潜在的演化陷阱！人类演化存在14个可能的“死胡同”
14个潜在的人类“演化陷阱”以及它们之间的相互关系（图片来源：Philosophical Transactions of the Royal Society B）
来源：环球科学、科技日报、中国科学报、新华社等
儿童青少年时期累积的CT辐射，与血液系统恶性肿瘤风险有关
暴露在中高剂量电离辐射中，是血液系统恶性肿瘤已知的危险因素。但CT扫描的辐射剂量与血液系统恶性肿瘤风险之间的关系，在现有研究中尚不确定。最近，一项发表在《自然·医学》（Nature Medicine）的研究发现，在22岁之前接受过CT检查的人群中，累积的辐射剂量与血液系统恶性肿瘤的风险有关。
研究者对来自欧洲九个国家、超过90万名在22岁前接受CT检查的患者进行了随访，根据扫描的身体部位、患者特征、CT检查发生的时期以及CT扫描技术参数，来估计活性骨髓受到的辐射剂量。分析发现，累积剂量与所有血液系统恶性肿瘤的风险之间存在关联，每100mGy剂量的相对风险为1.96。研究表明，目前每10000名接受CT检查的儿童（平均剂量8mGy）中，预计将有1-2人在接下来的12年中因为辐射患上血液恶性肿瘤。
https://www.nature.com/articles/s41591-023-02620-0
人类演化存在14个可能的“死胡同”
“演化陷阱”（evolutionary traps）是指演化过程中，物种最初成功的改变，却会导致它们最终走向“死胡同”的现象。例如许多昆虫演化出了趋光性，如今却导致它们更容易被人类灯光杀死。在最新发表于《英国皇家学会哲学会刊·b刊》（Philosophical Transactions of the Royal Society B）的研究中，科学家首次将“演化陷阱”的概念用于整个人类社会，并指出了14个潜在的人类“演化陷阱”。
这14个“演化陷阱”涵盖了从全球气候临界点到人工智能的使用不当、化学污染和传染病等的5个“全球陷阱”（global traps）、5个“技术陷阱”（technology traps）和4个“结构陷阱”（structural traps）。农业系统的简化便是其中一个例子：人类仅依靠小麦和水稻等少数几种高产作物，让粮食系统变得非常容易受到环境变化的影响。分析显示，其中12个“陷阱”具有对人类福祉造成越来越多负面影响而难以逆转的风险；有10个“陷阱”的指标呈增长趋势，说明它们正朝着错误的方向发展。而这些“演化陷阱”往往会相互强化，如果社会陷入一个“陷阱”，就更有可能陷入其它死胡同。目前风险较低的两个“陷阱”是技术的自主性（人工智能和机器人技术），以及数字化带来的社会资本流失。对此结果，研究人员表示，这并不意味着人类注定要失败，但我们必须开始积极改变我们的社会。
https://www.eurekalert.org/news-releases/1007663
感知苦味的能力，可能在鲨鱼等与人类祖先未分离前就演化出来了
人类和其他多硬骨脊椎动物（bony vertebrates）之所以能感受到苦味，是因为有苦味素受体（T2Rs）。但科学家此前从未在软骨脊椎动物身上发现过T2Rs。这让许多人认为，这些受体是在鲨鱼等软骨鱼与硬骨脊椎动物在演化过程中分开后出现的。但最近，一项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的新研究，在12种软骨鱼类中发现了编码类似T2Rs的基因。
研究者分析了17个来自不同种类软骨鱼的基因组，并在其中12个基因组中发现了编码类似T2Rs的基因，研究者将其称为T2R1s。随后，研究者将其中两种软骨鱼的这些基因植入人类肾脏细胞中，并让它们接触94种对人类来说是苦味的物质。结果发现，其中七种苦味物质能激活两种软骨鱼的受体，另外还有四种物质能激活其中一种软骨鱼的受体。这些发现表明，感知苦味的能力可能是在大约4.6亿年前软骨鱼与硬骨脊椎动物分开之前演化出来的。尽管硬骨脊椎动物后来演化出了多种苦味受体，但研究者在这些软骨鱼的基因组中只检测到了一个T2R1的基因。他们认为，这种T2R1可能类似于早期的、包罗万象的苦味检测器，尚未用于区分不同苦味的深浅。
https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2310347120
延迟切断脐带可将早产儿死亡风险降低一半
全球每年有近1300万婴儿早产，其中近100万人在出生后不久死亡。比起婴儿出生后立刻剪脐带，延迟1-2分钟后剪脐带是针对足月出生婴儿的常规做法，亦有研究显示这种操作对早产儿的潜在益处，但针对早产儿的最佳做法尚未确定。最近，两篇发表在《柳叶刀》的论文，对比了数千名被延迟剪脐带与立即剪脐带的早产儿数据，科学家认为延迟断脐的做法可以将早产儿的死亡风险降低一半以上。
研究者创建了领域内最大的数据库之一，涵盖60多项研究、9000多名婴儿。此次发表的其中一篇论文，使用20项研究中3292名婴儿的数据，发现与出生后立即断脐的婴儿相比，延迟断脐（出生30秒后或更晚）可能降低早产儿的死亡风险。另外一篇论文则分析了6094名婴儿的47项临床试验数据，发现在断脐之前等待2分钟以上，可降低早产儿的死亡风险。晚断脐可以让血液从胎盘流向婴儿，同时婴儿的肺部充满空气，这被认为可以让婴儿更容易适应呼吸空气。研究者分析数据后认为，等待2分钟或更长时间后剪脐带有91%的可能性是预防出生后不久死亡的最佳方案，相比之下，立即剪脐带成为最佳方案的可能性极低。
https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2023/11/15/cord-clamp-delay-could-halve-risk-of-death-in-premature-babies.html
一种无毒副作用的新型抗真菌药物
两性霉素B（Amphotericin B，AmB）是一种由细菌产生的天然抗真菌分子，能通过形成海绵状聚集体，结合并抽取真菌细胞膜上的麦角甾醇，破坏细胞膜完整性来有效地杀死真菌。但是，AmB也能有效结合人类细胞膜上广泛存在的胆固醇，因此会产生肾毒性。近日，在一项发表于《自然》（Nature）的研究中，科学家调整了AmB的分子结构，重新设计出了一种对人类无毒但能抗真菌的药物。
科学家利用固态核磁共振分子成像等方法，比较了AmB与麦角甾醇和胆固醇结合的构象，据此设计出AmB的衍生物AM-2-19，它能与麦角甾醇结合，但难以与胆固醇结合。在人类血液、肾脏细胞和小鼠中的测试表明，AM-2-19能有效杀灭数百种致病真菌，且对人类和小鼠的细胞毒性很低。目前，AM-2-19授权给Sfunga Therapeutics公司，并已于近期开展I期临床试验。
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06710-4
早期宇宙中发现了类似银河系的星系
矮行星“创神星”拥有罕见的行星环
在银河系中央，贯穿了一个棒状结构，在棒的两段，展开了多段旋臂，这类星系被称为棒旋星系（barred spiral galaxy）。最近，在一项发表于《自然》（Nature）的研究中，研究者利用韦布空间望远镜（JWST）发现了迄今观测到最遥远的棒旋星系。
过去，科学家一直认为，在宇宙（估计有138亿岁）过于年轻时，不存在像银河系这样的棒旋星系。然而此次发现的星系Ceers-2112可能形成于宇宙大爆炸20亿年后，这说明早期宇宙中的星系可能比我们想象中更加稳定。考虑到暗物质被认为会影响棒状结构形成的速度，研究者表示，目前的星系形成和演化模型可能需要调整早期宇宙中星系内暗物质的数量。
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06636-x
如何阻止对胆固醇的吸收？
胆固醇属于类脂，参与许多细胞生命活动。正常情况下，食物进入肠道后，膳食胆固醇会在肠道内发生一系列复杂的加工过程，然后被释放到血液中。近日，一项发表于《科学》（Science）的研究描述了这一复杂过程中一个此前未知的步骤，以此阻止胆固醇进入血液。研究人员会给小鼠服用一些胆固醇，并检测它们肠道细胞中Aster蛋白的变化——这种蛋白质可以很好地结合胆固醇，并帮助胆固醇从一层膜移动到另一层膜。通过显微镜观测，他们看到当胆固醇在NPC1L1蛋白的帮助下进入细胞内部后，Aster-B蛋白会迅速聚集，并移动到肠细胞的边界上。接着，研究人员进一步通过敲除Aster-B和Aster-C蛋白的编码基因，构建了一批基因缺陷小鼠，它们仍存在NPC1L1蛋白，但小鼠对胆固醇的摄取吸收率已经大大降低。这项研究提供了一种可以阻止胆固醇吸收的新靶点。
https://medicalxpress.com/news/2023-11-previously-unknown-cholesterol-absorption-gut.html
生物如何控制水结冰
地球上总质量最重的野生哺
冰的形成并不像教科书上写的那般简单：因为相变中固有的能量势垒，完全纯净的水只有在冷却到零下46℃时才会结冰。这是由于水分子需要一个颗粒才能在其上形成冰晶进而成冰，这一过程称为成核。生物如细菌、真菌、昆虫等能够有效产生冰核来控制冰的形成，以适应寒冷环境。近日，发表在《美国科学院院刊》（PNAS）的一篇研究探索了真菌冰核的特征和性质，表明真菌冰核是由小蛋白质亚基组成的，并在促进和抑制冰生长方面发挥作用。
科学家研究了一种名为锐顶镰孢菌（Fusarium acuminatum）的真菌。这种真菌冰核实际由5.3kDa的小蛋白质亚基组成，这些亚基会进一步组装成更大的复合物。冰核同时具备冰结合（ice-binding）和冰成形（ice-shaping）活性，这表明促进冰生长和抑制冰生长之间有潜在的联系。同时除真菌之外，其他生物独立产生的单个冰核蛋白质虽然差异很大，但也会用较小的结构单位形成较大的结构。研究表明，自然界中所有非常有效的冰核似乎都是由蛋白质完成的，而使用小蛋白质亚基来构建大组件是生物体控制冰形成的常见策略。该研究可能为提高食品冷冻过程、造雪或人工降雨的效率提供启发。
https://www.eurekalert.org/news-releases/1007729
美国男性比女性约早6年死亡，这是近30年来最大的寿命差距
当地时间11月13日，《美国医学会内科杂志》（JAMA Internal Medicine）发表的一项研究表明，2021年美国女性与男性之间的预期寿命差距增加到了5.8岁，这是自1996年以来最大的预期寿命差距。此前在2010年，美国男女预期寿命差距是4.8岁，为近些年最小差距。分析显示，新冠大流行是造成2019至2021年男女预期寿命差距拉大的最大因素，其次是意外伤害、药物过量和自杀等。研究人员表示，新冠大流行之后，我们需要密切追踪寿命的变化趋势，避免这种不断扩大的寿命差距成为常态。
https://www.ucsf.edu/news/2023/11/426536/us-men-die-6-years-women-life-expectancy-gap-widens
阻碍胰腺癌转移的基因药物
胰腺癌往往在早期就很容易发生转移，并且会在转移过程中进行重编程，以抵抗肿瘤治疗手段。这导致胰腺癌治疗非常棘手，五年生存率仅有12%。近日，在一项发表于《细胞·报告》（Cell Reports）的研究中，研究者深入了解了胰腺癌转移过程中发生的基因变化，并发现了一种可以阻碍这一过程的药物。
研究者主要关注了已知与胰腺癌、乳腺癌和结肠癌有关的关键基因Netrin-1，他们发现当胰腺癌细胞迁移到肝脏时，Netrin-1驱动癌细胞基因变化的具体机制，并发现该基因可以激活肝星状细胞，从而促进肝纤维化，便于癌细胞入侵肝脏。研究者发现，在小鼠和组织研究中，使用抗癌药物NP137抑制该基因后，癌细胞扩散的可能性较小，并且癌细胞会出现死亡。目前该药物正在法国进行临床试验，试验中要求符合条件的患者在手术前服用两个周期的NP137，并在术后进一步服用该药物，同时配合长达6个月的化疗。
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(23)01381-5
《科技导报》创刊于1980年，中国科协学术会刊，主要刊登科学前沿和技术热点领域突破性的成果报道、权威性的科学评论、引领性的高端综述，发表促进经济社会发展、完善科技管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化的决策咨询建议。常设栏目有院士卷首语、智库观点、科技评论、热点专题、综述、论文、学术聚焦、科学人文等。