' |& q3 e& d H5 h, E 欢迎收看一周科技。本周你将看到:①鱼类幼体美图;②牙齿如何感知寒冷;③10万年前的古老收藏品;④活细胞机器人又有了船新版本;⑤人造细胞更像真细胞了。 - B+ M$ s- H0 s
鱼类幼体
$ y5 \1 h) L/ {( k 鱼类小时候长得能有多狂野?潜入漆黑的海水,才能记录下它们最真实的样子。 7 Z# ^! q$ g0 j2 E
千奇百怪的鱼类幼体 | JEFF MILISEN, E. OTWELL/SCIENCE NEWS 0 n4 d) K9 ^6 e; G, S
在最近的一项研究中,潜水爱好者与海洋生物学家展开合作,观察了夏威夷岛附近的鱼类幼体[1]。夜晚幼鱼会游到浅水区域,此时潜水者们在水下进行实地拍摄,并采集幼体样本。接下来,研究者负责进行DNA鉴定与标本比对,确定这些小家伙分别属于哪个物种。
: b2 k4 Z- Y% {& ]0 }6 g 这是三斑沙鰈(Samariscus triocellatus)的幼体。潜水拍摄(左)能记录下它身上惊艳的色彩,而经过处理的标本则显得苍白黯淡(右) | J. MILISEN(左),A. NONAKA/SMITHSONIAN NMNH(右)
% I6 i( r+ D4 _0 t8 p 潜水摄影是了解鱼类幼体的良好途径:通过它,可以发现标本无法展现的色彩、结构与行为信息。科学家获得了新的研究灵感,而潜水爱好者们也终于能确定自己拍到的小鱼叫什么名字了。 Y7 P. ^% l4 O0 `: J4 @
寒冷牙痛 & A* Z/ S. n! j. ?( O& R
牙齿受损或敏感时,喝口冰水可能都会疼得要人命——牙齿到底是怎么感觉到寒冷的呢? . p; I# S/ i- ?6 D" F2 M* V9 N
甚至看别人吃冰都让我感到一丝牙疼…… | 腾讯云图库 2 h( C+ k- W5 G( K7 d% ~
长期以来,人们并不清楚冷刺激造成牙疼的具体原理,而最近一项研究为此提供了新的信息[2]。通过动物实验,研究者证实牙齿感知寒冷要依靠成牙本质细胞(也就是形成牙本质的细胞)。而在这些细胞中,具体负责感知冷刺激的是名叫“TRPC5”的离子通道蛋白。当体内缺失这种蛋白时,小鼠即使牙齿受损也不再产生牙痛的行为表现。人们原本认为,成牙本质细胞主要只负责生产支撑牙齿结构的材料,没想到这些“建筑工”其实也在传递感知信号。 * L" ]9 ?" ^# T! f. R
这一发现不能直接解决吃冰牙疼的困扰,不过锁定了具体的感受器蛋白之后,就可以针对它进行药物研发,说不定会有更好用的牙疼药物从中诞生。
/ B* h7 C! y* X, P" ^( n' A% H 古老收藏
9 c- h( f% t, J& r J- s 考古学家发现了人类最早的收藏行为:10.5万年前,有人在南非沙漠的一处岩棚里,收藏了22块方解石晶体[3]。 ; v7 k5 \2 {" y" w* i. Q1 j7 P
距今有10万年以上历史的矿石收藏 | Jayne Wilkins " q N, ^- ^* D: e4 f
这些方解石晶体形状各异,没有被雕琢过。它们并非出产于这片区域,看起来也不具备任何实用功能。考古学家猜测,当时的人可能只是将它们收集起来,当作装饰品放在这里。这里同时还出土了42块烧制过的鸵鸟蛋壳碎片,这些鸟蛋当时可能用来存储和运输水。 , U, W; O1 y/ s3 H5 D
对于现代人来说,收藏并不稀奇;但我们还不知道,这种毫无功能性的复杂行为起源于什么时候。而这次发现的古老收藏,让我们对人类行为的发展有了新的认识。
% }) z+ A3 W. K 活体机器人
* {3 u/ L5 t" w, C& J% F. i- k9 d8 w2 A 这些在显微镜下游动的迷你“肉球”,是科学家最新研发的“活体机器人”。
5 x: A3 I1 Q% m8 o9 z. a 是的,他们管这个叫机器人 | Doug Blackiston and Emma Lederer, Tufts University : E8 c/ X1 r w' M
制造这些“活体机器人”的步骤十分简单:只需要从非洲爪蟾胚胎上挖下小块干细胞组织,然后等着这坨细胞自行长成球状。一些细胞会发生分化,长出纤毛结构——借助纤毛,“小肉球”就可以四处游动了。这些“活体机器人”直径约为500微米,它们能穿过细小的管道,还能顺利通过弯曲的简易迷宫[4]。 ' ?7 j' v1 s3 {$ k$ T0 ^
Xenobots“活体机器人”穿过管道 | Doug Blackiston and Emma Lederer, Tufts University
) i7 W/ P; a2 q/ g; Y1 j 这些被称为“Xenobots”的活细胞机器人已经是2.0版本了,和初代版相比,它的制备更简单,运动也更快。即使不提供营养物质,这些小肉球也能存活10天时间。将来,人们或许可以安排它们去完成某种任务——或许是清除环境中的微塑料什么的。不过目前,研究者还没想好它具体能有什么用。
' Z! u u" }! t5 A: f: x$ U% N 唯有一点可以放心:这些“肉球”不会长大,也不会变成异形的。
: x7 N; R% d" W" W: o# H 人造细胞
: G" Y( }& J) ~; z$ V) B' s' I 人造细胞也能像天然细胞一样均匀分裂,产生正常的子细胞了[5]。 " L/ H* L) r8 n5 j- o6 l
最少需要多少基因,才能造出一个功能正常的细胞?| Emily Pelletier
; e0 [0 B7 N2 X3 D+ w; X1 R3 [- D, K 2016年,科学家利用衣原体和化学合成的基因组,制造了最小的合成细胞。通过筛选,科学家去掉了那些不重要的基因,在这个合成细胞中只留下了473个关键基因。然而,这个最小细胞虽然能够生长、代谢和分裂,但它们的分裂并不正常,产生的子细胞形态怪异。 2 J7 I3 \+ y' @' J* q$ b. u
在重新筛选之后,科学家发现了7个细胞分裂的必需基因。在将这几个基因重新引入之后,极简人造细胞终于可以正常地均等分裂,产生形状大小一致的子细胞了。
+ X& a, L1 i5 u0 Z- @ 构成“极简细胞”的这几百个关键基因中,仍有许多基因的具体功能是未知的。这项研究可以帮助探究这些基因对细胞生长的作用。 . {/ H" y6 @; N
科学发现需要科学家们的细心观察和反复验证,但世界上你看到的有些事物,并不一定都是真实的。点击视频,看看哪几个瞬间,让你开始怀疑自己的眼睛?
4 A6 {6 c V4 |* M 参考文献 & W+ Y0 x* R. p, W# h( P- a
; A5 z/ P, X/ D [1] https://bioone.org/journals/ichthyology-and-herpetology/volume-109/issue-1/i2019318/Blackwater-Diving--An-Exciting-Window-Into-the-Planktonic-Arena/10.1643/i2019318.full / X4 ~# ]) j; ]) }5 J
[2] https://advances.sciencemag.org/content/7/13/eabf5567 3 i( s5 y1 P ?7 n0 i+ g
[3] https://www.nature.com/articles/s41586-021-03419-0 4 Z3 E+ I! e6 J
[4] https://robotics.sciencemag.org/content/6/52/eabf1571 & q' F% }# X3 h U) g$ u3 D
[5] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00293-2
X3 ^ `# X g: y) k9 V4 Q 作者:麦麦,窗敲雨
% U0 k" y# o9 b* F) t- M( P 编辑:窗敲雨
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