猪蛋白角膜让人重见光明；大熊猫国家公园发现兰科新种；3D动物模型有望取代实验鼠
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猪蛋白角膜让人重见光明
由猪胶原蛋白制成的角膜
（图片来源：THOR BALKHED/林雪平大学）
全世界有1200多万人患有角膜盲症，即当眼睛的透明保护外层因损伤或疾病而变得模糊或畸形时就会导致失明。但角膜盲症的治疗十分困难，一是供体缺乏，目前每70名需要角膜移植的人中只有1人能有匹配的供体角膜；二是在许多低收入国家，昂贵的手术费用让人们难以获得治疗。
为此，科学家一直在寻找可替代人类角膜的移植物。近日，瑞典林雪平大学和LinkoCare Life Sciences公司的研究人员通过提取猪胶原蛋白制成的人工角膜，成功使失明或视力受损的人恢复了视力，且手术两年后，患者没有严重并发症或副作用的报告。
林雪平大学的Mehrdad Rafat和同事通过从猪皮中提取和纯化胶原蛋白，制造了一种柔韧有弹性的类似隐形眼镜的人工角膜。在相关试验成功后，研究小组开始在志愿者中对人工角膜进行测试。
参与测试的20位志愿者都患有圆锥角膜病（角膜从眼睛中心向外变薄、凸出），其中14人完全失明、6人视力严重受损。在接受人工角膜移植后，每个人的视力都有所提高，其中有3名失明患者术后视力恢复到正常人水平。
胶原蛋白是一种结构蛋白，与人类供体角膜相比，猪胶原蛋白制成的人工角膜不会受免疫系统排斥。移植了人类供体角膜的患者通常需要服用药物数年以避免排异反应，而上述参与角膜移植的患者只需使用8周免疫抑制眼药水即可。目前，Rafat并不确定这项手术的最终成本，但他认为应该比在美国可能需要花费数万美元的供体角膜移植更实惠。不过，在猪蛋白质人工角膜可广泛使用前，还需要开展进一步的临床试验。
内容来源：
https://www.cas.cn/kj/202208/t20220815_4844548.shtml
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大熊猫国家公园发现兰科新种
程跃红摄
近日，记者获悉，中国科学院成都生物研究所等单位的科研人员在大熊猫国家公园卧龙片区发现了兰科盆距兰属的一个植物新种。因其模式产地在大熊猫国家公园卧龙国家级自然保护区，故命名为卧龙盆距兰。相关成果近日在线发表于《生态系统健康与可持续性》。
盆距兰属隶属于兰科树兰亚科，是一个约有58个种的属，主要分布在东亚和东南亚。该属的许多种是狭义的地方性物种，大约有31个种分布在中国，其中17个种是我国特有种。
2020年11月，科研人员在野外首次发现了该“特殊”兰科植物的营养植株。随后，在大熊猫国家公园卧龙国家级自然保护区高级工程师程跃红的长期观测下，于2021年5月成功采集到其花果期标本。再经由团队开展详细的文献调研、标本查阅、形态学比较和分子系统学研究，最终确定该兰科植物为兰科盆距兰属的一个新种。目前，该新种仅知分布于四川省汶川县卧龙国家级自然保护区。
内容来源：
https://www.cas.cn/cm/202208/t20220816_4844704.shtml
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3D动物模型有望取代实验鼠
俄罗斯科学家研发出一种用于剂量学研究的3D模型，可在某些阶段完全取代实验室大鼠和小鼠，有望在癌症放射治疗领域临床前研究中放弃使用实验动物。
目前，放射疗法被广泛用于治疗癌症。为把治疗的负面影响降到最低，需要制定正确的治疗策略：获取照射部位的X射线数据，确认肿瘤和关键器官，选择所需的放射剂量，借助剂量体模对其进行检查，然后才照射患者。
为了减少在实验中使用动物，托木斯克理工大学使用了体模，也就是与实物大小相同的人工复制品。该大学高能过程物理研究所研究人员安娜·格里戈里耶娃称，作为创建副本的原型，可使用小鼠和大鼠作为临床前研究中最常见的动物。
研究分几个阶段进行。首先，需要分析实验动物的X光数据，以确定它们的确切解剖结构。然后在这些数据的基础上，创建动物身体和一些内脏器官的数字3D模型，由此获得适合打印的3D模型。
不同类型的软组织，如肌肉和脂肪，在制造过程中需要精细的打印设置，使模型尽可能接近动物的真实特征。所使用的塑料能模拟组织与电离辐射相互作用的特性，就好像与真实组织的相互作用一样。模型应最大限度接近动物的真实解剖结构，同时考虑到内部器官和系统的位置和大小。使用体模有望减少临床前试验中使用活体动物的数量，这将使这些程序更便宜、更合乎伦理。体模也可重复使用，其保质期仅受意外机械损坏的限制。
内容来源：
https://www.cas.cn/kj/202208/t20220815_4844558.shtml?from=singlemessage
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新型感算器件研究获进展
随着人工智能、物联网及智慧医疗等新型信息交互领域的发展，基于传统冯诺依曼架构的计算机系统以及工艺迭代带来的算力提升越来越难以满足数据处理及复杂神经网络模型运算的需求。神经形态器件作为一种模拟人脑的高效低功耗的信息处理模型，在信息处理方面具有天然优势。目前，以忆阻器为代表的人工突触器件广泛应用于神经形态计算，并构建多种类型的神经网络。然而，传统的人工突触器件存储的权重固定，重新部署费时费力，无法根据输入变化进行自适应调整。
与突触类似，基于电荷的半导体储能设备可在低能量条件下实现存储权重的调节和保持。离子迁移的独特特性使其可以用于构建模拟突触间隙信息传输的人工突触器件。有研究表明，类似电池的储能装置可以用作人工突触器件进行低能量计算。因此，利用半导体储能器件设计新型感算系统解决高写入噪声、非线性差和零偏压下的扩散等问题将是类脑计算领域的重要研究方向。
近日，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室研究员王丽丽课题组、北京理工大学教授沈国震与香港科技大学教授范智勇合作，利用微纳加工设计了一种基于可调柔性能量存储装置（FMES）系统的新型感算集成系统。该系统实现了在不改变外部刺激条件下，通过系统中阻值的调控来控制离子的积累和消散，有望实现传感信号和存储权重W的耦合。FMES系统可用于构建神经网络，实现多种神经形态计算任务，使手写数字集的识别准确度达到约95%。此外，FMES系统可模拟人大脑的自适应性，实现对相似目标数据集的自适应识别，经过训练后的自适应识别准确率可达80%左右，避免重新计算造成的时间和能量损失。未来研究可以此成果为基础，结合不同类型传感器片上集成，进一步实现多模态感算一体架构。
内容来源：
https://www.cas.cn/syky/202208/t20220816_4844774.shtml
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研究揭示绿藻类肺衣
在喜马拉雅和横断山的演化过程
相比于自然界各种瑰丽明艳的植物，地衣或许有点丑怪。早在侏罗纪前，已有藻类和真菌的痕迹，实为生物中的“老大哥”。地衣的形成是在合适的环境下，真菌孢子与藻类或蓝绿细菌自然选择——“姻缘天注定”。作为大型叶状地衣的代表之一——与绿藻共生的肺衣类，在喜马拉雅和横断山地区高海拔湿冷原始森林中尤为丰富多样，民间俗称“青蛙皮”或“老龙皮”，其食药用历史久远。然而，传统形态分类对绿藻类肺衣进行物种划分颇为困难，这类古老生物在喜马拉雅和横断山地区的物种组成与系统演化过程究竟尚不清晰。
中国科学院昆明植物研究所研究员王立松联合瑞士联邦研究所博士杨美霞和教授Chritoph Scheidegger团队，对绿藻类肺衣基于核糖体RNA内转录间隔区（ITS）、编码RNA聚合酶II第二大亚基（rpb2）和蛋白质翻译延长因子（tef1α）三个基因片段，构建了东亚绿藻类肺衣属系统发育框架，从分子系统发育、形态学和生态学证据开展综合研究：发现了11个新物种，且均发生于晚中新世纪之后，其中10个新物种均发现于中国喜马拉雅和横断山地区；澄清了东亚绿藻类肺衣共21种，其中喜马拉雅和横断山地区共15种，占东亚地区总数的2/3以上，是绿藻类肺衣在东亚的多样性分布中心；构建了绿藻类肺衣地衣的进化树，推算出此类地衣在东亚起源于中新世纪中期，喜马拉雅和横断山隆起所形成的复杂生态小环境，或为绿藻类肺衣提供了多样生命形式繁衍的“乐园”，也可能同时为一些孑遗类地衣提供了“避难所”。
内容来源：
https://www.cas.cn/syky/202208/t20220818_4844950.shtml
