9月29日外媒科学网站摘要：现代炼金术：电子束精准“雕刻”，有机分子变身纳米钻石

9月29日外媒科学网站摘要：现代炼金术：电子束精准“雕刻”，有机分子变身纳米钻石

9月29日（星期一）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

研究阐明炎性衰老新机制：线粒体主动排泄受损DNA是元凶

新研究发现，被称为细胞电池的线粒体可通过主动排出受损的自身DNA，触发与衰老相关的慢性炎症过程。这一机制为理解“炎性衰老”提供了新视角。

线粒体作为拥有独立基因组的细胞器，当其DNA发生损伤或出现核苷酸比例失衡时，会将这些异常DNA片段释放到细胞质中。在衰老个体的细胞中，游离的线粒体DNA可激活特定的炎症信号通路。

研究团队利用经过基因工程改造、缺乏MGME1酶的小鼠模型展开实验。该酶对维持线粒体DNA复制准确性至关重要。缺乏MGME1的小鼠随着年龄增长出现肾脏炎症，其肾细胞质中存在大量游离线粒体DNA片段，这些片段能直接激活已知的炎症相关酶。

机制研究表明，细胞内核苷酸供应失衡是关键诱因。当DNA正确构建单元短缺时，线粒体DNA复制过程中会误掺大量RNA构建单元，导致复制障碍和DNA质量下降。这种“分子原料”的错误使用，可能促使线粒体将问题DNA排出以维持基本功能。

该研究由德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所团队完成，成果发表于《自然》（Nature）期刊。

《科学》网站（www.science.org）

“地下农夫”的生存之道：白蚁如何用土壤微生物守护真菌农场

在人类农业出现数千万年前，多种白蚁已演化出成熟的农业系统——在巢穴中培育真菌作为主要食物来源。这些地下农夫面临着与人类农民相似的挑战：需要有效控制影响作物产量的竞争性真菌。

这项研究聚焦于西南亚物种奥氏白蚁，这种白蚁建立了一套完整的农业生产链。工蚁采集植物材料运回巢穴，经过咀嚼加工后填入特制的培养室。这些培养室维持着恒定的温湿度条件，专门用于培育白蚁伞属真菌。随着真菌在巢圃上生长成熟，白蚁便可持续收获这些营养丰富的菌丝。

印度科学教育与研究学院莫哈利分校的科研团队通过系统研究，揭示了白蚁应对竞争性真菌Pseudoxylaria的完整防控体系。实验室观察显示，白蚁能够根据感染程度采取差异化措施：轻微感染时进行局部清理，严重感染时则实施整体掩埋。

深入研究证实，白蚁的防控效果依赖于土壤中的微生物群落。实验表明，灭菌土壤无法抑制竞争真菌的生长，而含有天然微生物群的土壤提取物则能有效阻断真菌发育。这表明白蚁通过将受污染巢圃埋入特定土壤，利用其中的抗真菌微生物实现了生物防治。

更深入的行为学研究显示，当健康巢圃与受感染巢圃连接时，白蚁能精确识别感染区域，分离并处理污染部分，同时保留健康菌圃继续生长。这种根据威胁等级调整应对策略的能力，展现了高度精细化的行为调控机制。

目前研究团队正致力于解析白蚁决策的神经生物学基础，以及土壤微生物的具体作用途径。这些地下农业系统的深入研究，不仅拓展了人们对昆虫社会复杂性的认知，也为可持续农业技术提供了新的研究思路。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

研究发现阻断疼痛新靶点，有望实现无副作用镇痛

近日，一项发表于《自然-通讯》（Nature Communications）的研究为疼痛治疗带来了新的方向。由美国纽约大学疼痛研究中心领导的团队发现，通过精准靶向一个特定的分子受体，可以在不干扰炎症正常进程的情况下有效阻断疼痛，这为开发避免传统止痛药常见副作用的新药奠定了基础。

非甾体抗炎药（如布洛芬）是全球最常用的止痛药之一，它通过抑制前列腺素的生成，同时减轻炎症和疼痛。然而，长期使用此类药物存在胃损伤、出血及心肾风险。更重要的是，炎症本身是身体促进组织修复的保护性反应，全面抑制它可能延缓愈合。

研究人员将焦点集中于前列腺素E2（PGE2），它是介导炎症疼痛的关键分子。此前科学界普遍关注其EP4受体，但该团队通过更精确的实验发现，在施万细胞（外周神经系统中的关键细胞）中，EP2受体才是驱动疼痛信号的主要角色。

实验表明，在动物模型中，局部阻断施万细胞中的EP2受体，能够几乎完全消除由前列腺素引起的疼痛行为，而炎症反应则未受任何影响，顺利实现了疼痛与炎症的“解耦”。

这一发现指出了一个明确的药物开发方向：设计能够精准靶向EP2受体的拮抗剂。此类药物有望适用于关节炎等通常需长期服用非甾体抗炎药的疾病，在控制疼痛的同时，规避其全身性副作用。

研究人员指出，虽然全身给药的潜在影响仍需深入评估，但针对关节等局部区域的靶向给药方案展现出巨大的临床应用潜力。目前，该团队正在推进相关的临床前研究。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

“点石成金”现代版：科学家用电子束将金刚烷变为钻石

近日，一项新的研究表明，通过电子束辐照技术可实现纳米钻石的合成。该技术由日本东京大学研究团队开发，通过在特定条件下处理样品，不仅成功诱导金刚烷转化为纳米钻石，还能有效减少电子束对有机材料的损伤。这一进展有望为材料科学和电子显微镜技术开辟新的可能性。

传统人造钻石的合成主要依赖两种方法：一是高温高压下使钻石在热力学稳定状态下形成，二是通过化学气相沉积法在亚稳态条件下生长钻石。与这些方法不同，这项新技术采用低压环境，通过对金刚烷（C10H16）分子进行精确控制的电子束辐照，实现了纳米钻石的制备。

金刚烷因其分子结构与钻石相似而成为理想的前驱体。其转化过程需要精确切断C–H键并形成新的C–C键，最终构建出三维钻石晶格。尽管这一原理早已被认知，但其实际可行性一直备受质疑。

研究团队采用透射电子显微镜，在原子尺度下实时观测了电子束引发的转化过程。在真空、低温条件下，以80–200千电子伏特的电子束辐照金刚烷晶体数十秒，成功捕捉到纳米钻石形成的完整过程。这一方法不仅证实了转化机制，也拓展了透射电镜在分子反应研究中的应用范围。

实验结果显示，该方法可制备出直径达10纳米的立方结构纳米钻石，晶体完整且无缺陷。对比实验表明，其他碳氢化合物无法实现类似转化，证实了金刚烷在此过程中的独特适用性。

该技术证实了通过分子设计和电子束控制的结合，可以实现有机分子的精确转化，这一认识将推动电子束技术在材料合成和研究中的创新应用。（刘春）

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