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利用mRNA在體內重編程T細胞，修復心臟

嵌合抗原受體（CAR）T細胞療法是一種細胞免疫療法，通過抽取患者T細胞，在實驗室中進行基因編輯，表達特定嵌合抗原受體後擴增再回輸給患者，使得他們獲得針對特定抗原的免疫能力。這一療法目前主要應用於治療癌症，但較為昂貴，難以廣泛適用於更多疾病。近日，科學家開發出了注射一次mRNA就能直接在小鼠體內形成CAR-T細胞的方法，相關成果發表在《科學》上。

心臟衰竭的重要誘因之一是，心臟損傷後，成纖維細胞過度活動帶來的心肌纖維化，針對活躍的心臟成纖維細胞，研究人員合成了一段特殊的mRNA序列，並包裹在靶向T細胞的脂質納米顆粒中，注射入小鼠體內。納米顆粒進入到T細胞後使之獲得攻擊心臟成纖維細胞的能力。研究者觀察到，mRNA注射後2周後，心衰小鼠的心臟纖維化程度明顯減輕，心臟功能恢復至良好。且mRNA並未整合到T細胞的基因組中，因此靶向心臟成纖維細胞的T細胞一段時間後會恢復正常，這就避免了CAR-T細胞可能長時間影響心臟癒合能力的副作用。研究人員正繼續開發相關技術，該療法有望應用於更多疾病和患者。

·動物學·

狗能區分母語和外語

人類在嬰兒時期就已經具備了分辨母語和外語的能力。然而，目前尚不清楚人類以外的動物否能分辨出不同語言的區別。為此，科學家選擇了18條長期只聽一種語言（西班牙語或匈牙利語）的狗，並為它們播放了西班牙語、匈牙利語版的《小王子》，以及將錄音完全打亂的版本，並監測它們聽到不同聲音時大腦的神經活動，希望能找出答案。

實驗表明狗的初級聽皮層能對正常的錄音和完全打亂的錄音作出不同響應。同時，次級聽皮層的活動表明狗可以記住它們熟悉環境中人們所用語言的聲學規律，並將其與外語區分開來。狗的年齡越大，它們區分外語的能力越強。這表明學習語言規律的能力並不是人類獨有的。該研究發表於NeuroImage。

·物理學·

超冷原子能形成「量子龍捲風」

圖片來源：Mukherjee et al, Nature, 2022

在先前的研究中，物理學家用實驗演示了，在低溫下將鈉原子云旋轉成一種長長的針狀結構，它會發生玻色-愛因斯坦凝聚，氣體表現得像具有共同屬性的單一實體。而近日發表在《自然》的一項研究中，研究人員超越了這一步，在超冷原子云中觀察到了「量子龍捲風」。

該團隊利用激光和磁場捕獲了大約100萬個鈉原子的原子云，將其旋轉成針狀結構。在研究人員的控制下，沒有其他物體對原子施加外力，這團原子云在自身的相互作用下表現出類似超固體性質，局部碎裂成更小的旋渦結構，表現成「微型龍捲風」。研究人員表示，他們的目標是讓原子表現得像磁場中的電子，以這種方式使得產生的量子現象更容易操作和觀察。

·地球科學·

部分火山熱點溫度很低

在地球表面的火山作用大致可以分為兩種類型，其中一種是板塊內部的「熱點」火山：在某些位置，從地幔上升的岩漿形成了地幔柱，被稱為「熱點」，會在地表對應位置形成「熱點」火山，當板塊緩慢移動時，就會形成類似夏威夷群島的鏈狀火山。

經典理論認為，地幔柱是由地幔深處的高溫岩漿流上涌（被稱為羽流）形成的，但羽流的溫度要遠高於周圍的地幔，才有可能形成地幔柱。然而，在新發表於《科學》的一項研究中，研究者利用地震波速，測量了洋中脊和地幔柱的溫度。研究發現，在熱點地區，雖然約有45%的羽流溫度高於周圍地幔（溫差大於155℃），但也有約40%的羽流溫度過低，不足以使岩漿從地幔深處上涌。這一發現挑戰了熱點的深層地幔起源理論，研究者表示，較冷的羽流或許起源於上地幔深處，或是在上涌途中冷卻形成的。

·物理學·

在非常規導體中觀察到非對稱破缺量子相變

圖片來源：Shannon C. Haley.

量子相變是一種低溫下由量子漲落引起的相變現象，這種現象是超導態的基礎。在許多非常規超導體中，量子相變能否被理解為具有不同對稱性的相分離過程尚不清楚。非常規類型的量子相變，如非對稱破缺或弱對稱破缺量子相變，已成為研究的熱點。近日，發表在《科學》的一項研究中，研究人員在一種非常規導體鈰鈷銦5（CeCoIn5）中觀察到了非對稱破缺量子相變，並引入了一個模型來解釋觀察到的現象。

研究人員在接近絕對零度的溫度，以及73特斯拉的磁場環境中，利用霍爾效應測量技術觀測鈰鈷銦5中的f軌道電子，觀察到其從局域到非局域的轉變，即從局限在鈰原子附近轉變成在金屬中自由流動。研究人員基於現有的f電子金屬理論，提出了一個模型，論證了在f軌道電子接近離域的臨界點附近，金屬中的電子分化成獨立的電荷和自旋攜帶激發。研究人員表示，他們的模型可以增進對鈰鈷銦5和其他非傳統超導體的理解，這項研究也可能激發與高溫超導體相關的模型的發展。

·微生物學·

既耗氧又能產氧的古菌

氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea）是海洋中最豐富的一個微生物群，能促進海洋的氮循環。它們主要通過將氨氧化為亞硝酸鹽來獲得能量，這個過程需要氧氣。然而，此前的研究發現，很多氨氧化古菌能生活在缺氧的環境中，其具體的生存方式尚不清楚。在一項發表於《科學》的新研究中，科學家研究了一種氨氧化古菌Nitrosopumilus maritimus，揭示了它能在缺氧環境中生存的原因。

他們發現，在缺氧、黑暗的環境中，這種古菌物能產生氮氣和氧氣（夠細菌自身使用），並將氧氣用於氧化氨為自身供能。目前，他們還不完全確定這條反應途徑，但認為NO和N2O或是其中的中間產物。研究人員認為，Nitrosopumilus maritimus能將氧氣與氣態氮的生產結合起來，通過這種方式，它們能去除海洋中的生物有效氮，促進氮循環。

·新冠疫情·

截至北京時間1月7日10時，據約翰·霍普金斯大學最新統計，全球累計新冠確診病例300002 021例，死亡病例5 471 856例。

根據國家衛生健康委員會官方網站的消息，1月6日0—24時，31個省（自治區、直轄市）和新疆生產建設兵團報告新增確診病例174例。其中境外輸入病例58例（上海24例，天津9例，廣東9例，廣西4例，遼寧2例，河南2例，湖南2例，北京1例，浙江1例，福建1例，湖北1例，四川1例，雲南1例），含5例由無症狀感染者轉為確診病例（河南2例，浙江1例，廣東1例，四川1例）；本土病例116例（陝西57例，均在西安市；河南56例，其中許昌市28例、鄭州市26例、洛陽市1例、固始縣1例；浙江3例，其中寧波市2例、金華市1例），含21例由無症狀感染者轉為確診病例（河南20例，浙江1例）。無新增死亡病例。新增疑似病例6例，均為境外輸入病例（均在上海）。

31個省（自治區、直轄市）和新疆生產建設兵團報告新增無症狀感染者45例，其中境外輸入42例，本土3例（均在上海，其中浦東新區2例、奉賢區1例）；當日轉為確診病例26例（境外輸入5例）；當日解除醫學觀察16例（均為境外輸入）；尚在醫學觀察的無症狀感染者632例（境外輸入604例）。

根據陝西省衛生健康委員會官方網站的消息，1月6日0-24時，新增報告本土確診病例57例（均在西安市），其中隔離管控發現45例、封控區篩查發現7例、重點人群篩查發現5例；治癒出院39例。自2021年12月9日以來，全省累計報告本土確診病例1940例（西安市1913例、咸陽市13例、延安市13例、渭南市1例），其中出院116例、在院1824例。

截至2022年1月5日，31個省（自治區、直轄市）和新疆生產建設兵團累計報告接種新冠病毒疫苗287201.7萬劑次。

封面圖：Pixabay