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本期导读
1. 泰坦尼克号残骸正在进一步变残；
2. 被蚊子叮咬之后为什么会有痒感；
3. 真菌与机械结合拓展机器人感官；
4. 引力透镜在夜空中留下天问奇观；
5. 月经周期会促进突变细胞的扩散；
01
泰坦尼克号残骸里的新发现
1912年4月15日，泰坦尼克号邮轮在从英国南安普敦驶往纽约的途中发生惨剧，船只撞击冰山后沉没，船上1500多名乘客和船员丧生。
多年以来，这艘豪华游轮沉没的确切位置一直是个谜，直到1985年，罗伯特·巴拉德率领的探险队确认了这艘豪华游轮的位置。从那时起，许多探险家、专家和游客都踏上了危险重重的旅程——回到沉船，记录下这处历史考古遗址。
如今，这艘船在寒冷的北大西洋海域近4000米深的海底已经沉睡了112年。
1994年，美国联邦法院将泰坦尼克号唯一的“打捞保管”权授予了皇家邮轮泰坦尼克号公司，指定该公司为唯一获准从沉船中合法打捞文物的组织。该组织及其附属机构迄今已领导了八次探险，并于近日公布了最新一次探险时所拍摄的高清影像。
他们利用激光雷达、声纳和超磁力仪（一种用于锁定金属物体的设备）成功绘制了船体及其残骸的详细地图。正是利用这些工具，探险者成功找到了一件人们都认为已经消失了的文物——一座2英尺高的青铜雕像，被称为凡尔赛的戴安娜（图1）。
据研究者称，凡尔赛的戴安娜是头等舱乘客休息室的核心雕塑，被广泛认为是船上最美丽、最精致的艺术品。
但不幸的是，泰坦尼克号在沉没过程中一分为二，休息室被撕开。在混乱和破坏中，凡尔赛的黛安娜落入了黑暗的碎片中。
这次新探险还发现，船头的标志性栏杆已经掉落损毁了。看过《泰坦尼克号》电影的读者应该还记得小李子在船头高呼“我就是世界之王”的场景，此处就完美地复现了泰坦尼克号上的真实场景（图2）。
通过探险中新拍摄的影像还能发现，这部分栏杆的左舷船头部分已经剥落了（图3），根据对比结果，研究者认为这一损毁发生在2022年。
“考虑到恶劣的海洋条件和食金属细菌的破坏力，泰坦尼克号的绝大部分残骸可能在几十年内就会腐烂。发现戴安娜雕像是一个激动人心的时刻。但我们对标志性的船首栏杆和其他腐烂证据的消失感到悲痛。这会加强我们打捞和保护这些文物的决心。”科考队员在公告中说。
图1 本次发现的凡尔赛的戴安娜雕像
（图片来源：参考文献）
图2 电影《泰坦尼克号》中的经典场景
（图片来源：m1905.cn）
图3 泰坦尼克号残骸的栏杆已经损坏
（图片来源：参考文献）
课代表总结：小李子的同伴说“我已经看到自由女神像了！”但其实他看到的是冰山……
02
科学家阐明为什么被蚊子咬之后会痒
花粉、灰尘会引发咳嗽、皮肤红肿，而有人被蚊子叮咬后皮肤会又痒又红，这种现象被称为过敏反应。
由于包括花粉、灰尘在内的这些过敏原并非是会传染的致病微生物，因此我们的免疫系统对他们做出的反应并没有意义。
为了搞清楚这个问题，美国哈佛大学的一个研究团队希望厘清人体是如何检测到过敏原的存在的。他们选择研究为什么我们被蚊子咬了之后会感觉很痒。
他们发现了一种分子通路，在这个通路里，免疫细胞和神经细胞之间的相互作用导致瘙痒。在小鼠实验中阻断该通路，就可以阻止过敏的发生。
该研究结果详述于9月4日发表在《自然》杂志上的一项研究中，并可能在未来带来新的过敏治疗方法。
过敏原会诱发免疫细胞的反应，而瘙痒感则是来自于神经系统。因此，过敏原一定是通过某种方式触发了负责感觉的神经细胞。
早期研究发现，导致瘙痒的神经细胞会直接检测具有蛋白酶活性的过敏原。我们确实知道蚊子唾液中含有多种酶或化学物质，而其中一些酶正是蛋白酶。
在新的研究中，研究小组进行了不同的细胞分析和基因测序，试图查明在接触各种蛋白酶过敏原时，哪些分子机制在过敏性瘙痒中发挥作用。
结果发现，一种皮肤特异性免疫细胞GD3参与了这一过程，在此之前，人们对这种细胞在人体中所扮演的角色并不了解。
当GD3细胞在皮肤上检测出外来物质（例如蚊子唾液），它就会分泌一种被称为IL-3的激素，而这种激素可以激活与瘙痒相关的神经细胞，通知它们做好准备，防御外来入侵者。此时人就会觉得皮肤开始发痒。
研究小组初步找到了一些线索，在一定程度上解释了为什么有些人的过敏反应比其他人更为剧烈。
他们发现GD3细胞的数量及其活性水平与人的年龄有关，皮肤微生物群的组成也对这些反应有影响，而且GD3细胞对环境变化（如空气的干燥程度）也很敏感。切断这类细胞产生IL-3也许可以有助于研发相关的止痒药物。
图4 被称为蛋白酶过敏原的环境蛋白质存在于花粉、尘螨、一些昆虫毒液等中，可引发过敏性炎症。 （图片来源：popsci.com）
课代表总结：一边读文章，一边把胳膊上的蚊子包掐了一个十字花。
03
科学家研发生物体与机器人结合的
新型仿生体
建造一个机器人需要时间、技术、合适的材料——有时还需要一些真菌。美国康奈尔大学的研究人员为机器人培育了一种看上去“格格不入”的组件：真菌菌丝体。
通过利用菌丝体固有的电信号，研究人员发现了一种控制“生物混合”机器人的新方法，这种机器人对环境的反应可能比普通的机器人更好。该团队的论文于近日发表在《科学·机器人》杂志上。
研究团队的目的是利用真菌为机器人提供环境感知和命令信号，以提高它们的自主性，通过将菌丝体培养成机器人的电子设备，让生物混合机器感知和响应环境。
在设计机器人时，工程师们从动物界汲取了许多灵感，设计出的机器人可以模仿生物的运动方式，但是模仿生物如何感知外界信息则仍然不容易。
菌丝体是蘑菇的地下营养部分，具有许多优点。它们可以在恶劣的条件下生长，还能够感知化学和生物信号并对多种输入信号做出反应。
在实验中，科学家制作了一个含有菌丝体的章鱼机器人，其中的菌丝体能够感知外界的紫外光线。当检测到紫外光后，机器人就会非常活跃地前进，就像下面视频中显示的那样。
目前的传感器基本只有单一的功能，能检测温度的不能检测光，能检测电流的不能检测金属离子。但是生物体系往往可以做到多功能的检测，每个个体都能有效感知周围环境的信息。
所以，这种生物融合的传感器系统的最大优势是系统的简化和可扩展性，这可以让我们的机器人在完全意想不到的环境下依然可以工作。
研究者举例称，真菌拥有检测环境是否含有营养物质的能力。如果机器人也能拥有这样的能力，那么我们就能得到一个自动给庄稼施肥的机器人了——机器人只要把腿伸进土壤里，就可以知道是不是该施肥了，然后就去仓库运来肥料。这种奇怪的智能就是生物机器人才能拥有的功能。如果想要找到一种将蘑菇和机器人结合起来的方法，那需要的不仅仅是技术知识和园艺技能，还必须具备机械工程、电子学、真菌学、神经生物学和信号处理方面的背景，所有这些领域结合在一起，才有可能构建出这种系统。
“这类项目不仅仅是控制机器人，”研究者称，“它还与生命系统建立了真正的联系。因为一旦你听到信号，你也会明白发生了什么。也许那个信号来自某种压力，所以你看到了物理反应，因为那些信号我们无法想象，但机器人正在将其可视化。”
视频1机器人里的真菌可以检测紫外光并调整机器人的行为模式 （视频来源：参考文献）
课代表总结：这不就是妥妥的“半机械仿生人”？
04
引力透镜在空中打出了一个大大的问号
在观察一片星区时，韦布望远镜偶然发现了一个大大的问号。是的，这不是比喻，而是一个真的问号。
在扫描哈勃望远镜扫过的一片天空时，韦布望远镜的高清图像中显示出了一个问号的图案。
在一片星系中，一个重复出现的细长红色星系形成了问号顶部的形状，另一个星系的位置就像问号下面的点。
每次出现时，都会出现另一个整体呈圆形的白色团块星系，位于红色星系的顶部。问号形状底部曲线的右侧出现了一个非常明亮的前景星系。
在右下方，出现了另一个与问号形状无关的星系对，给问号点上了一个点。
其实，星系并不是真的长成了这样扭曲的样子，而是由一种叫做引力透镜的现象造成的。
这是因为星系团MACS-J0417.5-1154的质量非常巨大，扭曲了时空结构，以致它后方星系发出的光线在通过时发生了扭曲，这种自然现象会放大遥远的星系，并可能使它们在图像中多次出现。
在这个“问号”中，两个遥远的相互作用星系——一个正面螺旋星系和一个从侧面看到的尘埃红色星系，它们多次出现，在天空中描绘出问号的形状。
了解星系内恒星形成的时间、地点和方式对于理解星系在宇宙历史中的演化至关重要，研究团队利用哈勃望远镜的紫外线数据和韦伯望远镜的红外线数据来确定星系中新恒星的形成位置。
结果表明，恒星形成在这两个星系中都很普遍。光谱数据还证实，新发现的尘埃星系与正面螺旋星系的距离相同，它们很可能开始相互作用。
然而，活跃的恒星形成，以及正面星系非常完整的螺旋形状，都表明这些星系的相互作用才刚刚开始。
这些星系是数十亿年前恒星形成高峰期时观测到的，它们的质量与当时的银河系相似。韦伯望远镜让我们能够研究我们自己的星系在青少年时期的情况。
图5 韦布望远镜观测到的“太空问号”图像
（图片来源：NASA）
课代表总结：？
05
月经周期在乳腺突变细胞扩散中的作用
荷兰鲁汶VIB-KU癌症生物学中心、荷兰癌症研究所和Oncode研究所以及剑桥大学的研究人员发现，与月经周期相关的防御机制在乳腺组织内突变细胞的传播方面发挥着作用。
《自然》杂志发表的一项新研究描述了月经周期期间，乳腺组织中多余乳管的生长和去除会促进突变细胞的扩散，从而形成易于发展肿瘤的大型突变区。
尽管健康个体的组织可能看起来完全正常，但其中可能含有大量能够长成肿瘤的突变细胞。正常但携带突变的细胞群中的细胞越多，这些细胞出现异常行为并发展成癌症的可能性就越大。
迄今为止，研究人员还不确定这些大量突变细胞是如何在正常组织中发育的。
一些理论认为，如果癌细胞扩散的面积很大，那么它就会在人类乳腺癌的发生和复发中发挥关键作用。
研究者发现，在小鼠的“月经周期”（课代表注：老鼠没有月经周期，但也会有类似的周期性排卵现象）里，乳腺会疯狂重塑。
雌激素水平升高可以在乳腺中形成许多小泡，在怀孕时会长成产奶单位。然而，当没有怀孕时，身体就会分解掉这些乳管，去除其中大部分扩张的细胞。
尽管这种机制在清除多余细胞方面非常有效，但它似乎并非万无一失。身体在周期结束时会清除大部分细胞，但一些突变细胞可能会偶然在这一过程中幸存下来。
而由于这些突变细胞会在组织重塑的过程中获得大量营养，所以它们一旦存活了下来之后，就会获得一个快速扩张的机会。
研究人员观察了突变细胞在发展成癌症之前的进化过程，并在几个月内跟踪了它们的行为。结果表明，月经周期影响了突变细胞的行为，并使其中一些细胞扩散到很远的距离。
这也意味着月经周期次数越多，发生这种情况的几率就越大，因此患上癌症的几率也就越大。这也有可能解释了为什么怀孕和母乳喂养会降低患乳腺癌的几率。
虽然这项研究让我们更好地了解了肿瘤形成的早期阶段，但还需要更多的研究来确定医护人员如何以及在何处进行干预，以确保携带突变的细胞不会发展成癌症。
图6 a图为突变细胞的扩散程度，相对于b图中的健康细胞来说扩散力得到大幅提升
（图片来源：参考文献）
课代表总结：emmm……似乎多了一些奇怪的催生广告……
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