约翰·霍普金斯大学的新测试显示小鼠的思维方式与婴儿相同

约翰·霍普金斯大学的新测试显示小鼠的思维方式与婴儿相同科学家发现，小鼠在学习任务中表现出策略性行为，它们会采取探索性行动，这些行动最初看起来像是错误。通过实验，研究表明，小鼠会测试假设，并根据结果调整策略，这挑战了将动物错误视为单纯错误的传统观点。对动物认知的这一洞察不仅揭示了小鼠是如何思考的，而且与人类的非语言学习有相似之处，为进一步研究战略思维的神经基础铺平了道路。他说："知识与表现之间的这种差距，很大一部分是因为动物正在进行一种探索--动物的所作所为非常聪明。很难说动物是在做假设，但我们的观点是，动物和人类一样，可以做假设，它们可以检验假设，并可能使用更高级的认知过程来做假设。"这项研究成果发表在《当代生物学》上，加深了我们对动物认知的理解，并可能有助于确定制定战略的神经基础。库奇博特拉的实验室此前发现，动物对任务的了解程度远远超过它们在测试中表现出来的程度。对于这种差距背后的原因，研究小组有两种理论。要么是小鼠因为压力过大而犯错，要么是它们在做更有意义的事情：探索和测试它们的知识。为了弄清这个问题，库奇博特拉和学习神经科学的研究生朱子怡想出了一个新实验。小鼠听到了两种声音。听一种声音时，它们应该把轮子向左转。听到另一种声音时，它们要把轮子转到右边。当小鼠的表现正确时，它们会得到奖励。研究人员观察到，小鼠在连续试验中听到其中一种声音时，会将方向盘向左转一下，然后又转到右边，看似犯错，实则有目的性。在连续的试验中，小鼠会把方向盘向左转一下，然后又转到右边，看似犯错，实际上却很有策略。资料来源：约翰-霍普金斯大学库奇博特拉说："我们发现，当动物进行探索时，它们会采取一种非常简单的策略，那就是'我先往左走一会儿，弄清楚情况，然后再换个方向，往右走一会儿'。小鼠的策略性比有些人想象的还要强"。朱补充说："动物学习过程中的错误通常被认为是错误。我们的工作带来了新的见解，即并非所有错误都是一样的。"如果不考虑奖赏，研究小组就能更多地了解啮齿动物的行为。当小鼠做出了正确的反应但没有得到奖励时，它在重新测试时会立即加倍做出正确的反应。"如果动物有一个任务的内部模型，那么没有奖励就应该违反它的预期。如果是这样，它就会影响后续试验的行为。这正是我们的发现。在随后的试验中，动物的表现会好很多，"库奇博特拉说。"动物会说，'嘿，我本来以为会得到奖励，但我没有，所以让我测试一下我的知识，让我利用我的知识，看看它是否正确'"。如果动物没有任务的内部模型，就不会有违反任务的预期，小鼠就会一直表现不佳。库奇博特拉说："在学习的早期，动物就有一个期望值，当我们违反它的期望值时，它就会改变策略。它的策略出人意料"。"小鼠的这种策略与不会说话的人类婴儿的学习方式类似。库奇博特拉说，两者都具有很强的探索性，都能以各种方式检验假设。在实验过程中，他"有点像小白鼠心理学家"来解释它们的行为。就像与不会说话的婴儿打交道一样，他不得不仅从行为中推断出潜在的心理过程。他说："这就是这个项目的真正乐趣所在，试图弄清老鼠在想什么。你必须从动物的角度去思考"。下一步，研究小组希望确定战略思维的神经基础，以及这些战略如何在不同动物之间进行比较。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429285.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429285.htm

革命性漫游车技术控制月球极端温度

革命性漫游车技术控制月球极端温度名古屋大学的新型热开关装置使月球车能够有效管理月球上的极端热条件，延长其运行寿命并减少能源消耗。资料来源：ShinichiroKinoshita,MasahitoNishikawara宇航员驾驶航天器在月球地形上航行时，不仅要面对零重力和可能掉落陨石坑的危险，还要应对剧烈的温度变化。月球的气候从127°C（260°F）的灼热高温到-173°C（-280°F）的刺骨低温不等。日本名古屋大学的研究小组开发了一种热开关装置，旨在提高月球车的耐用性。他们与日本宇宙航空研究开发机构（JapanAerospaceExplorationAgency）的合作研究在《应用热工程》（AppliedThermalEngineering）杂志上发表。未来的月球任务需要可靠的机器，能够在这种恶劣的条件下工作。日本名古屋大学的一个研究小组认识到未来的月球探测需要坚固耐用的机器，他们发明了一种热开关装置，有望延长月球探测车的运行寿命。他们与日本宇宙航空研究开发机构（JapanAerospaceExplorationAgency）合作进行的研究发表在《应用热工程》（AppliedThermalEngineering）杂志上。热开关技术：月球条件下的解决方案首席研究员MasahitoNishikawara说："能够在白天散热和夜间隔热之间切换的热开关技术对于长期月球探测至关重要。白天，月球车处于活动状态，电子设备会产生热量。由于太空中没有空气，电子设备产生的热量必须主动冷却和散发。另一方面，在极其寒冷的夜晚，电子设备必须与外界环境隔绝，以免过于寒冷。"目前的设备往往依靠加热器或连接到环形热管上的无源阀门来实现夜间保温。然而，加热器成本高昂，而被动阀会提高流体流速，导致压力下降，从而影响热量传递效率。Nishikawara团队开发的技术提供了一个中间地带。它的压降比被动阀低，耗电量比加热器低，在夜间可以保持热量，而不影响白天的冷却性能。运行机制和能源效率该团队开发的热控装置将环形热管（LHP）与电动流体动力（EHD）泵结合在一起。白天，EHD泵不工作，使LHP正常运行。在月球车中，LHP使用的制冷剂在蒸气和液体状态之间循环。当设备升温时，蒸发器中的液态制冷剂汽化，通过月球车的散热器释放热量。然后，蒸气又冷凝成液体，返回蒸发器再次吸收热量。这一循环由蒸发器中的毛细力驱动，因此非常节能。夜间，EHD泵会施加与LHP流量相反的压力，阻止制冷剂的流动。电子设备与夜间寒冷的环境完全隔绝，用电量极低。该团队的研究包括选择EHD泵的电极形状、设备设计、性能评估，以及利用EHD泵停止低压涡轮机运行的演示测试。结果表明，夜间耗电量几乎为零。技术的影响和未来应用Nishikawara说："这种开创性的方法不仅确保了漫游车在极端温度下的生存，还最大限度地减少了能源消耗，这在资源有限的月球环境中是一个至关重要的考虑因素。它为未来月球任务的潜在整合奠定了基础，有助于实现持续的月球探测努力。"这项技术的意义不仅限于月球车，还可广泛应用于航天器的热管理。将EHD技术集成到热流体控制系统中，可以提高热传导效率，减轻运行挑战。未来，这将在太空探索中发挥重要作用。这种热开关装置的开发是为长期月球任务和其他太空探索活动开发技术的一个重要里程碑。所有这些都意味着，未来月球车和其他航天器应能更好地在极端的太空环境中运行。编译来源：ScitechDailyDOI:10.1016/j.applthermaleng.2024.123428...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435023.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435023.htm

革命性的前列腺癌治疗方法通过针对关键酶杀死抗性细胞

革命性的前列腺癌治疗方法通过针对关键酶杀死抗性细胞SanfordBurnhamPrebys的副教授布鲁克-埃默林博士说："这是第一次这种酶被牵涉到前列腺癌中，我们期望它也将被证明与其他癌症有关。提高精准医疗的一个重要因素是使用尽可能多的工具来治疗癌症，同时减轻抗药性的风险"。许多前列腺癌病例可以通过降低睾丸激素和其他男性性激素的治疗方法进行治疗，但约有10-20%的前列腺癌病例在五年内抵制治疗，这种抗治疗的前列腺癌随后会扩散到身体的其他部位，然后变得致命。了解前列腺癌如何产生抗药性，对于发现新的治疗策略以延缓或逆转前列腺癌的发展至关重要。布鲁克-埃默林博士资料来源：桑福德-伯纳姆-普雷比斯公司前列腺需要男性性激素，即所谓的雄性激素才能生长。前列腺癌为了快速生长，劫持了前列腺的雄激素信号机制，这就是为什么破坏这些途径的治疗方法是有效的。埃默林说："难能可贵的是，我们已经发现了一种酶，即使在降低激素的治疗无效或已经产生抗药性的情况下也可以针对前列腺癌。这可能会给我们提供一种全新的武器来对付前列腺癌和其他依赖这种酶的癌症。"这项研究是由Emerling在伯尔尼大学的同事所做的一项观察而引出的，该同事由共同第一作者MarkA.Rubin领导。他们注意到，耐受治疗的前列腺癌患者有高水平的PI5P4Kα，这表明这种蛋白质在癌症抵抗治疗和生长的能力中起了作用。然后，Emerling的团队能够证明--使用多种前列腺癌模型系统--抑制这种酶能够杀死抗治疗的前列腺癌。PI5P4Kα是一组被称为PI5P4K的酶的一部分，它参与了脂质的代谢，脂质是一种包括脂肪、激素和许多维生素的分子类型。虽然癌症代谢的其他领域已经被广泛研究了几十年，但脂质代谢只是在最近才作为一个有希望的癌症治疗途径出现。针对脂质代谢的治疗方法可能是一个未开发的宝库，这是研究人员现在非常感兴趣的东西，他们正在努力开发针对这种酶的药物，而且有几家公司也在开发他们自己的类似药物。由于这种兴趣，布鲁克-埃默林和她的同事们对这种治疗方法的未来持乐观态度："现在还没有药物，但我对在不久的将来，我们将有一些药物进入临床试验阶段寄予厚望。那将是非常了不起的"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349397.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349397.htm

科学家发现可以摧毁小鼠脑瘤的革命性新疗法

科学家发现可以摧毁小鼠脑瘤的革命性新疗法胶质母细胞瘤是人类已知的最具侵略性的脑癌类型之一。对许多人来说，生存的机会往往很低。然而一种新型的脑瘤疗法可能有助于改变现状。该疗法依赖于破坏癌症的“动力源”，其在小鼠身上表现出相当大的成功。科学家们希望它能在人类身上发挥同样的作用。资料图这种新疗法有望摧毁胶质母细胞瘤肿瘤的“能力源”。由以色列科学家领导的一项新研究表明，胶质母细胞瘤依靠特定的脑细胞来推动其肿瘤的生长。因此，科学家们开始研究如何通过去除这些细胞来代替治疗癌症。新的脑瘤疗法可以完全饿死癌细胞从而让患者进入缓解期。通常情况下，医生会使用化疗来直接针对肿瘤。然而通过移除被称为星形细胞的脑细胞，科学家们发现他们可以饿死小鼠的胶质母细胞瘤肿瘤。此外，只要星形胶质细胞被压制，肿瘤就会一直消失。而且即使当他们停止抑制时，该研究的论文作者LiorMayo博士指出，85%的小鼠保持了缓解。然而所有被允许保持星形胶质细胞活性的小鼠都在研究中死亡。基于这一信息，参与研究的科学家认为，当胶质母细胞瘤肿瘤出现时，星形胶质细胞进入异常活跃状态，是癌症的主要动力来源。因此，用这种脑瘤疗法把它从等式中移除可以让我们在人类中也能更好地对抗癌症。根据他们在实验中发现的关键信息，研究人员表示，星形胶质细胞主要以两种方式帮助肿瘤的发生：首先，它们劫持了通常会保护身体的免疫细胞，而一旦被劫持，这些细胞就会帮助肿瘤的生长；其次，它们将胆固醇变成癌症的能量来源。有了现在发现的所有这些信息，科学家们希望能找到一种能在人类大脑中更多地抑制星形胶质细胞的药物。如果他们能找到一个，那么从长远来看则可以使提出一个可行的脑肿瘤疗法变得更加容易。当然，并不是所有成功的动物试验都能很好地转化为人体，所以需要一些时间来观察这个过程的结果。科学家们在《Brain》上发表了他们的发现。Mayo还告诉媒体，如果他的团队能找到一种现有的药物，难么他们有可能在两年内为人类创造一种脑肿瘤疗法。不过他表示，如果需要一种原创药物则需要更长的时间。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312783.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1312783.htm

研究HIV的藏身之处 约翰·霍普金斯大学研究人员发现消除感染的新目标

研究HIV的藏身之处约翰·霍普金斯大学研究人员发现消除感染的新目标单核细胞是一种寿命很短的循环免疫细胞，最终发展成巨噬细胞。巨噬细胞是能够吞噬和摧毁外来元素的免疫细胞，如病毒、细菌和其他不属于宿主机体的细胞。在3月27日发表在《自然-微生物学》上的当前研究中，科学家们发现有证据表明，接受长期标准抗逆转录病毒治疗的艾滋病毒感染者的血液样本中含有单核细胞，这些单核细胞藏有能够感染邻近细胞的稳定的艾滋病毒DNA。科学家们说，这些发现可能为改进疗法和最终治愈艾滋病毒的努力提供了一个新的方向，根据世界卫生组织的数据，全世界有超过3400万人受艾滋病毒影响。目前的抗逆转录病毒药物可以成功地将艾滋病毒抑制到几乎检测不到的水平，但并没有导致病毒的完全根除。"我们不知道这些单核细胞和巨噬细胞对根除艾滋病毒有多关键，但我们的结果表明，我们应该继续研究努力，了解它们在这种疾病中的作用，"约翰霍普金斯大学医学院分子和比较病理生物学教授JaniceClements博士说。科学家们早就知道，HIV最常将其基因组藏在一种叫做CD4+T细胞的免疫细胞中。约翰霍普金斯大学医学院分子和比较病理生物学助理教授RebeccaVeenhuis博士说："为了根除艾滋病毒，我们的目标是找到藏匿艾滋病毒基因组的细胞的生物标志物，并消除这些细胞。"为了进一步研究循环血液中的单核细胞和巨噬细胞作为HIV储库的作用，约翰-霍普金斯大学领导的科学家团队在2018年至2022年期间获得了10名男性HIV患者的血液样本，他们都长期服用标准抗逆转录病毒药物。研究人员从这些样本中提取了血细胞，并在实验室中培养了这些细胞。通常情况下，单核细胞会非常迅速地--在大约三天内--转化为巨噬细胞，产生单核细胞衍生的巨噬细胞。所有10名男子的单核细胞转化的巨噬细胞中都有可检测到的HIVDNA，但其水平比在男子的CD4+T细胞中发现的低10倍，CD4+T细胞是公认的HIV储库。在研究的下一阶段，为了确定HIV基因组在巨噬细胞分化之前是否存在于单核细胞中，该团队使用了一种实验性的检测方法来检测单核细胞中完整的HIV基因组。该检测方法是基于约翰霍普金斯大学的科学家RobertSiliciano,M.D.,Ph.D.在2019年开发的一种检测CD4+T细胞中HIV基因组的检测方法。包括研究助理CelinaAbreu博士在内的科学家们对从另一组30名艾滋病毒感染者（第一组中的8名男性和22名女性参与者）身上提取的血样使用了该检测方法，这些人也接受了标准的抗逆转录病毒疗法。研究人员在所有30名参与者的CD4+T细胞和单核细胞中发现了HIVDNA。科学家们还能够从一半的研究参与者中分离出由受感染的单核细胞产生的艾滋病毒。从这些细胞中提取的病毒能够感染CD4+T细胞。其中三名参与者在四年的研究期间多次检查了他们的血液，每次科学家都发现了由他们的单核细胞衍生的巨噬细胞产生的HIVDNA和感染性病毒。"这些结果表明，单核细胞可能是一个稳定的HIV储库，"Clements说。在进一步的研究中，约翰霍普金斯大学的研究小组计划确定被发现藏有HIVDNA的单核细胞子集以及这些受感染细胞的来源。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354183.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354183.htm

革命性三维快照揭示光合作用背后的“秘密机器”

革命性三维快照揭示光合作用背后的“秘密机器”图片显示的是植物RNA聚合酶PEP的高分辨率三维模型，它在光合作用中发挥着核心作用。图片来源：PaulaFavorettiVitaldoPrado和JohannesPauly/MPI-NAT,UMG没有光合作用，就没有空气可呼吸--光合作用是地球上所有生命的基础。这一复杂的过程使植物能够利用太阳光能将二氧化碳和水转化为化学能和氧气。这一转化过程在叶绿体中进行，叶绿体是光合作用的核心。叶绿体是在进化过程中形成的，当时今天植物细胞的祖先吸收了一种光合蓝藻。随着时间的推移，这种细菌越来越依赖于它的"宿主细胞"，但仍保留了一些重要的功能，如光合作用和细菌基因组的一部分。因此，叶绿体仍然拥有自己的DNA，其中包含"光合作用机器"关键蛋白质的蓝图。从PEP到能源马克斯-普朗克多学科科学研究所（MPI）研究组组长、哥廷根大学医学中心教授、哥廷根"多尺度生物成像"（MBExC）英才集群成员豪克-希伦（HaukeHillen）教授博士解释说："一种独特的分子复制机器，即名为PEP的RNA聚合酶，从叶绿体的遗传物质中读取遗传指令。希伦强调说，它对于激活光合作用所需的基因至关重要。没有正常运作的PEP，植物就不能进行光合作用，就会变成白色而不是绿色。"不仅复制过程复杂，复制机器本身也很复杂：它由一个多亚基核心复合体（其蛋白质部分在叶绿体基因组中编码）和至少12个相关蛋白质（称为PAPs）组成。植物细胞的核基因组为这些蛋白提供了蓝图。汉诺威莱布尼茨大学植物学研究所教授ThomasPfannschmidt博士说："到目前为止，我们已经能够从结构和生物化学角度描述叶绿体复制机的一些单独部分，但我们还缺乏对其整体结构和单个PAPs功能的精确了解。"3D详细快照通过密切合作，豪克-希伦（HaukeHillen）和托马斯-普范施密特（ThomasPfannschmidt）领导的研究人员现在首次成功地以3.5埃（比毫米小3500万倍）的分辨率对19个亚基的PEP复合物进行了三维可视化。"我们从植物研究的典型模式植物--白芥子中分离出了完整的PEP，"Pfannschmidt团队的成员、现发表在《分子细胞》（MolecularCell）杂志上的这项研究的第一作者之一弗雷德里克-阿伦斯（FrederikAhrens）介绍说。随后，科学家们利用冷冻电子显微镜创建了由19个部分组成的PEP复合物的详细三维模型。为此，研究人员对样本进行了超高速速冻。然后，研究人员从多个角度对复制机进行了数千次拍摄，直至原子级别，并通过复杂的计算机计算将它们组合成一个整体图像。"结构快照显示，PEP核心与其他RNA聚合酶（如细菌或高等细胞的细胞核）中的核心相似。然而，它包含叶绿体特有的特征，这些特征介导了与PAPs的相互作用。后者只有在植物中才能发现，而且它们的结构非常独特，"国际植物研究所博士生、MBExC赫莎-斯波纳学院成员、该研究的第一作者PaulaFavorettiVitaldoPrado解释说。科学家们已经假定，PAPs在读取光合作用基因的过程中发挥着各自的功能。"我们可以看到，这些蛋白质以一种特殊的方式排列在RNA聚合酶核心周围。根据它们的结构，PAPs很可能以各种方式与核心复合体相互作用，并参与基因读取过程，"Hillen补充说。了解光合作用的演变研究小组还利用数据库寻找进化线索。他们希望找出在其他植物中观察到的复制机结构是否相似。Pfannschmidt说："我们的研究结果表明，PEP复合物的结构在所有陆生植物中都是相同的。关于叶绿体DNA复制过程的新发现有助于我们更好地了解光合作用机器生物发生的基本机制。这些发现对未来的生物技术应用也很有价值。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422939.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422939.htm