科学家利用古老技术改进植物奶酪

科学家利用古老技术改进植物奶酪经过仅仅八个小时的孵化，结果是一种坚硬的“奶酪状凝胶”，让人想起新鲜的软白奶酪。图片来源：哥本哈根大学食品科学系热爱乳制品的丹麦人每年平均消耗近三十公斤奶酪。但地球资源和气候变化的压力日益增大，要求我们的食物系统转向以植物为主的方向。因此，科学家们正在研究如何将豌豆和豆类等富含蛋白质的植物转化为新一代非乳制奶酪，这些奶酪具有与人类数千年来享用的乳制品相似的感官特性。几种植物奶酪已经上市。挑战在于，在尝试用植物蛋白制作奶酪时，植物蛋白的行为与牛奶蛋白不同。为了应对这一挑战，生产商添加淀粉或椰子油来硬化植物奶酪，并添加一系列调味剂，使其尝起来像奶酪。但事实证明，这可以在自然界最小生物的帮助下完成。在哥本哈根大学食品科学系的一项新研究成果中，研究人员卡门·马西亚(CarmenMasiá)成功开发出由黄豌豆蛋白制成的植物性奶酪，质地坚韧，香气特征得到改善。她能够通过使用与我们数千年来用于牛奶制成的奶酪相同的细菌自然发酵过程来做到这一点。“发酵是一种极其强大的工具，可以增强植物性奶酪的风味和质地。在这项研究中，我们表明细菌可以在很短的时间内增强非乳制奶酪的硬度，同时减少黄豌豆蛋白的豆样香气，而黄豌豆蛋白是主要且唯一的蛋白质来源。”卡门·马西亚。该结果建立在同一位研究人员去年的一项研究结果的基础上，该研究人员发现黄豌豆蛋白是制作发酵植物性奶酪的良好“蛋白质基础”。在新的结果中，研究人员检验了由生物技术公司Chr.提供的细菌培养物制成的24种细菌组合。汉森，CarmenMasiá正在那里完成她的工业博士学位。“这项研究的重点是将适合植物性原材料发酵的市售细菌培养物结合起来，并在豌豆蛋白基质中对其进行测试，以开发出适合植物性原料的味道和质地。类似奶酪的产品。而且，即使某些细菌组合比其他细菌组合表现得更好，但它们实际上都提供了坚固的凝胶并减少了样品中的豆质”，研究人员说。为了研究细菌组合的行为，科学家将它们接种到由黄豌豆蛋白制成的蛋白基质中。经过仅仅八个小时的发酵，其结果是一种坚硬的“奶酪状凝胶”，让人想起新鲜的软白奶酪。“所有细菌混合物都会产生坚固的凝胶，这意味着人们可以获得发酵诱导的凝胶，而无需在基质中添加淀粉或椰子油。从香气的角度来看，我们有两个目标：减少黄豌豆豆味特征的化合物，并生产乳制品奶酪中常见的化合物。在这里，我们看到一些细菌比其他细菌更擅长产生某些挥发性化合物，但它们都可以很好地减少豆味——这是一个非常积极的结果。此外，所有混合物都不同程度地获得了乳制品香气”，CarmenMasiá解释道。研究人员指出，在实现这种植物性奶酪之前还有很长的路要走，但这项研究已走在正确的轨道上。据她介绍，必须开发定制的细菌组合物和培养物，才能实现最佳的奶酪样特性。此外，植物性奶酪可能需要随着时间的推移而成熟，以便形成风味和特性，就像乳制品奶酪一样。最后，新一代发酵植物奶酪必须经过消费者的评判，使风味更加完美。总而言之，这是为了使植物性奶酪变得如此美味，以至于人们寻找并购买它们。“目前最具挑战性的事情是，虽然有很多人想吃植物性奶酪，但他们对其味道和口感并不满意。最终，这意味着，无论一种食品多么可持续、多么有营养等，如果它在消费时不能提供良好的体验，人们就没有兴趣购买它。”CarmenMasiá说道，她补充道：“我们需要记住，乳制品奶酪的生产已经被研究了很多年，所以我们不能用完全不同的原材料一夜之间模仿。尽管如此，仍有许多科学家和公司在该领域取得了巨大进展。我希望在接下来的几年里，我们能够更接近于生产出味道好的非乳制奶酪。”该研究是食品科学系和微生物配料供应商Chr.合作进行的。汉森是一家生物科学公司，为食品和制药行业等生产原料。发酵是一项起源于中国的古老技术。如今，它被用来生产啤酒、葡萄酒、奶酪、药品等。发酵食品通过启动发酵过程来保存，在发酵过程中形成天然乳酸菌和酶。这是因为微生物将所选食物中的糖转化为乳酸、乙酸和二氧化碳。这使得食物呈酸性并防止腐败和致病细菌的生长。关于卷心菜发酵的第一个文字证据是在中国最古老的诗集《诗经》中发现的，其历史可以追溯到大约公元前600年。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388451.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388451.htm

科学家利用机器学习识别数以千计的新宇宙物体

科学家利用机器学习识别数以千计的新宇宙物体天文学正在经历一场变革，因为来自数百万天体的大量天文数据可以轻易获得。这是由于大规模的调查和利用一流的天文观测站的细致观测，再加上开放数据的政策。毋庸置疑，这些数据对于许多发现和对宇宙的新认识具有巨大潜力。然而，手动探索所有这些天体的数据是不现实的，自动机器学习技术对于从这些数据中提取信息至关重要。但这种技术在天文数据中的应用仍然非常有限，而且处于初步阶段。在此背景下，TIFR-IIST团队将机器学习技术应用于美国钱德拉空间观测站在X射线下观测的数十万个宇宙物体。这表明了一种新的和热门的技术进步如何能够帮助和彻底改变基础和基本的科学研究。该小组将这些技术应用于大约277000个释放X射线的物体，其中大部分物体的性质是未知的。对未知物体的性质进行分类，相当于发现特定类别的物体。因此，这项研究让研究人员可靠地发现了成千上万的宇宙天体的类别，如黑洞、中子星、白矮星、恒星等，这为天文学界进一步详细研究许多有趣的新天体提供了巨大的机会。这项合作研究对于建立将新的机器学习技术应用于天文学基础研究的最先进能力也很重要，这对于科学地利用当前和即将到来的观测站的数据至关重要。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349399.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349399.htm

抗击抗菌药耐药性 - 科学家公布1万多种药物组合

抗击抗菌药耐药性-科学家公布1万多种药物组合一幅科学插图展示了针对细菌细胞不同成分的抗菌药物如何影响彼此的活性。图片来源：IsabelRomeroCalvo和ElisabettaCacace/EMBL在一项新研究中，海德堡EMBL实验室Typas小组的研究人员系统分析了1万多种药物组合对常见多重耐药菌的疗效。这项研究的第一作者、Typas小组的前博士生伊丽莎白-卡卡塞（ElisabettaCacace）说："以前，人们曾对特定的药物组合进行过研究，特别是那些在临床上常用的处方药组合。然而，我们对不同类别抗生素的组合，或抗生素与非抗生素药物的组合如何影响细菌的生理机能缺乏系统的了解，尤其是在不考虑宿主的情况下。"EzoicCacace是一名医学博士，目前在苏黎世联邦理工学院（ETHZürich）担任博士后。她在Typas小组工作期间，该小组专门开发高通量方法来研究细菌（与环境或其他物种）的相互作用和生理学。不同的抗生素针对细菌内部不同的细胞结构或过程。它们可以协同作用，这意味着它们的综合活性比每种药物单独作用的效果更强，但它们也可以相互拮抗，在这种情况下，一种药物的存在会阻碍另一种药物的活性。这种拮抗作用可用于减轻抗生素对肠道微生物群的附带损害。在之前的一项研究中，Typas小组的研究人员分析了针对革兰氏阴性菌的药物组合，这类细菌包括许多致命的耐抗菌病原体，如大肠杆菌、肠炎沙门氏菌和铜绿假单胞菌。然而，许多致命的抗菌细菌也属于革兰氏阳性菌，其中包括金黄色葡萄球菌，它的耐甲氧西林变种（MRSA）每年导致数十万人死亡。这些细菌的细胞壁结构与革兰氏阴性细菌不同，从而影响了药物的活性和有效性。在目前的研究中，研究小组使用了先进的机器人装置，同时研究了数百种抗生素和非抗生素药物的不同剂量组合对三种代表性革兰氏阳性细菌--枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌--的影响。除了所有主要类别的65种不同抗生素的8000多种组合外，研究人员还分析了抗生素药物与非抗生素药物的2500多种组合。利用这种策略，研究小组发现了一千多种相互作用，包括协同作用和拮抗作用。这些作用具有高度的物种特异性，甚至是菌株特异性，与之前在革兰氏阴性菌研究中发现的相互作用截然不同。他们还通过用病原体感染飞蛾幼虫，测试特定药物组合帮助恢复的能力，在体内验证了其中一些结果。研究人员公开了完整的相互作用数据库，供其他科学家查看、探索和用于寻找新的协同作用和拮抗作用。"我们认为这项研究的规模使其与众不同。这是一个如此丰富的数据集，我认为它将在未来许多年里为各种假设提供素材，"卡卡斯说。"从系统生物学的角度来看，我也觉得这很有趣，因为我们看到了针对某些细胞过程的药物之间的相互作用，而这在以前是不为人知的"。EMBL组长、该研究的资深作者纳索斯-蒂帕斯（NassosTypas）说："我们正生活在一个急需新策略来对抗抗菌药耐药性的时代，而新抗生素的开发在技术上极具挑战性，成本高昂，耗时漫长。我们在这项研究中进行的这种系统性药物相互作用分析为细菌感染的替代解决方案和治疗方法开辟了道路。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391711.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391711.htm

科学家发现黑猩猩和人类婴儿交流之间有着惊人的相似之处

科学家发现黑猩猩和人类婴儿交流之间有着惊人的相似之处研究人员发现，这种能力在整个婴儿期和青春期都在发展。这种组合信号包括将玩耍的张嘴表情与笑声结合起来，在呜咽的同时触摸另一只黑猩猩，以及在吱吱作响时呲牙。研究人员说，了解这种"多模态"的交流形式可以为了解人类和我们最接近的猿类亲属的交流方式提供重要线索，并告诉我们更多关于我们自己的语言技能是如何出现的。幼年雌性黑猩猩南希在激烈的游戏中露出游戏的表情并大笑。研究发现，随着黑猩猩年龄的增长，它们更有可能将不同的交流信号结合在一起，特别是当它们回应/避免攻击或正在玩耍时。他们的研究也有朴茨茅斯大学的参与，发表在《动物行为》杂志上。研究人员在赞比亚北部的Chimfunshi野生动物孤儿院信托保护区观察了28只半野生的黑猩猩，年龄从1岁到11岁不等。虽然以前对猿猴的研究主要是孤立地观察不同形式的交流信号（手势、发声、面部表情），但新的研究结果观察了黑猩猩如何结合这些不同形式的交流，看这是如何随着年龄和不同环境而发展的。研究人员发现，黑猩猩在所有年龄段和不同情况下都持续使用独立的交流信号--比如咕哝、手臂动作或面部表情。然而，他们还表明，随着黑猩猩年龄的增长，它们更有可能将不同的交流信号结合在一起。这项研究观察了黑猩猩如何结合不同形式的交流，以了解这种交流如何随着年龄的增长和不同的社会环境而发展。研究人员说，当黑猩猩对攻击行为作出反应或正在玩耍时，情况尤其如此，在这两种情况下，它们必须明确自己在交流什么，以避免产生危险的后果。所研究的年龄较大的青春期黑猩猩也更有可能使用不同的交流信号组合，而不是单独的手势或表情，特别是在攻击性场景中。研究主要作者、达勒姆大学心理学系研究生艾玛-多尔蒂说："当我们思考人类的语言时，我们知道它是不同类型的交流的组合，如语言、面部表情和手势。"我们交流的方式可能有很深的进化根源，与我们一些最亲近的活体亲属如猿猴共享。研究提供了证据，黑猩猩随着年龄的增长而变得越来越复杂的交流方式与我们在人类婴儿身上看到的交流发展是一致的。通过研究年轻黑猩猩这种多层次的交流方式的发展，我们可以更多地了解这背后的原因，并阐明人类和其他猿类之间潜在的进化连续性。"研究人员说，应该开展更多的工作来观察野生灵长类动物的多模式信号，以进一步了解交流的发展如何受到不同环境的影响。研究多模态交流--而不是孤立地观察单个交流信号--可以为交流在猿类中如何发展提供更好的证据，并可能帮助我们了解人类交流的进化。研究的通讯作者、杜伦大学心理学系副教授ZannaClay博士说："到目前为止，无论是人类还是其他动物，对交流的研究重点很多都是独立研究单个交流信号，但我们知道人类从婴儿早期开始就一直在结合这些信号。作为人类的近亲，猿猴给了我们一个快照，让我们了解这些信号如何演变为多模态交流，最终达到人类语言的顶峰。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368363.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368363.htm

日本科学家利用巧妙装置构建复杂的三维有机体

日本科学家利用巧妙装置构建复杂的三维有机体该装置有可能彻底改变我们测试药物的方式，还能让我们深入了解组织是如何发育的，并带来更好的人造器官生长技术。长期以来，科学家们一直在努力创造类器官--在实验室中培育的类似器官的组织--以复制实际的生物发育过程。制造与真实组织功能相似的类器官对开发药物至关重要，因为有必要了解药物是如何在各种组织中移动的。器官组织还能帮助我们深入了解发育过程本身，是培育出能帮助病人的完整器官的垫脚石。实验中使用的立方体之一。资料来源：理化学研究所然而，事实证明，要制造出栩栩如生的器官组织并不容易。在自然界中，组织的发育是通过精心设计的舞蹈进行的，其中包括化学梯度和物理支架，它们引导细胞形成特定的三维模式。与此相反，实验室培育的类器官通常是通过让细胞在均匀条件下生长--创造简单的相似细胞球--或者通过使用三维打印或微流体技术（这两种技术都需要复杂的设备和技术技能）来形成的。显示立方体系统和用途的示意图。资料来源：理化学研究所但现在，理化学研究所先锋研究小组在《先进材料技术》（AdvancedMaterialsTechnologies）上发表的一篇论文中宣布，他们开发出了一种新的创新技术，只需使用一个移液管，就能在空间上控制基于立方体的细胞群周围的环境。这种方法是在立方体培养容器内封闭多层具有不同物理和化学特性的水凝胶（主要由水组成的物质）。在这项研究中，使用移液管将不同的水凝胶插入支架，并根据表面张力固定到位。细胞既可以插入立方体中的单个水凝胶中，也可以以颗粒的形式移动到不同的层中，这样就有可能创造出一系列的组织类型。控制有机体在立方体系统中的位置。资料来源：理化学研究所在发表于《通讯生物学》（CommunicationsBiology）的第二篇论文中，研究小组还展示了重现所谓体轴模式化的能力。从本质上讲，脊椎动物在发育过程中会出现头/后背/腹部的细胞分化模式。尽管这对创造忠实再现实际生物体内情况的有机体非常重要，但在实验室中却很难实现。在这项工作中，研究小组利用基于立方体的系统重现了这种模式化，使用模帽将一组诱导多能干细胞（iPSC）精确地播种在立方体中，然后让细胞暴露在两种不同生长因子的梯度中。他们甚至"招募"了一名实验室助理和一名初中生来成功完成这项工作，这表明细胞播种并不需要很高的专业水平。研究小组还证明，由此产生的组织可以切片成像，并仍能保持梯度方向的信息。立方体系统中的细胞播种控制。资料来源：理化学研究所萩原说："我们对这些成就感到非常兴奋，因为新系统将使研究人员能够快速、无障碍地再造更接近实际生物体器官发育方式的类器官。我们希望广大研究人员能够利用我们的方法创造出各种新的器官组织，为不同器官系统的研究做出贡献。最终，我们希望它还能有助于了解我们如何才能制造出真正的人造器官来帮助病人。"有机体的分化、切片和分析过程。资料来源：理化学研究所...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376289.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376289.htm

科学家利用基因编辑技术培育出品质好的甜瓜

科学家利用基因编辑技术培育出品质好的甜瓜1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶（ACO）与乙烯生产途径的最后一步有关，有多个同源基因。该研究小组先前已在甜瓜基因组中证实了五个CmACO基因（ACO的同源基因），并表明CmACO1基因主要在收获的果实中表达。收获后14天的甜瓜果实（储存于25°C）。资料来源：筑波大学因此，研究人员预计CmACO1将是提高甜瓜果实保鲜效果的重要基因。在这项研究中，他们选择CmACO1作为基因编辑的目标，并尝试在该基因中引入突变。结果，收获的甜瓜没有外来基因，诱导的突变至少遗传了两代。在未进行基因编辑的品系（野生型）中，收获后14天的果实中观察到乙烯的生成，果皮变黄，果肉变软。然而，在基因组编辑的突变体中，乙烯的产生量减少到野生型的十分之一，果皮颜色仍为绿色，果肉仍然坚硬。这表明，通过基因编辑引入CmACO1突变提高了甜瓜的货架期。这项研究的结果表明，基因编辑有助于减少粮食损失，提高粮食安全。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373757.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373757.htm