突破性进展可将养殖肉类的生产成本最多降低90%

突破性进展可将养殖肉类的生产成本最多降低90% 由斯特恩家族工程学教授大卫-卡普兰（David Kaplan）领导的塔夫茨大学细胞农业中心（Tufts University Center for Cellular Agriculture，TUCCA）现在就实现了这样的飞跃，研究人员创造出了能产生自身生长因子的牛（牛肉）肌肉细胞，这一步可以大大降低生产成本。生长因子，无论是用于实验室实验还是培养肉类，都会与细胞表面的受体结合，为细胞生长和分化成不同类型的成熟细胞提供信号。在这项发表在《细胞报告可持续性》（Cell ReportsSustainability）杂志上的研究中，研究人员改造了干细胞，使其产生自身的成纤维细胞生长因子（FGF），从而引发骨骼肌细胞的生长，也就是人们在牛排或汉堡包中发现的那种细胞。"FGF 并不完全是一种营养物质，"时任该项目的首席研究员、现任塔夫茨细胞农业商业化实验室科学主任的安德鲁-斯托特（Andrew Stout）说。他说："它更像是一种指令，让细胞以某种方式行事。我们所做的就是让牛肌肉干细胞产生这些生长因子，并开启信号通路。"降低成本与研究进展在此之前，生长因子必须添加到周围的液体或培养基中。生长因子由重组蛋白制成，由工业供应商出售，占培养肉类生产成本的大部分（高达或超过 90%）。由于生长因子在细胞培养基中的存活时间不长，因此每隔几天就要补充一次。这就限制了向消费者提供廉价产品的能力。从生长培养基中剔除这种成分可以节省大量成本。肉用牛肌肉细胞可自行制造生长因子，从而从液体生长培养基中去除一种昂贵的成分。资料来源：塔夫茨大学阿隆索-尼科尔斯斯塔特正在塔夫茨大学细胞农业商业化实验室领导几个研究项目，该实验室是一个技术孵化空间，旨在将大学的创新成果发展到可以在商业环境中进行工业规模应用的程度。斯塔特说："虽然我们大幅降低了培养基的成本，但仍需要进行一些优化，才能使其适用于工业生产，工程细胞的生长速度较慢，但我认为我们可以克服这个问题。策略可能包括改变细胞中 FGF 的表达水平和时间，或改变其他细胞生长途径。在这种策略中，我们不是向细胞中添加外来基因，只是编辑和表达已经存在的基因，观察它们是否能改善肌肉细胞的生长，从而提高肉类产量。这种方法还能简化最终食品的监管审批，因为添加外来基因与编辑本地基因相比，监管更为严格。"这一策略是否适用于其他肉类，如鸡肉、猪肉或鱼肉？斯托特认为可以。斯托特说："所有肌肉细胞和许多其他类型的细胞通常都依赖于生长因子来生长。他设想这种方法将应用于其他肉类，尽管在不同物种中表达的最佳生长因子可能存在差异。"卡普兰说："TUCCA 和其他地方正在继续努力改进培植肉技术，包括探索降低生长介质中营养成分成本的方法，以及改善肉的质地、口感和营养成分。尽管成本和供应仍然受到限制，但产品已经获得了美国和全球消费监管部门的批准。我认为，这样的进步将使我们更接近于在未来几年内在本地超市看到价格合理的栽培肉。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

MRSA疫苗取得突破：科学家找到一种有望对抗致命超级病菌的方法

MRSA疫苗取得突破：科学家找到一种有望对抗致命超级病菌的方法 研究人员通过靶向免疫抑制分子 IL-10，提高了疫苗的效力，从而在抗击 MRSA 的斗争中取得了重大进展。他们的研究结果表明，中和IL-10可以增强免疫反应，帮助清除动物模型中的细菌。金黄色 葡萄球菌 是社区和医院获得性细菌感染的主要病因之一，每年全球有超过 100 万人死于这种细菌。不幸的是，抗生素对这种细菌的疗效越来越差，在高收入国家，抗生素耐药型 MRSA 导致的死亡人数最多。因此，科学家们非常关注如何找到解决方案，以扭转金黄色葡萄球菌相关感染的局面。其中一个极具吸引力的方案就是疫苗，尽管近年来在这方面取得了一些进展，但仍存在一些重大障碍。其中一个障碍似乎是金黄色葡萄球菌能够通过开启免疫系统中存在的一种天然断裂点来抑制免疫反应，这种天然断裂点是一种被称为白细胞介素-10（IL-10）的重要免疫抑制分子，其作用是减轻体内炎症。金黄色葡萄球菌（芥末色）缠绕在人类白细胞（红色）中的数字化彩色扫描电子显微镜图像。图片来源：美国国家卫生研究院关于金黄色葡萄球菌的有趣之处在于，除了是一种致命的病原体外，这种细菌还生活在我们体内或身上，但不会造成危害。然而，在这些无症状的相互作用过程中，这种细菌会影响免疫反应这意味着当注射金黄色葡萄球菌疫苗时，免疫系统很难做出适当的反应。在今天（7月8日）发表在权威期刊《JCI Insight》上的研究成果中，研究人员在动物模型中发现，如果用疫苗免疫受试者，使其免疫系统对感染做出反应，同时产生中和IL-10的抗体，免疫反应（通过特化T细胞）就会得到改善，细菌清除率也会在随后的感染中得到提高。金黄色葡萄球菌是一种常见的细菌，可在许多人的皮肤和鼻子中发现。虽然金黄色葡萄球菌通常无害，但如果它通过割伤或其他伤口进入人体，就会引起一系列轻微到严重的感染。感染包括疖子和脓疱疮等皮肤问题，以及肺炎、血液感染和心内膜炎等更严重的问题。金黄色葡萄球菌尤其令人担忧的一点是它对抗生素产生抗药性的能力，特别是 MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌），它很难治疗，并以引起严重的医院感染而闻名。研究小组由都柏林圣三一学院生物化学与免疫学学院免疫学教授雷切尔-麦克劳林（Rachel McLoughlin）领导。都柏林圣三一学院生物化学与免疫学学院免疫学教授雷切尔说："综合来看，我们的研究成果为一种新型战略提供了巨大的前景，这种战略可以提高以抑制金黄色葡萄球菌 感染为目的而开发的疫苗的功效。"我们的工作还有力地表明，以前接触过这种细菌可能会造成一种情况，即我们的免疫系统不再将其视为威胁，从而由于这种免疫抑制状态的产生而无法对疫苗做出适当的反应。这再次强调了为什么使用有助于中和IL-10的东西进行免疫接种为有效预防金黄色葡萄球菌带来了新的希望"。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

复旦团队重大突破登Cell 破纪录复活“冰封”18个月人脑

复旦团队重大突破登Cell 破纪录复活“冰封”18个月人脑 访问：NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 论文地址： Pedro Magalhães教授表示，自己被震撼到了。要知道，脑细胞是非常脆弱，对压力极其敏感的。而团队采用的方法却可以成功防止细胞死亡，甚至让它们保留功能，这不得不说是一项奇迹。Magalhães教授大胆预言，我们现在完全可以想象这样的场景几十年或几个世纪后，绝症患者可以被冷冻保存，等待有治愈方法的那天。宇航员可以被冷冻，醒来时就已经被送到了其他星系。这是一场豪赌，赌赢了可能就是永生至此，看来三体是要成真了，云天明的大脑不用靠三体人拦截，靠我们自己就能让他复活。图源：知乎“吴牛喘月”这样看来，马斯克大概会非常喜欢这个研究，人体冷冻技术，或将成为可行性巨大的投资。总的来说，这个研究的亮点就是团队开发了一种全新的冷冻保存方法（MEDY）MEDY不会破坏神经细胞结构或功能MEDY可用于保存各种脑类器官和人类脑组织有趣的问题来了大脑解冻后，脑中所有的信息/记忆也会被完好无损地保存吗？所以，我们究竟有没有灵魂？网友：请让我在机器人体内醒来此消息一出，网友们立马震惊了。“人类的冰冻世时代要来了，我们将穿越浩瀚的虚空海洋，那里的每一颗星星，每一个未曾见过的角落，都将感受人类的触摸。”“太癫狂了，我们不仅能扫描人类大脑，还能把它们冷冻起来。”此前，Google的十年神经科学成果人脑图谱，登上了Science。人们被这张1立方毫米的纳米级人脑皮层图震撼到了已经有志愿者表示，愿意参加人体试验了。这位表示，已经迫不及待想冷冻自己的大脑，然后在机器人体内醒来了。一觉睡过奇点，醒来就会身处一个崭新的纪元。“等我老了，把我冰冻，推送到一艘殖民船上，让我的大脑在罐子里操作机器人。”所以，如果当初有人冷冻爱因斯坦的大脑，我们或许就能让它复活了。评论区被提到最多的科幻，就是三体和波比宇宙。“现在我们只需要一个1%光速行进的探针，就可以依靠自身动力运行数百万年，同时还要避免空间碎片。三体舰队已经走了200年了。”当然从现实层面讲，还需要有一个巨大的铅罩，来保护大脑免受宇宙辐射的影响。」总之，这项研究实在太不可思议了，堪称是打破了科幻和现实的壁垒。讨论甚至上升到了玄学。言归正传，之前的那些低温冷冻人，他们还好吗？目前，美国已有数百人冰封在-196℃液氮罐中，等待复活。最小的冷冻人只有2岁，费用高达22万美金有懂行的网友解释说，其实这些冷冻人也使用了类似的化学物质。冻整个人和只冻大脑最大的不同是，在人冷冻后，需要尽快让化学物质进入大脑的血液系统。冷冻必须逐渐进行，以防止冰晶的形成，速度必须很快，因此任务很紧迫。如果没有活跃的血液循环，大脑很快就会退化了。而只冻大脑的时候，因为是小样本，因此不存在这些问题。从技术上讲，这些人的身体并不是“冷冻”的，而是“玻璃化”的。一旦身体冷却到零度以下，溶液非但不会结晶，反而会越来越厚。它就像一个玻璃块，将所有细胞固定在原位，没有任何内部结构变化，因此不会造成任何损害为了保证冰冻人们的未来，Alcor公司成立了一个信托基金，作为一个独立的实体来管理和保护冷冻患者的资金，以防几百年后实施冰冻公司不在了冷冻人脑组织，现在可以无损复苏就在最近，著名科学杂志New Scientist，还针对这项研究做了一篇专题报道。复旦大学团队利用人类胚胎干细胞，在三周时间内培育出了大脑类器官，这些自组织脑细胞的小簇，就可以发育成各种类型的脑细胞。然后，研究人员将这些类器官浸入不同的化合物中，包括糖和防冻液，这样就可以让它们在液氮中冷冻至少24小时。样本解冻后，他们在接下来的两周内，监测它们的生长和细胞死亡情况。尝试了各种不同化合物的组合之后，研究者发现了一种理想组合，可以让组织解冻后死亡的细胞最少、生长得更多。这种组合，就是由甲基纤维素、乙二醇、DMSO和Y27632组成的化学混合物，被研究者命名为“MEDY”。有网友在MEDY的成分中发现了“华点”如果喝了有其中3种成分的洗发水，会长生不老吗？为何MEDY能保存脆弱的脑组织细胞呢？研究者认为，这是因为MEDY干扰了一个通常会导致脑细胞死亡的路径。随后，团队对MEDY进行了一系列测试，实验对象包括从28天到超过100天的脑类器官。这些器官在冷冻前，都会被放入MEDY中冷冻48小时，然后再解冻。团队惊喜地发现，解冻后的类器官，在外观、生长和功能上与从未冷冻过的同龄类器官非常相似！即使是在MEDY中冷冻了18个月的类器官，也依然如此。他们甚至创造了一项纪录在解冻后，大脑类器官可以继续生长，存活长达150天！这种组合的有效性已经得到了证明：研究者从一名9个月大、患有癫痫的女孩身上取出了3立方毫米的脑组织，脑组织在解冻后至少两周内，仍然保持着活跃状态。冷冻大脑怎样保存以下，就是冷冻和解冻大脑的具体步骤。首先，在进行冷冻保存之前，大脑类器官需要在含有10μM Y27632的培养基中培养1.5小时。随后，我们需要将它转移到冷冻保存溶液中，在室温下静置1/6-5小时。这个静置时间，取决于大脑类器官的直径，它的直径每增加1毫米，室温预处理时间就需要延长20分钟。之所以要进行预处理，就是为了让Y27632充分渗透到器官内部，从而减少玻璃化现象，增加渗透压。预处理完成后，类器官就就可以放入存储管中，在−80°C的低温下保存了。24小时后，我们需要把它转移到液氮中，进行长期保存。冷冻完成了，该如何解冻呢？过程是这样的。首先，把类器官从液氮中取出，尽快在37°C下解冻，这个速度越快越好。然后，我们需要小心地将类器官转移到含有10μM Y27632的W4培养基中培养两天，然后继续在37°C下培养。两天后，每天都要更换一次培养基。从第三天起，就要开始使用不含 Y27632的W4培养基，继续培养两天。最后，将解冻后的类器官用Matrigel包裹起来，并继续培养。掌握了以上步骤，我们就可以顺利冷冻自己的大脑了不是。论文结果高效保存皮质类器官为了解决3D脑类器官长期可靠存储的挑战，团队开发出了一种新的冷冻保存方法，包括对冷冻介质成分和冷冻解冻过程的精确控制（图 1A）。为了进一步提高冷冻保存的效率，团队测试了候选试剂与ROCK抑制剂Y27632的不同组合，形成了新的冷冻介质（CM1–CM4）。综合来看，CM1（1% 甲基纤维素 + 10% 乙二醇 + 10% DMSO + 10μM Y27632）是脑类器官的最佳冷冻介质即MEDY。图 1. MEDY冷冻保存技术的建立维持功能性细胞结构脑室区（VZ）的结构和多个皮质层在维持脑类器官功能方面起着重要作用，能否在冷冻保存后保留这种功能结构至关重要。团队使用MEDY冷冻保存了28天的皮质类器官，并在解冻后继续培养3周，然后进行皮质层标记物的免疫染色（图 2A和2B）。在第50天，解冻后的类器官中Sox2+和Pax6+的VZ样结构完全保留（图 2C和2D... PC版： 手机版：

3D打印 「人造海绵体」问世！中国 团队 成功 修复 动物 勃起 功能 （有救了）

3D打印 「人造海绵体」问世！中国 团队 成功 修复 动物 勃起 功能 （有救了） 华南理工大学团队在《自然·生物医学工程》发表突破性 研究 利用3D打印技术构建出包含复杂血管网络的水凝胶 阴茎海绵体 模型。该模型通过模拟静脉血流阻断机制，成功在体外复现勃起过程当液体以每分钟90毫升高速灌注时，海绵窦膨胀挤压静脉，实现与真实器官相似的「充血-维持」状态。 在兔子和巴马猪的海绵体缺损修复实验中，植入载有内皮细胞的3D打印模型后，12周内勃起时海绵体内压/平均动脉压比值恢复至正常水平的90%。更令人惊叹的是，修复组动物成功通过交配诞下健康后代，怀孕率与健康组无显著差异。研究还构建了动脉硬化性勃起障碍和佩罗尼病模型，为病理研究提供可视化工具。 该技术不仅能定制化修复损伤，未来还有可能为阴茎移植开辟新道路。团队指出，当前模型尚无法重建尿道和神经，下一步将探索干细胞诱导分化与微型血管整合以探究更好的模拟真实情况。

癌症药物的副产品可能是一种尚未开发的帕金森病治疗方法

癌症药物的副产品可能是一种尚未开发的帕金森病治疗方法 服用药物后，它们会被吸收并分布到身体各处。当药物产生治疗效果后，会被各个器官分解代谢成为被称为代谢物的副产品，这些化合物更容易被排出体外。尽管药物代谢物在血浆中浓度很高，而且可能具有药理活性，但其潜在的治疗作用往往被忽视。然而，西班牙国家研究委员会（CSIC）的一项新研究发现，一种抗癌药物在分解过程中产生的代谢物本身可能具有治疗价值。Rucaparib是一种用于治疗复发性卵巢癌、乳腺癌以及最近的前列腺癌的药物，它被分解成主要代谢物M324，在包括小鼠和人类在内的多个物种中都能检测到这种代谢物。在动物体内，M324 的血浆浓度高于母体药物，并能进入肿瘤细胞；在人体内，代谢物的血浆浓度约为 rucaparib 浓度的 40%。利用四种不同的计算方法，研究人员全面描述了M324的特征，从而预测了鲁卡帕利及其代谢物的潜在"非靶点"。他们确定了这两种药物共有的靶点和两者独有的靶点。为了验证他们的计算结果，研究人员继续在实验室细胞系上进行实验，测试M324是否具有抗癌特性。他们在包括前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌和胰腺癌在内的20种人类癌细胞系中筛选了鲁卡帕利和M324的合成版。在九种细胞系中，结合使用母药及其代谢物比单独使用其中一种化合物更能增强对癌细胞的抑制作用。最大的差异出现在前列腺癌细胞系中，抑制率相差超过 30%。研究人员在前列腺癌细胞系模型中观察到了协同作用而非独立活性，他们想知道这种代谢物本身是否能在另一种细胞环境中发挥作用。他们用从一名帕金森病患者身上获得的诱导多能干细胞（iPSCs）分化出帕金森病多巴胺神经元，然后用M324处理这些神经元。他们发现，这种代谢物能有效减少突触核蛋白的积累。突触核蛋白是一种蛋白质，当它错误折叠成聚集体时，会导致神经炎症、神经变性和细胞死亡。它在遗传学和神经病理学上与帕金森病有关。研究人员说，他们的发现可能会产生重大的临床影响。首先，rucaparib和M324的协同作用可能会影响前列腺癌晚期的临床试验，因为与其他用于这种情况的抗癌药物相比，将这两种药物结合使用可能更有优势。这也可能对药物的安全性和有效性产生影响，值得进一步研究。关于帕金森氏症，研究表明这种代谢物具有药理活性，有可能被重新利用，成为治疗该疾病的一种新方法。研究人员说："总之，我们证明了药物代谢物可能具有与其母体药物不同的多药理作用，这凸显了药物代谢物商业化的重要性，将其纳入临床前研究，并在药物发现和开发过程中对其进行更彻底的表征，以全面了解药物在临床中的作用，并在精准医疗中更好地为患者量身定制药物。"这项研究发表在《细胞化学生物学》杂志上。 ... PC版： 手机版：

木质素研究的突破有望催生出具有成本竞争力的碳中性喷气燃料

木质素研究的突破有望催生出具有成本竞争力的碳中性喷气燃料 SAF 并不是一种完美的绿色航空解决方案事实上，目前还不存在完美的解决方案。使用 SAF 代替喷气燃料仍然会产生二氧化碳，但它是一种纯度更高的燃料，在燃烧更清洁、硫和微粒排放大幅减少的同时，还能多产生 3% 的能量。它消除了石油开采和提炼过程中的全部排放成本，根据所使用的原料，甚至可以实现净碳负排放所有这一切都无需改装喷气发动机。它与生物燃料不同，第二代 SAF 不使用玉米、甘蔗、大豆或其他粮食作物。这是对土地和水资源令人发指的浪费。取而代之的是使用磨粉作业产生的木材残渣、甘蔗渣、玉米秸秆等原料，以及其他廉价、丰富的废料产品。加州大学河滨分校的研究人员认为，问题出在木质素上，这是植物细胞中的一种关键结构成分。木质素坚韧而富有弹性，赋予了树木力量，同时也使得从生物质中提取碳作为燃料变得困难，尤其是在处理较硬的木材时。事实上，许多企业选择直接燃烧木质素来获取热能和电能，这种工艺虽然具有经济意义，但从环保角度看却绝对不可取。研究副教授Charles Kai与新安装的 20 加仑 CELF 反应器合影，该反应器将用于推广 CELF 生物精炼技术项目。然而，加州大学河滨分校的研究小组开发出一种预处理方法，大大改变了这一等式。在生物质预处理过程中将四氢呋喃（THF）加入水和稀酸中，研究小组发现可以显著提高整体效率，同时利用生物质中的木质素和糖生成燃料。其结果是：废弃生物质能带来更多的航空效益。使用玉米秸秆可增加 18% 的燃料，使用 THF 预处理后，每吨干原料的汽油当量从 44 加仑（167 升）增加到 51.8 加仑（196 升）。至于木质素含量较高的韧性杨木，每吨干原料的汽油当量产量高达 75.9 加仑（287 升），几乎是传统工艺从玉米秸秆中榨取的汽油当量的两倍。最重要的是，THF 预处理化学品成本低廉，而且特别容易获得，因为它可以用 SAF 工厂已经在加工的生物质糖来制造。GlobalAir在撰写本报告时引用的美国 Jet-A 的平均价格为每加仑 6.45 美元，SAF 的平均价格为每加仑 9.28 美元。根据加州大学河滨分校团队的计算，其 CELF（共溶剂增强木质纤维素分馏）生产工艺的生产成本可低至每加仑 3.15 美元。这是否意味着 80% 的清洁喷气燃料只需普通喷气燃料一半的价格？不；生产成本并没有考虑运输、物流、商业成本或利润，化石燃料的价格仍然受益于巨大的规模经济。早在 2021 年 11 月，国际能源署（IEA）就将每加仑化石燃料的生产成本估算为 1.14 美元至 3.03 美元，而根据Index Mundi 的数据，当时这种极不稳定的商品的售价为每加仑 2.19 美元。更不用说，还有各种生物燃料额度之类的因素要考虑，所以很难确定最终对价格的影响。但是，如果它真的如其所言，这一开发显然能更好地利用废木材，并应大幅降低 SAF 的价格。由于价格是采用这种技术的主要障碍，因此这将是可持续交通领域的一次巨大飞跃。"十多年前，我就开始了这项工作，因为我想产生影响，"里弗赛德团队负责人、副研究员查尔斯-凯（Charles Kai）在一份新闻稿中说。"我想找到化石燃料的可行替代品，我和我的同事们已经做到了。利用 CELF，我们已经证明有可能从生物质和木质素中制造出具有成本效益的燃料，并帮助遏制我们向大气中的碳排放。木质素利用是以最经济、最环保的方式从生物质中提取所需物质的关键。设计一种能够更好地利用生物物质中的木质素和糖的工艺，是这一领域最令人兴奋的技术挑战之一。"该团队的研究论文在《能源与环境科学》杂志上公开发表。 ... PC版： 手机版：