周一至周五第一时间掌握最新鲜的全球科技资讯
· 酶工程·
新型酶可以将人皮肤中的衰老标志物降低至40年前的水平
图片来源：Unspalsh+
人体组织中的糖分可与蛋白质和脂肪发生反应，逐渐形成晚期糖基化终末产物（advanced glycation end products，AGEs）。长寿命蛋白中AGEs的积累是衰老过程的标志之一，它会使胶原蛋白等组织结构变得黏滞、僵硬，并与炎症、心血管疾病、眼部损伤、肾病和糖尿病等问题相关。Nε-羧甲基赖氨酸（CML）是最具代表性的AGEs之一，在衰老组织中含量尤为丰富，会引发持续的慢性炎症和氧化应激。长期以来，研究者试图阻止AGEs生成，但尚未取得成功。7月16日，一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究提出另一种思路：利用工程化酶清除已沉积在组织中的CML。
研究人员借助人工智能（AI）分析了超过5万种微生物的DNA序列，并预测相应酶的结构，从中筛选可能切断人类组织中AGE的候选酶；经过改造和多轮定向进化后，他们获得了一种名为CMLase的酶。实验显示，CMLase能从老年人体组织样本中去除相关的AGE。在一项极端测试中，研究人员称，70岁人类皮肤样本中该类物质的水平降至了接近30岁样本的水平。研究团队计划首先探索该酶用于治疗因AGE在视网膜和晶状体中积累而出现的眼病，包括部分糖尿病相关眼病。不过，一些观点认为这是一项概念验证，并非临床解决方案。该方法能否在人体中安全、持久地改善组织功能，仍有待后续研究检验。（The New York Times）
· 气候模式·
150年来最强厄尔尼诺正在形成
据《自然》新闻（Nature news）消息，研究人员近期在一场发布会上表示，太平洋上持续增强的厄尔尼诺气候现象，有望成为150年来强度最大的一次。倘若他们预测的极端情况成真，厄尔尼诺将从海洋释放大量热量，叠加人为气候变化带来的升温效应，很可能让2027年成为有记录以来最热年份，并在全球多地引发极端天气。气候科学家提到，此次厄尔尼诺事件叠加气候变化，有可能使2027年全球平均气温较工业化前水平升高1.7摄氏度，这一情况并非完全没有可能。一旦成真，全球气温将逼近《巴黎协定》中各国承诺竭力避免突破的1.5摄氏度升温警戒线。
如今出现厄尔尼诺并不出人意料，此前气象专家就预警一轮强厄尔尼诺即将到来，而今年的厄尔尼诺已于6月正式形成。但最新预测显示，本轮厄尔尼诺强度可能超出预期。科学家表示，本轮厄尔尼诺特征，与科学家预测本世纪后期受人为气候变化放大后的厄尔尼诺高度吻合。据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）最新预警，到今年底，有八成概率发展为强厄尔尼诺事件，且厄尔尼诺状态几乎确定将至少持续至2027年4月。除了厄尔尼诺可能推动2027年全球气温创下新高，未来数月升温幅度也有较大概率让2026年成为史上最热年份。而伴随厄尔尼诺而来的热浪、干旱、洪涝与野火，还将冲击全球经济。大量气候模型预测，本世纪人为全球变暖或将重塑ENSO的平均状态，厄尔尼诺强度会变大、出现频次上升。但学界仍在争论，从现有气候观测数据里，是否已经能看到这一转变趋势。（《自然》新闻、中国科学报）
· 天体物理学·
清晰观测到星系并合后逃逸的流浪黑洞
一个超大质量黑洞在星系边缘游荡时，闪现出一道光芒，如图中心蓝色部分所示。图片来源：Robert David Stein
天文学家推测，几乎所有星系核心都存在一个超大质量黑洞。但模拟结果显示，当星系并合后，其中一个黑洞有可能会逃脱新形成星系的引力束缚，在宇宙中游荡。据《科学》新闻（Science news）报道，最近一个研究团队发现了流浪黑洞的证据，他们观测到一个周围恒星稀少的超大质量黑洞似乎在星系合并后挣脱了引力束缚。相关研究近期发表于《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）。
从星系碰撞中逃离的黑洞不会留下任何信号，但通过它们对附近恒星的引力影响，或通过黑洞吸积气体和尘埃过程发出的光，可以间接揭示流浪黑洞的存在。研究团队开发了一种机器学习算法，专门用于寻找游荡黑洞产生的潮汐瓦解事件（TDE），最终该算法在一个大型星系边缘发现了一个目标事件。研究团队利用位于智利的南方天体物理研究望远镜（SART）获取了该事件（命名为TDE 2025abcr）的光谱，并用美国航空航天局（NASA）的格雷尔斯雨燕天文台（Neil Gehrels Swift Telescope）收集了它的X射线和紫外线辐射，最终确认它确实是一次TDE。TDE光变曲线分析显示，该星系中存在一个约为100万倍太阳质量的黑洞，而附近的星系中心可能存在一个约为10 亿倍太阳质量的黑洞。最有可能的情况是，一个大小与银河系相仿的星系与一个更大的星系并合，导致较小星系中的黑洞流浪宇宙。不久后，另一个团队利用凯克望远镜和韦布空间望远镜（JWST）对TDE 2025abcr进行了观测，首次清晰观察到TDE固有的红外辐射，其比预期略强的辐射表明游荡黑洞周围存在一个稀疏的恒星群，或许是它原本星系的残余。未来科学家计划利用更精准的夜空巡天观测，从每年探测到的数千次TDE中发现更多游荡的黑洞。（《科学》新闻）
· 医学·
诺奖得主新发现：新型基因编辑方法能粉碎癌细胞DNA
据《自然》新闻（Nature news）消息，研究人员发现可以利用一种特殊的CRISPR相关酶Cas12a2，使其识别癌细胞产生的特定信使RNA（mRNA）后，广泛切碎癌细胞的基因组DNA，从而导致癌细胞死亡。在两篇发表于《自然》（Nature）的论文（论文1、论文2）中，犹他大学医学院的分子生物学家Yang Liu团队和加州大学伯克利分校珍妮弗·杜德纳（Jennifer A. Doudna）另一研究团队分别将Cas12a2的向导RNA对准了含有TP53或KRAS基因突变体的癌细胞。多达一半的癌症中都存在TP53突变，而KRAS突变会导致细胞生长失控，与一些致死率较高的癌症有关。
Cas12a2是来自微生物的防御工具，此前研究人员曾发现，在识别到与预期向导RNA匹配的RNA后，这种酶会广泛切割RNA来源细胞的DNA，导致细胞停止生长。最新这两项在癌症中的研究显示，Cas12a2具有显著的特异性，即使突变RNA与正常RNA仅相差一个碱基，这个系统仍能优先杀死携带癌症相关突变的细胞。在体外培养的人细胞中，以及携带突变TP53肿瘤或人乳头瘤病毒（HPV）驱动肿瘤的小鼠中，相关干预都能选择性破坏或缩小肿瘤。不过，这项技术距离人体治疗仍很远：首先是Cas12a2蛋白分子量较大，如何递送入细胞还有待解决。另一个挑战是，该系统在实验中并未杀死全部癌细胞。研究者认为，它未来或可与其他疗法联合使用，以提高疗效并降低耐药风险。（Nature news）
· 神经科学·
肠胃也能帮助大脑形成记忆，特别是饮食经历
图片来源：Unsplash
我们通常将记忆几乎完全与大脑联系起来，认为大脑既形成记忆又储存记忆。但最近一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的新研究显示，从肠道经由迷走神经传递的信号还能帮助形成记忆。也就是说，我们的肠道可能在帮助我们记住经历方面发挥重要作用，尤其是与食物相关的经历。
这项研究重点关注连接消化系统和大脑的迷走神经。研究人员发现，当大鼠摄入营养丰富的食物后，与海马体（大脑中负责学习和记忆的关键区域）相连的神经元会释放更高水平的乙酰胆碱。这种神经递质有助于记忆的形成，并帮助大脑编码新的体验。而这一过程取决于肠道通过迷走神经传递的信号。当研究人员阻断迷走神经的通讯时，乙酰胆碱增加的反应就消失了，而这些大鼠在需要记住最近食物来源位置的记忆测试中表现也更差。研究人员发现，大脑的记忆系统似乎主要对食物的营养成分而非其味道做出反应。而尽管高脂肪或高糖食物能激发强烈的记忆反应，但研究人员也发现，长期接触这些食物会随时间推移削弱记忆形成相关的反应。比如，幼年时期食用这种饮食的大鼠，成年后肠道与海马体之间的信息交流较弱。即使恢复健康饮食后，这些大鼠的记忆相关脑反应仍然减弱，在食物位置记忆任务中的表现也较差。科学家此前已经知道，肥胖、不良饮食习惯和糖尿病等代谢紊乱与认知能力下降有关。这项新研究可能揭示了其中一个原因，长期接触垃圾食品可能会扰乱或破坏肠道与大脑之间的联系。（University of Southern California）
撰文、整理：不周、clefable
封面图来源：Unsplash+
本文来自微信公众号“环球科学”。如需转载，请在“环球科学”后台回复“转载”，还可通过公众号菜单、发送邮件到newmedia@huanqiukexue.com与我们取得联系。相关内容禁止用于营销宣传。
热门跟贴