以色列研发出针对致命细菌的mRNA疫苗

以色列研发出针对致命细菌的mRNA疫苗（早报讯）mRNA（信使核糖核酸）疫苗大多针对病毒而不是细菌。以色列特拉维夫大学日前发表声明说，大学人员参与的研究团队成功研发出一款针对鼠疫耶尔森菌的mRNA疫苗，该技术或将有助解决耐抗生素细菌的问题。新华社报道，根据特拉维夫大学声明，研究在动物模型中进行，所有接种这种mRNA疫苗的动物都完全实现了免受鼠疫耶尔森菌的侵害。这一新技术可快速开发出有效针对细菌的疫苗，以对抗由耐抗生素细菌引发的流行性疾病。相关论文已发表在美国《科学进展》杂志上。声明说，目前的mRNA疫苗——包括部分冠病疫苗，能有效预防病毒感染，但对细菌无效。病毒依赖宿主细胞繁殖，将自己的mRNA分子插入人体细胞，并以人体细胞为工厂，基于自己的遗传物质生产病毒蛋白，实现自我复制。mRNA疫苗就模拟了这一过程，科学家在实验室合成出同样的mRNA分子，将其包裹在脂质纳米颗粒中。接种疫苗后，脂质会黏附于人体细胞，细胞开始生产病毒蛋白质，免疫系统提前熟悉了这些蛋白质后，未来接触到真的病毒就可以发挥保护作用。细菌的情况则完全不同：它们无须依赖人体细胞制造自身蛋白质。而且，由于人类和细菌的进化完全不同，即使基于相同的基因序列，细菌制造的蛋白质也可能与人类细胞的蛋白质有所差异。声明援引领衔这项研究的特拉维夫大学博士埃多·科恩的话说：“研究人员曾尝试在人体细胞中合成细菌蛋白质，但接触这些蛋白质后人体内抗体水平偏低，并且普遍缺乏保护性免疫作用。”为解决这一问题，研究人员成功开发出分泌细菌蛋白质的方法，使得免疫系统识别出了疫苗中可引发免疫反应的细菌蛋白质，并提高了细菌蛋白质的稳定性，确保其不会在体内过快分解，从而获得了完全的免疫反应。声明说，由于过去几十年人类过度使用抗生素，许多细菌已产生对抗生素的耐药性。耐抗生素细菌已对人类健康构成一定威胁，开发出一种新型疫苗或将为这一全球性问题提供答案。

细菌激活、自我组装的"纳米网"可捕获并杀死超级细菌

细菌激活、自我组装的"纳米网"可捕获并杀死超级细菌新出现的超级细菌问题是进化的一个缩影。从本质上讲，环境压力--如抗生素的杀伤力只留下了对药物有天然抗性的细菌。随着这些个体的生长和传播，最终整个群体都具有这种特性，使药物失去效力。这个过程随着一代又一代的抗生素重复了几十年，但我们已经没有选择了。在开发新药物的同时，科学家们正在试验控制细菌的替代方法，最好是它们无法进化出抗性的方法。这可能包括照明、涂层、分子钻、"毒箭"和液体金属粉碎机。现在，新加坡国立大学的研究人员正在为这个武器库添加一种新的武器。他们已经开发出能够在某些细菌存在的情况下自我组装的纳米网，困住这些细菌，使它们更容易受到抗菌分子的攻击。说明肽纳米网如何形成和捕获细菌的图示先进功能材料该团队设计了一系列短肽，由15至16个残基组成，它们可以处于休眠状态，直到检测到一个特定的触发器--两个分子是细菌膜的关键组成部分。当这些分子出现时，肽片段就会吸附在细菌上，并开始长成细长的纤维素，进而与附着在其他细菌上的纤维素形成交联。这很快就形成了一个大而纠结的混乱局面，将细菌困住。这反过来又阻止了它们的生长和扩散，或者可以与其他抗菌分子配对，把它们干掉。在对小鼠的测试中，纳米网对黏菌素抗药细菌显示出明显的功效，黏菌素是我们最后一线抗生素之一。重要的是，它们没有显示出对小鼠的任何毒性迹象。这些纳米网不仅对超级细菌具有天然的选择性，而且组成它们的肽可以被调整为针对不同的细菌。该团队表示，这项技术显示出作为一种潜在的新抗生素治疗方法的巨大前景，当然，在此期间还需要进行进一步的工作。该研究发表在《先进功能材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348219.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348219.htm

人工智能发现新的杀灭超级细菌的抗生素

人工智能发现新的杀灭超级细菌的抗生素每年有超过100万人死于抗生素治疗的耐药感染，可以感染伤口并引起肺炎的鲍曼不动杆菌是最受关注的细菌之一，它是世卫组织确定为"严重"威胁的三种超级细菌之一。它可以在表面和医疗设备上生存，对几乎所有抗生素都有耐药性的情况非常普遍。为了找到一种新的抗生素，研究人员首先必须训练人工智能。他们使用了数千种已知精确化学结构的药物，并在鲍曼不动杆菌上进行人工测试，试验哪种药物可以减慢或杀死它。当这些数据被输入到AI中，AI可以识别出有效的化学特征。然后AI进入到6680种有效性未知的化合物清单，花了一个半小时生成了一份候选名单。结果研究人员测试了240种，发现了9种潜在的抗生素，其中之一就是非常有效的抗生素abaucin。实验表明它可以治疗小鼠感染的伤口，并能够杀死患者的鲍曼不动杆菌样本。奇怪的是，这种实验性抗生素对其他种类的细菌没有影响，而且只对鲍曼不动杆菌有效。——频道：@TestFlightCN

科学家开发出可吸收六倍以上能量的安全头盔缓冲新材料

科学家开发出可吸收六倍以上能量的安全头盔缓冲新材料在实验室测试中，新设计的衬垫（右图）的性能优于更传统的技术，如用相同弹性材料制成的泡沫（左图）。资料来源：劳伦斯-史密斯该团队在最近发表于《先进材料技术》杂志上的一篇论文中介绍了这项技术。这项研究的通讯作者、中大博尔德分校PaulM.Rady机械工程系助理教授RobertMacCurdy说："减缓冲击在任何地方都很重要。高速公路防撞栏、护膝和护肘以及包装设备中都有这种材料"。这项研究重新审视了大多数人经常遇到却很少注意到的东西：泡沫。它们是充满无数小孔和通道的柔软材料。就像包装花生或压力球一样。MacCurdy说，泡沫可以很好地吸收冲击力，但它们有一个很大的缺点：如果你用力挤压泡沫，它最终会压缩成硬块。在实验室实验中，中大博尔德分校的工程师们用三维打印技术打印出新设计的衬垫，然后用一台强大的机器将其碾碎。该团队的作品经受住了冲击，吸收的能量是传统设计或相同材料制成的泡沫的数倍。资料来源：劳伦斯-史密斯他和他的同事们认为他们可以做得更好。在这项新研究中，研究小组编写了计算机算法，精心重新设计了缓冲材料的内部结构--允许它们在受力时折叠，但只能按照精心设计的模式折叠。当研究小组在实验室对他们的设计进行测试时，他们发现他们的衬垫可以比目前最先进的技术多吸收多达25%的力。"用于吸收冲击的材料很重要，"MacCurdy说，"但真正重要的是几何形状。"要理解为什么有的坐垫效果好，而有的却不好，举例来说，赋予海绵弹性的就是那些小角落和小缝隙。当你挤压海绵时，这些空隙就会开始闭合，进而吸收能量。一些工程师已经超越了这种基本设计。取而代之的是，他们用看起来有点像蜂窝的六角形塔或"板格"网络来制作衬垫。如果一名后卫撞上这种缓冲垫，冲击力会使蜂窝呈波浪状坍塌。这是一种更有效的吸收力的方法。但MacCurdy指出，长期以来，研究人员一直在努力寻找符合黄金标准的衬垫--这种技术不仅能吸收很大的力，还能以同样的技巧吸收多种不同的力。"如果你在骑车时发生碰撞，你不知道是低速撞击还是高速撞击。但无论如何，你都希望头盔性能良好，"他说。"我们正试图开发一种在所有这些情况下都能表现良好的几何形状"。为了制作一个用途更广的垫子，这位工程师和他的同事们选择重新布置这些物体的内部结构，最小的尺寸甚至只有一毫米。研究小组首先使用定制软件布置了蜂窝网络，然后对其进行了调整，加入了一些扭结，有点像手风琴中的风箱。在撞击过程中，这些扭结有助于引导蜂窝向下收缩，从而使蜂窝更顺利地倒塌。MacCurdy说："当你开始压缩这些结构时，它们会吸收一定的力。最好的吸收器设计能在整个压缩范围内保持恒定的力"。换句话说，与泡沫塑料不同的是，这些垫子无论怎么压都不会有任何变化，或者说，至少不会超过某个最大值。研究人员还希望确保他们的衬垫能够经得起现实世界中的撞击和瘀伤。他们使用3D打印机，用一种名为热塑性聚氨酯的弹性材料制作出小砖块大小的垫块。然后，他们用冲击试验机对其进行挤压。该研究小组发现，其块体吸收的能量大约是由相同材料制成的标准泡沫的六倍，比其他蜂窝设计吸收的能量最多多出25%。MacCurdy和他的同事们目前正在努力进一步改进他们的结构。他补充说，工程师们可以用许多不同类型的材料来制作这类设计，从弹性塑料到铝等较硬的物质。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1417049.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1417049.htm

在乳清蛋白的帮助下 从电子垃圾中提取黄金突然变得有利可图

在乳清蛋白的帮助下从电子垃圾中提取黄金突然变得有利可图在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员详细介绍了一种可持续的、具有成本效益的从电子废物中选择性提取黄金的方法。该研究的通讯作者拉法埃莱-梅赞加（RaffaeleMezzenga）说："我最喜欢的一点是，我们利用食品工业的副产品从电子垃圾中提取黄金。没有比这更可持续的了！"梅赞加所说的食品工业副产品是乳清，即制作奶酪时从凝乳中分离出来的牛奶含水部分。在这里，研究人员将这种乳制品废料转化为蛋白质淀粉样纤维基质，并将其用作吸附剂，选择性地从电子垃圾中提取金。在酸性条件和高温下，乳清蛋白被变性--蛋白质的主要结构被破坏，变成更松散、更随意的结构--导致它们在凝胶中聚集成纳米纤维。凝胶干燥后形成海绵。利用食品工业副产品从电子垃圾中回收黄金的工艺示意图研究人员从20块旧电脑主板中提取了金属部件，并将其溶解在酸浴中，使金属离子化或分离成正离子和负离子。当把蛋白质纤维海绵放入金属离子溶液中时，金离子就会粘在上面。虽然其他金属（例如铜和铁）也能被海绵吸收，但金的吸收效率要高得多。吸收金离子后，蛋白质纤维海绵受热，将离子还原成片状，最终熔化成质量约为500毫克的金块。分析表明，金块主要由金构成（90.8wt%），铜和镍分别占10.9wt%和0.018wt%。这些发现表明金块的纯度很高，相当于21或22克拉。在论文中，研究人员证明了他们的方法在商业上的可行性。包括原材料采购成本和整个过程的能源成本在内，从电子垃圾中回收1克黄金的总成本比回收黄金的价值低50倍。而且从环保角度来看，这种方法更好。使用传统活性炭从电子垃圾中回收1克黄金会产生约116克二氧化碳，而蛋白质纤维海绵的碳足迹较低，仅产生约87克温室气体。使用活性炭对环境影响较大的主要原因是，活性炭在生产过程中的能耗较高，这主要是由于使用了不可再生的燃料，再加上活性炭的吸附能力低于海绵。以前的提金尝试都有其缺点，例如可扩展性。由于乳清是一种动物性蛋白质，蛋白质纤维海绵可能会比活性炭对生态系统造成更大的破坏。因此，研究人员将探索是否可以用植物性蛋白质（如从豌豆和土豆中提取的蛋白质）代替乳清。研究人员计划将这项技术推向市场。虽然电子垃圾是提取黄金的一个很有前景的起始来源，但他们也在关注其他来源，包括微芯片制造或镀金过程中产生的工业废料。这项研究发表在《先进材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422279.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422279.htm

细菌防御机制研究为治疗人类疾病提供新思路

细菌防御机制研究为治疗人类疾病提供新思路（早报讯）美国一项新研究发现，在对抗外来入侵时，细菌与人类细胞有着非常相似的防御机制，对细菌有关机制的研究或将为治疗包括自身免疫性疾病在内的诸多人类疾病提供新思路。新华社报道，美国科罗拉多大学博尔德分校日前发布新闻公报，介绍了这项发表在英国《自然》杂志上的研究。科学家曾利用细菌防御病毒入侵的一种机制开发出“基因剪刀”CRISPR基因编辑技术。科罗拉多大学博尔德分校与加州大学圣迭戈分校研究人员，在这项研究中聚焦一种人体和细菌都有的蛋白质——cGAS。这种蛋白质在人体和细菌防御病毒入侵时发挥重要作用，cGAS以更简单的形式存在于细菌中。研究人员利用冷冻电子显微镜技术及其他遗传和生化实验，研究了细菌中cGAS相关反应过程，发现泛素转移酶可帮助cGAS保护细胞免受病毒攻击，并找到了负责开关cGAS作用机制的蛋白质。在人体中，泛素转移酶控制着免疫信号及其他涉及细胞的关键过程。研究人员说，这项研究表明，人类与细菌并非全然不同，而是有着打开和关闭免疫通路所需的相同核心机制。与人类细胞相比，细菌更易在基因上操纵和研究。研究细菌有助进一步了解人体运作方式，开发出治疗人类疾病的方法。