6月16日外媒科学网站摘要：首个“人猪嵌合心脏”在中国诞生并能开始跳动

　　

　　中国科学家首次在猪胚胎中培育出含有人类细胞的心脏，这些胚胎存活了21天，期间微型心脏开始跳动。该成果由中国科学院广州生物医药与健康研究院的团队完成，并在国际干细胞研究学会年会上公布。这项研究旨在通过人-动物嵌合体技术培育可用于移植的人类器官，以解决全球器官短缺问题。

　　研究团队采用基因编辑技术，敲除猪胚胎中两个关键的心脏发育基因，随后在桑椹胚阶段（此时胚胎由约十几个快速分裂的细胞组成球体）注入经过改造的人类干细胞。这些干细胞经过基因增强，以提高其在猪体内的存活率。胚胎移植至母猪体内后，最长存活21天，心脏发育至人类胚胎同阶段的大小（约指尖大小）并开始跳动。通过荧光标记确认了人类细胞的存在，但具体占比未公布。此前，该团队在猪胚胎中培育的人类肾脏组织中，人类细胞占比达40%-60%。

　　尽管进展显著，研究仍面临挑战。美国斯坦福大学的专家指出，需进一步验证心脏细胞是否完全为人类来源，避免物种间细胞污染。日本东京科学研究所的学者强调，荧光标记的人类细胞仅分布在心脏局部区域，与猪细胞的整合程度尚不明确。未来若要将此类器官用于移植，需确保其完全由人类细胞构成，以避免免疫排斥反应。

　　该研究尚未经过同行评审，但为异种提供了新的可能性。猪因其器官大小和结构与人类相似，被视为理想的供体来源。这项技术若成熟，或将成为解决器官短缺问题的突破性方案。

　　日本科学家发现了一种暂名为“Sukunaarchaeum”的奇特微生物，其基因组极小，仅含189个蛋白质编码基因，长度约为大肠杆菌基因组的5%。这种微生物寄生在海洋甲藻“Citharistes regius”体内，几乎无法独立生存，必须依赖宿主提供生存所需的大部分物质。

　　基因组分析显示，Sukunaarchaeum属于古菌，但其生存方式却与病毒高度相似：它几乎将所有基因资源用于自我复制，而缺乏代谢必需分子的能力。然而，与病毒不同，它能自主复制遗传物质，无需完全依赖宿主。这一发现挑战了细胞生命与病毒的界限，可能代表一种罕见的进化中间态。

　　该微生物由日本筑波大学的研究团队偶然发现。他们在对甲藻进行DNA测序时，意外检测到一个仅23.8万碱基对的环状基因组。进一步研究证实，这是一种全新的古菌谱系。尽管其基因组并非已知最小（最小纪录由一种昆虫共生细菌保持），但它的寄生特性使其尤为特殊。

　　研究人员指出，Sukunaarchaeum的发现为基因组进化研究提供了重要线索。此外，全球海水DNA数据库的比对显示，类似微生物可能广泛存在，表明这是一个尚未被充分探索的古菌类群。

　　目前，科学家正尝试通过显微成像进一步研究其形态，并分析其蛋白质功能，尤其是可能与宿主互作的关键膜蛋白。这一发现不仅拓展了生命形式的认知，也再次证明自然界仍充满未解之谜。

　　丹麦与德国的研究团队联合德国德累斯顿－罗森多夫研究中心（HZDR），成功开发出基于稀土元素铒的新型量子光源，为可扩展量子网络奠定基础。该项目名为EQUAL（基于铒的硅量子光源），由丹麦创新基金资助4000万丹麦克朗（约合4443.6万元人民币），于2025年启动，为期五年。

　　量子技术有望实现无法破解的加密和革命性计算，但需依赖高效量子光源。目前大多数量子光源无法兼容量子存储器或光纤网络，而铒元素成为关键解决方案。通过纳米光子技术，研究团队成功增强铒与光的相互作用，使其能在电信C波段释放单光子，从而与现有光纤网络无缝兼容。

　　该技术整合了丹麦技术大学（DTU）的纳米光子芯片、HZDR的硅基量子光源研发能力，以及合作机构提供的量子网络、纳米技术和集成光子学支持。HZDR利用离子束技术将铒原子精确植入硅结构，并探索超高纯度硅对性能的提升，为未来量子设备的集成铺平道路。

　　这一突破为可扩展量子网络铺平道路，未来将推动安全通信和量子计算的发展。研究团队表示，尽管挑战巨大，但技术的快速进步使量子光源与量子存储器的集成成为可能，为量子互联网的最终实现提供了关键支持。

　　美国密歇根大学的研究团队取得了一项突破性进展，首次发现一种新型硅材料能够表现出半导体特性。这一发现颠覆了硅材料仅能作为绝缘体的传统认知，为柔性电子设备的发展开辟了新途径。

　　硅油和硅橡胶（如聚硅氧烷和倍半硅氧烷）等硅材料因其优异的绝缘性和防水性，长期被用于生物医学设备、密封剂等领域。从分子层面来看，硅材料由硅氧原子交替排列的主链（Si-O-Si）构成，并通过交联形成不同三维结构。研究团队在研究硅材料的交联方式时，意外发现一种特殊共聚物具有导电潜力。该材料由笼状结构和线性硅氧烷交替组成，其Si-O-Si键角在基态为140°，激发态可拉伸至150°，从而形成电子传输通道，实现半导体特性。

　　此外，这种材料的发光颜色可通过调控聚合物链长度实现。长链结构发射红光，短链结构发射蓝光。研究人员通过实验验证了这一现象：将不同链长的共聚物置于试管中并用紫外光照射，观察到了完整的彩虹色带。这一特性在传统硅材料中从未出现，因为绝缘硅通常为透明或白色。

　　该研究不仅拓展了硅材料的应用范围，还为下一代柔性电子设备提供了新的材料选择。传统半导体通常为刚性材料，而新型半导体硅材料兼具柔性和可调控的光学特性，有望应用于柔性显示屏、可穿戴传感器甚至智能服装。相关成果已发表于《高分子快速通讯》（Macromolecular Rapid Communications）。

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