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    一周前沿科技盘点丨基因突变让甲状腺癌风险上升；高效晶体助力深紫外激光生成

    17小时前

    阅读(17)

    北京国际科技创新中心.gif

      甲状腺癌为何年轻化？最新研究发现，遗传性WWOX基因突变可显著增加患病风险，揭开疾病背后的分子机制。


      紫外激光技术迎来突破！一种可覆盖深紫外波段的新型非线性光学晶体诞生，性能优于传统材料，制备简便，应用前景广阔。


      基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第165期。



     1  《Advanced Science》丨基因突变让甲状腺癌风险上升  

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    WWOX胚系失活突变是甲状腺癌的关键驱动因子，通过削弱DNA损伤修复并激活EMT，促进肿瘤的发生与发展


      中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所/合肥肿瘤医院联合中国科学技术大学附属第一医院，发现WWOX基因胚系失活突变可促进甲状腺癌的发生与发展。WWOX位于染色体FRA16D脆性位点，虽在多种癌症中常缺失，但长期缺乏其作为抑癌基因的功能证据。


      研究团队通过全外显子测序，在一例年轻混合性甲状腺癌患者中发现WWOX胚系纯合突变。通过构建表达突变型WWOX（P252A、P282A）的细胞模型，结合体外功能实验和小鼠移植瘤研究，证实这些突变体完全丧失抑制肿瘤生长和侵袭的能力。


      机制上，P252A和P282A突变均导致WWOX蛋白构象改变，但失活途径不同：P252A突变体被HSC70介导的自噬降解，P282A突变则破坏其与DNA损伤修复蛋白的相互作用，二者均削弱DNA损伤应答功能。临床分析显示，25例甲状腺癌患者中WWOX低表达与上皮-间质转化（EMT）及恶性表型显著相关。


      该研究首次提供WWOX胚系突变致甲状腺癌的功能证据，揭示其通过破坏DNA修复和激活EMT促进肿瘤进展，为理解遗传易感性及临床风险评估提供了重要依据。


      原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202507602


     2  《ACIE》丨高效晶体助力深紫外激光生成  

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    π共轭阳离子工程实现磷酸盐非线性光学晶体相位匹配波长的极大蓝移


      中国科学院新疆理化技术研究所研究团队在非线性光学晶体领域取得重要突破，提出利用π共轭有机阳离子提升光学各向异性的新策略，解决了传统磷酸盐晶体双折射率低、无法实现深紫外相位匹配的难题。


      研究团队将具有强π共轭特性的胍基（G）和胍基脲（GU）阳离子引入亚磷酸盐体系，成功合成出非中心对称结构的GPO和GUPO晶体。其中，GUPO晶体表现出优异性能：双折射率达0.19@589.3nm，远超现有无机磷酸盐；相位匹配波长覆盖215–1600nm，可直达日盲紫外区（<280nm），比商用KDP晶体蓝移43nm；粉末倍频效应为KDP的2.2倍（@1064nm）和β-BBO的1.0倍（@532nm），具备直接输出266nm激光的潜力。该晶体可通过水溶液法生长，稳定性好，易于制备。


      机理研究表明，优异性能源于π共轭阳离子的有序排列与协同极化，显著增强双折射和非线性响应；而[H₂PO₃]⁻阴离子框架通过氢键引导组装，维持非中心对称结构并降低紫外吸收。


      该工作突破了传统阴离子主导设计的局限，为发展高性能紫外非线性光学材料提供了新思路和实用化方案。


      原文链接：ttps://doi.org/10.1002/anie.202510363


     3  《Nature Communications》丨风速变化影响全球植物光合作用  

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    风速变化影响生态系统GPP的机制解析


      中国科学院南京地理与湖泊研究所付丛生研究员团队系统研究了风速变化对全球陆地植被碳汇功能的影响。研究整合全球风速再分析数据、卫星遥感总初级生产力（GPP）、通量观测及CMIP6模型数据，评估了1983年至2100年全球GPP对风速变化的响应。


      结果显示，1983–2100年间全球地表风速呈“减弱–回升–再减弱”趋势。陆地生态系统GPP对风速变化呈负敏感性，即风速下降反而促进植被光合作用，敏感度为−156.7至−65.8 g C·m⁻²·yr⁻¹·(m·s⁻¹)⁻¹。机制分析表明，风速降低可减少蒸散发，提高冠层湿度，降低水汽压亏缺，从而提升叶片气孔导度，增强光合效率。尽管低风速会增加CO₂扩散阻力，但气孔导度改善的正效应占主导。


      研究发现，1983–2010年风速下降对全球GPP增长的贡献达6.0%–7.8%，仅次于CO₂施肥效应；在草地生态系统中贡献尤为突出，达26.8%–73.3%，因其对水分条件更敏感且风速降幅更大。未来（2031–2100年）风速预计再次下降，GPP对风速的敏感性将进一步增强，持续影响全球碳循环。


      该研究揭示了风速作为关键气候因子在陆地碳汇中的作用，为准确评估碳汇潜力和应对气候变化提供了新视角。


      原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65000-x


     4 《The Astrophysical Journal Letters》丨星系群与中心星系同步“转圈”

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    星系群自旋和中央星系自旋的对齐信号，研究采用了两种独立的方法，分别得到了统计上相似的信号


      中国科学院上海天文台王鹏研究员团队基于斯隆数字化巡天的大样本光谱数据，首次以“自旋轴”这一动力学量为探针，揭示了星系群与其中央星系在天球投影平面上存在显著的自旋方向对齐现象，为宇宙角动量传递提供了关键观测证据。


      在宇宙层级结构中，物质沿宇宙网流动，暗晕通过吸积与并合逐步形成星系群，其角动量也随之演化并传递至内部星系。以往研究多依赖星系形状或长轴对齐来间接推断角动量耦合，难以反映真实动力学过程。本研究直接测量星系群与中央星系的投影自旋方向，发现二者呈现明显对齐趋势，更贴近角动量传递的本质。


      研究指出，星系群作为连接大尺度结构（如宇宙纤维）与小尺度星系的“中间桥梁”，在角动量从宇宙环境向中央星系传递过程中发挥关键作用。这一自旋对齐现象为星系与其宿主暗晕的协同演化提供了新的动力学约束，揭示了角动量在多尺度宇宙结构中如何获取、保留与再分配。


      该成果深化了对星系-暗晕关联的理解，首次从动力学角度系统证实了角动量在星系群尺度上的有序传递，为构建更精确的星系形成模型提供了重要观测依据。


      原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae0ca5


     5 《Analytical Chemistry》丨借助磁珠，6小时快速检测塑料降解菌 

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    基于电化学传感的菌株塑料降解能力快速评估策略的检测原理示意图


      中国科学院烟台海岸带研究所研究团队提出一种基于电化学传感的快速定量评估方法，可高效识别具有聚苯乙烯降解能力的微生物，将传统数周的检测周期缩短至6小时。


      塑料污染严重，微生物降解技术绿色高效，但自然界中降解菌种类多、降解机理不清，传统评估依赖称重法，耗时长、效率低。为此，研究团队设计了一种核-壳结构的磁性复合材料：外层为聚苯乙烯包覆层，用于模拟塑料基质并响应菌株降解作用；中间为Ca₃(PO₄)₂指示离子释放层；内核为磁珠载体。当降解菌作用于塑料层时，表面产生孔洞，暴露出中间层，随后通过磁分离技术转移材料至新溶液，使Ca²⁺释放。利用钙离子选择性电极高灵敏检测Ca²⁺浓度变化，即可间接反映菌株的降解效率。


      该方法结合磁分离与电化学传感，有效避免了培养液中杂质对检测的干扰，提升了准确性和重复性。实验结果显示，评估结果与传统称重法高度一致，但时间从至少4周大幅缩短至6小时，实现了对降解菌株的快速、定量筛选。


      该策略具有通用性，可拓展至其他塑料类型及降解酶的高效筛查，为塑料生物降解机制研究和环保应用提供了强有力的技术支持。


      原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c04596


     6 《Nature Physics》丨用光操控材料的新极化状态

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    太赫兹脉冲激发下斯格明子的集体动力学模式与瞬态极性相


      中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心联合清华大学、南京大学，在拓扑铁电材料的超快动力学研究中取得重要进展。研究团队利用强场太赫兹技术，成功在PbTiO₃/SrTiO₃超晶格中相干操控并观测到一种瞬态的隐藏极性相。


      通过动力学相场模拟，研究人员发现该体系中的极性斯格明子存在多个低于2 THz的集体激发模式，其频率与铌酸锂产生的太赫兹脉冲高度匹配。依托自主搭建的高信噪比太赫兹光谱平台，团队采用太赫兹场致二次谐波技术，利用单周期强太赫兹脉冲与这些低频模式共振耦合，相干驱动系统进入一个具有宏观极化的瞬态新物态。该隐藏相可在4K至470K的极宽温度范围内被稳定激发和调控。


      进一步结合干涉式太赫兹场致二次谐波技术，研究团队实时捕捉到瞬态极化的多重翻转过程，并识别出0.2 THz和2.1 THz两个关键特征响应频率，揭示了宏观非线性光学信号与微观集体动力学之间的内在关联。


      该成果不仅证实了极性斯格明子等拓扑结构在超快功能器件中的潜力，也为通过光场精准调控量子物态提供了新机制和实验范式，推动了强场太赫兹技术在新型功能材料研究中的应用。


      原文链接：https://www.nature.com/articles/s41567-025-03056-8

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