《Science:深潜双髻鲨的体温调节策略——“屏气”》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-06-24
  • 大多数鱼类恒温动物,这意味着它们的体温受环境的严格调节。这种生理特征对大型掠食性鱼类来说是一个挑战,它们必须保持一定的体温才能充分发挥作用,但也必须冒险进入不同的热环境来寻找猎物。Royer等人使用最先进的远程记录器发现,扇贝双髻鲨能够在深度(超过800米)潜水时通过关闭鳃缝来保持较高的体温,从而防止热量传递。从功能上讲,这些鲨鱼在潜水时屏住呼吸,以便在寒冷的深水中捕食猎物。
    在不同的热环境中鱼类通过体壁的传导和流经鳃的血液对流进行热交换。这项研究报道了一种防止热带扇贝锤头鲨(Sphryna lewini)在深入冷水的过程中鳃部对流热损失的策略。成年扇贝锤头鲨可以在温暖(~26°C)的表层海水快速反复潜水,最深潜水深度超过800米,温度低至5°C。附在成年鲨鱼身上的生物记录仪显示,在每次潜水的最深处,温暖的肌肉温度都得到了保护。实质性冷却只发生在上升阶段的后期,一旦开始,冷却速度很快。传热系数模型表明,在深潜过程中,对流传热可能是通过抑制鳃的功能而暂停。这种以前未被观察到的策略与海洋哺乳动物的“屏息”潜水有着广泛的相似之处。(刘思青 编译)

  • 原文来源:https://www.science.org/doi/10.1126/science.add4445
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  • 《DNA“模块化”可编程策略构筑双价配体实现对受体激活的精细调控》

    • 来源专题:生物育种
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2024-08-15
    • 当前,药物设计及研发的一个热门方向是构筑双价配体分子。该类分子是将两个药效明确的配体分子通过连接子偶联形成;其中,每个配体分子分别识别两个不同蛋白受体的位点、或同一蛋白受体的不同位点(如正构或变构位点),并通过连接子协调配体-受体的相互作用,从而增强药物疗效、提高药物选择性、并克服耐药等[1]。双价配体分子可以调控的蛋白受体众多,如G蛋白偶联受体(GPCR)、激酶、离子通道、氧化酶以及二聚化蛋白等。由于在药物研发上的优势,双价配体分子越来越受到国际各大研究机构的关注,对许多传统意义上不可成药的靶点赋予新的成药潜力,且已有双价配体分子进入临床研究[2],展示了广阔的开发前景。 构筑双价配体分子的关键是连接子的筛选及优化,因为它能够通过调节两个配体分子的空间距离及空间构象,影响药理学活性。当前方法主要采用聚合物(如聚乙烯、聚乙二醇等)作为连接子来构筑并筛选双价配体分子,面临以下问题:首先,聚合物连接子在合成中聚合度难以精确控制,导致难以精准调控药效团之间的空间距离;其次,聚合物连接子常由单一重复单元构成,难以实现配体分子与受体结合时空间取向的精细调节;此外,构筑筛选过程中需要将不同长度及结构组成的聚合物连接子逐一与药效团进行化学偶联,合成及纯化步骤繁琐。综上,双价配体分子的高效构筑及精细调控是制约本领域发展的瓶颈问题。 近日,上海交通大学医学院肖泽宇课题组与张健课题组合作,在Cell重要子刊Chem在线发表了题为DNA-modularized construction of bivalent ligands precisely regulates receptor binding and activation的研究论文,开发了DNA模块化可编程的策略来构筑双价配体分子,实现在单脱氧核苷酸水平对受体识别及激活构象的精细调控。该策略借鉴DNA分子的可编程构筑方式,将两个配体分子分别修饰成可用于DNA固相合成的“类核苷酸”药效团模块,将天然脱氧核苷酸作为连接子模块,并利用DNA固相合成仪,自动化高效构筑双价配体分子的筛选库。通过编程脱氧核苷酸的数目来精细调节连接子的长度,实现对两个药效团之间空间距离在0.33纳米尺度的调控;通过编程脱氧核苷酸的碱基排列来调节连接子的结构多样化,实现对药效团空间取向的精细调控,从而高效筛选获得对受体识别亲和力最高、激动效能最强的双价配体分子。该策略为双价配体分子的设计开发提供了全新的思路,在药物设计及生物医学研究领域具有广泛的应用前景。
  • 《科学家提出低能耗电化学碳捕集新策略》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2025-01-08
    • 中国工程院院士、深圳大学深地科学与绿色能源研究院院长谢和平团队提出了低能耗电化学碳捕集新策略。相关研究成果近日发表于《自然-通讯》。近年来,作为一种前景广阔的替代方案,电化学碳捕集技术因能够利用可再生清洁电力、无须升降温操作而备受关注。然而,该技术在实际应用中存在过程不稳定、难以大规模推广等一系列挑战,特别是在含氧气源如空气或烟气中,电化学系统的稳定性往往难以保证,反应过程中的氧副反应和电极退化等限制了长期有效运行。 研究团队提出了一种全新的低能耗电化学碳捕集策略。其核心在于将传统的单步电化学反应转化为电化学-化学相耦合的“双步反应”过程,通过在阴极和阳极上分别进行氢气析出反应和有机还原载体的氧化反应,巧妙调节电解液的酸碱性,从而实现低能耗、高效的二氧化碳捕集过程。 这种“双步反应”策略避免了氧气对系统的干扰,显著提升了系统的稳定性和持续性。实验结果表明,该技术能够在200小时内稳定运行,且捕集每吨二氧化碳的能耗仅为1.12千兆焦耳,展示出在低能耗、高效碳捕集方面的巨大潜力。 此外,研究团队还成功研制出全球首套日处理烟气1500升的电化学碳捕集原理样机,并进行了放大演示。样机实现了每日生成高纯二氧化碳0.4千克、稳定运行超72小时的技术突破,进一步验证了该方法在大规模减碳应用中的可行性。 这一研究成果为全球减碳目标提供了全新技术支撑。随着这项技术的不断优化和进一步发展,有望推动低能耗、高稳定的碳捕集技术商业化应用,助力产业升级,迈向负碳未来。