· 免疫学 ·

禁食时间越久，越不利于身体对抗感染

饮食会影响人体的生理机制，例如摄入营养过剩会影响人体的代谢机制和免疫能力，而限制能量摄入和节食能带来一定的好处。不过，近期在一篇发表于《免疫》（Immunity）的文章中，来自西奈山伊坎医学院等机构的科学家发现禁食会诱导活跃期的单核细胞从血液快速返回到骨髓中，改变人体对感染的反应。禁食可能不利于身体对抗感染，导致患心血管疾病的风险增加。

他们设置两组小鼠，分别是禁食组和正常组，正常组的小鼠醒来后会马上吃早餐（一天中最丰盛的一餐），而禁食组（醒来后禁食超过8个小时）不吃早餐，并分别在它们醒来时、4小时后和8小时后采集了血液样本。研究发现，2组小鼠的单核细胞数量有很大差异。单核细胞由骨髓产生，并在其中成熟后进入血液，在对抗感染、心脏病和癌症等方面发挥着关键作用。相比于正常组，禁食组的小鼠在4小时后，血液中单核细胞的数量会显著降低，大概降低了90%，8小时后，这一数字还会进一步下降。且禁食时间越久，影响会越大。

研究显示，这些单核细胞会回到骨髓中冬眠，且寿命会延长。由于禁食会在大脑中引发压力反应，导致“饿怒”。这个过程主要通过下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA）调节，该过程释放的皮质酮会导致CXCR4趋化因子受体增加，导致重新喂养小鼠后，入血的单核细胞增多。但其中很多是较老的单核细胞，这种激增会导致机体的炎症水平升高，单核细胞不但不能防止感染，反而会更具炎性，使身体对感染的抵抗力下降。

· 化学 ·

用金属原子构建聚合物的骨架，成迄今最长的金属聚合物

具有金属骨架的聚合物。图片来源：原论文

近日，复旦大学与华东理工大学合作在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上发表了一项研究，报道了一种具有金属骨架的聚合物，该金属聚合物具有优异的导电性、热稳定性和光电特性。目前的金属聚合物往往是由金属-碳键构成主链的聚合物，但由于金属和非金属原子具有不同的电子结构，很难将金属特性赋予这样的金属有机聚合物。因此用金属原子构建聚合物的骨架是一种有吸引力的策略。

研究人员使用具有4个结合位点的酒杯形分子（杯芳烃）作为金属聚合物的“支架”，并将4个聚（氨基吡啶）的链连接到杯芳烃上，使它们平行排列。通过他们开发的一种迭代合成方法，他们能够以长度可控的方式扩展聚（氨基吡啶），从而得到等长的聚合物链。然后，他们会用镍离子金属化相应的配体，使链分子上的氮原子与镍原子结合。而且它们之间的距离恰好与镍原子之间的键长相匹配，导致镍原子连接成一条直线。正如X射线结构分析结果显示，4个聚（氨基吡啶）链缠绕在镍链上并使其稳定。最终，他们成功制备出了骨架含有3~21个镍原子的聚合物。这种新的合成策略或许可以扩展到其他过渡金属，如铜和钴。

· 干细胞学 ·

中国科学家揭开鹿角每年都能再生的谜团

图片来源：Pixabay

梅花鹿的鹿角每年都会再生。在春末夏初，鹿角生长和钙化时间会持续约3到4个月，生长速率可达到2.75厘米/每天，矿物沉积速率为3.2微米/每天，在中大型哺乳动物中是最快的。因此，鹿角能为研究哺乳动物的器官再生提供了一个有价值的模型。近期，在一篇发表于《科学》（Science）的论文中，来自中国多所机构的科学家利用单细胞转录组学（scRNA-seq）技术，获得了鹿角再生的综合细胞图谱，揭示了鹿角再生之谜。

研究人员通过scRNA-seq技术研究了梅花鹿（Cervus nippon）鹿角再生过程不同阶段的基因转录动态和细胞类型。研究揭示，鹿角的再生是基于干细胞的再生过程。最初促使鹿角再生的是能表达PRRX1基因的间充质干细胞，而由其中一部分细胞发育成的鹿角芽基祖细胞（antler blastema progenitor cells，ABPCs）显示出自我更新的能力，以及成骨-软骨分化和骨组织的修复潜力。跨物种比较显示，在数种哺乳动物都具有类似的ABPC，这类细胞具有很强的再生能力，能促进包括软骨细胞在内的细胞再生，例如在小鼠中能促使指尖再生，但非哺乳动物物种中没有细胞。该研究揭示哺乳动物可能具有独特的再生机制。

· 行星科学 ·

小行星“龙宫”样本中含约2万种有机分子

从小行星“龙宫”带回地球的样本。图片来源：JAXA

近日，在一项发表于《科学》的研究中，通过分析“隼鸟2”号探测器（Hayabusa2）从小行星“龙宫”（Ryugu）带回地球的样本，来自日本的研究团队发现其中含有约2万种由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的有机物分子，并且通过色谱分析发现，这些有机物分子中含有氨基酸、羧酸、胺以及芳香烃类的分子。特别是甲胺、乙酸这类高挥发性有机小分子的存在表明，这些分子在“龙宫”表面以盐的形式稳定存在。值得一提的是，这些氨基酸分子中既有构成地球生命蛋白质的丙氨酸，也有不构成蛋白质的异缬氨酸，而且左旋和右旋的氨基酸分子大概各占一半。而构成地球生命蛋白质的氨基酸分子全部都是左旋。这项工作有助于研究地球生命的起源，即寻找可能导致地球上生命出现的化学过程。

· 动物学 ·

鸟类如何长出翅膀

现代的飞行鸟类能够飞行，都得益于有一个特殊的翅膀结构——前膜（propatagium）。但由于软组织难以在化石记录中保存，鸟类前膜的进化起源难以确定。而在最近发表于Zoological Letters上的一篇研究中，日本科学家通过统计学的方法，证明了前膜起源于不能飞行的恐龙。

研究者把重点放在化石记录中有肘关节的骨架上，将化石中肘关节的角度作为前膜结构的指标，通过量化分析缩小系统发育位置，发现前膜结构起源于手盗龙类恐龙。这项研究支持以下假设，即在不会飞翔的兽脚类恐龙中保存的类似前膜的软组织，与鸟类前膜是同源的，这表明所有手盗龙类恐龙可能在飞行起源之前就拥有前膜结构。另一方面，不能飞翔的兽脚类恐龙腕关节保留角度明显大于鸟类，这表明鸟类涉及尺骨和桡骨连接的翅膀折叠机制在不能飞翔的兽脚类恐龙中还没有进化出来。这项研究表明，鸟类翅膀是在其祖先原有的一些结构（包括羽毛和前膜）基础上进化而来的。