本周科学新闻:研究人员呼吁利用污水废物和粪肥打破美国对合成肥料的依赖。黄蜂已经开始破坏蚂蚁和植物之间维持了1000万年的共生关系。科学家们已向使用CRISPR技术沉默唐氏综合征中额外染色体的目标迈出了一步。
此外,地质学家在托斯卡纳下方发现了一个巨大的、此前未知的岩浆湖;一种新开发的鼻腔喷雾对缓解大脑衰老症状效果显著;天文学家表示,韦伯望远镜的图像可能证实了一种假想的黑洞形成过程:
平静景观下的沸腾岩浆湖
世界上许多地震活跃区域都位于巨大的岩浆储层之上,包括美国的黄石公园和新西兰的陶波湖。根据一项使用环境噪声层析成像技术的新分析,以1990年代烤鸡食谱和郊区家居装饰而闻名的托斯卡纳是另一个隐藏如此巨大储层的地点。
托斯卡纳具有显著的地热活动,是地热能基础设施的所在地,但由于其深度(约地下8至15千米),这个6000立方千米的岩浆湖此前一直未被发现。环境噪声层析成像是地震学中使用的一种地下成像技术,用于探测通过地面传播的自然环境振动,这些振动由包括人类活动、海浪和地震现象在内的多种来源产生。高分辨率地震传感器可以探测并记录这些振动。该项目的研究人员使用了60个地震传感器来构建托斯卡纳下方地下结构的3D图像。
日内瓦大学的马特奥·卢皮(Matteo Lupi)副教授表示:"我们知道这一区域从托斯卡纳北部延伸到南部,具有地热活性,但我们没有意识到它含有如此大量的岩浆,其规模可与黄石等超级火山系统相媲美。"
低剂量治疗大脑炎症衰老
神经炎症衰老(Neuroinflammaging)是指随着年龄增长,炎症在大脑中扩散的过程,最终导致脑雾症状,并增加阿尔茨海默病等疾病的风险。德克萨斯农工大学(Texas A&M University)的研究人员现已开发出一种简单的鼻腔喷雾,仅需两次剂量就能显著减少大脑炎症。在他们的研究中,研究人员发现这种喷雾不仅能显著减少大脑炎症,还能恢复线粒体功能并改善中晚年小鼠的记忆功能。
先前的研究表明,来自人类诱导多能干细胞(hiPSC)的细胞外囊泡(extracellular vesicles)含有缓解神经炎症的治疗性miRNA;研究人员测试的喷雾就含有这些治疗性miRNA。与对照组相比,测试小鼠显示出星形胶质细胞肥大减少,以及氧化应激和小胶质细胞结构的减少。
作者写道:"这些由hiPSC-NSC-EVs介导的变化也与认知和记忆功能的改善相关。因此,在中晚年时期进行鼻腔内hiPSC-NSC-EVs治疗可以有效减少驱动海马体神经炎症衰老的促炎小胶质细胞转录组和信号级联,从而有助于老年时期的大脑功能改善。"
黑洞形成的新视角
詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)能够穿透宇宙尘埃的普遍面纱,揭示定义早期宇宙的结构和现象,结果证明它对于一个完全意想不到的用途很有用:观测超大质量黑洞,其中一些质量达到太阳的1亿倍,这些黑洞在大爆炸后不久就存在,这在此前甚至不被认为是可能的。这些黑洞在韦伯望远镜图像中呈现为小红点(Little Red Dots, LRDs),而且数量出乎意料地多。这些小红点发出高度红移的光,具有不寻常的光谱特征。
德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学教授沃尔克·布罗姆(Volker Bromm)表示:"在早期宇宙中发现黑洞如此令人惊讶,因为它违背了宇宙如何从小块('轻种子')到大块('重种子')构建结构的标准模型。"
布罗姆和研究团队发现,来自JWST的数据与采用所谓"重种子"模型的黑洞形成理论之间有很好的一致性。重种子是直接坍缩形成的黑洞,据信是由原始氢氦云的快速坍缩形成。而轻种子则是通过更为人熟知的恒星耗尽和坍缩的较慢过程形成的黑洞。重种子模型将这些小红点描述为被高密度气体巨大茧包围的超大质量黑洞。
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