來源：環球科學、科技日報、中國科學報、新華社等
古DNA揭示已知最早的性發育障礙病例
來源：Silver Spoon and Lukas Zienius via Wikimedia Commons，CC BY-SA 3.0
古代DNA可以用來研究遺傳與演化史，也可以用來窺探古代個體生活的詳細情況。最近，一項發表在Communications Biology的研究，在5位古人身上發現了一些已知最早的性染色體異常的病例。
透過對古代DNA進行定序，研究人員找到了一個生活在2500年前的特納氏症病例。這種疾病通常發生在女性身上，患者只有一條完整的X染色體（而通常女性擁有兩條X染色體）。特納氏症患者的身高往往低於平均，且生育功能會出現問題。此外，科學家還找到了患有性染色體疾病的男性患者。其中之一是生活在1100年前的攜帶額外Y染色體的男人，也就是已知最早的XYY綜合症患者，這種綜合徵的患者身高往往高於平均，並可能伴有學習障礙等問題；另外三位男性帶有額外的X染色體，是克氏症（Klinefelter Syndrome）患者，這種疾病的患者通常不孕，身材高大，且可能出現學習能力不足。不過研究者透過觀察埋葬方式認為，沒有證據顯示這些人生前所受到的待遇與他人不同。科學家表示，這項研究可以提供一個了解古代社會待遇差異的窗口。
https://www. Nature .com/articles/s42003-023-05642-z
AI解決數學難題的能力，已接近奧賽金牌選手
奧林匹克程度的數學定理證明需要高水準的邏輯推理解題能力，不過目前基於機器學習的AI系統在證明數學定理方面還有困難。因為將人類證明轉換為機器可驗證格式的成本很高。此外，由於作為訓練資料的人類示範很少，定理證明（尤其是幾何學定理）很難被掌握。不過1月17日，一項由Google DeepMind研究團隊發表於《自然》（Nature）雜誌的研究描述了一個能解國際數學奧林匹克競賽（IMO）級別幾何題的人工智慧（AI）系統AlphaGeometry，表現超過了之前最好的自動化定理證明系統。該研究證明了AI能以接近人類最高水準破解複雜邏輯挑戰的潛力——這正是AI研究的一個主要目標。
研究人員提出了一個歐幾裡得平面幾何的定理證明器AlphaGeometry。演算法透過綜合複雜程度各異的數百萬個定理和證明，利用一個神經語言模型來完成自我訓練，不需要人類示範的定理證明方法。這種方法結合符號演繹引擎（能搜尋難題中的大量分支點），能讓AlphaGeometry在無需人類直接輸入的情況下學習並解開複雜問題。研究人員使用國際數學奧林匹克競賽2000-2020年的30個問題測試了該系統，AlphaGeometry解出了其中的25題，接近國際數學奧林匹克競賽金牌選手的平均表現，而之前最優秀的自動化定理證明系統只解出了10題。值得一提的是，AlphaGeometry能產生人類可閱讀的證明，甚至發現了2004年國際數學奧林匹克競賽定理的一個更廣泛版本。
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06747-5
中子星和黑洞都是大質量恆星在演化末期的極端結局，但先前觀測到的最重中子星和最輕黑洞之間的質量有很大差距。最近，根據《科學》（ Science ）上的一篇觀點文章報道，在一項發表在《科學》的研究中，天文學家在研究一個緻密星團的脈衝星雙星系統時，發現一顆毫秒脈衝星的雙星伴星的質量介於中子星質量上限和黑洞質量下限之間。
天文學家在利用南非卡魯地區的MeerKAT射電望遠鏡陣列調查球狀星團NGC 1851時，發現了毫秒脈衝星PSR J0514−4002E雙星系統，並測量出雙星系統的質量為3.887倍太陽質量。由此，研究人員推測PSR J0514−4002E的伴星質量要麼是2.35倍太陽質量，要麼介於2.09到2.71個太陽質量之間。伴星質量接近中子星-黑洞質量間隙的下限，這讓研究人員懷疑它可能是一顆超重的中子星，或者是令人興奮的黑洞，前者可以為極高密度的核物理提供新的見解，而脈衝星-黑洞系統更是能作為測試重力理論的重要目標。此外，研究人員還報告了透過重力波事件GW190814揭示了另一個質量為2.6倍太陽質量的天體。這項研究揭示了位於中子星-黑洞質量間隙的天體，雖然它們的性質目前仍是未知的，但未來對它們的研究將加深天文學家對緻密天體的理解。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn1869
探索中石器時代的糟糕口腔健康
根據《科學報告》（ Scientific Reports）發表的一篇論文，中石器時代（約10000年前）斯堪的納維亞地區西南部的採集狩獵人群成員，可能受齲齒和牙齦病困擾。研究人員對3片樺焦油（加熱樺樹皮製成的物質）中發現的DNA進行測序，這些樺焦油於上世紀90年代發掘自瑞典Huseby Klev，可追溯到9890~9540年前。研究人員為每個樣本中的微生物、植物和動物物種DNA創建了檔案，將這些與過去發表的現代人類樣本、古代人類牙菌斑以及一個有著6000年曆史的咀嚼過的樺焦油樣本中進行了比對。
研究發現，3篇樣本樺焦油也被人類咀嚼過，其中含有大量的幾種通常與牙齦病有關的細菌，如齒垢密螺旋體（Treponema denticola）、咽峽炎鏈球菌（ Streptococcus anginosus）和一種斯萊克氏菌（Slackia exigua），以及與齲齒有關的細菌如鏈球菌（Streptococcus sobrinus）和類斯氏菌（Parascardovia denticolens）等。基於樺焦油中微生物物種的相對豐度並利用機器學習模型，作者估計了這些採集狩獵人群成員患牙齦病的可能性為70%~80%。作者認為，古代採集狩獵族群廣泛使用牙齒完成任務，包括用嘴固定、切割和撕扯，可能讓他們更容易接觸到導致牙齦病的微生物物種。此外，研究者也確認了採集狩獵族群成員在嚼樺焦油樣本之前嚼過的材料，這些材料包括了食物來源、毛皮和骨製工具。這些發現能幫助研究中石器時代的採集狩獵者群體口腔健康的問題，並為他們的飲食、材料使用和當地環境帶來了見解。
https://www.nature.com/articles/s41598-023-48762-6
腦內糖分或增加對抗真菌藥物的耐受性
近日，一項發表於《自然·微生物學》（Nature Microbiology）的研究顯示，腦內葡萄糖水平或促進對新型隱球菌（Cryptococcus neoformans）抗真菌藥物的耐受性。新型隱球菌是一種能感染人類腦部的真菌，也是真菌性腦膜炎的主要病因，每年約有18萬人死亡。目前，兩性黴素B是治療真菌性腦膜炎的唯一抗真菌藥物。
研究人員進行了高通量篩選，並用來自小鼠和人類腦脊髓液的腦組織進行驗證，從而分析了上百種代謝物對新型隱球菌與兩性黴素B相互作用的影響。他們發現腦內葡萄糖會透過新型隱球菌蛋白Mig1誘導對抗真菌藥物的耐受，Mig1是葡萄糖阻遏的調控因子。作者在小鼠中證明了Mig1能抑制麥角固醇的合成，麥角固醇是真菌細胞膜的一種成分，也是兩性黴素B的靶點，能促進肌醇磷酸神經酰胺（真菌細胞膜的另一種成分）的形成，這種成分會與兩性黴素B爭奪麥角固醇，影響藥物作用效果。研究團隊隨後證明合併使用一種肌醇磷酸神經醯胺抑制劑和兩性黴素B，能提高小鼠隱球菌腦膜炎的治療效能。研究結果表明，宿主源的代謝物會誘導對真菌藥物的耐受性，這或能啟發研究人員開發真菌性疾病的有效療法。
https://www.nature.com/articles/s41564-023-01561-1
賓州大學實現首次人類體外豬肝移植，結果較理想
來源：Pixabay
根據麻省理工評論（MIT Technology Review）官網消息，2023年12月22日，美國賓州大學的研究團隊將一顆放置在冰箱大小設備（用於維持捐贈的人體器官的溫度和血液灌注）上的豬肝和一名腦死男子的靜脈連接。在持續了3天的實驗中，人體血液進入在機器中的豬肝後，然後又回到腦死男子體內。 1月18日，美國賓州大學官網和生物技術公司egenesis宣布了這種「體外」肝臟抑制的初步實驗結果：在72小時的研究期間，豬肝臟沒有肝臟發炎的跡象，而腦死患者的身體在生理上非常穩定。研究小組表示，初步結果顯示，有望肝臟疾病患者使用這種方法。他們將在另外三名已故捐贈者身上改進這種方法。
這項實驗旨在幫助人們在急性肝衰竭中存活下來，急性肝衰竭可能由感染、中毒或過量飲酒引起。這次實驗中選用的豬器官是由eGenesis公司提供的、接受過基因編輯的豬，引發的人體免疫排斥反應較小。這是eGenesis公司首次將豬的器官用於人體器官移植，eGenesis公司正在準備申請，今年開始對肝臟系統進行正式的臨床試驗。
https://www.technologyreview.com/2024/01/18/1086791/brain-dead-man-gene-edited- pig- liver/
一些大腦區域在懷孕期間萎縮，但可以在產後逆轉
根據《新科學家》（ New Scientist ）報導，在一項近期發表於《自然·神經科學》（Nature Neuroscience ）的研究中，對孕婦在懷孕期間和懷孕後的腦部掃描顯示，一些大腦區域會在懷孕期間萎縮變薄，分娩後這些變化大多可以逆轉。透過對110名初為人母的女性在懷孕3個月和產後1個月時進行大腦掃描，並比對掃描結果，研究人員發現懷孕期間的大腦皮質與產後相比發生了顯著變化。平均而言，孕婦的大腦皮質比沒生育過的女性薄2.5%，體積小4.6%。這些變化大多在產後發生一定程度的逆轉，除了兩個名為預設模式網路和額頂網路的大腦網路。對於這兩個大腦網絡，產後女性比沒生育過的女性薄至少2%，體積小近3.6%。預設模式網路對於自我感知和社交互動至關重要，而額頂網路在規劃和執行任務等執行功能中很重要。不過，還需要更多數據來解釋為什麼懷孕會改變這些大腦網路。
https://www.nature.com/articles/s41593-023-01513-2
美國環保署放棄「2035年停止使用動物實驗測試化學品安全性」的計劃
為評估各類化學物質的安全性，監管機構常需要使用動物做實驗。根據《科學》新聞（Science News）報道，美國環保署（EPA）最近宣布，放棄2035年停止使用動物實驗測試化學品安全性的計畫。 EPA表示，放棄該計劃是出於科學原因，他們仍致力於探索動物實驗的替代方案，但需要更關注科學性。
EPA每年使用上千隻包括囓齒類動物、兔子和魚類在內的動物進行安全性和毒性研究。 2016年，美國聯邦政府頒布《有毒物質管制法案修正案》，要求EPA盡快停止動物實驗。 2019年，EPA前局長安德魯·惠勒（Andrew Wheeler）承諾將於2025年前將針對哺乳動物的研究減少30%，並在2035年前停止進行或資助這類研究。然而，學術界對此意見不一，部分科學家認為動物仍是用來評估化學物質對人類和野生動物安全性的黃金標準。據悉，早在EPA於2021年12月發布的工作計畫中，2025和2035這兩個截止日期就已經刪除。
https://www.science.org/content/article/epa-scraps-plan-end-mammal-testing-2035
來源：pixabay
根據Business Insider報告，冰島的克拉布拉火山岩漿實驗站（Krafla Magma Testbed，KMT）計畫提出，計畫給克拉夫拉火山地下約1.5千公尺深的岩漿房鑽一個洞，以首次對岩漿房中的岩漿進行原位檢測、採樣和測試。由於岩漿房附近地層溫度極高，標準鑽孔機可能很難順利鑽透岩層，因此研究團隊計畫利用水在鑽頭前方的岩漿降溫，使其凝結成黑曜石後再鑽孔。相關研究者表示，我們往往只能從地表獲取有關火山的資料，而這一項目可以得到有關火山岩漿房內條件的寶貴信息，增進我們對火山活動的了解。
KMT希望能在2026年開始鑽孔，並計劃在未來鑽第二個孔，用於地熱方面的研究，然而目前該項目在資金方面還面臨著較大困難。據介紹，KMT估計需要向政府組織和產業合作者籌集1億美元以上的資金，才能順利進行首次鑽孔工作。
https://www.businessinsider.com/iceland-scientists-drill-magma-chamber-source-kmt-geothermal-energy-limitless-2024-1
孕期對乙醯氨基酚攝取量增加與幼兒注意力缺陷有關
雖然對乙醯氨基酚（acetaminophen）被認為是懷孕期間最安全的止痛藥和退燒藥，但先前的研究發現，懷孕期間接觸這種藥物可能導致幼兒出現一系列不良後果。近期，發表於Neurotoxicology and Teratology雜誌的一項新研究發現，懷孕期間（尤其是妊娠中期）對乙醯氨基酚攝入量增加與幼兒注意力和行為問題的適度但顯著增加有關。
研究人員詢問了數百名兒童的母親在懷孕期間的六個時間點使用對乙醯氨基酚的次數，並要求護理人員在這些兒童2歲、3歲和4歲時，評估他們的行為和注意力集中能力。結果發現，隨著孕婦使用對乙醯氨基酚的次數增加（尤其是在懷孕中期），她們的孩子在每個接受評估的年齡層都表現出更多與注意力相關的問題和過動的行為。但研究者表示，該研究結果並不表明這些孩子患有註意力不足/過動症，也不表明他們以後會被診斷出患有註意力不足/過動症，還需要更多研究來測試在妊娠中期更頻繁地使用對乙醯氨基酚是否可能對發育中胎兒的大腦造成特別影響。
https://www.eurekalert.org/news-releases/1031169
年產魚30億斤的貝加爾湖湖裡最大的魚多大？為何湖裡會有海豹？
這些流傳甚廣的"科學道理"，你是否深信不疑？ 2023年度「科學」流言求真榜揭曉
三架戰機清晨出擊，飛彈貫穿4層大樓，伊朗在敘正副司令雙雙斃命
工信部：優化升級"長輩模式"，改造了2577個老年人常用的網站和手機APP
沒有留言:
發佈留言