新聞掃描簡報:堅韌如鐵的紙張;不含避蚊胺的驅蚊劑;人工角膜

生物學 -- 驅蚊劑 -- 材料 -- 神經心理學

重塑最早的細胞
與現代細胞(擁有線粒體、孔、細胞核等)不同,大約35億年前出現的第一個細胞非常簡單。它可能只由一層膜和內部的遺傳資訊組成——這就引出了一個問題,它是如何吸收營養和繁殖的。哈佛醫學院的研究人員構建了一個模型,展示了第一個細胞可能的樣子。他們使用可能存在於原始地球上的脂肪酸,創造了一種膜,這種膜具有足夠的孔隙度,可以讓營養物質進入,但又足夠堅固,可以保護內部的遺傳物質。在裝有水的試管中,脂肪酸在DNA條帶周圍形成環狀。研究人員還添加了核苷酸——遺傳物質的單位——它們進入細胞,附著在DNA上,並在24小時內複製了DNA。科學家現在必須弄清楚原始的和複製的DNA鏈如何分離,這將使細胞能夠分裂和繁殖。這項研究發表在6月12日的《自然》雜誌上。

避蚊胺的剋星
新型驅蚊劑的有效時間是目前使用最廣泛的化學物質和衡量替代品的黃金標準——避蚊胺的三倍以上。研究人員使用人工神經網路發現了它們,他們首先透過向其提供150種已知驅蚊劑的分子結構來訓練該網路。然後,該神經網路掃描了一個包含約2000種未經測試的哌啶類化合物的庫,這些化合物與黑胡椒中的活性成分有關,可以驅除昆蟲。隨後,人類志願者佩戴浸漬了最佳候選物的臂章,每天在裝有約500只蚊子的籠子中靜止不動地舉起手臂一分鐘。佛羅里達大學和美國農業部的科學家發現,雖然避蚊胺平均能驅蚊17.5天,但一些新化合物的驅蚊時間長達73天。《美國國家科學院院刊》5月27日刊登了關於這些發現的報道。

堅韌如鐵的紙張 紙張可能不會過時——一種新型紙張的抗撕裂性比鑄鐵更好。由纖維素纖維製成的材料可能非常堅固,但也可能很脆,拉扯時很容易撕裂。現在,斯德哥爾摩皇家理工學院的研究人員及其同事發明了一種非常堅韌的“奈米紙”。為了製造這些紙張,研究人員用酶處理木漿,然後將其粉碎。紙張通常由直徑為幾十微米的纖維製成,但奈米紙將纖維素纖維捲曲成寬度為10到40奈米的纏結。它的高拉伸強度很可能歸因於其網狀結構以及纖維彼此粘附的方式。這種紙張的配方可以作為建築材料使用,已刊登在6月9日出版的《Biomacromolecules》雜誌上。


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那是你的最終報價嗎?
血清素是一種影響大腦情緒的化學物質,它似乎也控制著對不公平行為的反應。劍橋大學的研究人員透過給志願者餵食一種缺乏色氨酸的氨基酸混合物(色氨酸是人體制造血清素所需的成分),部分降低了志願者的血清素水平。然後,志願者們玩了一個最後通牒遊戲,在這個遊戲中,他們必須決定是否接受“提議者”提出的分配一筆錢的方案,無論分配多麼不均。拒絕該提議意味著沒有人能得到任何東西。實驗者發現,缺乏血清素會使拒絕的可能性更大——例如,82%的血清素缺乏者拒絕了20%的份額,而接受同樣最後通牒的正常受試者中,這一比例為67%。這項研究的結果發表在6月5日《科學》雜誌的線上版上,要麼接受,要麼放棄。

微生物計算
科學家們製造了一種DNA計算機,讓細菌參與解決一個排序問題(即,一個涉及將煎餅翻面至金黃色朝上的問題)。研究人員使用兩個DNA片段——一個長片段和一個短片段——模擬了一個簡單的兩煎餅翻轉問題,並將它們以隨機的順序和方向插入到細菌中。在一種酶的幫助下,這些片段將有一定的時間翻轉到正確的位置。具有正確答案的細菌恰好對產生了抗生素免疫,抗生素被用來消滅那些具有錯誤答案的細菌。由於細胞可以繁殖,微生物處理器的數量可以呈指數級增長,從而快速解決問題。

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捕捉一顆爆發的恆星
科學家們已經精確地定位了一顆恆星,它在爆炸前幾個小時內在光譜的紫外線(UV)部分閃耀。這一發現代表著即將到來的超新星最早可見的跡象。紫外線是由於膨脹的內部衝擊波試圖從恆星中掙脫出來時溫度驟升而產生的;因此,它們提供了在恆星被摧毀之前收集關於完整恆星資料的最後機會。就在這一發現不久之前,研究人員首次目睹了當衝擊波真正撕裂恆星時釋放出的X射線。

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