超级隔热陶瓷气凝胶可用于航天领域,科学家发现自然杀伤细胞如何影响肝脏免疫功能

病毒性疾病对人类和动物构成持续威胁。病毒有时会在新宿主中传播,有时会带来毁灭性后果。目前尚不清楚是什么允许病毒感染新种群并在其中传播,但生态学和进化在这一过程中起着重要作用。然而,它们的相对作用将因所涉及的病毒和生态系统而异。

科学家发现自然杀伤细胞如何影响肝脏免疫功能

超级隔热陶瓷气凝胶可用于航天领域

甲烷的选择性活化和定向转化是世界性难题,被誉为催化乃至化学领域的“圣杯”。甲烷的转化通常采用间接法:在高温下通过水蒸气重整将甲烷转化为合成气,再通过费托合成获得多碳的基础化学品;或由合成气制备甲醇,再生产其他化学品。该转化路线冗长,能耗高,排放大量二氧化碳,不仅带来环境负荷,总碳的利用率也不到一半。因此,科学家一直在探索甲烷直接转化利用的方法。

根据作者的说法,应该引导监测来自鸟类的病毒中是否存在马适应性突变。

肝脏具有独特的免疫耐受属性,是许多病毒在体内进行复制的主要场所。肝脏T细胞往往不能产生有效的免疫应答去清除病毒,造成病毒持续性感染。然而,肝脏T细胞抗病毒能力低下的调控机制并不十分清楚。

本报讯兰州大学土木工程与力学学院青年教授张强强与哈尔滨工业大学、美国加州大学洛杉矶分校和伯克利分校的学者合作,研制出一种同时具备超轻、高力学强度和超级隔热三大特点的陶瓷气凝胶。利用其设计的超级隔热系统可应用于航天器等领域。该成果日前在线发表于《科学》。

相关论文信息:DOI:10.1038/s41467-019-08454-0

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该成果系统阐述了LrNK与cNK细胞在调控T细胞应答方面完全相反的功能,提示LrNK细胞在肝脏免疫耐受微环境的维持中扮演着重要作用,为理解NK细胞亚群组成与区域免疫特性塑造之间的内在联系提供了新依据。

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研究人员从活性氧物种的生成以及甲烷的吸附活化两个角度出发,通过在氮化碳材料的有序空腔中进行铜修饰,不仅实现了羟基自由基的原位生成,还促进了材料对甲烷C-H键的活化以及对高活性中间物种的稳定。该材料表现出卓越的光催化甲烷转化性能,深入研究表明,除了自由基机制以外,该材料中的铜物种与邻近碳原子存在协同效应,使得转化过程沿着甲烷—甲醇—乙醇的路径进行。

相关论文信息:DOI: 10.1371/journal.ppat.1007531

《中国科学报》 (2019-02-26 第1版 要闻)

《中国科学报》 (2019-02-26 第1版 要闻)

这项研究提出了温和条件下甲烷向液体燃料直接转化的新策略,有助于加深对多碳产物形成机制的认识。

Murcia补充道:“尽管有大量的生态机会存在,但新的流感病毒并没有在马身上出现。这很可能是由于病毒无法获得必要的基因组变化以适应马。”

在最新研究中,研究人员利用LrNK细胞缺陷小鼠进行实验,发现其被病毒感染后,肝脏中T细胞功能增强,肝脏损伤加重,病毒减少。对正常小鼠或LrNK细胞缺陷小鼠外源转输LrNK细胞,则会抑制肝脏中T细胞的抗病毒反应,而cNK细胞促进T细胞抗病毒应答。这表明,LrNK细胞和cNK细胞在抗病毒感染中起到相反作用。LrNK细胞抑制肝脏中T细胞的抗病毒反应,从而导致病毒清除较慢,cNK细胞则加快病毒清除。体内外实验进一步发现,LrNK细胞依赖于其表面的一种PD-L1蛋白,对肝脏中T细胞的功能产生抑制。

此次研究人员利用多尺度结构化设计和三维石墨烯气凝胶模板化制备,合成了同时具有强大的机械和热学稳定性的氮化硼以及碳化硅陶瓷气凝胶材料。这类陶瓷材料由纳米层状双窗格壁组成,整体呈现出超低密度的双曲线构造形态。这一特殊结构使材料在维持热稳定性的同时依然表现出优异的可变形性和断裂韧性。同时,在剧烈的热振测试以及长期高温暴露过程中,这类材料表现出优异的热稳定性,机械强度损失不到1%。另一方面,从2D纳米片获得的3D分层结构将气凝胶分成微小的单元,使得它们之间的空气对流减少,从而实现低于空气的超低的热导率。因此,这种材料可承受数百次温度在几秒钟内升高到900℃然后降低到-198℃的剧烈波动。

本报讯(记者黄辛
见习记者何静)中科院上海硅酸盐研究所研究员王文中团队在甲烷的光催化转化研究方面获新进展,相关研究成果近日发表于《自然—通讯》,并申请中国发明专利一项。

为了更好地了解甲型流感病毒在自然界中的传播方式,以及介导病毒出现的生态和进化因素,Murcia和同事对从蒙古野生鸟类中采集的20多种禽流感病毒进行了测序。

相关论文信息:

张强强介绍说,气凝胶结构坚固,可由陶瓷、碳或金属氧化物等许多材料制成。与其他绝缘体相比,陶瓷气凝胶以其低密度、低热导率和良好的耐火、耐腐蚀特性,被认为是理想的隔热材料。自20世纪90年代以来,陶瓷气凝胶一直应用于工业设备隔热,也被用于美国宇航局的火星探测器中。

研究人员介绍,光催化直接转化可以打破传统热力学平衡的束缚,使甲烷的转化在低温常压下进行。他们设计并制备出铜修饰氮化碳材料,实现甲烷向乙醇的光催化直接转化,并对该过程的机制进行了较为深入的研究。

通讯作者Pablo
Murcia表示,未来的研究旨在了解禽流感病毒和马流感病毒进行跨物种传播的障碍,将为深入了解哺乳动物流感发生的机制和决定因素提供依据。

自然杀伤细胞是机体重要的免疫细胞,被视为循环淋巴细胞。以往对循环的常规NK细胞研究提示,其在抵抗病毒感染的过程中发挥重要作用。

超级隔热陶瓷气凝胶材料在高温下保持了结构稳定的良好力学和耐高温性能。兰州大学供图

中科院上海硅酸盐所提出甲烷转化新策略

亚洲马为何不怕禽流感

本报讯(记者杨保国
通讯员姚琼)中国科大生命科学与医学部田志刚课题组发现,肝脏中存在一群能负调T细胞抗病毒免疫应答的特殊NK细胞,并揭示了其功能发挥的机制。相关成果日前发表于《细胞》出版集团旗下《免疫》杂志。

相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aav7304

《中国科学报》 (2019-02-26 第4版 综合)

《中国科学报》 (2019-02-26 第5版 农业科技)

田志刚研究组2013年在国际上首次报道了一群独特的定居于肝脏的NK细胞群体。它们不参与血液循环,并且与cNK细胞在基因和蛋白水平上呈现显著差异。

然而,质脆以及晶化诱导的粉碎行为,使陶瓷气凝胶在显著的温度梯度变化或长期高温暴露中表现出严重的强度退化,甚至破裂的现象。鉴于极端条件下的隔热要求,材料应具备异常优异的稳定性,同时具备强大的机械和热学稳定性。这成为陶瓷气凝胶在隔热领域进一步发展应用的主要障碍。

禽流感病毒感染马但不传播,或者它们感染和传播但不引起疾病。

结果显示,禽流感病毒在遗传上与1989年导致马流感暴发的禽源性病毒有关。实验感染表明,大多数禽流感病毒在马的呼吸道中复制,不会造成任何组织损伤。这解释了疾病没有暴发的原因。

英国医学研究理事会—格拉斯哥大学病毒研究中心发表于《公共科学图书馆—病原菌》的一篇研究文章指出,禽流感病毒感染蒙古的马却不会引起大规模的疾病暴发,因为它们无法获得关键的基因变化,从而实现更大的跨物种传播。

通过将实地研究、系统遗传学和实验感染相结合的研究方法,他们以前所未有的细节记录了在自然界中病毒出现初期暴发之前的阶段。

了解禽流感病毒和马流感病毒进行跨物种传播的障碍,将为深入了解哺乳动物流感发生的机制和决定因素提供依据。

甲型流感病毒是新兴病毒的典型代表。它们的主要自然宿主是野生鸟类,但它们也在人类、猪和马身上传播。

此外,根据血清学证据,蒙古的马经常在广阔的地理区域接触病毒,而没有引起临床上明显的暴发。研究结果表明,能在马身上复制的禽流感病毒引起的马感染,比最初认为的更为常见,而不能获得关键的基因变化是疾病发生的主要障碍。

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