10月16日《科学》杂志精选

葡聚糖人工合成可以加快健康研究的步伐。

一种合成大量葡萄糖苷的新方法可以为研究人员提供一种长期寻找的方法来研究与葡萄糖的反应将如何给人体的重要蛋白质结构带来负面变化。葡萄糖苷积累的疾病相关蛋白表明，它可能在包括糖尿病在内的各种健康并发症中发挥作用。然而，葡聚糖很难从体内分离出来，这阻碍了研究工作。然而，通过人工合成产生的葡糖苷为更好地研究这种化合物在人类疾病中的作用提供了一个有吸引力的解决方案。葡聚糖有8种不同的立体异构体(变体)；为了找到合成它们的方法，Cristian Draghici和他的同事在先前研究的基础上，从怀疑的葡聚糖的核心结构开始，用理论计算来确定不同立体异构体的可能排列。从那里，作者概述了总共8个步骤需要产生葡萄糖苷的两个异构体的核心结构，导致12%的总收率。他们还提出了通过调整引发剂的结构来合成其余6种异构体的途径。现在，随着不同形式的葡萄糖苷的合成成为可能，对这种罪魁祸首物质的更仔细的分析可能揭示它如何促进健康并发症，如糖尿病，并可能找到消除其有害影响的方法。

冥王星的第一个科学研究成果

根据一项新的研究，冥王星的表面以平原、波谷和峰顶为特征，这些似乎是经过一个可能持续至今的长期过程而形成的。这项研究代表了今年早些时候首次发布的冥王星-冥王星-冥河(卡戎)系统的结果。美国宇航局的新视野号飞船继续下载从冥王星及其卫星卡戎收集的信息。飞船在2015年7月14日历史性地飞越冥王星和卡戎时收集了这些信息。当这些数据到达地球时，科学家们对它们进行了处理和研究。艾伦·斯特恩和他的同事回顾了这项工作的一些初步结果。斯特恩和他的同事们说，关于冥王星陨石坑变化的数据表明，这颗矮行星的表面经常受到侵蚀和壳回收等过程的影响，尽管这些表面重建活动的能量来源尚不清楚。然而，这些结果确实指出了在过去几亿年中活跃的地貌变化过程，这种变化可能会持续到今天。来自“新视野”的数据还显示，冥王星的表面也是亮度不同的大面积区域和由陆地冰川等结构雕刻的区域的所在地。卡戎的表面也有类似的复杂性，有起伏的平原和像护城河一样的洼地。新视野仪器显示冥王星的大气压力低于预期，尽管还不清楚这是否反映了最近大气质量的下降。数据显示卡戎没有可探测的大气层。冥王星的小卫星Nix和Hydra有反射表面，表明它们有相对干净的水冰。简而言之，这些从冥王星飞行中获得的初步结果为科学家更好地理解行星的进化过程铺平了道路。

人造“皮肤”能让假肢有感觉

通过使用灵活的有机电路和特殊的压力传感器，研究人员创造了一种人造“皮肤”，可以感知静态物体的力量。此外，他们还可以利用光遗传学方法在体外将这些感觉信号传递给小鼠脑细胞。对于世界上许多用假肢生活的人来说，这样的系统有一天会让他们的假肢有感觉。为了创造这种人造皮肤，本杰明·蒂和其他人开发了一种特殊的电路。它可以通过电压机构的某些部件将静压转换成数字信号，这些部件可以根据施加的机械力的大小来改变电阻。一个特别的挑战是创造出能“感受”与人类相同压力范围的传感器。因此，在这些传感器上，该团队应用了成型为锥形微结构的碳纳米管，这使得以最大化灵敏度的方式从附近物体向接收电极发送电场信号特别有效。事实证明，从人造皮肤系统传输数字信号来刺激老鼠的皮质神经元是另一个挑战，因为传统的光遗传学蛋白质不能提供足够长的神经膜电位脉冲来感知这些数字信号。因此，Tee等人设计了新的光遗传学蛋白质，可以适应更长的刺激间隔。在体外将这些新设计的光蛋白应用于小鼠体感觉皮层中快速产生棘波的中间神经元，足以延长刺激间隔并使这些神经元能够根据数字刺激脉冲放电。这些结果表明，该系统可能与产生快速脉冲的其他神经元(包括外周神经)兼容。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

《中国科学报》(国际版，第二版，2015年10月27日)