2月10日外媒科学网站摘要：3D生物打印助力个性

2月10日（星期五）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

OpenAI的“深度研究”工具对科学家有帮助吗？

去年12月，谷歌推出了人工智能（AI）工具Gemini Deep Research，旨在帮助用户高效整理和分析学术信息。紧随其后，OpenAI也发布了一款类似的付费访问工具——Deep Research（深度研究）。该工具能够综合数十甚至数百个网站的信息，并在数十分钟内生成几页长的引用报告，完成通常需要数小时的文献综述工作。

许多使用过Deep Research 的科学家对其撰写文献综述、整理研究综述，甚至识别知识空白的能力感到印象深刻。数据科学家指出，如果由人类完成同样的任务，将需要大量时间。

这些 AI 工具被视为迈向自主智能代理（AI Agents）的重要一步，能够处理更复杂的研究任务。许多用户认为，谷歌的 Deep Research 充分利用了谷歌在搜索和计算方面的优势，使用户能快速掌握某个主题，而 OpenAI 最新的大型语言模型（LLM）o3则增强了 Deep Research 的推理能力，使其报告更加精准和复杂。

然而，研究人员也警告称，所有基于 LLM 的工具都存在一定的不准确性，甚至可能产生误导信息。OpenAI 官网也承认，Deep Research 仍处于早期阶段，存在局限性，可能会引用错误、产生事实幻觉，无法区分权威信息和谣言，也无法准确表达其不确定性。该公司希望，随着用户的不断使用和时间的推移，这些问题将得到改进。而谷歌的 Gemini Deep Research 也附带免责声明：“Gemini 会犯错，因此用户需要仔细核查。”

德国马克斯·普朗克光科学研究所人工科学家实验室的负责人指出，这些工具目前仍无法替代科学家的真正研究。他说：“科学家通常需要花费数年时间专注于某一研究领域，并在此过程中不断产生新的想法。这种能力，AI 目前尚未证明可以实现，未来是否可能做到，仍然未知。”

《科学通讯》网站（www.sciencenews.org）

乌贼墨汁如何让鲨鱼“嗅觉失灵”，促使其避开猎物

乌贼在躲避捕食者时会释放一股墨汁烟幕，这一过程不仅能遮蔽视觉，帮助乌贼迅速逃脱，同时，这层恶臭烟雾可能还会扰乱鲨鱼的嗅觉，促使其远离。

美国马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的研究人员在最新一期 《G3基因 | 基因组 | 遗传学》（G3 Genes | Genomes | Genetics） 杂志上报告称，乌贼墨汁的主要成分是黑色素，它能牢固地附着在鲨鱼的嗅觉受体上，甚至比哺乳动物血液中的气味分子附着得更牢固。这一发现表明，乌贼的墨汁可能是进化出的一种特殊化学武器，专门用来干扰鲨鱼的嗅觉系统，降低它们对猎物的感知能力。

不过，科学家们尚不清楚墨汁中的化合物是如何与鲨鱼嗅觉受体相互作用的。因此，研究团队利用三种不同鲨鱼物种的基因数据——包括来斑点皱唇鲨（Scyliorhinus torazame）、小斑点猫鲨（Scyliorhinus canicula）和大白鲨（Carcharodon carcharias），构建了146种嗅觉受体的三维计算机模型。

模型分析显示，黑色素是乌贼墨汁中导致颜色变深的主要成分，其分子结构和化学特性使其能够牢固附着在鲨鱼嗅觉受体上，甚至比哺乳动物血液中的金属气味化合物还要更具亲和力。这种结合可能会导致鲨鱼短暂失去对猎物的气味感知，促使其避开释放墨汁的乌贼。

研究人员推测，这种影响可能适用于所有鲨鱼物种。虽然不同鲨鱼在生态环境和捕食策略上有所不同，但它们通常共享相同的核心嗅觉受体。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、3D 物打印技术助力个性化癌症治疗

韩国浦项理工大学与美国杰克逊基因组医学实验室的合作研究团队，成功利用3D生物打印技术，结合患者来源的癌症组织片段，开发了一种 胃癌体外模型。该模型能够精准保留患者组织的实际特征，有望加速个体化癌症治疗方案的制定，并提高抗癌药物的疗效预测能力。研究成果已发表在国际期刊 《高级科学》（Advanced Science） 上。

癌症治疗的一大挑战 在于 肿瘤的高度异质性，不同患者对相同药物的反应可能存在显著差异，而治疗时机的把握对预后影响重大。因此，精准预测抗癌治疗效果的技术，对减少副作用并提高治疗效率至关重要。目前的预测方法，如基因检测和患者来源的异种移植（PDX）模型，在适用范围、预测能力、时间成本等方面仍存在局限性。

在这项研究中，科学家利用3D 生物打印技术，结合组织特异性生物链接（bio-inks），构建了一个更具生理相关性的体外胃癌模型。该模型能够精确模拟细胞间的相互作用和肿瘤微环境，保留个体患者胃组织的关键特征，并在预测药物反应和评估患者预后方面表现出极高的特异性。此外，该模型的基因表达谱与患者原始组织的基因表达高度相似，超过了传统的 PDX 模型。

更重要的是，该模型可在患者肿瘤组织提取后两周内完成药物评估，大幅缩短了治疗决策时间，为个性化癌症治疗提供了一种高效、精准的技术平台。

2、新型“活性”生物材料有望推动再生医学发展

美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发出一种 模拟生物组织动态行为的生物材料，有望在 再生医学、疾病建模和软体机器人 等领域带来变革性进展。研究成果已发表在 《材料视野》（Materials Horizons） 期刊上。

现有的 细胞外基质（ECM）模拟材料 在机械性能和生物功能方面存在局限性，阻碍了其在医学和工程领域的实际应用。ECM 是一种由蛋白质和分子组成的生物支架，负责支持和维持细胞组织。为了克服这些限制，研究团队开发了一种具有 自我修复能力 的 “活性”生物材料，能够响应机械应力，并动态调整其结构。

该团队研制的核心材料是一种 纳米复合水凝胶（LivGel），其主要成分为 “毛状”纳米颗粒。这些纳米颗粒由 nLinkers 纳米晶体 组成，末端附有无序的纤维素链（类似“毛发”），从而引入各向异性特性，即材料在不同方向上展现出不同的机械性能。这些纳米颗粒能够与 海藻酸盐生物聚合物 结合，形成具有自适应机械性能的动态材料。

这种材料的潜在应用包括再生医学中用于组织修复和再生的支架，用于药物测试的模拟组织行为，以及为研究疾病进展创造现实环境。研究人员表示，它还可以用于3D生物打印定制水凝胶或开发具有适应性机械性能的软机器人。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、几天内完成自然界12万年进化：种植超级作物的新竞赛

德国慕尼黑工业大学的研究团队正在探索 植物酶的寿命优化。某些植物酶寿命较短，需频繁替换，消耗大量资源，限制了植物的生长和产量。研究人员希望通过 定向进化 延长这些酶的寿命，从而减少植物在酶更新上的能量消耗，使更多资源投入到生长中，最终提升作物产量，为全球粮食安全贡献力量。

这一过程被称为 “连续定向进化”，本质上是在极短时间内推动进化。在自然界，DNA 通过基因突变不断变化，但突变发生的频率极低，通常需要数千至数百万年。然而，如果某些突变有助于生物在资源竞争和生存竞争中占据优势，那么携带这些突变的生物体将更具适应性，进而成为优势种群——即 “适者生存”。

在实验室中，研究人员运用 “适者生存” 原理，针对短寿命酶，人为加速突变频率，并筛选在资源竞争中表现优异的突变体。为了提高进化速度，他们不直接在植物体内进行修饰，而是利用快速繁殖的模式生物，如 酵母。这样，在实验室环境中，他们可以 在几天内完成相当于自然界12万年的进化过程。

当科学家通过突变育种优化出高效的植物酶后，他们将 这些优化后的基因序列重新引入农作物。第一批实验作物将选择 番茄，因其基因易于编辑。研究人员将深入分析这些基因改造后的植物，验证突变是否有效地延长了酶的寿命，并观察其对 作物产量的提升作用。。

2、AI 能源危机或迎来突破，新型磁性芯片有望改变游戏规则

人工智能（AI）技术正在快速颠覆各个行业，但 AI 算力需求的飙升，也带来了 电力消耗 问题。要保持 AI 技术的可持续发展，AI 芯片 必须更节能、更高效。

自旋电子设备（Spintronics）正被认为是解决 AI 能源危机的关键。它通过 整合存储与计算功能，模仿 人类大脑的运作方式，从而显著降低功耗。现在，日本东北大学、日本材料科学研究所和日本原子能机构的研究团队成功开发出一种 全新的自旋电子设备，实现了 非共线反铁磁体（non-collinear antiferromagnet）与铁磁体（ferromagnet）之间的电控互相切换，使磁态转换更加高效。这一突破性技术，有望催生 新一代高效节能的 AI 硬件，研究成果已发表在最新一期的 《自然通讯》（Nature Communications） 上。

研究人员选择 非共线反铁磁体 Mn₃Sn 作为核心材料。通过施加电流，Mn₃Sn 产生 自旋电流，利用 磁自旋霍尔效应（Magnetic Spin Hall Effect），驱动相邻的 铁磁体 CoFeB 实现磁态切换。这不仅使铁磁体响应 自旋极化电流，还能影响 Mn₃Sn 的磁性状态，形成 可逆的电控磁切换。

在概念验证实验中，研究团队证明了 通过调节设定电流，可在 CoFeB 之间存储不同磁化状态，类似于 神经网络中的突触权重调整。这一特性使其能够模拟 AI 计算中的模拟值转换机制，也就是 AI 处理中的关键运算方式。（刘春）