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中科院取得一批重大科研成果

导读: 近日,中科院金属所与中科院宁波材料技术与工程所、中国工程物理研究院科研人员合作,利用碳包覆钴磁性纳米胶囊结构中缺陷石墨壳层的束缚作用,合成了富含高指数晶面的氧化钴催化剂,在甲烷催化燃烧反应中体现出可替代贵金属钯、铂的潜力。

  英国《自然》杂志今天刊登了一篇以中国科学院古脊椎动物与古人类研究所为第一单位的论文,研究人通过古DNA研究发现,一名欧洲早期现代人几代前的祖先曾与尼安德特人混血。这篇与德国、美国、罗马尼亚等国学者合作完成的论文,是继2010年未知古人类丹尼索沃人之后在人类演化研究领域的又一重大发现。

  中科院脊椎动物演化与人类起源重点实验室付巧妹博士说,通过有目的性的大区域核DNA富集实验,研究人员发现一个约4万年前的欧洲现代人含有6%~9%左右的尼安德特人基因,这个发现于罗马尼亚一个洞穴中的现代人下颌骨,超出了目前任何已知的早期现代人和现存欧亚大陆人基因组中含有的尼安德特人含量(1%~4%)。

  科研人员进一步研究了这个现代人的尼安德特长片段长度分布,发现他的曾曾曾祖父母中有一个是尼安德特人。这次与尼安德特人发生基因交流的年代可追溯到这个欧洲个体存在前的不到200年内,意味着现代人祖先与尼安德特人的基因交流可能不仅仅局限于中东,很可能在之后的欧洲也同样发生了。

  与现代人人群的关系表明,这个个体所代表的群体更接近欧亚大陆群体,但看不出与某一具体亚洲、欧洲或北亚古群体更接近。在一定程度上,这个欧洲个体似乎没有直接的后裔存在于欧洲,很可能源于他是现代欧洲人密切与尼安德特人互动的早期移民的一部分,但最终灭绝。

  研究揭示干细胞遗传稳定性的调控机制

  多能干细胞在人类疾病的细胞代替性治疗中有巨大的应用前景,但干细胞在扩增培养过程中常发生遗传物质变异,阻碍了干细胞的安全应用。相对于分化细胞,多能干细胞有其独特的方式维持遗传物质的稳定。但这些独特方式的分子基础尚不明了,也未厘清有哪些干细胞特异因子参与其中。日前,中科院昆明动物所科研人员首次揭示了多能干细胞维持遗传物质稳定性的独特分子基础和调控机制,相关成果发布在《细胞—干细胞》上。

  据介绍,科研人员以小鼠胚胎干细胞为例,发现了胚胎干细胞维持遗传物质稳定性的关键调控因子Filia。该关键调控因子特异表达于胚胎干细胞中,功能缺失后干细胞迅速发生变异,并产生致瘤性。DNA损伤反应是细胞维持遗传物质稳定性的保守机制。

  该关键调控因子可调控细胞周期检测、DNA损伤修复、损伤细胞的分化和凋亡过程。进一步研究表明,该关键调控因子一方面与DDR的另一个多能调控因子PARP1相互作用,促进对方的酶活性,从而激发强大的信号传导、细胞周期检测和DNA损伤修复功能。另一方面,该关键调控因子又通过不依赖于PARP1的途径发挥作用。

  该研究首次从多个角度揭示Filia对于多能干细胞维持遗传物质稳定性的重要意义,并为评价多能干细胞遗传物质稳定性提供了简单有效的分子标记。

  

 

  近日,中科院金属所与中科院宁波材料技术与工程所、中国工程物理研究院科研人员合作,利用碳包覆钴磁性纳米胶囊结构中缺陷石墨壳层的束缚作用,合成了富含高指数晶面的氧化钴催化剂,在甲烷催化燃烧反应中体现出可替代贵金属钯、铂的潜力。相关结果在线发表于《自然—通讯》。

  研究人员通过原位氧化方法将碳包钴纳米颗粒局部破壳,金属钴暴露后发生的剧烈氧化过程导致内核体积膨胀,残留的石墨外壳辅助形成缺陷度较高的氧化钴颗粒。催化反应动力学表明,该催化剂具有转换频率高、表观活化能低的特点,反应速率对氧分压无明显的依赖关系,并在一氧化碳、丙烷、苯系物的完全氧化反应中体现出较高活性。目前,研究人员正利用石墨壳层诱导效应合成其他可变价过渡金属氧化物,并探索其在催化、储能、燃料电池等领域的潜在应用。

  据了解,贵金属在众多催化反应中体现出优异性能,但由于其固有的稀缺特性和高昂成本,使得贵金属替代研究成为国际催化领域的重要发展方向之一。根据已掌握的反应机理,利用新颖的材料合成方法制备富含活性中心的纳米结构,降低关键步骤能垒、提升反应速率,可在较低反应温度和压力下获得较高的反应活性和目标产物选择性。低成本的铁、钴等过渡金属可以合金、氧化物、碳化物等形式存在,这些化合物组成各异、晶相多样,有望通过精确设计在晶体生长阶段实现活性中心的表面富集,使其具有接近或超越贵金属的催化性能。

 

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