成分如水、脂肪、蛋白质等等如何抵抗臭味。科学家将一定量的生大蒜放入玻璃瓶中，确保从中释放的含硫挥发性物质的浓度可以被人类的鼻子所感知，然后用质谱法来检测每次酸奶除臭前后的气态挥发性分子水平。结果发现，仅用酸奶就可以将负责产生大蒜气味的主要挥发性物质减少99%。而当单独使用酸奶中的脂肪、水与蛋白质成分时，亦可产生针对生大蒜的除臭作用，不过脂肪和蛋白质的表现优于水。此外，研究还发现，降低酸奶的酸性会降低除臭效果，当把酸奶的pH值从4.4降到7时，对大酸除臭功能有所减弱。科学家解释说，改变pH值会改变一些蛋白质的结构以及结合能力，也就表示这些蛋白质是应该关注的对象。研究人员希望，未来人们有机会利用这些蛋白质开发出减少大蒜口气的产品。

https://phys.org/news/2023-09-yogurt-go-to-garlic-remedy.html

人体内细胞数量被重新评估

细胞常常被认为是生命的基本单位。细胞的大小和数量，与人体各部位的生长和功能息息相关。最近，在一项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的新研究中，科学家重新评估了成年人和儿童的细胞数量，估计成年男性约有36万亿个细胞，成年女性约有28万亿细胞，儿童则有17万亿细胞。

研究团队分析了超过1500篇过往研究，从中找出相关信息如：人体里有哪些细胞类型，每种细胞在每个组织中约有多少个，每种细胞的平均尺寸和质量等等。结果，科学家在60种不同的组织中发现了超过400种已知的细胞。然后，研究人员基于国际放射防护委员会（ICRP）的数据，整理出体重70千克的成年男性、体重60千克的成年女性以及体重32千克的儿童体内每个组织的质量，并借此估算出每种细胞的个数。最终，科学家估算的结果是，成年男性、成年女性及儿童体内分别有36万亿、28万亿及17万亿个细胞。研究者也指出，在过往文献中可参考的成年男性信息多于成年女性和儿童，成年女性与儿童的估算结果也是基于主要描述成年男性的论文，因此这两个群体的估算结果中不确定性会更多。尽管存在相当多的不确定性，研究团队仍表示，这项研究得到的数据有助于建立人体细胞的整体定量框架。

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2303077120

“反向疫苗”能训练免疫系统，对抗自身免疫性疾病

疫苗能增强免疫系统抵御病原体入侵的能力，但是在自身免疫性疾病中，免疫系统却成为敌人。通常用于治疗这类疾病的药物会抑制人体整体的免疫反应。据《科学》新闻（Science news）消息，在一篇新发表于《自然·生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）的研究中，美国芝加哥大学等机构的科学家发现了一种“反向疫苗”，或是用于治疗多发性硬化症（MS）和狼疮等自身免疫性疾病的新方法。

为了避免免疫系统对自身抗原的攻击，并进一步伤害人体组织和细胞，他们发现可以将抗原固定在糖链上来将潜在的自身抗原引导至肝脏，帮助免疫系统建立耐受性。为了验证这种方法的可靠性，他们将蛋清蛋白和糖链（糖基化聚合物经过糖基化后，加上了n-乙酰半乳糖胺）连接制成“反向疫苗”，并给小鼠注射了3剂。此前，蛋清蛋白单独注射到小鼠体内后，都会引起强烈的免疫反应。他们分析了小鼠的淋巴结和脾脏，发现这种反向疫苗能训练其他免疫细胞来抑制针对该蛋白质的T细胞。更进一步，他们发现当诱导小鼠产生实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）后，给其注射包含一种连接糖链的髓磷脂蛋白的反向疫苗，可以防止小鼠患这种疾病，而含有不同髓磷脂蛋白的组合成分，能防止EAE的复发。这种反向疫苗能够关闭特定抗原反应，或有望成为自身免疫疾病治疗中有前途的替代方案。

https://www.nature.com/articles/s41551-023-01086-2

最近黑洞或距离地球仅150光年

来源：NASA，ESA和STScI

毕宿星团是一个由数百颗恒星组成的开放星团，此类疏散星团由一些具有相同经历的恒星集合而成，这些恒星在同一时间由同一簇气体和尘埃云形成，因此拥有基本相同的化学成分及年龄。来自意大利和西班牙的天文学家可能发现了距离地球最近的黑洞，它们潜伏于离太阳仅150光年远的毕宿星团附近。这些黑洞可能在数百万年前从稠密的星团中喷出，随后在星系内独自游荡。相关论文已于最近发表于《皇家天文学会月报》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。

意大利帕多瓦大学科学家领导的团队模拟了毕宿星团内恒星的运动和演化情况，模拟考虑了黑洞存在的情况。然后，他们将模拟结果与之前对疏散星团内恒星的速度和位置的实际观测结果（由盖亚空间望远镜提供）进行了比较。他们发现，与毕宿星团观测结果最吻合的模型是那些星团内包含两三个黑洞的模型。此外，星团中包含黑洞的模拟结果也与盖亚望远镜的数据匹配，这些黑洞理论上在不超过1.5亿年前被喷出。而且，即使这些黑洞现在已经从毕宿星团喷出，但它们仍然是离地球最近的黑洞。此前距离地球最近的黑洞为“盖亚BH1”和“盖亚BH2”，分别距离地球1560光年和3800光年，都由盖亚望远镜“捕获”。

https://www.cas.cn/kj/202309/t20230918_4970890.shtml

AlphaFold数据库中发现了全新的蛋白质结构和家族

来源：原论文

2022年，谷歌DeepMind用蛋白质结构预测工具AlphaFold预测了超过2亿个蛋白结构，涵盖生物体中几乎所有已知的蛋白质。近日，两项基于该数据库的研究发现了全新的蛋白质家族和蛋白质结构，相关工作发表于《自然》（Nature）杂志。

来自瑞士苏黎世联邦理工学院和韩国首尔大学的研究人员开发了一种快速比较AlphaFold数据库中蛋白结构相似性并归类的工具，从中鉴定出了超过200万类不同的蛋白质结构“簇”，并发现了一些惊人的蛋白结构联系。例如，一种人类用于识别致病性双链DNA的蛋白AIM2，其结构与来自细菌和古菌的蛋白具有相似性，属同一蛋白结构簇。此前，研究人员通常利用氨基酸序列来比较蛋白质的相似性，但由于这种序列在进化中变化较快，因此在寻找关系较远的蛋白质方面具有局限性。本次新方法鉴定出相关蛋白质的数量是此前方法的10倍。

在另一篇工作中，来自瑞士巴塞尔大学的研究团队利用AlphaFold数据库中预测准确性最高的5000万个结构，基于序列相似性和结构相似性，分析了蛋白质数据库UniProt中“功能不明”的蛋白质。他们发现了290种可能的全新蛋白家族，确定了一个新的糖基转移酶家族和一个新的毒素-抗毒素超家族，并发现了一种新的蛋白折叠方式——“β-花”（β-flower）。含有这种新折叠方式的蛋白质彼此间亲缘关系较远，目前尚不清楚该结构有何功能。

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06510-w

世界上最强大的X射线激光器成功发射第一束光

得益于X射线强大的穿透力，以及它可直接用于解析原子结构的极短波长，X射线成像一直是捕捉物质微观结构最有利的工具。2009年，美国能源部SLAC国家加速器实验室的直线加速器相干光源（LCLS）成功运行，此后它极大地推动了X射线自由电子激光技术（XFEL）的发展。据《自然》新闻（Nature news）报道，近日，LCLS完成了计划中的重大升级LCLS-II，成为世界上最强大的X射线激光器，产生了第一束激光。这次升级LCLS-II能够捕获阿秒时间尺度（电子移动的时间尺度）化学反应的原子尺度快照，为化学、生物反应等提供前所有为的见解。

XFEL能产生超高亮度、超短脉冲且波长可调的相干X射线脉冲，这让科学家能够以前所未有的精度，在化学、生物学和材料变化发生的自然时间尺度上捕捉分子、原子甚至电子的行为。这次LCLS-II的升级耗时逾十年，耗资11亿美元，其升级的核心在于超导加速器。它由37个低温模块组成，可以冷却到约2K，在这个温度下它可以将电子提升到接近光速。结合了最尖端的传感器及关键电子器件，LCLS-II完成了重大升级，如今它每秒可以发出一百万次X射线脉冲，是上一代的8000倍，且激光亮度也提升了10000倍，这使得科学家能以前所未有的精度观测分子内部的“高速电影”，从蛋白质的“舞蹈”、到光合作用的机制，LCLS-II将以前所未有的细节揭示生物系统的奥秘。

https://www.nature.com/articles/d41586-023-02874-1

研究揭示为何肿瘤会倾向于转移到脊椎

实体瘤倾向于转移到椎骨而非其他骨头，具体原因仍不明确。曾有学说认为，这是由于特定的血流模式会优先将转移瘤运送至脊椎而非长骨。然而，事实并非如此：一项美国威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medicine）的研究发现，血流数据并不能解释这种现象，罪魁祸首可能是椎骨干细胞（vSSC），它们会分泌一种吸引肿瘤细胞的蛋白。该研究于9月13日发表在《自然》（Nature）杂志。

在这项研究当中，研究人员首先将骨骼干细胞（所有骨头和软骨的起源细胞）从小鼠中分离出来，并分析椎骨的相关基因是否存在其特定的活性模式。他们发现，负责组建不同骨头的骨骼干细胞的基因活性之间存在系统性差异，并随之鉴定出了vSSC。研究人员观察到，转移瘤细胞主要“播种”在vSSC及其子代细胞将会定居的骨髓部位，一旦vSSC被移除，脊椎骨和长骨的肿瘤转移率就变得一样了。最终，研究人员确定，vSSC大量分泌的MFGE8蛋白会使脊椎更容易被肿瘤细胞入侵。目前，科学家正在研究阻断MFGE8蛋白的方法，以降低癌症病人肿瘤转移的风险，并探索脊椎干细胞的特殊性质和脊椎疾病之间的关联。

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_24605283

“通用型”流感疫苗开始临床试验

现有的季节性流感疫苗可以有效预防特定流感病毒株。而随着病毒变异，每年都需要重新制备疫苗以有效对抗流感。科学家一直希望能够开发出“通用”流感疫苗，以降低接种频率。9月15日，美国国立卫生研究院（NIH）表示，针对6种流感病毒株的实验性疫苗FluMos-v2已进入临床试验阶段。位于马里兰州贝塞斯达的NIH临床中心正在招募志愿者参与试验。

FluMos-v2是由美国过敏和传染病研究所（NIAID）疫苗研究中心（VRC）的科学家设计的，通过在自组装纳米颗粒支架上将流感疫苗的血凝素（HA）呈递出来，诱导机体产生针对4个甲型流感病毒株和2个乙型流感病毒株的抗体。在先前的动物实验中，FluMos-v2产生了强烈的抗体反应。此次临床试验预计将招募24位年龄在18-50岁之间的健康志愿者，每人将接受两次FluMos-v2肌肉注射，两次注射之间间隔16周。最初，志愿者将被分入低剂量组，每次接种60微克。如果至少有3位志愿者在接受这一剂量的注射后未发现安全问题，则高剂量组（每次接种180微克）也将开始招募。研究者计划为低剂量组与高剂量组各招募12位志愿者。

https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-clinical-trial-universal-flu-vaccine-candidate-begins