在超导量子处理器上观测和调控量子姆潘巴效应；从零开始构建活细胞最接近的成果 | 环球科学要闻
环球科学约 6 分钟· 动物学 ·
“超级蠕虫”能在数小时内将尸体啃得只剩骨架，有博物馆计划用它制作骨骼标本
使用“超级蠕虫”清理的骨骼标本。图片来源：Rastekar et al., 2026, PLOS One, CC-BY 4.0
干净的动物骨骼是科学研究和教育的宝贵资源。目前有多种骨骼清洁方法，包括掩埋、酶解、化学处理以及使用皮蠹幼虫，但每种方法都有其自身的缺点，比如损伤骨骼或对人体造成伤害。但近日，研究人员在《公共科学图书馆·综合》（PLOS ONE）发表报告称，一种被称为“超级蠕虫”的甲虫幼虫，饲养时不会逃逸，而数百条“蠕虫”可以在数小时或数天内清理完一具动物尸体。
研究人员将不同数量的“超级蠕虫”放入八个封闭的动物标本中，这些标本大小不一，从9克重的埃及豇豆到4.2公斤重的狼都有。在数小时到数天的时间里，幼虫高效地清除了这些骨骼内外的所有血肉。研究人员发现，每克动物标本使用10-15克幼虫，既能最大限度地缩短清理时间，又能避免对骨骼造成损伤。在这个比例下，幼虫甚至能够清理脆弱的鸟类头骨，而不会造成任何骨骼损伤。作者认为，“超级蠕虫”为现有的骨骼清洁方法提供了一种切实可行的替代方案。饲养“超级蠕虫”无需使用任何有害物质，而且由于它们在拥挤的环境中不会发展为成虫，不会像皮蠹那样发生成虫逃逸现象（可能损坏博物馆其他藏品）。此外，“超级蠕虫”也很容易从商业养殖户那里获得，他们通常将其作为宠物和牲畜的饲料出售。（PLOS）
· 细胞生物学 ·
迄今为止最接近从零开始构建活细胞的成果
基于显微镜成像的复合图像显示，SpudCells 模拟了关键的细胞功能。图片来源：Orion Venero/Adamala Lab via Science News
研究人员一直梦想着在实验室里创造细胞，以便了解生命的基本原理。据《科学》新闻（Science News）报道，一个研究团队展示了他们创造的一种生物体——SpudCell，它是一个被脂肪膜包裹的微小水滴，里面充满了化学物质和编码36个基因的DNA片段，可以自我复制执行完整细胞周期。
SpudCells依赖于几十年前开发的PURE系统：这是一种包含生物分子（包括蛋白质和核糖体）的基本工具包，这些生物分子能够将DNA转录成mRNA，并将RNA翻译成蛋白质。研究团队赋予了SpudCell一个比普通细菌小50倍的小型基因组，其中包含一些基因，使SpudCell能够产生特殊的分子标签，并将其呈现在液滴表面。这些分子标签作为附着点，吸引着含有酶和其他液滴核心所需分子的小型脂质体——营养囊泡。这些“食物”使SpudCell能够生长并复制自身的基因组。第二步，研究人员在SpudCell的基因组中编码了一种液滴分裂机制：一种名为FLAG的表面标签，它可以与一种名为链霉抗生物素蛋白的大分子结合。这种结合会在表面分子之间产生排斥力，这种力足以将液滴分裂成两个。目前，虽然细胞分裂过程效率极低，且存在许多其他问题，但仍可以说它是研究人员迄今为止最接近从零开始构建活细胞的成果。（Science News, biotic）
· 量子计算 ·
在超导量子处理器上观测和调控量子姆潘巴效应
具备全连接架构和可调哈密顿量参数的超导量子芯片示意图。图片来源：北京量子信息科学研究院
在经典物理中，姆潘巴效应指热水可能比冷水更快结冰。这一效应近年来被拓展到量子体系中：在某些非平衡多体系统里，初始对称性破缺更强的状态，反而更快恢复对称性。它为理解量子热化、遍历性破缺和对称性恢复提供了窗口，也可能用于量子态制备和量子比特重置。近日，北京量子信息科学研究院智能量子计算与模拟团队联合中科院物理所等单位，在《物理评论快报》（Physical Review Letters）发表论文，报告了在超导量子处理器上对量子姆潘巴效应的观测与调控。
研究团队使用由16个超导量子比特、16个可调耦合器和1个可调中心谐振腔组成的芯片，选取14个相邻量子比特构造量子自旋链。该架构能连续调节短程和长程相互作用，并独立改变局域势和初态。实验通过量子态层析重构三量子比特子系统密度矩阵，再用“纠缠非对称性”追踪U(1)对称性恢复：强短程耦合下，倾斜Néel初态出现动力学交叉，显示破缺更强的状态恢复更快；长程耦合增强时，效应被抑制；加入局域线性势或改用倾斜铁磁初态后，效应重新出现，并对局域无序保持稳健。该实验为理解和调控量子多体非平衡动力学提供了新的实验平台。（PRL）
· 天文学 ·
白矮星周围行星的大气演变
太阳死亡后会形成白矮星，但科学家还不清楚太阳变成白矮星的过程中，会对周边的行星产生什么影响。目前，科学家已经发现了一些围绕白矮星运行的行星，这表明恒星在演变为红巨星并最终形成白矮星的过程中，可能会有行星幸存。最近一篇发表在《自然》（Nature）上的论文，用韦布空间望远镜（JWST）观测了绕白矮星公转的行星，并了解了这颗行星大气的特征，这有助于理解太阳终结后太阳系未来的命运。
研究对象为行星WD 1856 b，这颗行星质量约为4.3-10.9倍木星质量，距离地球约80光年。研究人员利用JWST的光谱仪研究了它的大气成分，他们发现这颗行星大气富含甲烷和气溶胶。在向当前仅距恒星0.02天文单位的近距离轨道（离恒星约300万公里）迁移过程中，行星大气经历了再加热。作者计算出行星大气温度约为390-412K，超出了巨行星的预期温度（160K）。这些发现表明，行星再加热会在红巨星阶段结束数十亿年后发生。
· 医学 ·
脂肪肝会加速癌症扩散，从而增加癌症的危险性
结直肠癌（CRC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，造成这种不良预后的一个主要原因是，高达50%的患者会在远处器官（主要是肝脏）发生继发性肿瘤，即转移，这会显著降低生存率。一项发表于《自然》（Nature）的新研究揭示了脂肪肝如何促进最具侵袭性的转移性结直肠癌的进展。
通过分析患者样本和实验模型，研究人员发现，脂肪肝患者发生侵袭性替代性转移的风险显著更高。该研究还揭示了脂肪肝与侵袭性癌症扩散之间的分子机制。在脂肪肝中，脂肪酸水平升高会通过稳定MYC蛋白（一种已知的癌症生长驱动因子）来重塑癌细胞的代谢和行为。稳定的MYC蛋白会增加脯氨酸的生成，脯氨酸是胶原蛋白的关键组成成分。这种胶原蛋白创造了一种有利于肿瘤细胞浸润和在肝脏内扩散的结构环境，从而导致转移灶的形成。该研究成果不仅解释了为何部分患者的预后极差，还强调了脂肪肝等代谢性疾病如何直接影响癌症进展，从而为开发更精准、更符合患者代谢健康状况的治疗方案铺平了道路。（VLAAMS INSTITUUT VOOR BIOTECHNOLOGIE）
撰文：王昱、冬鸢
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