10月31日外媒科学网站摘要：科学家创造出能进行光合作用的动物细胞

10月31日（星期四）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

研究发现大脑需要深度睡眠来治愈危及生命的损伤

美国西奈山伊坎医学院一项涉及老鼠和人类的新研究表明，心脏病发作后，免疫细胞会迅速进入大脑，促进深度睡眠。研究发现，这种深度睡眠可以缓解心脏炎症，从而有助于恢复健康。该研究结果发表在最新一期的《自然》（Nature）杂志上。

科学家们早就知道睡眠和心血管健康是有联系的。例如，睡眠不好的人比睡眠良好的人患高血压的风险更高。但对于心血管疾病如何影响睡眠的研究却相对较少。

为了进一步了解，研究人员在老鼠身上诱导了心脏病发作，并对动物的脑电波进行了研究。研究人员发现，与未发生心脏病的小鼠相比，健康小鼠的慢波睡眠（一种与康复相关的深度睡眠阶段）时间更长。

接下来，研究人员试图弄清导致这种影响的原因。研究小组发现，在小鼠心脏病发作后，被称为单核细胞的免疫细胞充斥了它的大脑。这些细胞会产生大量肿瘤坏死因子（TNF），这种蛋白质是炎症的重要调节剂，也能够促进睡眠。

为了了解额外睡眠的作用，研究人员反复打断患心脏病小鼠的慢波睡眠。研究小组发现，这些小鼠的大脑和心脏的炎症更多，与心脏病发作后不受干扰睡眠的小鼠相比，它们的预后明显较差。

研究人员称，鉴于这些发现，在心脏病发作后，“临床医生需要告知患者睡个好觉的重要性”。医院也应考虑到这一点，最好在白天进行检查和操作，以尽量减少睡眠中断。此外，这些发现强调了睡眠和免疫系统之间的双向关系。

《科学》网站（www.science.org）

实验室创造的“原始细胞”为生命起源提供线索

为了让生命从地球的原始成分中产生，早期的细胞需要一些方法来防止它们的内容物简单地漂移。所有的现代细胞都把它们的内部包裹在一个由脂质组成的复杂的双层膜中，科学家们一直想知道这种结构最初是如何由简单分子结合起来的。最近发表在《自然化学》（Nature Chemistry）上的一项研究，提供了一种新的方法来解释碳原子链是如何形成第一个细胞膜的。

今天，大多数细胞膜的主要成分是一种复杂的、巨大的分子，叫做磷脂。最初的细胞可能依赖于更简单、被称为脂肪酸的分子。它们的碳原子链含有10个或更多的碳原子，可在实验室中自发地结合成膜。但这种脂质在早期地球上可能极其罕见。

美国加州大学圣地亚哥分校的一个研究小组找到了一种可以诱导碳原子链形成膜的方法。这些分子出现在陨石中，因此一些研究人员认为它们在早期地球上可能比更大的同类分子更为丰富。之前的工作表明，氨基酸半胱氨酸在地球年轻时期也很可能普遍存在，它可以像化学钳一样，将某些前体分子固定在一起，产生脂质。

在这项新研究中，研究人员将半胱氨酸与脂肪酸的化学“亲缘”结合，这些脂肪酸含有8个碳原子。氨基酸与分子发生反应，形成有两条尾巴的脂质——现代膜中的磷脂也有类似的两条尾巴。研究小组报告说，其中一些脂质聚集成被膜覆盖的球体，称为原始细胞。尽管由于缺乏新陈代谢和遗传机制等属性，它们还不是真正的细胞，但它们可能模仿了细胞进化的某个阶段。研究小组发现，含有6或7个碳的短链脂肪酸亲缘无法诱导形成原始细胞。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、科学家创造出能进行光合作用的动物细胞

根据日本东京大学的一项新研究，藻类的叶绿体可以植入仓鼠细胞中，使仓鼠细胞能够进行光合作用。过去，人们认为叶绿体（植物和藻类细胞中含有叶绿素的结构）与动物细胞结合是不可能的，叶绿体也无法存活或发挥作用。然而，研究结果表明，植入叶绿体的仓鼠细胞能够维持光合作用至少两天。

该研究论文的通讯作者表示，这是首次报道在植入动物细胞的叶绿体中检测到光合电子传输。光合电子传递可以产生化学能，这对于植物和藻类的许多细胞功能都是必需的。

研究小组将红藻的叶绿体植入从仓鼠身上提取的培养细胞中。研究人员通过共聚焦显微镜、超分辨率显微镜和电子显微镜等多种成像技术，检查了细胞内叶绿体的结构。他们还通过使用光脉冲（一种称为脉冲振幅调制荧光测定法的技术）测量并证实了光合作用活动中的电子传递。

该团队正在继续研究如何创造含有叶绿体的“动物”细胞，这种细胞可以为动物提供植物的有益特性。研究发现，含有叶绿体的动物细胞生长速度加快，这表明叶绿体为宿主细胞提供了碳源（燃料）。研究人员建议，未来的研究可以进一步调查宿主细胞和叶绿体之间的物质交换过程，以及产生的其他物质。

2、新型储能系统能高效收集和储存太阳能

据国际能源署（IEA）称，全球最终能源消耗的大约50%用于供暖。然而，与化石能源相比，太阳能在这一领域的利用率仍然较低。限制太阳能广泛使用的一个固有问题是其直接可得性的间歇性，而分子太阳能储能系统是一种很有前途的解决方案。

传统的热能储存策略主要是短期储存能量，例如以热水的形式。相比之下，分子太阳能存储系统以化学键的形式存储太阳能，使其可以保存数周甚至数月。这些特殊的分子——即光开关——吸收太阳能，并在需要时以热量的形式释放出来。然而，当前光开关面临的一个关键挑战是在能量存储容量和太阳能的有效吸收之间进行折衷，从而限制了其整体性能。为了克服这个问题，德国美因茨大学和锡根大学的研究小组在一项合作研究中提出了一种新的方法。

锡根大学的研究小组开发出一种新型的光电开关，具有与传统锂离子电池相当的特殊储能潜力。然而，它们的功能最初仅限于被紫外线激活，而紫外线只占太阳光谱的一小部分。联合研究小组现在引入了一种间接光收集方法，其功能类似于光合作用中的光收集复合体。这包含了第二种化合物，一种所谓的敏化剂，它表现出优异的可见光吸收特性。

这一新策略将太阳能储能效率提高了一个数量级以上，代表了能源转换研究领域的重要进展。这些系统的潜在应用范围从家庭供暖到大规模能源储存，为可持续能源管理提供了有前景的解决方案。

该研究结果发表在国际化学顶级期刊《德国应用化学》（AngewandteChemie）上。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、北极海冰融化可能引发欧洲大面积降温

发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的一项新研究表明，极地地区气温上升可能极大地破坏海洋环流模式。

这项新研究的主要作者强调，我们的发现表明，北极海冰的加速融化可能导致北欧显著降温，这一结果令人震惊，“这提醒我们，地球气候是一种微妙的平衡，很容易受到温度和冰盖变化的影响”。

位于格陵兰岛和挪威之间的北欧海（Nordic Seas）是海洋热输送的关键区域，其对气候模式的影响远远超出地理边界。在10万多年前的末次间冰期（Last Interglacial）的早期，全球气温较现在更高，冰量更少，海平面显著升高。研究小组将那个时期的气候变暖、北极海冰加速融化与区域海面温度和海洋环流的变化联系起来。当海冰融化时，它改变了海水的盐度和密度，扰乱了洋流的正常流动，导致海洋环流模式和热量分布的变化。

研究人员强调，了解末次间冰期的气候动力学至关重要。地球历史上过去的温暖期强调了气候系统中反馈机制的重要性。随着北极持续变暖，海冰减少，洋流和天气模式可能会进一步变化。

2、突破性心脏病疗法有望增强心脏修复和预防心力衰竭

美国加州大学洛杉矶分校的一个研究团队发明了一种创新的实验性疗法，旨在改善心脏病发作后的心脏修复，并可能预防心力衰竭。

这种新的治疗方法旨在通过阻断一种名为ENPP1的蛋白质来改善心脏病发作后的心脏功能。该蛋白质会增加炎症和疤痕组织的形成，从而加剧心脏损伤。发表在《细胞报告医学》（Cell Reports Medicine）上的研究结果可能代表了心脏病发作后治疗的重大进展。

这种实验性疗法使用了研究团队设计的治疗性单克隆抗体。这种靶向药物疗法模拟人类抗体，旨在抑制ENPP1的活性。研究团队之前已经证实，心脏病发作后，ENPP1活性会增加。

研究人员发现，单剂量的抗体显著增强了小鼠的心脏修复，防止了广泛的组织损伤，减少了疤痕组织形成，并改善了心脏功能。在模拟心脏病发作四周后，接受抗体的动物中只有5%出现了严重的心力衰竭，而对照组的动物有52%出现了严重的心力衰竭。

这种治疗方法可能成为第一个直接增强心脏病发作后心脏组织修复的方法；相比于目前专注于防止进一步损伤而非积极促进愈合的疗法，这是一大优势。（刘春）