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cover of episode Conan The Bacterium's Superpower: Resisting Radiation

Conan The Bacterium's Superpower: Resisting Radiation

2024/12/13
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Short Wave

AI Deep Dive AI Insights AI Chapters Transcript
People
B
Brian Hoffman
M
Michael Daly
P
Preeti Malani
T
Thomas Cujo
T
Tuoh Su
Topics
Jessica Young 和 Emily Kwong:报道了耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)的超强抗辐射能力,以及科学家对其机制研究的最新进展。他们介绍了该细菌的昵称"柯南细菌",并指出科学家们长期以来一直试图揭开其抗辐射能力的秘密,这对于太空探索和医学应用具有重要意义。 Brian Hoffman:通过研究发现,耐辐射奇球菌的抗辐射能力并非其细胞内成分(磷酸盐、锰和肽)简单叠加的结果,而是这些成分相互作用产生的协同效应,整体效应大于各部分之和。 Michael Daly:对耐辐射奇球菌抗辐射机制的深入了解,为开发增强抗辐射能力的药物(例如,用于宇航员)提供了可能性。 Jessica Young 和 Emily Kwong:讨论了美国社会中普遍存在的孤独感问题,特别关注老年人群体。他们引用了密歇根大学健康老龄化全国调查的数据,指出尽管疫情后孤独感有所下降,但仍有三分之一的老年人感到孤独,这可能被低估了。 Thomas Cujo:长期孤独感会对健康造成负面影响,增加患心血管疾病和痴呆症的风险。 Preeti Malani:建议将孤独视为一种可预防和治疗的健康问题,积极培养人际关系,例如参加社团活动、与他人建立联系等,有助于缓解孤独感。 Jessica Young 和 Emily Kwong:介绍了某些鱼类和蜥蜴能够再生内耳毛细胞,恢复听力,而哺乳动物则不能这一现象。他们解释说,这与基因增强子的开关状态有关。 Tuoh Su:成年哺乳动物无法再生听力,是因为其基因增强子处于关闭状态,而某些鱼类和蜥蜴的基因增强子处于开启状态。他认为,通过基因疗法,或许可以开启哺乳动物的基因增强子,从而实现听力再生。

Deep Dive

Key Insights

What is Conan the Bacterium and why is it famous?

Conan the Bacterium, formally known as Deinococcus radiodurans, is famous for its ability to survive extreme levels of radiation—thousands of times higher than what would kill a human. It was discovered in the 1950s and has been nicknamed for its resilience.

How much radiation can Conan the Bacterium withstand compared to humans?

Conan the Bacterium can withstand radiation doses thousands of times higher than what would kill a human.

What are the potential applications of Conan the Bacterium's radiation resistance?

Potential applications include protecting astronauts from radiation in space and developing medical treatments to enhance human radiation resistance, such as for long missions to Mars.

What are the key components suspected to contribute to Conan the Bacterium's radiation resistance?

The key components suspected to contribute to its radiation resistance are phosphate, manganese, and peptides within its cells.

What recent discovery explains how Conan the Bacterium's radiation resistance works?

Recent research revealed that when phosphate, manganese, and peptides combine, they form a complex that provides more radiation protection than each component individually. This breakthrough was published in the Proceedings of the National Academy of Sciences.

What percentage of older adults in the U.S. feel lonely at least some of the time?

33% of older adults in the U.S. feel lonely at least some of the time, according to the National Poll on Healthy Aging from the University of Michigan.

What are the health risks associated with chronic loneliness?

Chronic loneliness increases the risk of cardiovascular disease and dementia. A 2022 study found that it can make people three times more likely to develop dementia.

How can loneliness be addressed as a health problem?

Loneliness can be addressed by fostering human connections through community activities, medical interventions like hearing aids, and pairing older adults with teens to combat social isolation.

Why can some animals regenerate their hearing while humans cannot?

Some animals, like zebrafish and lizards, can regenerate their hearing by regenerating hair cells in their inner ears. Humans and other adult mammals cannot because the gene enhancers that allow supporting cells to act as understudies are closed.

What role do gene enhancers play in hearing regeneration?

Gene enhancers act as switches that can be open or closed. In animals that can regenerate hearing, these switches are open, allowing supporting cells to replace damaged hair cells. In adult mammals, including humans, these switches are closed, preventing regeneration.

Chapters
Deinococcus radiodurans, nicknamed Conan the Bacterium, resists radiation thousands of times higher than lethal doses for humans. Scientists discovered that a combination of phosphate, manganese, and peptides within its cells provides this unique radiation protection, exceeding the sum of their individual effects. This breakthrough could lead to innovations like radiation-resistant medication for astronauts.
  • Deinococcus radiodurans's extreme radiation resistance.
  • The synergistic effect of phosphate, manganese, and peptides.
  • Potential applications in astronaut protection and medicine.

Shownotes Transcript

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嘿,Shortwave 听众们。我是 Jessica Young。还有 Emily Kwong。我们进行双周科学新闻综述,特邀《全景》(All Things Considered) 节目的主持人。今天我们请到了 Ari Shapiro。你好。你好。

很高兴来到这里。我听说今天我们要讨论世界上最耐辐射微生物背后的秘密。我们还将讨论治愈我们孤独症的方法,以及为什么有些动物可以自然恢复听力,而其他动物,例如我们人类,却不行。所有这些内容都将在本期 NPR 科学播客 Shortwave 中介绍。

此消息来自 Capital One。向无压力订阅管理问好。直接从 Capital One 移动应用程序轻松跟踪、阻止或取消定期收费。就这么简单。访问 CapitalOne.com/subscriptions 了解更多信息。适用条款和条件。NPR 的支持和以下消息来自 Edward Jones。富有意味着什么?也许

也许这与达到一个神奇的数字关系不大,而更多的是在于发现生活中的神奇之处。Edward Jones 金融顾问是您可以信赖的人,他们可以为您提供有助于支持您热爱生活的财务策略。因为富有的关键在于知道什么才是重要的。访问 edwardjones.com/findyourrich 了解这种全面的规划方法。Edward Jones,SIPC 成员。

此消息来自 Greenlight。父母将理财能力列为最难教导的生活技能第一位。有了 Greenlight,这款面向家庭的借记卡和理财应用程序,孩子们可以学习如何明智地赚钱、储蓄和消费。立即访问 greenlight.com/NPR 开始使用。

好的,Ari,你想从哪里开始?我对存在一种耐辐射微生物很感兴趣,这种微生物非常非常小。它是什么?哦,完全正确。好的,正式来说,这种细菌叫做耐辐射球菌 (Deinococcus radiodurans)。

它是在 20 世纪 50 年代被发现的,长期以来一直被认为能够承受比杀死人类或任何其他生物所需的剂量高出数千倍的辐射剂量。这就是为什么科学家给它起了这个有趣的绰号——“细菌柯南”(Conan the Bacterium),它是微生物世界的强大超级英雄。今天的孩子们甚至知道柯南野蛮人 (Conan the Barbarian) 吗?我觉得这是一个过时的参考。当然。孩子们,给我们发邮件吧。让我们知道。好的。

我想科学家们自从发现“细菌柯南”以来,就一直渴望发现其耐辐射性的秘密。是的,绝对的。因为其影响可能非常巨大,例如:

例如,帮助宇航员抵御太空辐射或其他医疗应用。但多年来,科学家们怀疑这种细菌的辐射防护可能与其细胞内的成分有关,例如磷酸盐、锰和肽。最大的问题是:

这些东西是如何结合在一起的?这些东西结合在一起的神奇之处一直是一个谜。这是迈克尔·戴利 (Michael Daly),一位在军方服务大学 (Uniformed Services University) 担任病理学教授的人,他几十年来一直在研究柯南细菌。请告诉我他已经解开了这个谜团。嗯,在布莱恩·霍夫曼 (Brian Hoffman) 的帮助下,是的。布莱恩是西北大学的一位化学家,他恰好可以使用一种工具来观察活细胞内部发生的情况并研究其化学性质。

因此,他和迈克尔合作,布莱恩说在进行这项研究时……我当时从未向迈克承认过。我绝对相信这种功效只是各个部分的总和。这意味着他们只会看到与各个部分各自的耐辐射性一样多的耐辐射性。但事实证明……哦,我的上帝,它不仅仅是其各个部分的总和。

当把这些部分放在一起时,会形成一些新的东西,这使得它比其他任何一种都更好,那就是它们相互作用的组合。整体大于部分之和。太神奇了。就像对这种隐喻的艺术理念的科学实际应用一样。是的。当这三种磷酸盐、锰和肽结合在一起时,它们提供了令人惊叹的辐射防护。

关于这方面的细节发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences) 上。迈克尔说,这一突破对未来意义重大。我们现在对这种复合物的性质及其形成方式有了更好的了解,这意味着我们现在可以尝试考虑如何改进它们。

迈克尔说,他希望这能够带来创新,例如,宇航员可以在执行前往火星的长期任务之前服用一种药物,以提高他们的耐辐射性。酷。好的,让我们继续下一个话题,如何解决我们知道会影响人类的孤独危机。

它影响着美国数百万各个年龄段的人们。多年来我们一直在听到关于它的消息。有什么新消息吗?是的,我们是一个非常孤独的社会。有很多研究表明了这一点,包括密歇根大学的全国健康老龄化民意调查 (National Poll on Healthy Aging)。现在,这项民意调查六年来一直在收集 50 至 80 岁老年美国人的家庭数据,了解他们的孤独程度,孤独被定义为缺乏陪伴感。是的,在 COVID 大流行最初几年孤独感激增之后,

这项民意调查发现,今年孤独感已经回落到疫情前的水平,即至少有一部分时间感到孤独的老年人占 33%。这仍然是很多人。是的。三分之一的老年人。很多。一位外部研究人员认为这可能是低估了。

约翰·霍普金斯大学的临床老年医学专家托马斯·库霍 (Thomas Cujo) 特别担心那些行动不便或认知障碍的老年人,他们可能不会参与这样的民意调查。我们所有人可能都会在人生的某些阶段经历孤独,但我认为是这种更长时间的经历,这种持续性,才会真正导致人们知道我们所说的那些负面健康后果,例如心血管疾病风险增加,痴呆症风险增加。

说到这一点,一项 2022 年的研究发现,长期孤独会使人们患痴呆症的可能性增加三倍。那么研究人员建议如何降低这些孤独感数字呢?是的,首席作者普里蒂·马拉尼 (Preeti Malani) 希望每个人都将孤独视为一种健康问题,就像癌症或心脏病一样,是可以治疗和预防的。我们可以积极培养人际关系。

我们都可以过马路。我们可以敲人们的门。我们可以计划去拜访。或者找到社区,加入读书俱乐部、信仰团体。NPR 的 Shots 博客最近介绍了将老年人与青少年配对以解决孤独危机的非营利组织。还有一些医疗干预措施,例如安装助听器,以便听力障碍者可以通过我们现在正在进行的良好老式对话进行交流。

哦,有趣。针对这个社会问题的医疗解决方案。说到听力,让我们来看最后一个故事,有些动物是如何恢复听力的。它们是怎么做到的?很酷。通过再生内耳中的毛细胞。我的意思是,人类也有这些毛细胞,但是当它们受损时,它们就不会恢复。

这就是为什么我去听嘈杂的音乐会时会戴耳塞。聪明。但是如果你是一条斑马鱼,你就不必这样做,因为你可以——因为我没有耳朵。它们有耳朵。等等,斑马鱼有耳朵?它们有内耳。继续,Jess。嗯,基本上,一些鱼和蜥蜴有支持细胞,它们的作用几乎就像替补演员一样。例如,如果主要的毛细胞在舞台上死亡,支持细胞就在那里,可以立即恢复听力。

但奇怪的是,我们人类的内耳也有支持细胞。它们只是无法走到聚光灯下接管。这对于所有成年哺乳动物(如老鼠)都是正确的。那么,为什么这些耳朵替补在某些鱼和蜥蜴身上有效,但在哺乳动物身上却无效呢?嗯,根据本周发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences) 上的一项分析,这可能与基因增强子有关。将基因增强子想象成一个开关。它们可以打开或关闭。在无法再生听力的成年哺乳动物中,增强子是关闭的。

但是根据这项新的研究,这些开关对于成年斑马鱼来说是打开的,这意味着可以为支持细胞拉开帷幕,让它们向前迈进并发挥作用,从而恢复听力。科学家们还发现,如果你把它们拿走,斑马鱼就会失去再生毛细胞的能力。那么这对人类意味着什么呢?这意味着需要进行更多研究。该研究的首席作者苏图奥 (Tuoh Su) 说,他们想了解为什么增强子对某些物种关闭而对其他物种不关闭。

他是南加州大学的博士生。他说,如果增强子可以重新打开,那么也许……我们可以使用某种基因疗法将该基因重新植入小鼠支持细胞中,看看这是否能让小鼠再生毛细胞。

如果它在小鼠身上有效,那么人们希望有一天科学家们也许能够逆转人类的耳聋。那将很酷。是的,我知道,对吧?Ari,非常感谢你今天来到节目中。哦,很荣幸。我不必告诉你们。科学很酷。绝对的。是的。它很酷。它一直在发生,所以我们会回来的。科学一直在发生。真实陈述。你可以在《考虑一下》(Consider This) 和皮埃尔的下午播客中听到更多关于新闻对你的意义的内容。

本期节目由 Rebecca Ramirez 和 Jordan Marie Smith 制作。它由 Rebecca Ramirez 和 Christopher Intagliato 编辑。Tyler Jones 检查了事实。Ted Meebane 和 Gilly Moon 是音频工程师。致敬。我是 Emily Kwong。我是 Jessica Young。感谢收听 NPR 的科学播客 Shortwave。

此消息来自 NPR 赞助商 Merrill。无论你的财务目标是什么,你都希望有一条通往目标的直接路径。但现实世界通常并非如此。Merrill 了解这一点。

这就是为什么,有了专门的 Merrill 顾问,你就能获得个性化的计划和清晰的前进道路。访问 ml.com/bullish 了解更多信息。Merrill,美国银行公司。你想拥有怎样的力量?投资涉及风险。美林证券 (Merrill Lynch, Pierce, Fenner & Smith Incorporated),注册经纪商、注册投资顾问,SIPC 成员。

此消息来自 NPR 赞助商 Rosetta Stone,一家拥有 30 年语言学习经验的专家。现在,NPR 听众可以以 50% 的折扣获得 Rosetta Stone 对 25 种不同语言的终身会员资格。访问 rosettastone.com/NPR 了解更多信息。

本播客的支持和以下消息来自 Autograph Collection Hotels,在世界各地拥有 300 多家独立酒店,每家酒店都与众不同。Autograph Collection 是万豪旅享家 (Marriott Bonvoy) 酒店品牌组合的一部分。在 AutographCollection.com 上寻找难忘的体验。