来源: 中国科学报 发布时间:2023-12-6
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《细胞》

多腔室心脏类器官解析人类心脏发育和缺陷

近日,奥地利科学院分子生物技术研究所Sasha Mendjan团队发现,多腔室心脏类器官可解析人类心脏发育和心脏缺陷。这项成果在线发表于《细胞》。

研究人员建立了一个人类心脏类器官平台,该平台能重现所有主要胚胎心脏区室的发育过程,包括左右心室和心房、流出道和房室管。利用二维和三维分化技术,研究人员高效生成了具有不同的第一心田、前心田和后第二心田特征的祖细胞亚群。这一进步使研究人员能够可重复地生成具有活体特异性基因表达谱、形态和功能的心脏类器官。

研究人员利用这一平台揭示了相互作用的心室之间信号和收缩传播的本体,并剖析了突变、致畸剂和药物是如何导致发育中的人类心脏出现特定区室缺陷的。

据介绍,人类胎儿死亡的首要原因是心脏发育缺陷。由于无法进入人类胚胎心脏,而且体外模型无法捕捉到突变、药物和环境因素对不同心脏分区专门功能的影响,因此很难确定根本原因。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.030

《物理评论A》

科学家揭示超出标准模型增强物理边界的氘光谱学

近日,英国杜伦大学物理系的Matthew P. A. Jones研究小组与杜伦大学粒子物理现象学研究所的Michael Spannowsky合作,揭示超出标准模型增强物理边界的氘光谱学。相关研究成果发表于《物理评论A》。

研究团队考虑将氢原子中进行的精确光谱测量与氘原子中进行的类似测量相结合,以探寻超出标准模型的物理效应。具体而言,他们研究了一类可以用原子核与电子间的有效汤川相互作用来描述的广泛模型。

研究发现,若这种相互作用使氘核与质子的耦合存在差异,那么有可能在新的轻质量玻色子上设定边界,其灵敏度比仅使用单一同位素设置要高出几个数量级。进一步,通过扩展目前对1s1/2~2s1/2跃迁频率的同位素位移的测量至2s1/2态与里德伯态之间的跃迁,这些边界的灵敏度有望再提升一个数量级或更多。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.108.052825

科学家实现介子原子中核反冲效应量子电动力学计算

近日,德国马克斯·普朗克核物理研究所的Natalia S. Oreshkina研究小组实现了介子原子中核反冲效应的量子电动力学(QED)计算。相关研究成果发表于《物理评论A》。

研究团队报道了一项严格的QED计算,针对介子原子的核反冲修正,考虑了核结合强度参数Zα的所有阶数。其中Z为核电荷数,α为精细结构常数。计算结果与此前对这种效应的近似处理有所差异,尤其对最低边界状态的差异最为显著。所得的反冲修正量对荷电半径极为敏感,因此在从实测光谱中提取核参数时,必须充分考虑这一因素。

据悉,核反冲效应也被称为质量偏移,是对介子原子能级的理论贡献之一。要从实验光谱中精确提取出核电荷半径,必须依赖精准的理论预测。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.108.052824

《国家科学院院刊》

研究人员实现剪切悬浮液应激活化摩擦探测

近日,美国芝加哥大学詹姆斯·弗兰克研究所和物理系的Heinrich M.Jaeger与普利兹克分子工程学院的Stuart J. Rowan等合作,成功利用压电纳米颗粒实现剪切悬浮液中应激活化摩擦的探测。相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。

研究团队采用压电纳米颗粒悬浮液,并利用网络内部强烈的局部应力聚焦来激活电荷生成。这种充电现象可以在测量的交流电导中得以检测,并作为摩擦接触形成的明确标志。研究人员进一步证明了应力激活的摩擦颗粒相互作用与压电悬浮液响应之间的直接联系,方法是通过追踪在振荡剪切作用下接触网络中结构记忆的形成,以及通过非线性反应动力学来揭示应力激活的摩擦是如何驱动化学反应的力传导的。

综合来看,这些发现使得压电悬浮体的交流电导,成为一个与摩擦相互作用相关的微力学高度敏感的原位报告工具。

据悉,浓缩悬浮液展现出一种非牛顿行为,即当剪切速率或应力超过一定阈值时,其黏度会急剧增加。这种强烈的剪切增稠被认为源于摩擦颗粒-颗粒接触力的网络。这种网络在受到足够大的应力时会形成,随着应力的变化动态演变,并能适应不同的载荷情况。尽管在模拟剪切增稠过程时有大量证据表明这种网络的存在,但通过实验手段直接证实它一直存在挑战。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2310088120

《中国科学报》 (2023-12-06 第2版 国际)
 
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