资讯汇总11期：【科技周报】科学家利用微囊化可增殖人肝细胞类器官实现肝衰竭治疗

> 资讯汇总 产业研究中心 2024.03.2211期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 作者：徐淋 电话：021-38677826 邮箱：xulin028941@gtjas.com 资格证书编号：S0880523090005 【科技周报】科学家利用微囊化可增殖人肝细胞类器官实现肝衰竭治疗 摘要： 菱形堆垛三层石墨烯中发现电子和声子的强相互作用。中国科学院物理研究所、国家纳米科学中心等单位的科研人员通过栅电压可调的拉曼光谱和激发频率依赖的近场红外光谱，发现了菱形堆垛三层石墨烯中电子和红外声子之间具有强相互作用。研究人员提出了一种简单、无损、高空间分辨的近场光学成像技术，不仅可以鉴别石墨烯的堆垛次序，还可以探索电子—声子强相互作用，这为将来多层石墨烯以及转角石墨烯的研究提供坚实基础。相关研究发表于《NatureCommunications》期刊。 科学家利用微囊化可增殖人肝细胞类器官实现肝衰竭治疗。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心惠 往期回顾 【上海产经观察】PPI2月同比下降0.5%，国资指数两周整体上涨1.5% 2024.03.19 【双碳周报】欧美碳市场碳配额交易价格集体上涨 2024.03.18 【科技周报】研究揭示抗原递呈型中性粒细胞的抗肿瘤潜能 2024.03.15 【双碳周报】福建碳市场周交易总量大幅上涨 2024.03.13 【资本市场动态】两大保险联手设立500亿元私募基金，智己汽车获超80亿元投资 2024.03.12 利健团队研究实现了大规模制备海藻酸钠微胶囊包裹的可增殖人肝细胞类器官（eLO），并在80%肝 切术后肝衰竭模型和药物对乙酰氨基酚（APAP）诱导的肝衰竭小鼠模型中证明了eLO腹腔移植的治疗有效性。在术后肝衰竭中，eLO通过维持肝肠轴的稳态改善肝衰竭，保护肠道屏障，减少肠道来源的内毒素，从而促进肝脏再生等机制来改善肝衰竭。该研究验证了ProliHH细胞的基因组稳定性及eLO移植的体内安全性。相关研究成果发表于《CellStemCell》期刊。 研究人员破解蛋白质测序难题。四川大学华西医院耿佳团队与华西第二医院陈路团队合作，阐明了纳米孔单分子检测新策略，实现了对全部20种天然氨基酸的直接区分，提出并验证了纳米孔外切酶实时多肽测序（NEPS）方法，为实现单分子蛋白质测序提供了可行途径。该团队开发的NEPS技术首先通过在耻垢分枝杆菌孔蛋白A的孔道最窄处构建铜离子结合位点，使得氨基酸能够与铜离子—纳米孔蛋白复合物结合，从而产生特异性电流信号。不同氨基酸的电流信号可被机器学习算法准确区分。相关研究成果发表于《NatureMethods》期刊。 新研究为二维材料纳米力学测试建立有效策略。华东理工大学机械与动力工程学院特张博威等采用精确控制的聚焦离子束切割技术和改进的干转移技术，将高质量的大尺寸单层Ti3C2TX纳米片固定在纳米力学测试平台“Push-To-Pull”（PTP）进行原位拉伸实验，测定其机械性能，取代了之前使用AFM纳米压痕法的测量结果，同时通过分子动力学模拟理论建模计算对实验数据进行了验证。这项工作为机械剥离产生的二维材料纳米力学测试建立了一种有效的策略，并为需要特殊机械性能的材料的广泛应用提供了指导。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。 大连化物所实现室温下电催化甲烷和氧气转化制甲酸。中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室邓德会、崔晓菊和于良等基于自主研制的高压—电化学反应釜，开发了由高压—电芬顿驱动的甲烷与氧气催化转化新途径，在电解池的阴极区实现室温下电催化甲烷与氧气高效转化制甲酸。该过程为低温下甲烷与氧气的高效催化转化提供了新思路。相关研究发表于《JournaloftheAmericanChemicalSociety》期刊。 风险提示：前沿科技发展进程在规制边界、演进路径、商业落地、外部环境等方面不及预期。 导读： 本报告汇编了2024年03月10日到2024年03月16日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.未来信息领域 1.1.技术资讯 八英寸SOI、铌酸锂异质集成技术新进展 近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所硅基材料与集成器件实验室蔡艳、欧欣合作，利用上海微技术工业研究院标准180nm硅光工艺在八英寸SOI上制备了硅光芯片，再基于“离子刀”异质集成技术，通过直接键合的方式将铌酸锂与SOI晶圆实现异质集成，并通过干法刻蚀技术实现了硅光芯片波导与LN电光调制器的单片式混合集成，制备出通讯波段MZI型硅基铌酸锂高速电光调制器。得益于优良的材料质量和器件制备技术，器件在10Hz至1MHz频率范围内的三角波电压信号下的调制效率稳定，在测量频率范围内器件保持稳定的VpiL值。同时，器件具备较好的低直流漂移特性，证明薄膜铌酸锂材料和氧化硅包层的沉积质量较好，缺陷较少。调制器的光眼图测试结果显示，在NRZ调制信号下传输速率达到88Gbit/s，PAM-4调制信号下传输速率达到176Gbit/s。通过“万能离子刀”技术，铌酸锂薄膜可与硅光芯片实现大面积低缺陷密度的集成，两者结合展现出优良的电光调制性能。目前已验证该工艺路线进一步扩展至八英寸的可行性，未来可实现大规模的商业化制备。相关研究成果将在2024年美国激光及光电子学会议（CLEO）上进行口头报告。（中国科学报，03/13） 奥地利维也纳工业大学开发出新型可重构晶体管 近日，奥地利维也纳工业大学研究团队开发出一种智能、可控的可重构晶体管，这些晶体管可以在不同任务之间快速切换，从而节省芯片空间并提高计算速度。传统晶体管需要通过掺杂材料来实现功能的构建，而新型晶体管使用静电掺杂，通过电场控制电荷流动，从而可以根据需要重新配置电路功能。这种灵活性意味着在同一表面积上可以容纳更多功能，提高了资源利用效率。该团队已经证明这些晶体管可以组装成所有基本逻辑电路，并通过重新配置组件转换成其他电路。该研究为智能、自学习和神经形态计算系统提供了新的可能性。（全球技术地图，03/13） 新型微型激光器可拓展小型化传感应用 近日，美国斯坦福大学开发出一种新型超节能芯片上的微型激光器，可拓展小型化应用。研究人员采用了薄膜铌酸锂材料，将光学参量放大和相位调制集成在单个腔内，创造出尺寸仅为1x10毫米的微型频率梳，可用于产生多波长、具有间隔的光。这一新设备可通过传统微芯片工厂制造，且可以集成在手机大小及更小的个人设备中。该微型频率梳表现出高效率、高性能，光转换效率超过93%，能在超过1THz的频率上生成200条间隔约5.8GHz的梳状线。此外，该微型频率梳具有高度可调性和高精度，适用于医疗诊断、光纤通信、激光雷达和光谱学等应用。未来，研究人员的目标是提高设备性能，扩大带宽和工作波长范围。相关研究发表于《IEEESpectrum》期刊。（全球技术地图，03/14） 菱形堆垛三层石墨烯中发现电子和声子的强相互作用 近日，中国科学院物理研究所、国家纳米科学中心等单位的科研人员通过研究三层石墨烯的菱形堆垛结构发现，在菱形堆垛三层石墨烯中，电子和红外声子之间具有强相互作用，这有望应用于光电调制器和光电芯片等领域。科研人员通过栅电压可调的拉曼光谱和激发频率依赖的近场红外光谱，发现了菱形堆垛三层石墨烯中电子和红外声子之间具有强相互作用。研究人员提出了一种简单、无损、高空间分辨的近场光学成像技术，不仅可以鉴别石墨烯的堆垛次序，还可以探索电子—声子强相互作用，这为将来多层石墨烯以及转角石墨烯的研究提供坚实基础。这项研究为理解菱形堆垛的三层石墨烯中的超导和铁磁等物理效应提供了新的视角。同时，它也为新一代光电调制器和光电芯片的设计提供了相关材料研究的基础。相关研究发表于《NatureCommunications》期刊。（科技日报，03/15） 首位“AI软件工程师”亮相引爆科技圈 近日，初创公司Cognition推出了一款名为Devin的人工智能（AI）助手，可以协助人类软件工程师完成诸多开发任务。Devin不同于现有其他AI编码者，它可以从零构建网站、自行部署应用、修复漏洞、学习新技术等，人类只需扮演一个下指令和监督的角色。按照用户需求，Devin可以同时执行多步骤工作流程，人类工程师则可以实时观察其进度，发现错误时，跳出指令进行修正。这便于工程师们将大部分工作“外包”给AI，自己则可以潜心于创意性工作。在SWE-bench基准测试中，Devin的表现远超Claude2、Llama、GPT-4等选手，能够完整正确地处理13.86%的问题。相较之下，GPT-4只能处理1.74%的问题。更重要的是，Devin在测试中没有得到任何帮助，而其他所有模型都需要帮助，即人们要准确告知模型需要编辑哪些文件。这一进展，标志着AI在自主理解和解决软件开发问题方面取得了显著进步。（科技日报，03/15） 2.未来生物领域 2.1.技术资讯 科学家利用微囊化可增殖人肝细胞类器官实现肝衰竭治疗 近日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心惠利健团队研究实现了大规模制备海藻酸钠微胶囊包裹的可增殖人肝细胞类器官（eLO），并在80%肝切术后肝衰竭模型和药物对乙酰氨基酚（APAP）诱导的肝衰竭小鼠模型中证明了eLO腹腔移植的治疗有效性。在术后肝衰竭中，eLO通过维持肝肠轴的稳态改善肝衰竭，保护肠道屏障，减少肠道来源的内毒素，从而促进肝脏再生等机制来改善肝衰竭。该研究验证了ProliHH细胞的基因组稳定性及eLO移植的体内安全性。该研究对批量生产的eLO 进行了细胞活力和肝细胞成熟功能的鉴定，发现eLO的细胞活力维持在85%以上，与未经微胶囊包裹的ProliHH类器官（LO）相当，并且eLO与LO具有相当的成熟肝基因表达水平、蛋白分泌以及相似的代谢活性，证明了微胶囊包裹不影响LO成熟的肝细胞功能。该研究分析了eLO的生物分布、毒理和致瘤性，血液学毒性、血生化指标和解剖病理学检测结果都证明了eLO移植的安全性。在体外，通过核型鉴定和全基因组测序，研究鉴定出体外培养的ProliHH的基因组稳定性和ProliHH致瘤性，进一步验证该细胞的安全性。相关研究成果发表于《CellStemCell》期刊。（中国科学院分子细胞科学卓越创新中心，03/12） 新方法预测蛋白质“糖衣”形态 近日，德国、波兰等国的研究人员开发出一种能在几分钟之内预测蛋白质“糖衣”形态的计算方法。这有助于进一步了解蛋白质在健康和疾病中的作用，助力药物与疫苗研发。联合团队开发了这种名为GlycoSHIELD的新算法，可以快速且逼真地模拟蛋白质表面的“糖衣”。他们创建并分析了一个包含几千种三维形态“糖衣”的数据库，通过长时间的模拟和实验，发现当附着的糖未与膜或蛋白质发生碰撞时，就可以对“糖衣”形态进行可靠的预测。他们还利用GlycoSHIELD揭示了镇静剂和麻醉剂重要靶点GABAA受体上的“糖衣”形态。该团队的算法减少了所需的资源、计算时间和专业知识。任何人都可以在几分钟内利用个人计算机计算蛋白质上糖分子的排列和动力学，而无须专业知识和高性能计算机。只需指定蛋白质和糖的连接位置，软件就会在蛋白质表面以最可能的排列方式将它们拼出来。相关研究成果发表于《Cell》期刊。（中国科学报，03/12） 精密测量院在生物酶开发方面获进展 近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院李从刚、杨明晖课题组在ATP合成酶的开发和应用研究中取得进展，首次获得了具有单结构域的ATP合成酶，解析了酶催化的分子机制，并将其应用于多种底物分子的磷酸化实验。海栖热袍菌组氨酸激酶HK853是具有多种催化功能的蛋白酶，具备良好的热稳定性和底物专一性。研究发现，HK853的CA结构域具有新的ATP合成功能，可利用ADP高效合成ATP，且催化反应温和可控。科研人员在此基础上设计了单结构域ATP合成酶HK853CA，并运用核磁共振等技术