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研究人员创建了一种生物可降解材料，旨在替代目前用于美容产品中的塑料微珠。这些材料也可以用于包裹营养物质，以增强食品营养强化。 微塑料对我们的环境构成了重大威胁，几乎在地球上无处不在，它们来自轮胎、衣物和塑料包装的分解。添加到各种洁面剂、化妆品和美容产品中的微小珠子是这些微塑料的另一主要来源。 为了应对微塑料问题，麻省理工学院的研究人员开发了一种新的生物可降解材料，可以作为美容产品中塑料珠的替代品。这种创新的聚合物可以分解为安全的糖和氨基酸。 麻省理工学院科赫综合癌症研究所的首席研究员Ana Jaklenec表示：“虽然解决现有的微塑料污染至关重要，但我们也必须专注于创造不会使问题加剧的新材料。”…

研究人员创造了一种出色的无人机，能够行走、跳跃和腾空而起，这得益于其鸟类灵感的腿部设计。这项创新大大增强了无人机可以探索的环境类型。 EPFL的研究人员开发了一种可以利用鸟类腿部行走、跳跃和升空的无人机，显著扩大了无人机可进入的环境范围。 “像乌鸦飞行一样”这个说法指的是两地之间最直接的路径。然而，在EPFL的工程学院，由达里奥·弗洛瑞诺领导的智能系统实验室（LIS）字面上接受了这一概念，创造了RAVEN（多环境机器人鸟类启发的飞行器）。这款独特的无人机是以栖息鸟类如乌鸦和鸦鹊为模型，这些鸟类通常在飞行和行走之间转换。其多功能的机器人腿使它能够在传统翼型无人机无法操作的区域起飞。 “飞行的想法受到了鸟类的启发，莱特兄弟将这一愿景变为现实。然而，目前的飞机在某种程度上仍然无法与鸟类的能力相提并论，”LIS的博士生申温东解释道。“鸟类可以在不需要跑道或发射台的情况下，从行走转变为奔跑再到飞行。机器人尚未提供一种平台来复制这种移动方式。” RAVEN旨在优化运动多样性，同时保持低重量。申根据鸟类腿部的结构和对校园乌鸦的广泛观察，开发了适合固定翼无人机的定制多功能鸟类腿部。他利用数学建模、计算机模拟和实际测试，找到了腿部复杂性与无人机整体重量（0.62千克）之间的理想平衡。腿部结构将较重的部件固定在无人机的主体附近，弹簧和电动机的组合模拟了鸟类强壮的肌腱和肌肉。轻量化的鸟类灵感的脚具有两个关节部分，采用被动弹性关节，能够实现行走、跳跃和跳跃的各种动作。…

研究人员创建了一种人工智能（AI）模型，能够以比人类专家更快更精确的方式预测类器官的早期发展。这一创新有潜力提高类器官培养的效率并降低成本。 类器官是小型实验室培养的组织，复制了器官的功能和结构，为生物医学研究的进步铺平了道路。它们为个性化移植、对阿尔茨海默病和癌症等疾病的更好理解以及对药物如何影响身体的更准确见解提供了机会。 最近，日本九州大学和名古屋大学的科学家们引入了一种利用AI预测类器官在初始阶段的发展模型。这个模型提供的预测比经验丰富的研究人员做出的更加快速和精确，可能会简化类器官的培养过程并降低成本。 这项研究于2024年12月6日发表在生物通讯上，考察了下丘脑-垂体类器官的发展，这些类器官模仿垂体腺的功能，如产生促肾上腺皮质激素（ACTH）。ACTH在控制压力、代谢、血压和炎症方面起着关键作用，缺乏可能导致疲劳或厌食等严重问题。 名古屋大学医学院的副教授及该研究的通讯作者菅秀隆（Hidetaka…

开源的LabEmbryoCam利用3D打印部件创建了一种机器人显微镜，经过普利茅斯大学十多年的研究开发。其开发者声称，该设备可以独立观察任何水生生物的初始发育阶段。 研究人员设计了一种使用3D打印元素的机器人工具，可以自主观察水生物种的早期发育阶段。 LabEmbryoCam是在普利茅斯大学的胚胎表型研究小组中，生物学家和工程师合作的十年努力下开发的。 该工具能够监测胚胎发育，这是支持我们星球上生命多样性的重要生物过程，并允许以可访问和可扩展的方式可视化和量化这一过程，在多个胚胎之间同时进行。 由于气候变化使得研究环境因素如何影响早期生命阶段变得愈发紧迫，该仪器帮助科学家测量发育有机体中的关键方面，如心率、发育速度和生长速度。…

在[4Fe-4S]型铁氧还原蛋白中，氢原子被揭示为可见，这是一个关键的电子载体。研究和计算分析阐明了影响红氧还原电位的因素。特别地，位于远离铁氧还原蛋白[4Fe-4S]簇的一个天冬氨酸残基（Asp64）被确定为这一进化保留机制的控制开关。 在一项突破性的发现中，日本的一组研究人员首次揭示了电子载体蛋白在生命体能量获取至关重要的红氧还原反应中是如何被调控的。通过一系列实验，他们准确确定了该蛋白质的三维结构，包括氢原子，并利用这些数据进行理论计算，视觉化铁硫簇的电子结构。研究结果首次显示，铁硫簇的电位发生显著变化，这种变化仅仅基于一个氢原子是否与氨基酸侧链相连，突显了一个“纳米开关”机制。这一发现不仅增强了我们对生物反应的理解，还为开发高灵敏度的氧气和氮氧化物传感器以及创新药物设计提供了重要的见解。 在生物体内，许多反应围绕“电子”的转移进行，这一过程被称为氧化还原反应。呼吸和光合作用就是这类反应的典型例子。某些促进这些电子转移的蛋白质由铁和硫组成。 铁氧还原蛋白是一种紧凑的蛋白质，含有铁硫簇，并在各类生命形式中作为“电子载体”。它是一种广泛存在的蛋白质，据信几乎存在于所有生物体中；然而，它稳定的电子转运机制直到现在仍然难以捉摸。 本研究利用位于日本质子加速器研究综合体（J-PARC）的材料与生命科学实验设施（MLF）中的茨城县生物晶体衍射仪（iBIX），成功确定了铁氧还原蛋白在氢原子水平上的精确三维结构，通过中子束实验进行。通过中子检测蛋白质结构中的氢原子是极其困难的，只有不到0.2%的蛋白质结构数据库（蛋白质数据银行；PDB）被记录。…

一项最新研究揭示了通过考虑风、阳光和能源需求的局部和时间波动，战略性地定位太阳能和风能农场以及能源存储系统的优势。这种策略增强了可再生资源的利用，并最小化了成本。 新太阳能或风能设施的布置通常由个别开发者或公用事业公司决定，整体协调较少。然而，新研究表明，结合详细天气数据、能源消费信息和能源系统建模的区域级规划可以显著改善可再生能源设施的设计。这种协调的方法导致更有效和经济可持续的运营。 研究表明，协调太阳能农场、风能农场和存储系统的布置，同时考虑风、阳光和能源需求的局部和时间变化，能够优化可再生资源的利用。这种方法可以减少对大规模储能投资的需求，从而降低整体系统成本，并确保在最需要时提供稳定的清洁能源。 这项研究将发表在期刊《细胞报告可持续性》（Cell Reports…

五彩缤纷的极光于2024年5月11日照亮了日本的本州和北海道岛，这种现象是由于猛烈的磁暴造成的。通常，在这些较低纬度地区看到的极光呈现出氧原子发射的红色。然而，在这个特殊的夜晚，观察者们注意到一种引人注目的鲑鱼粉色极光，以及一种异常高的以蓝色为主的极光，它在午夜前不久出现。 2024年5月11日，日本目睹了一场独特的以蓝色为主的极光。这一壮观的事件通过市民拍摄的视频和照片记录下来，随后由瑞典空间物理研究所的博士后研究员南条颯太和名古屋大学的教授盐川和夫进行了审查。这些专家提出了一种替代理论。他们建议氮分子离子可能通过一种未被识别的机制被推进到磁层中。这一新发现邀请进一步探索氮离子在地磁暴和极光期间对地球的影响，以及它们如何能够在高空中保持存在。 由于一次强大的磁暴，2024年5月11日，日本的本州和北海道岛上绚丽的五彩极光展现出来。尽管在较低纬度地区看到的极光通常由于氧原子发射而呈现红色，但在这次事件中，目击者在整个晚上观察到鲑鱼粉色的光芒，以及在午夜前不久出现的异常高的蓝色主导极光。 许多人用智能手机和普通相机记录了这一天文现象，使研究人员能将公众的观察与事件的科学分析相结合。 在一项新研究中，专家们仔细研究了拍摄到的蓝色主导极光的视频和图像，以估计其范围，并与光谱仪数据进行了核实。这项以南条颯太和盐川和夫教授为首的研究成果已发表在《地球、行星与空间》期刊上。…

帮助邻居还是专注于自己的任务？这可能是一个艰难的决定，每个选择都有其自身的回报。游戏理论可以帮助我们应对这样的困境——至少在理论上如此。来自奥地利科学与技术研究所（ISTA）的Jakub Svoboda和Krishnendu Chatterjee最近的研究揭示了促进系统中合作的新网络设计。这些发现也可能应用于生物学背景中。 帮助邻居还是专注于自己的任务？这可能是一个艰难的决定，每个选择都有其自身的回报。游戏理论可以帮助我们应对这样的困境——至少在理论上如此。来自奥地利科学与技术研究所（ISTA）的Jakub Svoboda和Krishnendu…

一种基于MRI的成像方法可以预测卵巢癌肿瘤对治疗的反应，为患者源细胞模型中所用疗法的有效性提供快速的洞察。 剑桥大学开发的一种新型MRI成像方法可以估计卵巢癌肿瘤对治疗的反应，通过使用患者源细胞模型提供关于治疗效果的快速反馈。 这种方法被称为超极化碳-13成像，可以将MRI信号增强超过10000倍。研究人员发现它能够区分两种类型的卵巢癌，展示了它们对治疗的反应。 采用有效复制人类高分级浆液性卵巢癌（最常见和致命的变种）的患者源细胞模型，该技术清晰地指示肿瘤是否对顺铂（卵巢癌的标准化疗药物）有反应或耐药。 这一进展使肿瘤科医生能够估计患者对治疗的反应程度，并在治疗的前48小时内评估疗法的有效性。…

物理学家为未来十年全球研究中专注于中微子的方向进行了规划。中微子是极其微小的粒子，每秒能以接近光速穿过几乎所有物质，数量达到万亿级别。 物理学家的目标是通过研究这些微小粒子揭示宇宙起源的基本洞察。 来自辛辛那提大学的亚历山大·苏萨教授在阐述这项关于中微子行为的新研究阶段中发挥了重要作用。这些粒子通过太阳的核聚变、核反应堆和地壳等环境中的放射性衰变，或者在粒子加速器设施中生成。在它们的旅行中，中微子可以变换为三种不同类型或“风味”。 然而，意外的实验发现促使科学家推测存在一种称为“无惧中微子”的第四种类型，似乎与自然界已知的四种力中的三种没有相互作用。 苏萨解释道：“虽然它在理论上与引力相互作用，但并不与弱核力、强核力或电磁力相互作用。”…

一种新的乳腺X光摄影分析技术已显示出比传统的问卷调查方法更高的准确性，能够识别出面临乳腺癌高风险的个体。这种开创性的方法利用人工智能，具有促进早期癌症诊断的潜力，并可为决定进行更早的筛查、额外影像学检查或预防药物提供信息。 由圣路易斯华盛顿大学医学院进行的一项最新研究 introduces an advanced…

一种首创的传感器实现了对体内蛋白质波动的实时监测。在一项动物研究中，该设备成功追踪了炎症生物标志物，并且还能够监测其他疾病的蛋白质指标，包括心力衰竭。 西北大学的科学家们开发了一种创新的可植入设备，能够持续监测体内的蛋白质水平。 该设备从水果从树上掉落的方式获得灵感，利用与蛋白质结合的DNA链，释放它们，随后捕获新的蛋白质。这种创新的方法使得设备能够随着时间的推移追踪多种蛋白质，帮助测量炎症标志物的变化。 在初步实验中，传感器有效地测量了与糖尿病大鼠相关的炎症蛋白质生物标志物。这项研究为通过监测重要蛋白质（包括与炎症相关的细胞因子和与心力衰竭相关的蛋白质标志物等）进行急性和慢性健康问题的实时管理和预防开辟了道路。 研究结果将于周五（12月6日）在《科学》期刊上发表。…