食品安全的未来：新方法抢先在致病之前就检测出农产品中的病原体

食品安全的未来：新方法抢先在致病之前就检测出农产品中的病原体尽管有了快速检测方法，但要确定谁患病并追踪受污染产品的来源，仍然是一个耗时的过程。对于许多已经吃了这些农产品的人来说，这已经太晚了。美国目前的解决方案经常涉及跨越多个州的召回，本质上相当于损害控制。特拉华大学的研究人员希望在任何人生病之前发现这些细菌。正如发表在《食品安全杂志》上的一篇文章所详述的那样，UD和位于特拉华州的创业公司Biospection即将加快测试速度--很多。教师HarshBais和KaliKniel，以及前研究生NickJohnson，与Biospection公司的AndyRagone合作，在三到六小时内检测食源性病原体。作为一名微生物学家，Kniel是研究沙门氏菌等交叉性病原体的专家，这些病原体欢快地跳到新的宿主身上，就像那美味的新鲜生菜。Kniel说："虽然农产品行业正在努力减少与微生物污染有关的风险，但像这样的工具在改进减少风险的策略方面具有令人难以置信的潜力，"他是微生物食品安全教授，经常与行业和政府机构合作以减少食源性疾病的风险。"像我们这样的学术界和生物技术公司之间的合作可以增强技术，并影响食品安全和公共健康。"这些病原体很容易找到它们进入植物的途径，不幸的是，植物是非常受欢迎的主人，主人不会告诉你他们的客人在哪里。就像人类一样，植物使用防御机制来对抗疾病。但是一些由人类传播的病原体学会了推开植物的开放性入口门，即气孔--叶子或茎上的孔--并使自己成为家。UD植物生物学教授Bais说："由于这些细菌对植物来说不是真正的病原体，你无法从物理上看到植物受到压力的早期迹象。Biospection的技术使我们能够非常迅速地说出植物中是否存在机会主义的人类病原体"。研究人员将他们的跨学科专长结合起来，以减少食源性疾病的风险，这是工业界和学术界研究人员多年来努力的任务。其结果是该团队创建了一个多光谱成像平台来观察植物哨兵的反应。一个目标是在传送带上直接使用这种技术，在你的生菜前往杂货店之前扫描它。那么，你如何看到一个你看不到的症状呢？当植物吸引这些病原体时，研究人员的技术通过多光谱成像和深紫外感应来扫描叶片。当研究人员观察良性细菌时，他们观察到的变化很小。但是，对于有害的、由人类传播的病原体，该测试可以发现受到攻击的植物的差异。"以李斯特菌为例，在三到六个小时内，我们看到叶绿素的急剧下降，"Bais说。"这是一个强烈的信号，表明植物正在作出生理反应--这是一个不寻常的细菌的标记。"这种新的多光谱成像技术是非侵入性的，与目前的测试相比速度大大提升。在目前的测试中，实验室的科学家只需要提取一片叶子，将其磨碎，将细菌装入平板，然后寻找疾病。目前的方法还没有商业化，但Biospection公司在2022年获得了美国国家科学基金会小企业创新研究基金，将其开发成一个实时成像传感器并将其商业化，以检查植物的疾病和其他压力。Biospection公司创始人兼首席技术官Ragone说："Harsh和Kali在我们开发的多光谱成像和使用深紫外荧光的技术方面肯定起到了作用。我们发明了一种可以商业化的便携式仪器"。垂直耕作是一个能够从这项新技术中获益的农业部门。使用更少的水和更少的空间，垂直农场是朝着更可持续的农业迈出的重要一步。但是当涉及到疾病时，这些农场与传统的户外农业一样脆弱。大肠杆菌的发病率意味着垂直农场必须丢弃整个收获。Biospection已经在与农业公司合作，将成像传感器嵌入到垂直农场的货架上，对于户外农场，则是作物无人机。Ragone说："与UD合作，我们已经为创造更好的仪器奠定了科学基础。我们正在努力实现一种便携式、自动化，并能在几秒钟内给出答案的仪器。"对于未来的研究，Bais着眼于确定这项技术是否能够区分不同的微生物。"如果哨兵反应在一种微生物和另一种微生物之间是不同的，那就可以根据植物的哨兵反应来确定微生物的身份。我们还没有走到那一步，但那将是最终的成就，"Bais说。"在一个哨兵中，那么你可以在一个哨兵方面区分什么良性和有害的微生物。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363095.htm

永久冻土的融化将导致1%的“黑天鹅”病毒苏醒 会带来毁灭性后果吗？

永久冻土的融化将导致1%的“黑天鹅”病毒苏醒会带来毁灭性后果吗？图：天花病毒从1972起天花疫苗不再更新，在此之后出生的人不再被建议注射天花疫苗，所以现在许多人其实都是没有注射过这种疫苗的。然而，由于过去天花的传播是全球性的，所以几乎可以100%确定这种已被人类消灭的病毒就在永久冻土中“沉睡”，考虑到天花的传染性比这次新冠更强许多，如果从冻土中释放的话，很难想象后果会是怎么样。在全球变暖的背景下，永久冻土的融化并释放过去冰封的微生物，在几乎在任何评估中都被认为是危险的。但是，你可能还有一些疑问，永久冻土中会有哪些病原体，这些病原体真的可以一直保存在永久冻土中并再次苏醒吗？还有就是现代生物群落对古代病原体真的会没有抵抗力吗？为什么一些病原体可以在永久冻土中保存下来？首先，需要明确一点，虽然我们经常会看到永久冻土释放病原体的相关新闻——因为这是气候变化的副作用之一，但是没有人能够回答具体哪些病原体有机会从永久冻土中苏醒。永久冻土指的是靠冰粘合在一起的土壤、砾石和沙子的混合物，它出现在北半球高纬度地区，这里的关键就是冰。这些永久冻土被认为是上新世晚期开始形成的，因为大约250万年前开始地球开始变得寒冷——这个被称为第四纪冰川期，其实我们现在还处在这个冰川期中。但即便在一个大冰期中，地球也不总是一直保持寒冷，它是由相对更加寒冷的冰期和相对温暖的间冰期交替出现的，很明显我们现阶段就是在第四纪冰川期的一个间冰期中，所以它相对温暖，这次间冰期是大约从1.1万年前开始的，这个时间点正好是人类开启农业时代的时间点，所以说人类的崛起和地球的气候变化是有直接关系的。既然永久冻土是从250万年前左右开始形成的，而且它不停经历冰期和间冰期，所以在这个时间段内出现的一些病原体都可能被它储存起来。那么，为什么有些病原体可以保留这么长时间并再次苏醒呢？要让生物经历漫长的冰封并苏醒并不是一件容易的事，实际上绝大部分病原体经过漫长的冰封都不会苏醒，但是有一些除外。首先，具有细胞结构的病原体（细菌、真菌这些）往往更加不容易在冰封中存活下来，因为冰冻细胞的时候，其中水分制造的冰晶会破坏细胞结构，这个也是现在人体冷冻技术的难点之一。但是，许多单细胞微生物和简单的多细胞生物都非常顽强，它们应对极端环境会进入休眠状态，通常会脱水，所以它们有机会能够在数万年之后苏醒。复活最古老的生命，图源：参考1据信，现在永久冻土苏醒的最古老的多细胞生物是休眠了4.6万年的线虫（一只雌性微小蛔虫）——这也是苏醒的最古老生命[1]，单细胞生物很可能比多细胞生物更具活性，但目前并没有苏醒过比这个更古老的单细胞生物。其次，对于非细胞结构的病原体而言，RNA病毒不容易存活下来。永久冻土之所以成为良好的生物存储介质，不仅因为它很冷，还因为它根本就是一个生物几乎无法生存的极端环境，缺氧、光线无法穿透。这种环境其实给一些非生命病原体保存下来的机会，但即便如此，RNA病毒也不太会保留很久，这是因为RNA是单链结构，它本身化学性质就不太稳定，即便没有光照和氧气，随着时间推移它也会被摧毁。但是DNA病毒不一样，它们是双螺旋结构，相当稳定，在没有更多外部能量输入的情况下，它可以保留很长时间，永久冻土给了它很好的储存条件。图：永久冻土中复活的病毒目前从永久种苏醒的最古老的DNA病毒有着4.85万年的历史，2022年的一项研究让它苏醒，并且发现它还具有感染能力[2]。天花就是一种DNA病毒，而且历史不是很长，它被保留下来的可能性几乎是百分百。好消息是，DNA病毒因为稳定，它不会像RNA病毒那样随意突变，从而难以控制。现代生物群落对古代病原体真的没有抵抗力吗？我们知道，这些被冰封在永久冻土中的病原体，曾经肯定是感染着他们的宿主的，经过漫长的进化，现有的生物群落能否继续抵抗它们呢？最近发表在《科学公共图书馆·计算生物学》杂志上的一项研究就是通过一个模型给出了答案，大约只有1%——他们称之为“黑天鹅”病毒病原体，可以显著破坏最近进化的细菌群落[3]。这个科研团队以数字方式模拟了能够感染细菌样宿主并引起疾病的病毒样病原体的进化。这个模型模拟了现实中病原体和宿主间的竞争情况——一些病毒感染并杀死了一小部分类似细菌的宿主，而其它细菌宿主则对不断进化的病原体产生了免疫力。然后，他们再通过更早几代的病毒样病原体“感染”5％最近几代进化的细菌样宿主，结果发现大约1%的古代病毒依然对现代进化的宿主具有显著破坏力，一些古病毒的入侵导致32%的现代细菌宿主死亡。不过，有趣的是，也有一些古代病毒入侵，导致类细菌物种的多样性增加了12%。虽然1%的概率确实不是很高，但是考虑到32%的死亡率，永久冻土的融化，病原体苏醒的话，风险肯定是有的。不过，人类宿主和其它宿主有很大的不同，我们实际上并不是只通过进化来对付病原体，我们还有自己的科技，和智能（体现隔离方面）。DNA病毒相对来说是好对付一点的，所以人类史上唯一攻克的病毒就是一种DNA病毒（天花），只要它的变异能力不是很强，我们限制它们传播的科技和狠活还是很有一套的。细胞类的病原体就更别提了，从抗生素诞生开始，这些病原体就不太会造成超大规模的疫情。所以，我的答案是，永久冻土融化并释放病原体造成人类大规模疫情的可能性是比较低的，但是对其它生物的影响就说不好了——肯定比人类要严重得多。另一方面，永久冻土的融化永远不是只有病原体苏醒这么一个负面影响，其中温室气体的释放可能比病原体更可怕。因为永久冻土中冰封着海量甲烷，这也是温室气体，而且它可比二氧化碳制造温室效应的能力要强许多——甲烷在大气中捕获热量的能力是二氧化碳的25倍以上。参考资料：[1].https://www.livescience.com/planet-earth/arctic/nematode-resurrected-from-siberian-permafrost-laid-dormant-for-46000-years[2]https://doi.org/10.3390/v15020564[3].https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1011268...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376939.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376939.htm

世卫强烈建议乌克兰销毁实验室病原体 以防泄漏

世卫强烈建议乌克兰销毁实验室病原体以防泄漏（早报讯）世界卫生组织强烈建议乌克兰销毁存放在该国的公共卫生实验室中的高威胁病原体，以防止“任何可能的泄漏”导致病毒在人群中传播。与许多其他国家一样，乌克兰拥有公共卫生实验室，这些实验室专门研究如何减轻影响动物和人类面临的危险疾病威胁，其中也包括2019冠状病毒疾病。而乌克兰的生物研究实验室得到了美国、欧盟和世卫组织的支持。生物安全专家表示，俄罗斯向乌克兰派遣军队并对其城市进行轰炸，如果乌克兰这些设施中的任何一个遭到破坏，将增加致病病原体逃逸的风险。世卫组织周四（3月10日）以电邮答复路透社有关它在乌克兰遭入侵前后与乌克兰进行的合作时表示，它与乌克兰公共卫生实验室合作了数年，旨为促进有助于防止“意外或故意释放病原体”的安全措施。世卫组织说：“作为这项合作的一部分，世卫组织强烈建议乌克兰卫生部和其他负责机构销毁高威胁病原体，以防止任何潜在的泄漏。”世卫组织没有说明何时向乌克兰提出这项建议，也没有提供在乌克兰实验室中存放的病原体或毒素种类的详细信息。该组织也没有说明乌克兰是否遵循其建议。基辅官员和乌克兰驻华盛顿大使馆也没有回应置评请求。乌克兰总统泽连斯基周四指俄罗斯空军对哈尔科夫市一个设有实验性核反应堆的研究所进行了轰炸。乌克兰议会官方网站在推特上说，该研究所附近一家旅社着火燃烧，并指研究所附近的战斗仍在继续。发布：2022年3月11日11:04AM

微型磁珠可帮助快速检测分析病原体

微型磁珠可帮助快速检测分析病原体这就是Dynabeads的用武之地。磁珠发明于1976年，由包裹在聚合物外壳中的磁性铁芯组成。外壳上涂有不同类型的抗体，这些抗体会与加入磁珠的液体样本中的特定目标分子结合。将磁铁放在装有这种样品的小瓶外侧，科学家们就能收集并分析粘在Dynabeads上的目标分子。尽管如此，以这种方式检测病原体的存在仍然是一个相当耗时的过程。在LozaTadesse和RohitKarnik教授的领导下，麻省理工学院的一个团队正在创造一种变通方法。科学家们发现，通过利用一种被称为拉曼光谱的技术，可以通过珠子散射光的独特方式检测液体样本中的Dynabeads。这种独特的"拉曼特征"可以在不到一秒钟的时间内捕捉到。Karnik告诉我们，他们目前正在开发一种技术，用于分离游离的、未与病原体细胞结合的微珠。然后，便携式设备就能快速、轻松地区分两者的拉曼信号。如果检测到与病原体结合的Dynabeads信号，用户就可以知道样本中存在病原体。在迄今为止进行的实验室测试中，该过程已被用于在短短半秒内检测水样中的沙门氏菌。"这是一种可以快速给出肯定或否定答案的方法：到底有没有污染物？"Tadesse说。"因为即使是少量的病原体也能引起临床症状"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380127.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380127.htm

睡莲可能会扮演我们对抗真菌病原体时的超级英雄

睡莲可能会扮演我们对抗真菌病原体时的超级英雄官方数据显示，每年约有8000名美国人死于真菌感染，但这一数字可能要高得多，因为许多病例未被诊断出来，而且作为一种"机会性病原体"，真菌可以攻击衰弱的免疫系统，导致复杂的并发症。世界卫生组织去年呼吁对真菌病原体给予紧急关注，因为在气候变化的刺激下，真菌病原体正变得越来越普遍，威胁也越来越大。不过，也有一些好消息。俄克拉荷马大学（UO）的科学家们可能在一种睡莲或荷花中发现了一种分子，可以抵御真菌感染。俄克拉荷马大学道奇家族文理学院化学与生物化学系教授罗伯特-西切维奇（RobertCichewicz）说："让我们感到兴奋的分子叫做persephacin。这一抗真菌发现似乎能对广谱的传染性真菌起作用，而且它对人体细胞无毒，这一点非常重要，因为目前的许多治疗方法都对人体有毒。"研究真菌长达二十年的Cichewicz指出，植物为抵御攻击而开发的策略可能是我们抵御病原体威胁的最佳选择。与细菌一样，病原真菌也能快速适应和规避现有的治疗方法；在生物进化的'军备竞赛'中，这是一项令人印象深刻的壮举，科学界不得不奋起直追。Cichewicz说："真菌遍布植物界，植物和真菌经常一起工作。"其中一些真菌会杀死竞争对手，或阻止昆虫啃食植物。我们假设，如果这些居住在植物中的真菌（被称为内生菌）能够通过杀死入侵的真菌来帮助植物抵御感染，那么这些分子或许也能保护人类和动物免受真菌病原体的侵害。事实证明，我们是对的。"虽然它可能不是一颗银弹，但persephacin抵御真菌感染的能力是科学家们在这一令人沮丧的领域取得的一项有希望的进展。Cichewicz说："抗真菌抗药性不断演变，这可能会提供一种新的选择。这就是为什么这种分子如此令人兴奋。"这项研究发表在《天然产品杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375745.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375745.htm

疑与中国有关！美破获非法实验室 藏900只可带病原体老鼠

疑与中国有关！美破获非法实验室藏900只可带病原体老鼠美国疾病管制与预防中心（CDC）近日公布，美国联邦政府与加州当局经过数月的调查，在加州弗雷斯诺郡一间进行非法生物实验的仓库内发现各种化学制品，以及数千瓶未标记的液体和可疑生物材料，同时还有至少900只用于生物实验、可携带病原体的老鼠。https://www.sinchew.com.my/?p=4870515