南洋理工大学研究人员发明人造"蠕虫肠道"吞噬塑料垃圾

南洋理工大学研究人员发明人造"蠕虫肠道"吞噬塑料垃圾 南洋理工大学的科学家们用不同的塑料食物喂养蠕虫，并从它们的肠道中提取微生物组，将它们放在烧瓶中培养，形成人工"蠕虫肠道"。图片来源：新加坡国立大学南洋理工大学土木与环境工程学院（CEE）和新加坡环境生命科学工程中心（SCELSE）的研究人员通过用塑料喂养蠕虫并培养其内脏中的微生物，展示了一种加速塑料生物降解的新方法。先前的研究表明，面包虫 - 通常作为宠物食品出售、因其营养价值而被称为"超级蠕虫"的黑甲虫的幼虫能够以塑料为食而存活，因为其肠道中含有能够分解常见类型塑料的细菌。然而，由于进食和虫体维持的速度较慢，将它们用于塑料处理一直不切实际。现在，南洋理工大学的科学家们展示了一种克服这些挑战的方法，他们分离出蠕虫的肠道细菌，利用它们来完成这项工作，而无需大规模繁殖蠕虫。(左起）南洋理工大学研究团队成员包括研究员 Sakcham Bairoliya 博士、曹斌副教授和研究员 Liu Yinan 博士。资料来源：新加坡国立大学南洋理工大学电子工程学院副教授、南洋环境科学与工程学院首席研究员曹斌说："一只蠕虫一生只能消耗几毫克的塑料，因此可以想象，如果我们要依靠它们来处理塑料垃圾，需要多少蠕虫。我们的方法将蠕虫从等式中剔除，从而消除了这种需求。我们的重点是提高蠕虫肠道中有用微生物的数量，并建立一个能够有效分解塑料的人工'蠕虫肠道'"。这项研究最近发表在《国际环境》杂志上，与南洋理工大学 2025 五年战略计划中促进创新并将研究成果转化为造福社会的实际解决方案的承诺相一致。开发人造蠕虫肠道为了开发他们的方法，南洋理工大学的科学家们给三组超级蠕虫喂食了不同的塑料食物高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）为期 30 天。对照组喂食燕麦片。北大科学家之所以选择这些塑料，是因为它们是世界上最常见的塑料之一，用于食品盒和洗涤剂瓶等日常用品。高密度聚乙烯是一种以抗冲击性强、不易分解而著称的塑料。在这些蠕虫内脏中发现的细菌可以分解塑料。资料来源：南洋理工大学在给蠕虫喂食塑料后，科学家从它们的肠道中提取了微生物组，并将它们放在装有合成营养物和不同类型塑料的烧瓶中培养，形成了人工"蠕虫肠道"。在室温下，让微生物组在烧瓶中生长六周。增加塑料降解细菌科学家们发现，与对照组相比，装有喂食塑料的蠕虫肠道微生物群的烧瓶中，塑料降解菌显著增加。此外，与直接喂给蠕虫的塑料上的微生物相比，在烧瓶中塑料上定植的微生物群落更简单，更适合特定类型的塑料。当微生物群落更简单且针对特定类型的塑料时，在实际应用中就有可能更有效地降解塑料。该研究的第一作者、中欧和东欧环境与工程学院研究员刘一楠博士说："我们的研究是首次成功尝试从喂食塑料的蠕虫肠道微生物组中培养塑料相关细菌群落。通过将肠道微生物组置于特定条件下，我们能够提高人工'蠕虫肠道'中塑料降解细菌的丰度，这表明我们的方法是稳定的，可以大规模复制。"研究人员说，他们的概念验证为开发利用蠕虫肠道微生物群处理塑料垃圾的生物技术方法奠定了基础。下一步，研究人员希望了解超级蠕虫肠道中的细菌如何在分子水平上分解塑料。了解这一机制将有助于科学家们在未来设计塑料降解细菌群落，从而高效地分解塑料。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

由超级蠕虫微生物群制成的"超级肠道"能吞噬问题塑料

由超级蠕虫微生物群制成的"超级肠道"能吞噬问题塑料 在这项新研究中，新加坡南洋理工大学（NTU Singapore）的研究人员在此前对这些耐寒黄粉虫的微生物组进行研究的基础上，构建了一个可扩展的生物体特殊肠道环境副本，他们认为该副本能够可持续地处理大量普通塑料。虽然科学家们早就知道蠕虫对塑料的胃口，但与许多生物技术一样，问题在于如何将其应用于现实世界。这种"超级肠道"背后的团队可能已经破解了这一密码。在这个过程中，很少有蠕虫受到伤害。南洋理工大学副教授曹斌说："一只蠕虫一生只能够消耗大约几毫克塑料，因此可以想象，如果我们要依靠它们来处理塑料垃圾，需要多少蠕虫。我们的方法将蠕虫从等式中剔除，从而消除了这种需求。我们的重点是增强蠕虫肠道中有用的微生物，并建立一个能有效分解塑料的人工'蠕虫肠道'。"祝您好胃口：菜单上有高密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯 新加坡南洋理工大学研究小组首先给三组蠕虫喂食了三种不同的普通塑料众所周知难以分解的高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS），为期 30 天(幸运的对照组则食用燕麦粥）。随后，科学家们从啃食塑料的蠕虫内脏中提取了微生物组，并将其放入装有合成营养物质和三种塑料的烧瓶中培养，让它们在六周内发育成人工肠道。他们发现，与对照组的蠕虫相比，实验室培养的蠕虫肠道中产生了更多的塑料降解细菌，而且每种细菌在处理特定材料时都表现出更高的效率。研究人员（左起）Sakcham Bairoliya、曹斌和刘一楠博士这项研究的第一作者刘一楠博士说："我们的研究是首次成功尝试从喂食塑料的蠕虫肠道微生物组中培养塑料相关细菌群落。通过将肠道微生物组暴露在特定条件下，我们能够提高人工'蠕虫肠道'中塑料降解细菌的丰度，这表明我们的方法是稳定的，可以大规模复制。"虽然这只是概念验证，但研究人员认为，在更大范围内培育这种人工"超级肠道"并不存在障碍，而且这种人工"超级肠道"还可以专门用于处理特定材料。他们现在正在研究蠕虫坚韧肠道过程背后的分子生物学，希望能更容易地设计出分解塑料的细菌群落，用于商业用途。这项研究发表在《国际环境》杂志上。 ... PC版： 手机版：

研究发现即便是健康饮食状况下 睡眠质量较差仍有可能增加罹患糖尿病风险

研究发现即便是健康饮食状况下 睡眠质量较差仍有可能增加罹患糖尿病风险 截图来自《成人糖尿病食养指南（2023 年版）》但是近期有研究发现，哪怕是健康饮食，如果睡眠质量较差仍然有可能增加糖尿病的风险。睡眠不足与糖尿病的关系近日，一项发表于《美国医学会杂志》子刊上的研究揭示了睡眠、饮食与 2 型糖尿病之间的关系。不过，部分研究还是比较初步的，有效样本量也相对较小，研究结果仅供参考。研究使用了英国生物银行的数据，对 24 万多名成年人的睡眠习惯和健康状况进行了分析。研究结果显示，睡眠不足的人群患糖尿病的风险显著增加。具体来说，每天睡眠不足 5 小时的人，患 2 型糖尿病的风险比睡眠正常（7~8 小时）的人高出约 40%。即使是每天睡 6 小时的轻度睡眠不足者，他们的糖尿病风险也比正常睡眠者高出 16%。来自参考文献[1]更关键的是，研究发现，虽然饮食健康比饮食不健康的人糖尿病风险低，但无法完全抵消睡眠不足带来的负面影响。也就是说，即便是饮食健康的人，如果长期睡眠不足，仍然会面临较高的糖尿病风险。而且还有研究发现睡眠时间较长（≥10 小时）也会增加糖尿病的发病风险，并且睡眠质量差、睡眠时间短和长以及阻塞性睡眠呼吸暂停等睡眠障碍还有可能导致已经患有糖尿病的人血糖控制不良。睡眠是如何影响血糖的？睡眠不单单是让我们的身体得到休息，还参与了体内多个功能，睡眠不足或导致这些功能紊乱。1、胰岛素抵抗与睡眠首先，睡眠不足与胰岛素抵抗密切相关。胰岛素是一种帮助我们身体调节血糖水平的重要激素。研究表明，当我们睡眠不足时，身体对胰岛素的反应会变差，这就叫做胰岛素抵抗。胰岛素抵抗是糖尿病发展的重要因素之一。如果长期睡眠不足，我们的胰岛素抵抗会增加，导致血糖水平升高，从而增加患上糖尿病的风险。2、激素变化的影响睡眠不足还会影响我们的激素水平，尤其是瘦素和胃饥饿素。瘦素是一种让我们感觉饱的激素，睡眠不足会导致瘦素水平下降，让我们感觉不容易饱，容易多吃。而胃饥饿素则是一种让我们感觉饿的激素，睡眠不足会让胃饥饿素水平升高，进一步增加我们的食欲。这两种激素的变化都会导致我们摄入更多的食物，特别是高热量的食物，从而增加糖尿病的风险。3、炎症反应除了激素的变化，睡眠不足还会引发身体的炎症反应。研究发现，睡眠不足会增加体内一些炎症标志物的水平，比如肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白介素 6（IL-6），这些炎症标志物与糖尿病的发展密切相关。4、行为变化同时，睡眠不足还会影响我们的行为习惯。人们在睡眠不足时更倾向于选择不健康的食物，增加总热量的摄入。此外，睡眠不足也会导致人们更久坐不动、抽烟和喝酒等不健康行为的增加，这些都是糖尿病的风险因素。提高睡眠质量的建议为了降低睡眠不足对健康的负面影响，尤其是预防 2 型糖尿病，提高睡眠质量显得尤为重要。以下是一些实用的建议，帮助您获得更好的睡眠：1、保持规律作息制定一个固定的作息时间表，每天在同一时间上床睡觉和起床，即使是周末也尽量遵守。这种规律的作息有助于调节生物钟，让身体形成自然的睡眠规律，容易入睡并且睡得更香。2、创造良好的睡眠环境确保卧室环境舒适安静。避免卧室中有过多的光线和噪音，保持室温适宜，不要过热或过冷。选择舒适的床垫和枕头，根据自己的需要进行调整，营造一个让人放松、容易入睡的环境。3、健康的生活方式饮食和运动对睡眠质量有直接影响。避免在睡前摄入咖啡因和高糖食物，这些会刺激神经系统，影响入睡。定期进行适度的运动，如散步、瑜伽或慢跑，有助于提高睡眠质量，但避免在临近睡觉时进行高强度运动，以免过度兴奋而难以入睡。4、心理调节现代人压力大，容易导致睡眠问题。学会一些放松技巧，如冥想、深呼吸、渐进性肌肉放松法等，可以帮助缓解压力，放松身心，提高入睡的质量。睡前可以进行一些舒缓的活动，如阅读轻松的书籍、听柔和的音乐，也能帮助心情平静下来，准备进入睡眠状态。5、避免不良习惯减少对电子设备的依赖，特别是睡前一小时内尽量不使用手机、电脑和电视等，避免越玩越兴奋影响睡眠。培养良好的睡前习惯，如泡个热水澡或喝一杯温牛奶，可以让身体逐渐放松，为睡眠做好准备。6、关注睡眠质量如果您已经采取了上述措施，但仍然长期存在睡眠问题，建议寻求专业帮助。咨询医生或睡眠专家，排除潜在的健康问题，如睡眠呼吸暂停症等，这些问题需要专业的诊断和治疗。通过提高睡眠质量，不仅可以提高日常生活的活力和效率，还能有效降低 2 型糖尿病等慢性病的风险。希望大家从今天开始，重视睡眠，采取积极措施，拥有一个健康的睡眠习惯。 ... PC版： 手机版：

: 澳大利亚科学家超级蠕虫能靠消化泡沫塑料（聚苯乙烯）为生。超级蠕虫是大麦虫（Zophobas morio）在幼虫阶段的俗称。

-- : 澳大利亚科学家超级蠕虫能靠消化泡沫塑料（聚苯乙烯）为生。超级蠕虫是大麦虫（Zophobas morio）在幼虫阶段的俗称。发表在《Microbial Genomics》期刊上。研究人员将这一发现视为找到能用于回收泡沫塑料的天然酶的第一步。由于塑料污染日益严重，过去几年全球科学家一直在尝试寻找能消化塑料的微生物。聚苯乙烯是最常见的塑料之一，占到了非纤维塑料总产量的 -%。在试验中研究人员将蠕虫分为三组，喂食不同的食物：麦麸、聚苯乙烯或极少量食物。以聚苯乙烯为食的蠕虫不如吃麦麸的蠕虫健康，且对肠道微生物有不利影响。也就是说，它们能消化聚苯乙烯，但也要付出代价。研究人员接下来就是识别出消化聚苯乙烯的酶，并对其进行强化以用于未来使用。

研究发现植物利用其内部昼夜节律来适应水分供应和盐分水平的波动

研究发现植物利用其内部昼夜节律来适应水分供应和盐分水平的波动 研究人员发现，植物利用它们的昼夜节律钟来应对一天中外部水分和盐分水平的变化。同样的回路由一种名为 ABF3 的蛋白质控制的优雅反馈回路也有助于植物适应干旱等极端条件。这些研究成果最近发表在《美国国家科学院院刊》上。"关键是植物被困在原地。它们无法跑来跑去喝水。它们不能随心所欲地移动到阴凉处，也不能远离盐分过高的土壤。正因为如此，它们才进化到利用昼夜节律来精确测量和适应环境，"该研究的资深作者、凯克医学院神经学、生物医学工程和定量计算生物学的大学和教务长教授、南加州大学米切尔森聚合生物科学中心主任史蒂夫-A-凯（Steve A. Kay）博士说。拟南芥幼苗表达昼夜节律时钟报告基因对水胁迫反应的生物发光图像"。图片来源：南加州大学童亮博士/凯实验室凯的实验室长期致力于研究昼夜节律时钟蛋白在植物和动物中的作用。昼夜节律调节生物变化的时钟蛋白可能为作物工程中的一个持续挑战提供了一个精明的解决方案。培育抗旱植物非常困难，因为植物会通过减缓自身的生长和发育来应对压力过度的压力反应意味着植物表现不佳。"在提高植物抗逆性的同时，还要最大限度地提高其生长和产量，这两者之间存在着微妙的平衡，"凯说。"气候变化使解决这一难题变得更加紧迫。"寻找反馈回路以前的植物生物学研究表明，时钟蛋白调控着植物中约 90% 的基因，是植物对温度、光照强度和昼长（包括决定植物何时开花的季节性变化）做出反应的核心。但一个悬而未决的大问题是，时钟蛋白是否以及如何控制植物处理不断变化的水和土壤盐度的方式。为了探索这种联系，凯和他的团队研究了拟南芥。拟南芥是一种常用于研究的植物，因为它个头小、生命周期快、基因组相对简单，而且与许多农作物有共同的性状和基因。他们创建了一个包含 2000 多种拟南芥转录因子的文库，这些转录因子是控制基因在不同环境下表达方式的蛋白质。转录因子可以提供有关生物过程调控的关键信息。然后，研究人员建立了一个数据分析管道，对每个转录因子进行分析并寻找关联。凯说："我们得到了一个非常大的惊喜：时钟调控的许多基因都与干旱反应有关，尤其是那些控制脱落酸激素的基因，脱落酸是植物在水位很高或很低时产生的一种胁迫激素。"分析表明，脱落酸水平受时钟蛋白和转录因子 ABF3 的控制，这就是凯所说的"同态反馈回路"。在一天的时间里，时钟蛋白调节 ABF3，帮助植物应对不断变化的水位，然后 ABF3 将信息反馈给时钟蛋白，以控制应激反应。当条件变得极端时，例如干旱期间，同样的循环有助于植物适应。遗传数据还揭示了处理土壤盐度变化的类似过程。这种回路的真正特别之处在于，它能让植物在对外界压力做出反应的同时，控制住自身的应激反应，从而继续生长发育。改造更好的作物研究结果指出了两种可能有助于提高作物抗逆性的新方法。农业育种者可以在昼夜节律ABF3回路中寻找和选择天然存在的遗传多样性，这种多样性能让植物在应对水和盐分胁迫时略胜一筹，即使抗逆性略有提高，也能大幅度提高作物产量。凯和他的同事还计划探索一种基因改造方法，利用CRISPR来设计促进ABF3的基因，从而设计出高度抗旱的植物。这可能是在思考如何调节作物植物以提高其抗旱性方面的一个重大突破。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究发现病毒会增强海洋的碳捕获能力

研究发现病毒会增强海洋的碳捕获能力 基于网络的生态互动分析表明，北极和南极地区 RNA 病毒物种的多样性高于预期。基因组分析的进展通过将基因组测序数据与人工智能分析相结合，研究人员发现了海洋病毒，并对其基因组进行了评估，发现它们从其他微生物或细胞中"窃取"了处理海洋中碳的基因。通过绘制微生物代谢基因（包括水下碳代谢基因）图谱，研究人员发现全球海洋中有 340 种已知的代谢途径。其中，有128种还存在于海洋病毒的基因组中。俄亥俄州立大学微生物学教授兼微生物组科学中心主任马修-沙利文（Matthew Sullivan）说："这个数字如此之高，让我感到震惊。"通过计算技术的进步，研究小组挖掘出了这一巨大的数据宝库，现在已经揭示了哪些病毒在碳代谢中发挥作用，并将这一信息用于新开发的群落代谢模型，以帮助预测如何利用病毒来设计海洋微生物群，从而实现更好的碳捕获。沙利文说："建模是为了了解病毒是如何提高或降低系统中的微生物活性的。群落代谢建模告诉我一个梦寐以求的数据点：哪些病毒以最重要的代谢途径为目标，这很重要，因为这意味着它们是很好的杠杆。"昨天（2024 年 2 月 17 日），沙利文在丹佛举行的美国科学促进会年会上介绍了这项研究。碳捕获病毒工程苏利文是塔拉海洋联合会（Tara Oceans Consortium）的病毒研究协调人，该联合会是一项为期三年的全球性研究，研究气候变化对世界海洋的影响，并收集了 35000 份含有丰富微生物的水样。他的实验室主要研究噬菌体（感染细菌的病毒）及其在工程框架中的放大潜力，以操纵海洋微生物将碳转化为最重的有机物，沉入海底。"海洋会吸收碳，这可以缓冲气候变化。二氧化碳作为气体被吸收，并由微生物将其转化为有机碳，"沙利文说。"我们现在看到的是，病毒以这些微生物群落代谢中最重要的反应为目标。这意味着我们可以开始研究哪些病毒可以用来将碳转化为我们想要的那种碳。换句话说，我们能否加强这个巨大的海洋缓冲区，使其成为碳汇，为应对气候变化争取时间，而不是将碳释放回大气层，加速气候变化？"2016 年，塔拉团队确定海洋中的碳下沉与病毒的存在有关。人们认为，当受病毒感染的碳处理细胞聚集成较大的粘性聚合体并掉落到海底时，病毒有助于碳的下沉。研究人员开发了基于人工智能的分析方法，从数以千计的病毒中找出少数"VIP"病毒，在实验室中进行培养，并将其作为海洋地球工程的模型系统。塔拉海洋联合会的达米安-埃维拉德（Damien Eveillard）教授开发的这种新的群落代谢模型，有助于他们了解这种方法可能会产生哪些意想不到的后果。沙利文的实验室正在吸取这些海洋方面的经验教训，并将其应用到人类环境中的病毒微生物组工程中，以帮助脊髓损伤后的康复、改善感染艾滋病毒的母亲所生婴儿的预后、对抗烧伤伤口的感染等。海洋以外的应用土木、环境和大地工程学教授沙利文说："我们正在进行的对话是，'这其中有多少是可以转换的？'我们的总体目标是对微生物组进行工程设计，使其朝着我们认为有用的方向发展。"他还报告了在一个完全不同的生态系统中使用噬菌体作为地球工程工具的早期努力：瑞典北部的永久冻土带，那里的微生物既能改变气候，又能在冻土融化时对气候变化做出反应。俄亥俄州立大学微生物学副教授弗吉尼亚-里奇（Virginia Rich）是美国国家科学基金会资助的EMERGE生物集成研究所的联合主任，该研究所设在俄亥俄州立大学，负责组织瑞典野外现场的微生物组科学研究。里奇还共同领导了之前的研究，该研究发现解冻的永久冻土层土壤中的单细胞生物是甲烷（一种强效温室气体）的重要生产者。里奇与新罕布什尔大学的露丝-瓦尔纳（Ruth Varner）共同组织了美国科学院会议，后者是EMERGE研究所的共同负责人，该研究所的工作重点是更好地了解微生物群如何应对永久冻土融化以及由此产生的气候相互作用。沙利文的演讲题目是"从生态系统生物学到用病毒管理微生物组"，是在题为"以微生物组为目标的生态系统管理"的会议上发表的：小角色，大作用"的会议上发表的。海洋方面的工作得到了美国国家科学基金会、戈登和贝蒂-摩尔基金会以及塔拉海洋公司的支持，除美国国家科学基金会外，土壤方面的工作也得到了能源部和格兰瑟姆基金会的资助。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：