盘点
8/22-8/28 改变未来的前沿科技
全文共2258字，阅读约6分钟
1
中科院团队创造
世界首个“染色体融合”小鼠
👀
在自然环境下，染色体融合（即两条染色体结合成一条，染色体重排形式之一）一般百万年才会发生一次。科学家们一直试图在实验室中重现和模拟这种现象。8月25日，Science 上发表了一项突破性研究：中国科学院动物研究所团队在世界上首次实现了哺乳动物的人工染色体融合，将实验小鼠标准的40条染色体改造为38条。研究人员利用小鼠单倍体干细胞，使用CRISPR基因编辑技术将最长的染色体1号和2号以正反2种形式连接（Chr1+2和Chr2+1），并将中等长度的4号和5号染色体首尾连接（Chr4+5）。结果显示，2号染色体连接到1号染色体头部（Chr2+1）所形成的超长染色体，导致细胞有丝分裂异常、细胞多倍体化进而死亡，这说明哺乳动物细胞的染色体可能存在长度上限。在小鼠发育方面，1号和2号染色体融合后的小鼠出现胚胎发育停滞，或者长大后体型更大、行动更迟缓。在生殖方面，Chr4+5小鼠和普通小鼠交配产生了后代，但成功几率比普通小鼠低得多。这意味着两条染色体的连接不会导致绝对的生殖隔离，但生殖能力下降说明染色体重排与生殖隔离确实有相关性。染色体重排对于物种演化有重要意义，但对于个体而言，却可能导致疾病（如不孕不育和儿童白血病等），这项突破将为研究这些重要问题提供新的技术手段。
论文 👉
http://doi.org/10.1126/science.abm1964
2
未来高温热浪或变本加厉
😳
今年夏天持续的高温热浪让人直呼“救命”，但这种趋势在未来恐怕会变本加厉。8月25日，Nature 子刊 Communications Earth & Environment 上发表的一篇论文称，哈佛大学、华盛顿大学的研究团队分析指出，未来几十年，即使努力实现了《巴黎协定》将全球变暖控制在2℃以内的目标，人为活动导致的二氧化碳排放依然可能增加全球高温频率。到2050年全球气候升温可能接近2°C，热带和亚热带地区达到“危险”酷热指数（39.4 ℃）的天气会占到一年中的1/4到1/2。如果没有更积极的减排，到2100年，这些地区（包括印度和撒哈拉以南非洲的大部分地区）一年中大部分的时间都会超过“危险”酷热指数阈值，世界有一半的人口可能大半年都很难在户外工作。到2100年，在美国、西欧、中国和日本等中纬度地区，原本罕见的致命热浪可能变得每年都会发生，超过“危险”酷热指数的情况将是现在的3-10倍。
论文 👉
https://www.nature.com/articles/s43247-022-00524-4
3
每天20分钟脑电刺激
4天逆转记忆衰退
👴
8月22日，Nature Neuroscience 上发表的一项研究显示，美国波士顿大学的研究人员发现，每天脑电刺激20分钟，连续4天，能够改善老年人工作记忆及长期记忆的衰退，效果至少维持一个月。研究纳入100多名65-88岁的老年志愿者，他们戴上一个镶有几十个电极的脑电帽，接受微弱的电流刺激。结果显示，接受针对前额叶皮层的高频（60赫兹）电刺激的志愿者，提升了长期记忆能力；而接受针对顶下小叶的低频（4赫兹）电刺激的志愿者，工作记忆（即短期记忆）能力得到了增强。在电刺激停止一个月后，这些记忆力的改善仍然显著。这项研究表明，通过对大脑不同区域进行不同频率的电刺激，可以有选择性地、可持续地改善衰老大脑的功能，或许将来能帮助治疗不同疾病的记忆缺陷。
论文 👉
https://www.nature.com/articles/s41593-022-01132-3
4
长得像的人，基因也相似？
👩
很多人彼此没有血缘关系，但长相却非常相似。8月23日，Cell Reports 上发表的一项研究对这样的人进行了基因分析，发现长相相似的人可能拥有相似的基因类型。来自西班牙的研究人员从摄影作品中选出了32对长相相似的人，通过分析他们的唾液DNA，研究者发现长相相似的人基因型相似，但在DNA甲基化和微生物群落方面并不一致。另外，长相相似的人在体重和身高等身体特征方面很相似，并且在吸烟和受教育程度等行为特征上也很相似。这表明相似的基因变异不仅与相似的外貌有关，还可能会影响习惯和行为。这些发现可能会帮助法医从DNA中重建罪犯的面部，或者帮助医生从患者照片中寻找基因诊断的线索等。
论文 👉
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111257
5
韦布首次在系外行星
明确探测到二氧化碳
✨
在韦布空间望远镜的帮助下，人类有史以来首次获得了太阳系外行星大气层内存在二氧化碳的明确证据。这颗名为WASP-39b的气态巨行星，质量与土星相仿，环绕着一颗距地球约700光年的恒星。当恒星发出的光穿越行星的大气层，行星大气层中所含有的特定成分（比如二氧化碳）会在光谱中留下特定的“吸收线”。研究人员根据韦布望远镜近红外光谱仪所获得的大气层光谱数据，发现了WASP-39b大气中的二氧化碳。此前哈勃和斯皮策太空望远镜也曾发现过它“模糊”的二氧化碳印记，而现在韦布确切地证实了这一点。系外行星大气中的二氧化碳可以帮助科学家了解行星的金属富集程度，并进一步探究其原始大气的形成过程，对于理解行星起源和演化十分重要。研究成果已于8月24日发布在 arXiv 预印本网站，正式论文也将在 Nature 上发表。
论文 👉
https://arxiv.org/abs/2208.11692
6
导致恐龙灭绝的肇事者
背后还有其他“从犯”？
👇
大约6600万年前撞击地球导致恐龙灭绝的小行星，在墨西哥留下了一个名为“希克苏鲁伯”的撞击坑。最近，Science Advances 上发表的一篇论文称，爱丁堡赫瑞-瓦特大学团队分析发现，大西洋东部一个较小撞击坑的年龄与希克苏鲁伯撞击坑大致相同，两次撞击可能有关联。这个新发现的坑被命名为“纳迪尔坑”，掩埋于西非海岸附近300-400米深的沉积物下，直径大约8.5公里。它可能由一颗直径超过400米的小行星撞击海洋而成，与希克苏鲁伯撞击坑的年龄大致相同。这两个撞击坑有关联吗？研究者提出了3种可能：①一个小行星靠近地球时因潮汐力分裂成碎片，大碎片撞击地球形成希克苏鲁伯坑，而小碎片撞击形成了纳迪尔坑。②地球可能遇上了一群小行星，在短时间内经历了大量撞击，期间形成了这两个撞击坑。③两个小行星不约而同地撞击地球，形成了两个撞击坑。由于目前还不能准确地确定纳迪尔坑的年龄，所以这些猜测还有待于未来进一步证实。
论文 👉
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn3096
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