冷凍電子顯微鏡技術獲新突破,精度達單個原子|科學要聞

· 生物技術 ·

冷凍電子顯微鏡技術獲新突破，精度達單個原子

冷凍電子顯微鏡技術通過利用電子顯微鏡對冷凍固定的生物大分子進行成像，通過計算機軟體對所攝取的生物大分子圖像進行圖像處理和計算，並確認生物大分子的結構和形狀。此前，這一技術已能將蛋白質結構確定在1.54 的範圍內，但無法觀測到蛋白質上的單個原子。在一項發表於《自然》的研究中，英國和德國的研究人員基於優化的電子束技術、檢測器和軟體，將冷凍電鏡的觀察範圍縮小到了1.25 ，能準確對單個原子進行定位。目前，他們主要在具有特殊剛性的蛋白質上觀察到了這一結果，並將進一步實現對缺乏剛性的大分子蛋白質複合物的觀察。

· 食品安全 ·

中國南方超市的即食食品中，檢測出多重耐藥菌

根據《科學報告》發表的一篇論文，研究人員收集了18種不同即食食品的樣本，包括8種即食肉類，如叉燒、烤鴨、烤雞和三文魚壽司；7種即食蔬菜，如黃瓜、海帶或蓮藕；3種即食水果，如現切哈密瓜。所有樣本隨機採購自中國南方的6家超市。研究發現，即食食品中最豐富的細菌群落是變形菌門、厚壁菌門和藍細菌門。其中變形菌門含有抗生素耐藥性基因的比例最高。在這3類即食食品中，多藥耐藥性基因是存在最多的抗生素耐藥性基因。即食肉類中含有數量最多的單個抗生素耐藥基因——這些抗生素包括四環素類、磺胺類、β-內醯胺類、氨基糖苷類、喹諾酮類抗生素，常見於人用或獸用藥物。研究說明，這些抗生素在畜牧業中可能存在過度使用。

· 新冠疫情 ·

FDA批准瑞德西韋用於治療新冠住院患者

10月22日，美國食品藥品管理局（FDA）批准了吉利德的抗病毒藥物瑞德西韋，用於治療新冠住院患者；瑞德西韋成為美國首個正式獲批的新冠治療藥物，將以商品名Veklury出售，用於美國12歲以上、體重40千克以上的新冠住院患者。FDA還修改了此前的緊急授權使用的人群範圍，表示體重3.5千克-40千克的疑似病例或確診患者以及3.5千克以下的住院患者能使用。這一藥物已通過FDA藥物評價與研究中心（CDER）的評定，確認在使用範圍內，治療效果高於風險。

10月8日，吉利德科學曾在公布了由（NIAID）領導的瑞德西韋三期臨床的實驗數據，顯示接受瑞德西韋治療的住院患者平均恢復時間快了5天，而患有嚴重疾病的患者則快了7天，而這些重病患者佔研究總數的85％。吉利德稱，現在可以滿足美國住院患者的即時需求，10月底滿足全球需求。但世衛組織此前曾表示，瑞德西韋等對改善新冠肺炎住院患者病亡率影響不大。

· 材料學 ·

生長扭旋晶體的方法

「扭旋電子學」材料是一種層間具有一定扭轉角度的二維材料，具有低溫超導等物理性質。製造這類材料的傳統方法是將兩層超薄材料堆疊在一起，再用機械力將其扭轉。不過，據一項《科學》上的研究，科學家開發出了令晶體自發生長出扭轉的微螺旋結構的方法。他們讓晶體在放置有一粒納米顆粒的平面上生長，由於生長底面不平，晶體上下層間會出現錯位，形成扭曲的多層螺旋結構，這也被稱為「螺旋位錯」。製造出的晶體具有特殊光學性質，例如在顯微鏡下呈現被稱為「莫列波紋」的幹涉條紋。他們還建立了可預測螺旋扭轉角度的數學模型，以便更廣泛的研究。

· 神經科學 ·

脊椎動物如何控制自身的運動速度

在一項發表於《科學》的新研究中，科學家利用雷射成像和螢光蛋白示蹤，展現出了透明斑馬魚中的神經元及其連接，並利用電生理學記錄，探究了脊髓的抑制性中間神經元控制速度的方式。結果發現，最早形成的抑制性神經元在快速運動中活躍，並通過支配運動神經元的軸突最有效地調控運動輸出，其次發展的神經元則在中等速度活躍，抑制程度強烈，最後是那些在緩慢速度中活躍的神經元，微弱地抑制樹突。由於這種有序的分隔設置，運動神經元接收到不同的抑制量被用於調節不同的運動速度。

· 古生物學 ·

「插翅難飛」的奇翼龍和渾元龍

奇翼龍（Yi qi）和渾元龍（Ambopteryx longibrachium）是兩種生活在侏羅紀晚期的獸腳亞目恐龍。與大多數獸腳亞目的恐龍不同，它們生活在樹上，具有類似蝙蝠的翅膀，以昆蟲和植物為食。一項發表於iScience的研究通過雷射刺激螢光（LSF）掃描這兩種恐龍的化石，獲得了軟組織細節，並用數學模型預測了它們如何飛翔。結果發現，雖然這兩種恐龍具有翅膀，但它們的飛行能力很弱，只能在空中滑翔。由於飛行能力較弱，它們在與其他樹棲恐龍及早期鳥類的競爭中缺乏優勢，存活了數百萬年後就滅絕了。研究還表明，恐龍或曾通過多種不同途徑，演化出飛行能力。

· 材料學 ·

中科院成功研製柔性透明電子器件

近日，中科院松山湖材料實驗室副主任、研究院張廣宇等人在《自然·電子器件》上發文，宣布成功製造出了基於單層二硫化鉬效應電晶體的大面積柔性透明電子器件。這些器件的電晶體密度可達每平方釐米1518個，成品率高達97%，是目前報導中的最高數據。據稱，單層二硫化鉬可彌補矽的不足，具有優異的光、電、機械性能和超薄透明的物理特性，最薄可以做到只有一層原子，非常適於製造輕薄的電子器件。