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8月28日外媒科学头条:中国科学家探索铁基催化剂,氢能时代或告别铂金依赖

时间:2025-08-29 15:55
8月28日(星期四)消息,国外知名科学 的主要内容如下:《自然》 (www nature com)新研究揭示:人类骨盆如何演化出双足行走能力虽然所有脊椎动物都有骨盆,但只有人类真正发展出适用于持久、

8月28日(星期四)消息,国际权威科学平台今日发布以下重要研究进展:

《自然》网站(www.nature.com)

人类骨盆演化之谜:双足行走的关键发育阶段获揭示

尽管所有脊椎动物都具备骨盆结构,但唯独人类演化出适合持久、高效双足行走的骨盆形态。这一演化历程历时逾五百万年,其背后的发育与遗传机制始终未被完全阐明。

最新发表于《自然》期刊的研究通过对比人类与其他哺乳动物胚胎期骨盆发育过程,首次识别出导致人类骨盆形态转变的两个关键阶段。哈佛大学领衔的研究团队系统分析了人类、小鼠、黑猩猩和长臂猿等多种生物样本,结合解剖学观察与基因组分析,重点关注连接脊柱与下肢、维持步态稳定的髂骨结构。

研究显示,人类髂骨在胚胎发育第七周左右经历首次关键转变:垂直方向的软骨结构发生90度旋转,使骨盆变得更短更宽,形成独特的"碗状"结构,为直立行走奠定基础。第二次转变出现在妊娠第24周:人类髂骨软骨的骨化时间显著晚于其他灵长类,使骨盆在发育关键期保持更高可塑性,最终形成既支撑双足行走又适应大头婴儿出生的理想结构。

团队还识别出五个调控软骨增长与骨化进程的关键基因,从分子层面揭示骨盆形态形成的机制。这些发现不仅从发育生物学角度诠释"人类如何站立",更凸显基因调控在形态演化中的核心作用。

专家认为,该研究推动了功能基因组学在演化领域的应用,建议通过分析丹尼索瓦人等古人类化石DNA,进一步探索骨骼结构演化的遗传基础。学界评价该研究揭示了前所未有的骨形态发生机制,具有深远的生物学意义。

《科学》网站(www.science.org)

生命起源关键突破:科学家实现无酶环境下的肽链合成

生命活动依赖功能各异的蛋白质,而蛋白质合成又离不开RNA的参与。现代细胞中这一过程需要复杂酶系统和核糖体协作,但在生命起源初期,首个蛋白质如何在缺少这些结构的条件下形成,始终是悬而未决的科学难题。《自然》最新发表的研究或许给出了关键答案。

以往研究尝试在模拟原始地球环境的条件下激活氨基酸并促使其与RNA结合,但效果常不理想,产物也难以稳定存在。伦敦大学学院研究团队另辟蹊径,将注意力转向一种名为泛酰硫基乙胺的富能小分子。该分子被认为存在于早期地球湖泊等自然环境中,是众多代谢反应的核心参与者。

研究团队发现,在水相环境中,泛酰硫基乙胺能有效介导氨基酸与RNA的反应。特别值得注意的是,双链RNA在此过程中展现出高度特异性,能够生成结构与现代生物酶促产物相似的"氨酰基-RNA"活化复合物,有效避免随机结合。

更令人振奋的是,在后续加入硫化氢和硫代酸等原始地球常见物质后,该系统成功驱动氨基酸相互连接形成肽链——整个过程完全无需酶或核糖体参与。

尽管目前生成的肽链仍为随机序列,尚未达到遗传编码的调控水平,但研究发现某些RNA序列对特定氨基酸存在结合偏好,这可能是遗传密码演化的最初萌芽。

该研究不仅为"RNA世界"假说提供了坚实实验证据,揭示RNA在早期肽合成中的核心作用,同时弥合了与"代谢优先"学派的分歧——富能小分子很可能在遗传系统出现前就推动了关键生化反应,为生命的最终诞生奠定了化学基础。

《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)

突破燃料电池"铂金桎梏":我国研发出高效铁基催化剂

一种新型铁基催化剂有望攻克质子交换膜燃料电池的"铂金瓶颈",为氢能规模化应用提供关键技术支撑。该成果由中国科学院过程工程研究所与深圳大学联合团队研发,近期发表于《自然》期刊。

质子交换膜燃料电池能将氢能直接转化为电能,具有能量转化效率高、启动迅速、零碳排放等显著优势,是交通动力和分布式供能的重要发展方向。然而其阴极氧还原反应长期依赖贵金属铂催化剂,导致成本高昂和资源受限,严重制约产业化进程。

研究团队创新设计出具有"纳米限域空心多壳层结构"的单原子铁催化剂。该结构通过将铁原子精准锚定在碳壳内表面,形成独特的"内激活-外保护"催化微环境。外层石墨化碳不仅能有效调控反应中间体的吸附强度,还显著抑制有害自由基生成,解决了非贵金属催化剂稳定性差的共性难题。

先进光谱表征与理论计算表明,该催化剂中铁活性中心具有特定电子结构和配位环境,突破了传统氧还原反应中间体吸附能的线性关系,从而同步实现高活性与高稳定性。实际燃料电池测试中,其功率密度达0.75 W/cm²,连续运行300小时后性能保持率超过85%,综合性能跻身非铂催化剂前列。

该研究不仅展示了一种具应用前景的新型铁基催化剂,更为下一代高性能燃料电池催化剂设计提供了原创性策略,有望加速氢能技术的产业化步伐。

《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)

抗癌新突破:重塑免疫细胞能量系统,打造高效抗癌T细胞

科研人员近日取得重要突破:通过调控免疫细胞内部能量代谢系统,显著提升T细胞识别和清除癌细胞的能力。该策略有望为新一代肿瘤免疫治疗开辟全新方向。

以色列希伯来大学医学院主导的研究发现,抑制T细胞中的Ant2蛋白表达,可改变其能量代谢方式,从而大幅增强抗癌功能。该成果近期发表于《自然·通讯》期刊。

研究人员聚焦细胞能量工厂——线粒体,通过干预T细胞代谢通路,成功重塑其能量生成与利用模式。改造后的T细胞不仅增殖更迅速、存活更持久,还展现出更强的肿瘤靶向杀伤能力。特别值得注意的是,这种代谢重编程既可通过基因编辑实现,也能借助药物完成,极大提升了该策略的临床转化潜力。

这项研究体现了"免疫代谢"这一新兴领域的重要进展——不仅关注免疫细胞的识别功能,更注重从能量层面优化其战斗力。研究者指出,代谢与免疫功能紧密关联,精准调控免疫细胞的"动力系统",可获得更高效、更持久的抗肿瘤效果。

该发现为开发新型细胞免疫治疗方案提供理论依据与技术路径,未来有望与CAR-T等现有疗法相结合,进一步提升癌症治疗的成效。(刘春)

来源:https://www.163.com/tech/article/K829UEFM00097U81.html
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