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5月25日外媒科学网站摘要:制氢温度被压低500℃,玉米抗旱有了新基因

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5月25日(星期一)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:

救命基因疗法四年后发现脑瘤:Nature报道一例罕见长期风险

Nature在5月21日以研究亮点形式报道了一起罕见病例:一名5岁男孩在检查中被发现有罕见脑瘤,研究人员通过遗传分析发现,肿瘤中存在腺相关病毒(AAV)载体基因组整合事件,并与PLAG1原癌基因过表达相关,提示它可能与四年前接受的基因疗法有关。那次治疗使用的AAV载体,任务是把治疗性遗传物质送进细胞,帮助治疗罕见遗传病。

这类载体过去常被视为相对温和的递送工具,但“把基因送进身体”本身并不是一次性事件。病毒载体进入体内后,可能留下非常长期、非常低概率的后果;它们不会在短期疗效评估里马上显形,却会在患者多年随访中被重新看见。

这起病例真正推动的是安全随访问题。基因疗法正在从少数罕见病试验走向更多真实患者,儿童患者又有更长的生命跨度。疗法有没有效果、有没有短期不良反应,只是第一层问题;几年后是否发现异常细胞变化、是否需要更长时间监测,也会成为医生、药企和监管机构必须回答的问题。

Nature把它放在“Research Highlight”中处理,指向的是一个罕见个案,不是对基因疗法整体安全性的否定。完整因果链仍要回到NEJM原始论文;后续则要看是否还有类似病例被报告,以及未来试验会不会调整长期随访和风险告知规则。

中国风光发电不是只看装机量,Nature用逾41万个光伏设施和风机测算“谁能给谁补位”

Nature在5月20日发表一项关于中国风电、光伏互补性的研究。研究团队用亚米级卫星影像和深度学习方法,建立了全国能源设施清单,覆盖2022年的319,972个太阳能光伏设施和91,609台风机,再用这份真实基础设施地图评估风能和太阳能在时间、空间上的互补关系。

这项研究抓住了新能源系统里一个容易被装机数字遮住的问题:太阳能和风能不是想发就发。中午光伏强,夜间可能靠风;一个地方阴天或无风,另一个地方可能正好补上。所谓“风光互补”,不是宣传语,而是要看发电曲线、地理距离和电网调度能不能配合。

论文测算表明,扩大地理范围进行风光匹配,可以降低发电波动。在假设系统具备80%可调度灵活性时,全国跨省协调可使有效可再生能源渗透量增加99.88TWh,相当于太阳能和风能总发电量的9.1%,约相当于全国平均负荷120小时所需电量。

它给出的不是“再建多少风电光伏”的简单答案,而是把消纳问题推向电网组织方式:跨省输电、调峰资源、市场机制和地方协调都会影响结果。模型能证明互补潜力,现实落地还要看电网能不能把这些错开的发电时段真正接起来。

制氢不只靠电解水:伯明翰团队把热化学制氢温度压低约500℃

SciTechDaily在5月24日报道,伯明翰大学研究人员提出一种低温热化学水分解制氢方法。它的核心不是“又发现一种氢能概念”,而是催化剂变了:团队使用由钡、铌、钙、铁组成的BNCF钙钛矿材料,其中BNCF100被确定为最佳配方,把传统热化学水分解所需温度降低了约500℃。

传统热化学水分解依赖催化剂在循环中吸收和释放氧,把水分成氢气和氧气。问题是温度太高:水分解通常要700-1000℃,催化剂循环再生甚至可能要1300-1500℃。这次研究称,新催化剂可在150-500℃产生可观氢气产量,并在700-1000℃完成再生。

温度门槛降低后,制氢的能源账会变得不一样。钢铁、水泥、玻璃、化工这些行业本来就有大量废热,如果能把这些热量接入制氢流程,氢气就不一定非要远距离运输,而是可以靠近用氢场景生产。伯明翰大学还称,初步成本竞争力分析提示,这一路线可能比电解水制绿氢和甲烷制蓝氢更便宜。

不过,它现在仍处在论文、专利申请和寻找开发伙伴的早期阶段。催化剂在真实工厂里能循环多久,废热条件是否稳定,设备成本能否压下来,都会决定它是实验室里的漂亮曲线,还是能进入工业现场的制氢方案。

多孔材料孔道里到底藏着谁,Nature用新成像方法看清“客体物种”

Nature在5月20日发表一项材料表征研究,关注的是多孔材料中的“主客体”问题。很多微孔晶体材料内部布满规则孔道,孔道里进入了金属团簇、分子或离子后,材料的催化、分离、传感能力都会改变。难点在于,这些客体物种藏在孔里,很容易看不清、看错,甚至被成像伪影误导。

研究团队指出,现有低剂量相位衬度电子显微技术虽然能直接看见部分客体结构,但标准实现方式可能产生孔内虚假对比,影响判断。为了解决这个问题,他们使用基于高斯切趾单边带电子叠层成像(GASSB ptychography)的重构方法,压低伪影,让图像更接近可化学解释的相位信息。

它不是发明一种新材料,而是提高了“看见材料内部”的能力。团队把方法用在一个重要催化体系中,识别出微孔沸石宿主中的金属-氧团簇,具体体系包括Co-ZSM-5中的钴物种,并用衍射和光谱结果互相支撑。对催化剂、吸附剂和多孔框架材料来说,孔里到底是谁、坐在哪里,往往决定材料为什么有效。

这类进展距离普通产品很远,却会影响材料研发的基础环节。只有更可靠地识别孔道中的活性位点和局部不均匀结构,研究人员才更容易解释实验结果、复现实验结果,并进一步设计性能更稳定的多孔材料。

镍酸盐高温超导补上关键线索:中国团队观察到“无节点能隙”和70meV拐点

SciTechDaily在5月24日报道,中国研究团队在镍酸盐高温超导研究中取得进展。研究由中国科学技术大学何俊峰团队牵头,并与南方科技大学薛其坤、陈卓昱团队合作完成,论文5月21日发表于Science。研究对象是Ruddlesden-Popper双层镍酸盐超导薄膜。

高温超导最难的地方,不是证明某个材料“能超导”,而是解释电子为什么会配对、超导能隙长什么样。研究团队用角分辨光电子能谱观察电子结构,发现这种材料在动量空间中未出现能隙节点,结果与s波,尤其是s±型超导能隙对称性相符。

另一个关键信号是电子-玻色子耦合。研究人员观察到费米能级以下约70meV处的能带色散拐点,这类“拐点”通常被视为电子与某种玻色激发相互作用的指纹。换句话说,这项研究为理解镍酸盐高温超导的配对机制补充了关键证据。

这仍然不是商业化超导材料新闻,更不是室温超导。它的重要性在于,高温超导机制一直没有彻底解开,镍酸盐提供了铜基、铁基之外的新比较对象。样品制备和转移也很讲究:团队用液氮冷却的超高真空低温淬火转移方法,避免样品从深圳送到合肥过程中失氧,才让测量成为可能。

玉米抗旱不只看根和叶,Nature找到一个让“花丝”赶上授粉窗口的基因

Nature在5月20日发表一项玉米抗旱遗传研究。研究团队克隆了数量性状位点Drought Resistance 9(qDR9),并找到背后的关键基因ZmSAUR72。这个基因编码一种SAUR蛋白,在玉米花丝中高度表达,但在干旱下会被下调;它能促进花丝伸长。

这项研究抓住的是开花期干旱下一个很具体的生产问题。玉米是雌雄同株植物,干旱会让雄花散粉和雌花花丝伸出不同步,二者间隔被拉长后,花粉来了,花丝还没准备好,授粉窗口就会错开,产量稳定性随之下降。这个间隔被称为anthesis-silking interval,也就是散粉-吐丝间隔。

机制上,ZmSAUR72会抑制质膜定位蛋白磷酸酶,提高H⁺-ATPase活性,从而促进花丝细胞伸长。研究称,有利的ZmSAUR72等位基因在启动子中缺少一个类似转座子的插入片段,因此表达更高;它能在干旱下缩短散粉-吐丝间隔,稳定产量,而且在正常条件下没有明显产量惩罚。

这比泛泛说“提高抗旱性”更接近育种可以操作的目标:让花丝及时长出来,赶上授粉窗口。它还需要在更多遗传背景、地区和田间条件中验证,但已经把一个复杂抗旱性状拆成了可追踪的基因、细胞过程和产量结果。(易句)

(本文由AI翻译,网易编辑负责校对)

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