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, z% O' g1 ?& N5 e- I+ H, m5 ^ 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。
4 i- u% Y9 {$ A5 ?0 _8 L' S/ v5 L 鱼类幼体 5 g! J' D y1 R" d( |: l5 L
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。
4 V4 R N- F; O; H6 c* _/ U) v; K 千奇百怪的鱼类幼体 | JEFF MILISEN, E. OTWELL/SCIENCE NEWS ) \% q9 J5 m9 ^& h" Z
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。 + h. _* \% @0 V& |" H2 x9 y
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)
9 M7 ]0 f6 m9 n: f& S 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。 4 t0 c, n/ u- |) [( |' l
寒冷牙痛 : H+ \8 B, W; t/ P4 z
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?
; m8 C7 I; R# h" a$ O, \4 k 甚至看别人吃冰都让我感到一丝牙疼…… | 腾讯云图库 # n, ~. u }# }0 \4 K; H
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。
# {9 R! w# G3 d- s 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- D2 r; g2 k7 V
古老收藏 # A- b6 i% K. I4 ?5 {( K
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]。
) g3 t; u, C; T 距今有10万年以上历史的矿石收藏 | Jayne Wilkins , N' Y8 d6 p! F; d& B; h: Z! h
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。 ! W( r3 e, g& G1 O4 y
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。
2 _" t$ B1 \. O q* p/ F 活体机器人 ; t7 v: L" E% R# n3 {
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”。 7 [! T; `& i, e2 K' q) K) o6 D
是的,他们管这个叫机器人 | Doug Blackiston and Emma Lederer, Tufts University
) W3 u3 Z" _3 a) E+ X/ } 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]。
2 i( X4 v" G q' L5 p Xenobots“活体机器人”穿过管道 | Doug Blackiston and Emma Lederer, Tufts University
/ W6 P( F3 g2 h6 _ 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。
- k% q( m# U% K 唯有一点可以放心:这些“肉球”不会长大,也不会变成异形的。 7 ~+ s9 }. o4 n/ D
人造细胞 + o; l7 q! `9 m+ ?3 V2 u2 g
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]。 9 D! ^6 F5 [: f3 C
最少需要多少基因,才能造出一个功能正常的细胞?| Emily Pelletier
" q+ ~, R7 l+ ~ 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。 : U% D' I, u" o% o1 ~
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。 ( @! z4 f% O! G( D& Q6 Q
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。 2 o% m& G9 `, v8 b I, N0 f
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 y$ n7 U' [: `1 Y' E1 @2 ^ 参考文献 ! d3 Q' e& @5 f& y. W. P
2 l3 p2 o) ]! ?9 O0 g4 |8 v [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 9 f# h3 W5 R8 @4 ]" k/ D6 |) m
[2] https://advances.sciencemag.org/content/7/13/eabf5567
. p [' }6 Z; P; i$ b3 Y [3] https://www.nature.com/articles/s41586-021-03419-0
1 W) ?* f4 L- i# \4 s [4] https://robotics.sciencemag.org/content/6/52/eabf1571 3 l7 Q( g9 }: z
[5] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00293-2 " { L& k- q! L1 n) j! S( w$ q5 `* Y+ e
作者:麦麦,窗敲雨 ; X+ d8 r* d$ j" P8 S
编辑:窗敲雨
# f/ l* a# w- z$ u( t 本文来自果壳,未经授权不得转载. & R: U" V, d; ?8 K* S6 R
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