一周科技热点｜疼痛阻滞器件、逆转胰腺癌扩散方法、人工智能裁判...

01

数字化时代

世界杯启用人工智能裁判

7月3日资讯，国际足联宣布2022年卡塔尔世界杯将采用半自动越位识别技术（SAOT），协助裁判更准确地进行越位判罚。在这套系统支持下，检查越位的平均时间将从70秒缩短至25秒，3D动画图像能够给观赛球迷提供最佳角度来理解越位判罚，从而带来更好的观赛体验。（@网易号）

这项工作将帮助裁判在场上做出最正确、最好的判罚，进一步驱动全球赛事迈向透明。

图1 智能裁判

来源：https://www.163.com/dy/article/HBC3M4P20514A42S.html

02

太空探索

维珍轨道公司将多颗

美卫星送入太空

美联社洛杉矶7月2日报道，美国维珍轨道公司当地时间1日晚从一架特殊的波音747飞机上将一枚携带着美国7颗卫星的火箭发射升空。报道称，这架改装过的大型喷气式飞机从位于莫哈韦沙漠的莫哈韦航空航天港起飞，在位于洛杉矶西北的太平洋上空发射了火箭。火箭携带的7颗卫星将开展多种试验。（@参考消息网）

这项工作是人类通过卫星观测太空的一大进展，将有助于人们了解更广泛的宇宙。

图2 携带卫星的飞机

来源：

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1737291130040640823&wfr=spider&for=pc

03

先进器件及材料

疼痛阻滞柔性电子器件

2022年7月1日，大连理工大学解兆谦教授（共同第一作者）与美国西北大学John A. Rogers教授、俄勒冈大学Jonathan T. Reeder助理教授课题组合作，在Science上发表题为“Soft, bioresorbable coolers for reversible conduction block of peripheral nerves”的研究成果。（DOI: 10.1126/science.abl8532）

该研究发明了一种生物可吸收的柔性微流控设备，其通过液体汽化冷却实现了神经传导阻滞，可用于替代阿片类止痛药以达到无损伤的精准阵痛效果。该工作首次展示了生物可吸收的植入式微型柔性冷却器在神经阻滞疼痛方面的成功应用。

这项工作有助于研究基于柔性医学器件的疼痛管理装备，从而避免额外的拆除手术给病人带来的痛苦，更好地满足患者在长时段内的镇痛需求。

图3 冷却诱导神经阻滞和镇痛的实验情况

基于竞争化学反应的

生长机制

二维（2D）材料包括不同的系统，如单(基)晶体、二元晶体和三元晶体，由于它们具有基本的物理现象，在量子器件和信息技术中具有潜在的应用，因此引起了广泛的关注。迄今为止，还没有一种通用的方法可以用来合成这些2D多相/多元复合材料，对于二维材料进一步发展来说堪称“卡脖子”难题！ 

北京理工大学物理学院姚裕贵教授、周家东教授课题组等研究人员揭示了一种基于竞争化学反应的生长机制来控制成核和生长速率。基于这种生长机制，可以实现67种具有确定相、可控结构和可调组分的TMC和TMPCs。

FeXy中的铁磁性和超导性可以通过y值来调节，例如在FeX中观察到的超导性和在FeS2单层中的铁磁性，证明了生长态2D材料的高质量。相关研究工作以“Composition and phase engineering of metal chalcogenides and phosphorous chalcogenides”为题发表在国际顶级期刊《Nature Materials》上。（DOI：10.1038/s41563-022-01291-5）

这项工作将为多学科探索具有独特性质的2D TMPCs和TMCs铺平道路，助力于研究普适性可控制备策略，最终将为二维材料研究注入新活力。

图4 金属基二维材料的生长机理

手性分子插层超晶格

自旋电子器件利用自旋相关的效应（载流子的自旋和材料的磁学性质相互作用），同时结合标准的半导体技术，具有非挥发、低功耗、高速和高集成度的优点。

来自美国加州大学洛杉矶分校的段镶锋等研究者报道了一种新型的手性分子插层超晶格(CMIS)，可作为一种强大的固态手性材料平台来探索手性诱导自旋选择性（CISS）。CMIS是通过插入层状二维原子晶体(2DACS)(如TaS2和TiS2)和选定的手性分子(如R-α-甲基苄胺和S-α-甲基苄胺)来制备的。

相关论文以题为“Chiral molecular intercalation superlattices”于2022年6月29日发表在Nature上（DOI：10.1038/s41586-022-04846-3）。

这项工作通过借助大量电子性质可广泛调整的2DACS和大量可设计结构图案的手性分子，使得CMIS定义了丰富的人工手性材料家族，将有助于研究CISS效应，研制新自旋电子器件。

图5 CISS以及CMIS示意图

04

生命健康

逆转胰腺癌扩散

胰腺癌在常见癌症中的生存率最低。仅不到7%的人会存活5年或更长时间。英国每年有超过1万人被诊断为胰腺癌，超过9000人将因此而死亡。近期研究中，科学家已经证明，逆转胰腺癌细胞生长和扩散到全身的关键过程是可能的。

6月29日发表在《Nature》上的研究“GREM1 is required to maintain cellular heterogeneity in pancreatic cancer”表明，一种名为GREM1的蛋白是调节胰腺癌中发现的细胞类型的关键——操纵其水平既可以助长也可以逆转这些细胞转变为更具侵袭性的亚型的能力。（DOI：10.1038/s41586-022-04888-7）

这项研究将有助于更好地理解是什么驱动了胰腺癌的侵袭性扩散，从而推进新的胰腺癌治疗方法的研究。

图6 逆转胰腺癌扩散

胃肠道病毒可通过唾液传播

胃肠道病毒会导致胃痛、呕吐和腹泻，被普遍认为会通过粪-口传播：某个宿主粪便中的病毒会进入另一个宿主体内（比如通过受到污染的食物），在其肠道内复制并在粪便中排出，以此形式不断复制下去。

2022年6月29日，美国国立卫生研究院（NIH）的研究人员在 Nature 发表了题为：Enteric viruses replicate in salivary glands and infect through saliva 的研究论文。这项研究发现，诺如病毒和轮状病毒这类胃肠道病毒或能通过唾液传播。（DOI：10.1038/s41586-022-04895-8）

这项研究揭示了这类病毒此前未知的一个传播途径，对病毒感染及其潜在疗法的研究具有启示意义，最终助力于实现病毒传播的遏制。

图7 病毒复制与传播

线粒体RNA修饰或为癌细胞

扩散的能量补给

线粒体是细胞的动力来源，并且它们含有自己的遗传物质和RNA分子。此前，一些代谢性疾病中已研究过线粒体RNA修饰的重要性。

德国癌症研究中心(DKFZ)的科学家发现，线粒体RNA的某些修饰通过支持线粒体中的蛋白质合成，促进了癌细胞的侵袭性扩散。

研究人员发现，阻断癌细胞中相关的RNA修饰酶时，转移的数量减少了；此外，在实验室研究中，抑制线粒体蛋白质合成的某些抗生素也阻止了癌细胞的侵袭性扩散。这项研究的论文于6月29日发布在《Nature》杂志上（DOI：10.1038/s41586-022-04898-5）。

预计这项工作将有助于进一步研究癌症机理，为人类早日克服癌症做出贡献。

图8 线粒体RNA修饰

文字 | 庄伟建

排版 | 庄伟建 王昕阳

审核 | 傅宇杰 陈星安 许鹤麟 王嘉清

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