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《自然》:新工艺帮助修复油画效率提升66倍;纳米塑料损害肠道完整性;蒙古发现暴龙类恐龙新种 | 一周论文新鲜读

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本周值得读

来自《自然》旗下期刊的新近发表,我们为您精选呈现。

1. 纳米塑料改变小鼠肠道微生物组与宿主的相互作用

2. JWST检测到尘云地外行星和新形成地外行星

3. “膜”改受损油画

4. 来自蒙古的一个暴龙类恐龙新种

细胞生物学 | 纳米塑料改变小鼠肠道微生物组与宿主的相互作用

Polystyrene nanoplastics disrupt the intestinal microenvironment by altering bacteria-host interactions through extracellular vesicle-delivered microRNAs

Nature Communications

根据《自然-通讯》的一篇论文,纳米塑料会通过改变肠道微生物组与宿主间的相互作用,损害小鼠的肠道完整性。这项研究探索了纳米塑料与小鼠肠道微环境之间的复杂相互作用。 

纳米塑料是指直径小于1000纳米的塑料碎片,由塑料降解产生。过去的研究表明,纳米塑料摄入可能扰乱肠道微生物群;但这一影响背后的机制尚不明确。 

徐玮萱和同事使用RNA测序、转录组分析和微生物测序,分析了小鼠摄入聚苯乙烯纳米塑料对肠道微环境的影响。他们发现,小鼠肠道中纳米塑料的积累与两种和肠道屏障完整性相关的蛋白质(ZO-1和MUC-13)的表达异常相关,可能扰乱肠道通透性。作者表明,纳米塑料会诱发肠道微生物群失衡,特别是增加瘤胃菌(Ruminococcaceae)丰度,这类菌在过去研究中被发现与胃肠道功能障碍有关。 

这些发现表明纳米塑料可能影响肠道微生物群和肠道环境的机制。但还需要进一步研究讨论纳米塑料积累会如何影响人类。 

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纳米塑料通过外泌体递送的微RNA干扰肠道微生物群与宿主相互作用的可视化展示。图片来自李保宏和徐玮萱。

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DOI:10.1038/s41467-025-59884-y

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行星科学 | JWST检测到尘云地外行星和新形成地外行星

Silicate clouds and a circumplanetary disk in the YSES-1 exoplanet system

Nature

《自然》上周发表了韦布望远镜(JWST)对两个地外行星的详细观测,它们围绕年轻的类日恒星YSES-1,其中一颗充满尘云,另一颗有盘围绕(表明是新形成的行星)。 

YSES-1系统由一颗年轻类太阳恒星和两颗气体巨星组成:YSES-1b离恒星最近,YSES-1 c 是较小的外侧行星。YSES-1 b和c比其他系外行星(或褐矮星)更红,表明它们可能有特殊的大气特征。在JWST之前已经有几个望远镜观测到过该系统;但在JWST计划实施前,无法获得对该系统的详细观察数据。 

美国空间望远镜研究所的Kielan Hoch和同事展示了YSES-1系统新的JWST图像。其中包括对系外行星YSES-1 c大气中硅酸盐云的首次直接观测,证实了此前关于其大气成分的理论。研究人员对云的成分、颗粒大小及在大气中的位置进行了限制,指出这些硅酸盐云可能也含有铁,且这些铁可能会经降雨落回到行星上。他们估计,云颗粒大约为0.1 μm或更小。作者还首次观测到YSES-1 b周围存在一个硅酸盐盘,这是亚恒星伴星系外行星的罕见观测结果。这一观测表明YSES-1 b可能是一颗相对新形成的行星。 

这些发现为系外行星形成和大气演化的早期阶段提供了新的见解。

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艺术家对YSES-1系统的构想图,包括中心约1600万年太阳型恒星、YSES-1 b及其尘埃环绕的行星盘(右),以及YSES-1 c及其大气中硅酸盐云(左)。图片来自Ellis Bogat

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DOI:10.1038/s41586-025-09174-w

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工程学 | “膜”改受损油画

Physical restoration of a painting with a digitally constructed mask

Nature

《自然》发表的一篇论文报道了一种用数字创建的层压膜修复油画的方法。作者通过修复15世纪晚期一幅严重受损的木板油画进行了演示,该方法修复某些油画的速度可能快于当前工艺。 

当前的画作修复一般耗时数月,需要结合损坏分析、加固、清洁,然后对图像受损部分进行填补(补色)。博物馆藏画数量的增加意味着有些历史价值不高的受损画作不会被优先修复。数字图像修复已被用作对修复成果进行可视化的工具,以便协助修复人员,但目前这一重建技术无法用于传统修复之外的途径。 

美国麻省理工学院的Alex Kachkine报道了一种使用数字创建的层压膜修复油画的方法。第一阶段要求对受损图像进行数字重建,从而确定要做的修复,再借此绘制一张填补膜。这个膜再用色彩准确的像素打印到片层上,然后直接覆盖在油画表面。作者用15世纪晚期一幅严重受损的木板油画演示了这一技术。这个油画的膜覆盖面积为66205 mm2,使用了57314种独特的颜色,整个覆盖过程用时3.5小时,Kachkine估计这个速度是传统方法的66倍。这个膜还可拆卸,确保不会对原作造成潜在的有害改变。 

Kachkine指出,这种方法目前只能用于表面平整、有清漆的画,因为画作的质地会影响层压膜的覆盖。作者指出,这种方法或有助于开发出新的修复技术,帮助缩小数字修复与物理修复之间的差距。 

渲染动画展示物理应用数字修复的主要阶段。从受损画作的扫描图开始,构建并应用层层压以修复各类损伤。视频来自Alex Kashkin

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DOI:10.1038/s41586-025-09045-4

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古生物学 | 来自蒙古的一个暴龙类恐龙新种

A new Mongolian tyrannosauroid and the evolution of Eutyrannosauria

Nature

《自然》报道了一个暴龙类新种——暴龙类是包含霸王龙(Tyrannosaurus rex)在内的一类恐龙。这一发现有助于我们了解更多暴龙属种的演化以及它们在晚白垩世的扩散模式。 

真暴龙类(包含霸王龙)是一类统治亚洲和北美版图直到约6600万年前的大型捕食性恐龙。这些顶级捕食者被认为来自体型更小的暴龙,不过,很少有化石证据能证实这一观点。 

加拿大卡尔加里大学的Jared Voris、Darla Zelenitsky和同事对1972-1973年在蒙古发现的两个部分暴龙骨骼进行了重新检验,并将它们归为一个名为Khankhuuluu mongoliensis的暴龙新属种。对这些骨骼的系统发育分析显示,这个新种是真暴龙的一个直系亲属,是大体型、深吻型暴龙族和小体型、短吻型分支龙的一个近缘祖先。作者认为,真暴龙类之所以起源于北美,是中体型暴龙(如Khankhuuluu)自亚洲向外迁徙的结果。这些真暴龙一直留在北美并逐渐多样化,直到一次扩散事件重回亚洲,从而产生了分支龙和暴龙族物种。研究认为,这些物种分别作为中级捕食者和顶级捕食者占据了不同的生态位。 

这个新物种为真暴龙演化的标志性形态学特征提供了关键线索。

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Gorgosaurus蛇发女怪龙,一种北美暴龙科的后代,图片来自Julius Csotonyi。

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DOI:10.1038/s41586-025-08964-6

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纳米塑料有损小鼠肠道完整性,纳米塑料积累会如何影响人类呢?你们希望科学家展开进一步研究吗? 

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