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2023年国际十大科技新闻解读


  来源: 科技日报 时间:2023-12-26 编辑:清风
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科技日报记者 张梦然


25日,由科技日报社主办、部分两院院士和媒体人士共同评选出的2023年国际十大科技新闻揭晓。


入选的2023年国际十大科技新闻分别是:

·活体组织中“长出”电极

·雄性小鼠产生功能性卵细胞

·双缝实验在时间维度重建

·国际团队公布引力波背景辐射划时代发现

·单原子X射线信号首次探到

·人类Y染色体组装与分析完成

·神经网络设计出全新蛋白质

·中国国家太空实验室正式运行

·迄今最全人脑细胞图谱发布

·大型语言模型不断迭代升级


01

活体组织中“长出”电极


生物体和技术之间的物理界限正在变得模糊。


瑞典研究人员通过注入以酶作为“组装分子”的凝胶,再利用人体分子作为触发器,首次成功地在活体组织中培育出电极。今年2月发表在《科学》杂志上的这项成果,为在生物体中形成完全集成的电子电路铺平了道路。


活体组织中培育电极在微制造电路上测试的可注射凝胶。图片来源:托尔·巴克希德/《科学》


瑞典林雪平大学、隆德大学和哥德堡大学研究团队将神经组织与电子设备连接了起来。通常来说,刚性电子设备和软组织之间的不匹配,可能会损害脆弱的生命系统。但该团队使用可注射凝胶直接在体内制造出软电极。注射到活体组织后,凝胶中的酶分解体内的内源代谢物,从而引发凝胶中有机单体的酶聚合,将其转化为稳定、柔软的导电电极。研究人员通过将凝胶注射到斑马鱼和药用水蛭中,验证了这一过程。凝胶在两种生物体中聚合并在组织内“生长”出了电极。


这种直接在活体组织内创建电子电路的方法,提供了通过神经系统电信号或调节神经回路就能治疗疾病的途径。


02

雄性小鼠产生功能性卵细胞


这是一项能启发或推动未来生育力的研究。


《自然》杂志3月发表的论文报告了一项干细胞研究重磅成果:将雄性小鼠干细胞转化为雌性细胞并产生功能性卵细胞。这些卵细胞在受精后得到的胚胎中,约有1%能产生健康的后代。


雄配子和雌配子——分别为精子和卵母细胞(卵子),由名为原生殖细胞的一类干细胞产生。这些干细胞分化成配子,需要性染色体发挥正常功能。


此前有研究探索过改变原生殖细胞性别的可能性,结果发现配子的产生或是减少,只能产生生育力很低的细胞。但这一次,日本九州大学林克彦团队报告了利用多能干细胞有可能产生更健全的卵细胞。团队使用了成熟雄性小鼠尾巴的皮肤细胞(携带XY染色体),并把这些细胞转化成诱导多能干细胞。他们将这些干细胞进行体外培养,这个过程会产生一部分罕见缺失Y染色体的细胞(约占6%的培养细胞),即XO细胞。


这些XO细胞在培养基中的继续发育能诱导X染色体的复制。使用干扰细胞分裂的逆转素药物处理细胞,能提高X染色体的复制效率。最后得到的双X染色体的细胞被诱导分化为原生殖细胞样细胞,再分化成卵细胞,这些卵细胞经过受精并植入一个小鼠的子宫后,产生了可存活的后代。


尽管仍需更严格地评估将雄性细胞变成雌性细胞对于基因组稳定性的影响,但这一重磅成果对于未来的研究和应用十分重要。


03

双缝实验在时间维度重建


英国科学家托马斯·杨在19世纪对光波干涉的观察是物理学史上最具标志性的实验之一,对量子物理学产生了深远影响。现在,它有了新进展。


今年4月,英国科学家借助一种能在飞秒(千万亿分之一秒)内改变特性的“超材料”,在时间而非空间维度重现了著名的双缝实验。最新实验揭示了更多光的基本性质,也为创造出能在空间和时间尺度上精细控制光的终极材料奠定了基础。


关键词:国际十大科技新闻    浏览量:1564

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