网站首页    方法理论    《自然》:生命都生产甲烷
  • 在字节做乙方

    字节跳动在切入企业级业务时,不可避免地碰到了过往经验无法复制的苦恼。企业级业务是个苦活。与消费互联网坐在办公室里,靠算法和产品就把钱挣了不同,企业级业务要跑行业、下工厂,是十足的乙方,还不挣钱。字节能不能做成to B业务?不少人认为,还需要时间

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  • 定向广告与互联网

    随着广告技术的发展,到2024年,全球数字广告市场预计将增长到5250亿美元。行为广告的商业模式催生了一个由广告技术公司组成的生态系统,在复制传统媒体以广告为基础的商业模式时,互联网公司将一个关键的规则弃置不顾:商业运作和编辑决策之间的分离

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  • 李小加的”滴灌通”

    聚焦在餐饮、零售、服务、文化。首先是大消费行业,波动性小、抗周期性风险能力最强,是老百姓生活离不开的行业。投资从根本上是极端分散化的,风险的关联是非常小,投资回报的质量就会非常高。这些行业都有非常稳健的现金流,而且是每天都会出现的现金流。

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  • 印度才是挑战

    工业地理中心每过20-30年就发生一次转移,这是普遍的规律。拜登政府的供应链转移计划对中国的冲击大。中国的供应链体系虽然庞大,但是仍处于价值链的中低端,具有很强的复制性和可替代性,外迁的西方企业在科技人才丰富的印度等地,较容易培育出新的供应链。

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  • 越南经济背后的战略

    2021年,越南对成为美国的第九大贸易伙伴,“越南无法依靠国内市场引领经济增长,因此必须比中国更开放,这在当下并没有选择,但也必须承担其风险。”关键在于,在之后的全球供应链竞争中,越南是否还能“继续在大国竞争中游刃有余,而不是被拖入其中”。

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  • 十大先进组织结构

    先进的组织结构可以让企业释放出更大的创造性。欧洲创新学者约斯特·米纳阐述了如今最先进的10种组织结构。在他看来,人单合一模式中的链群正是最先进的组织结构之一。它将海尔变成了一个生态圈,将员工从自然人升华为自主人,使人人都拥有成为企业家的可能

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  • 全球重大衍生品交易事件

    国际衍生品交易引发的惊天商战多次发生,对中国企业出海敲响警钟。1995年,未经授权的期货交易产生巨额亏损,巴林银行最终倒闭;2004年中航油新加坡卖出原油看涨期权,最终油价攀升导致爆仓亏损;2005年国储局交易员在LME建立大量铜空头仓位,铜价大涨造成巨大损失等

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  • 谁击败了当年晋商?

    长途贸易让晋商积累了资本,产生了“山西票号”。由于不投资战争,不是近代的银行资本和金融资本。不能投资于军事自卫、战争经营借款和赔款之外,丧失了当时的所有“大宗业务”。随着通商开埠,山西逐渐丧失了国际贸易中继站的地利,被西方金融垄断资本击溃。

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  • 鸡的迁徙

    八千年前家鸡在亚洲东南部地区由红色原鸡驯化成功,随后跟随人类迁徙的步伐几乎走遍地球上有人类居住的每个角落,成为世界各地常见的动物。在人类发展历史长河中扮演着越来越重要的角色。也可以说,鸡的迁徙历史从一个侧面见证了数千年来人类的历史变迁。

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  • 糖的进化史

    中国正逐渐成为糖的消费大国,同时糖的摄入过多与“肥胖、龋齿、2型糖尿病”等发病率增长呈现正相关。历史长河中,糖所带来的能量一直被人类所需。进入现代社会,大脑对于甜味的渴求从不减退。这也是在“减糖、控糖”成为时代背景下,“代糖”大行其道

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  • 基建与日本经济

    日本也曾经是一个基建狂魔,早期的基建投资应该是非常有效的。尤其当日本经济泡沫破灭的时候,通过拉动基建等逆周期政策,让经济回稳。尽管当年所创设的“东亚增长模式”受到诸多质疑,但迄今仍保持全球第三大经济体的地位,是二战之后成功转型的极少数范例

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  • 氢能源之困

    氢能源能量密度远高于锂电池、加氢过程只需3-5分钟续航500km,循环寿命4000次以上,排放的只有净水,没有污染。实际上,氢能源对其他燃料的依赖性太强。煤炭制备1公斤氢排放约10公斤二氧化碳。天然气每制取1公斤需耗电约11度,电解水制氢一公斤则要耗电约48度

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  • 软件拖垮日本制造

    日本人把软件当硬件一样生产,追求质量、稳定性和零缺陷。软件开发和硬件制造有不同的底层逻辑。硬件强调质量,而软件更强调快速迭代。并但随着技术的进步,产品生命周期正迅速缩短,软硬件开发逐渐趋于同步。尽管硬件质量可靠,软件性能稳定,但更新速度太慢

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  • 日本资产负债表衰退启示

    “资产负债表衰退”理论认为上世纪九十年代日本资产泡沫破裂后,企业的目标从利润优先转为偿债优先,进而引发经济增长持续低迷。在此背景下,货币政策因缺失融资主体而传导失灵。近年来我国宽货币到宽信用的效率大打折扣,与日本当年情形类似

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  • 1990年前后,日本判若两国

    日本企业和个人不再追求利润最大化,而是追求负债最小化。无论货币刺激力度有多大,企业根本没有扩大再生产的需求,贷款意愿严重不足。这就解释了货币政策为啥毫无作用。辜朝明测算, 1989年后的资产价格暴跌造成的缺口,让企业和家庭进行了至少15年的净债务偿还

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  • 中国工业1952年

    1952年我国连电风扇,手表也不会造,化纤产品也不会造,到1957年中国的化纤产量才200吨化纤,手表产量400只,你没看错,是400。1952年,量产汽车为零、制造了2000吨塑料,2000吨毛线,5600吨丝,2000吨农药,100吨化学药品、内燃机4万马力,铁路机车20台,铁路客车6辆。

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  • 韩国电影崛起奇迹

    韩国电影好看只是因为它敢拍是一个误解。韩国电影的首要任务是服务于国内市场,否则缺乏国内观众消费,资本也会跑路。韩国电影并非没有缺点,韩国式的好莱坞电影工业模式确立之后,作品逐渐模式化。但韩国电影视能影响全球市场,实在不能不让人承认是一大奇迹

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  • 越南电影法案

    主要参考学习韩国和印度尼西亚,吸收了20多个发达国家的电影法案,越南电影法修订对电影产业颁布了诸多改革措施:完善其分级制度,并向国外投资者开放电影制作、发行、放映产业链;设置专项资金、财政拨款、向外国电影“征税”以及吸纳捐款,扶持本土电影发展

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  • 区块链,受误解的发明

    在商业史上,从来没有像分布式账本技术和区块链这样被大肆宣传和误解的发明。为简单起见,我将使用包罗万象的术语“加密”或“加密技术”。但我的意思是让“加密”成为可能的非凡的、反复无常的底层技术……我们可以肯定的是,它将在多个领域产生深远的影响。

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  • 6G时代全息通信方式

    结合 6G 技术、全息通信愿景与未来通信技术发展趋势,以扩展活动空间与延伸体能智能为基线,进行扩展与挖掘可获得包括数字孪生、高质量全息、沉浸 XR、新型智慧城市、智能工厂、网联机器人、自治系统等相关场景与业务形态,体现“人-机-物-境”的完美协作。

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【整理:药明康德内容团队;转自:药明康德《<自然>颠覆性发现:所有生命 都是甲烷生产者》2022.03】

 

进入21世纪后,人们逐渐意识到,生物成因的甲烷形成过程远比这个故事复杂。能产生甲烷的不止是那些产甲烷古菌,反应条件也不限于缺氧环境。从藻类、蓝细菌到多细胞的真菌、植物,越来越多的证据表明,多种需氧生物都能产生甲烷。但这些生物究竟是如何产甲烷的,却始终是个未知数。

在《自然》杂志的一项研究中,由德国海德堡大学领导的团队提出了一个颠覆性的观点: 包括人类在内,所有生物都是甲烷的生产者。 这个结论不仅让我们重新认识甲烷在生命过程中的作用,还将为多个领域带来全新见解。

 

 

早在8年前,这支团队就在一篇《自然·通讯》论文中,描述了一个通过非生物途径三步生成甲烷的过程。简单地说,这个反应不需要酶参与,且主要原料只有3类:活性氧簇(ROS)、自由铁以及合适的甲基供体。

整个反应过程也不复杂:首先,ROS(该反应使用的是过氧化氢)和二价铁离子反应,产生高度还原的羟基自由基(·OH);随后,羟基自由基与甲基供体反应,形成甲基自由基(·CH3);最后,甲基自由基和氢自由基(·H)结合,产生甲烷分子。

在实验室中揭示了这个甲烷生成过程之后,研究团队产生了一个大胆而有趣的想法。在生命体内中,这些原料并不罕见(例如,细胞中也在持续产生、释放包括过氧化氢在内的ROS,而自由铁和甲基供体也是常见的代谢产物),并且细胞环境也与上述实验室反应条件相近。那么, 这个产甲烷的过程同样可以在生物体内发生吗?

▲这个无需酶参与而产生甲烷的反应,在细胞内的流程示意 (图片来源:参考资料[2])

 

在最新研究中,研究团队首先利用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)来检验这个猜想。这种细菌的生命周期包含了两种状态:休眠期和生殖生长期,因此可以用作对照,研究新陈代谢过程能否生成甲烷。

实验结果十分清晰:在含有甲基供体二甲基亚砜(DMSO)的培养基中,不需要任何酶的参与, 处于生殖生长期、代谢旺盛的枯草芽孢杆菌能持续生成甲烷,而休眠期的细菌则不会生产甲烷。

随后的控制变量实验显示,这些细菌可获取的甲基供体、自由体的含量,对于最终的甲烷产量也起到了明显的调控作用。尤其值得注意的是,除了更强的新陈代谢,出现氧化应激时,即ROS过剩导致细胞无法维持氧化还原平衡,细菌的甲烷产量也随之上涨。

进一步的实验证实,能通过这个过程产生甲烷的不仅有枯草芽孢杆菌。从之前被认为不产甲烷的其他古菌,到酵母、黏菌等真菌;从代表植物界的葡萄,再到人源的细胞系(人胚肾细胞),都能在DMSO的培养基中生成甲烷,并且在氧化应激条件下甲烷产量更高。因此研究认为, 或许所有进行新陈代谢的生命体,都能通过这个普适的过程,在细胞内持续产生甲烷。

 

 

▲在实验室中,不同生物细胞产生甲烷的浓度 (图片来源:参考资料[1])

 

如果这个猜想最终得到证实,那么一系列生命活动都有望得到新的解释。在生物体内,新陈代谢产生的ROS大量堆积时,可能对DNA、RNA和蛋白质等重要分子造成损伤。而这个新发现的过程,或许是消除过量ROS的一种途径。

论文通讯作者之一,海德堡大学的Frank Keppler教授表示:“我们的发现将成为理解需氧甲烷生成的里程碑,这个通用机制还将解释之前在植物身上观察到的现象。”

值得注意的是,在之前的研究中,即使是对于同一种生物,不同个体的甲烷产量也可能有几个数量级的差异。而最新研究揭示的机制,或许能解释这个现象——那些极高的甲烷产量,可能是因为个体正进行着活跃的代谢活动。

可以说,这个令人意外的发现在广阔的领域都具有重大意义。医学领域,细胞中和通过组织扩散的过量甲烷可以指示细胞压力、氧化还原不平衡等。“呼吸中甲烷的波动能反映氧化应激程度,或是指向免疫系统。” Keppler教授说。而在气候领域,通过这个过程产生的甲烷是否会对全球气候产生影响,同样尚不清晰。但对我们来说,足够清晰的是,这个关于常见气体的发现将为我们理解自身以及整个世界,打开一扇全新的窗口。

 

参考资料:

[1] Ernst, L., Steinfeld, B., Barayeu, U. et al. Methane formation driven by reactive oxygen species across all living organisms. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04511-9

[2] Methane might be made by all living organisms. Retrieved Mar. 9, 2022 fr om https://www.nature.com/articles/d41586-022-00206-3

[3] Althoff, F., Benzing, K., Comba, P. et al. Abiotic methanogenesis from organosulphur compounds under ambient conditions. Nat Commun (2014). https://doi.org/10.1038/ncomms5205

 

2022-04-01
《自然》杂志的一项研究中,由德国海德堡大学领导的团队提出了一个颠覆性的观点: 包括人类在内,所有生物都是甲烷的生产者。作为结构最简单的有机物,甲烷也是一种强效温室气体——其温室效应是二氧化碳的20多倍。而在向大气释放的甲烷中,有70%都是生物来源。

《自然》:生命都生产甲烷

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