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一吃冰就牙疼?背后的原因终于找到了|一周科技| 果壳 科技有意思

欢迎收看一周科技。本周你将看到:①鱼类幼体美图;②牙齿如何感知寒冷;③10万年前的古老收藏品;④活细胞机器人又有了船新版本;⑤人造细胞更像真细胞了。

 鱼类幼体 

鱼类小时候长得能有多狂野?潜入漆黑的海水,才能记录下它们最真实的样子。

千奇百怪的鱼类幼体 | JEFF MILISEN, E. OTWELL/SCIENCE NEWS

在最近的一项研究中,潜水爱好者与海洋生物学家展开合作,观察了夏威夷岛附近的鱼类幼体[1]。夜晚幼鱼会游到浅水区域,此时潜水者们在水下进行实地拍摄,并采集幼体样本。接下来,研究者负责进行DNA鉴定与标本比对,确定这些小家伙分别属于哪个物种。

这是三斑沙鰈(Samariscus triocellatus)的幼体。潜水拍摄(左)能记录下它身上惊艳的色彩,而经过处理的标本则显得苍白黯淡(右) | J. MILISEN(左),A. NONAKA/SMITHSONIAN NMNH(右)

潜水摄影是了解鱼类幼体的良好途径:通过它,可以发现标本无法展现的色彩、结构与行为信息。科学家获得了新的研究灵感,而潜水爱好者们也终于能确定自己拍到的小鱼叫什么名字了。

 寒冷牙痛 

牙齿受损或敏感时,喝口冰水可能都会疼得要人命——牙齿到底是怎么感觉到寒冷的呢?

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甚至看别人吃冰都让我感到一丝牙疼…… | 腾讯云图库

长期以来,人们并不清楚冷刺激造成牙疼的具体原理,而最近一项研究为此提供了新的信息[2]。通过动物实验,研究者证实牙齿感知寒冷要依靠成牙本质细胞(也就是形成牙本质的细胞)。而在这些细胞中,具体负责感知冷刺激的是名叫“TRPC5”的离子通道蛋白。当体内缺失这种蛋白时,小鼠即使牙齿受损也不再产生牙痛的行为表现。人们原本认为,成牙本质细胞主要只负责生产支撑牙齿结构的材料,没想到这些“建筑工”其实也在传递感知信号。

这一发现不能直接解决吃冰牙疼的困扰,不过锁定了具体的感受器蛋白之后,就可以针对它进行药物研发,说不定会有更好用的牙疼药物从中诞生。

 古老收藏 

考古学家发现了人类最早的收藏行为:10.5万年前,有人在南非沙漠的一处岩棚里,收藏了22块方解石晶体[3]。

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距今有10万年以上历史的矿石收藏 | Jayne Wilkins

这些方解石晶体形状各异,没有被雕琢过。它们并非出产于这片区域,看起来也不具备任何实用功能。考古学家猜测,当时的人可能只是将它们收集起来,当作装饰品放在这里。这里同时还出土了42块烧制过的鸵鸟蛋壳碎片,这些鸟蛋当时可能用来存储和运输水。

对于现代人来说,收藏并不稀奇;但我们还不知道,这种毫无功能性的复杂行为起源于什么时候。而这次发现的古老收藏,让我们对人类行为的发展有了新的认识

 活体机器人 

这些在显微镜下游动的迷你“肉球”,是科学家最新研发的“活体机器人”。

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是的,他们管这个叫机器人 | Doug Blackiston and Emma Lederer, Tufts University

制造这些“活体机器人”的步骤十分简单:只需要从非洲爪蟾胚胎上挖下小块干细胞组织,然后等着这坨细胞自行长成球状。一些细胞会发生分化,长出纤毛结构——借助纤毛,“小肉球”就可以四处游动了。这些“活体机器人”直径约为500微米,它们能穿过细小的管道,还能顺利通过弯曲的简易迷宫[4]。

Xenobots“活体机器人”穿过管道 | Doug Blackiston and Emma Lederer, Tufts University

这些被称为“Xenobots”的活细胞机器人已经是2.0版本了,和初代版相比,它的制备更简单,运动也更快。即使不提供营养物质,这些小肉球也能存活10天时间。将来,人们或许可以安排它们去完成某种任务——或许是清除环境中的微塑料什么的。不过目前,研究者还没想好它具体能有什么用。

唯有一点可以放心:这些“肉球”不会长大,也不会变成异形的

 人造细胞 

人造细胞也能像天然细胞一样均匀分裂,产生正常的子细胞了[5]。

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最少需要多少基因,才能造出一个功能正常的细胞?| Emily Pelletier

2016年,科学家利用衣原体和化学合成的基因组,制造了最小的合成细胞。通过筛选,科学家去掉了那些不重要的基因,在这个合成细胞中只留下了473个关键基因。然而,这个最小细胞虽然能够生长、代谢和分裂,但它们的分裂并不正常,产生的子细胞形态怪异。

在重新筛选之后,科学家发现了7个细胞分裂的必需基因。在将这几个基因重新引入之后,极简人造细胞终于可以正常地均等分裂,产生形状大小一致的子细胞了。

构成“极简细胞”的这几百个关键基因中,仍有许多基因的具体功能是未知的。这项研究可以帮助探究这些基因对细胞生长的作用。

科学发现需要科学家们的细心观察和反复验证,但世界上你看到的有些事物,并不一定都是真实的。点击视频,看看哪几个瞬间,让你开始怀疑自己的眼睛?

参考文献

[1] https://bioone.org/journals/ichthyology-and-herpetology/volume-109/issue-1/i2019318/Blackwater-Diving--An-Exciting-Window-Into-the-Planktonic-Arena/10.1643/i2019318.full

[2] https://advances.sciencemag.org/content/7/13/eabf5567

[3] https://www.nature.com/articles/s41586-021-03419-0

[4] https://robotics.sciencemag.org/content/6/52/eabf1571

[5] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00293-2

作者:麦麦,窗敲雨

编辑:窗敲雨

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