4月22日（星期二）消息，國(guó)外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下：

《科學(xué)》網(wǎng)站（www.science.org）

冷凍電鏡技術(shù)重大突破：極低溫成像難題被攻克

英國(guó)科學(xué)家通過(guò)改良冷凍電子顯微鏡技術(shù)（cryo-EM），成功攻克了困擾學(xué)界四十年的極低溫成像難題。這項(xiàng)突破性研究將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)觀測(cè)分辨率提升1.5倍，為藥物研發(fā)尤其是細(xì)胞膜蛋白研究開(kāi)辟了新路徑。

冷凍電子顯微鏡技術(shù)通過(guò)電子束轟擊冷凍蛋白質(zhì)樣本獲取原子級(jí)圖像。早在上世紀(jì)八十年代，研究人員就發(fā)現(xiàn)液氦冷卻理論上能減少電子束損傷，但實(shí)際成像效果反而比液氮更模糊。英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（LMB）的最新研究揭示了關(guān)鍵原因：在接近絕對(duì)零度的極低溫環(huán)境下，包裹蛋白質(zhì)的冰層會(huì)發(fā)生膨脹變形，導(dǎo)致樣本位移。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)改良解決了這一難題。首先將傳統(tǒng)銅制樣本臺(tái)替換為導(dǎo)熱性更好的金材料，有效消除電荷干擾；其次將樣本孔徑從400納米縮小至100納米，顯著抑制了冰層變形。在13K極低溫條件下，改良后的系統(tǒng)成功將分辨率提升至埃級(jí)（十分之一納米）。這項(xiàng)成果已發(fā)表于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）。

該突破對(duì)生物醫(yī)學(xué)研究具有重大意義。細(xì)胞膜蛋白作為重要的藥物靶點(diǎn)，由于難以結(jié)晶而無(wú)法使用X射線(xiàn)晶體學(xué)解析。冷凍電鏡分辨率的提升將突破現(xiàn)有觀測(cè)極限，使科學(xué)家能夠解析更小的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。目前，主流顯微鏡制造商已著手開(kāi)發(fā)新一代液氦冷卻系統(tǒng)，預(yù)計(jì)將推動(dòng)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究進(jìn)入全新發(fā)展階段。

《科學(xué)通訊》網(wǎng)站（www.sciencenews.org）

萬(wàn)億噸水去哪了？科學(xué)家警告全球水資源正加速流失

最新研究顯示，21世紀(jì)以來(lái)全球陸地水儲(chǔ)量正以驚人速度減少。根據(jù)《科學(xué)》（Science）雜志最近發(fā)表的研究報(bào)告，2000-2020年間，包括地下水、土壤水分和地表水在內(nèi)的陸地水系統(tǒng)損失了數(shù)萬(wàn)億公噸水資源，這一現(xiàn)象遠(yuǎn)超冰蓋融化的影響范圍。

韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)證實(shí)，僅2005-2015年十年間，全球陸地水儲(chǔ)量就減少了1.3萬(wàn)億公噸，直接導(dǎo)致海平面上升3.5毫米。其中土壤水分流失最為嚴(yán)重，2000-2002年間驟減1.6萬(wàn)億噸水，年均影響相當(dāng)于海平面上升2毫米，這一數(shù)據(jù)是同期格陵蘭冰蓋融化影響的兩倍以上。

美國(guó)亞利桑那大學(xué)專(zhuān)家分析指出，氣候變暖導(dǎo)致的水循環(huán)加劇是主因。一方面，高溫加速了地表蒸發(fā)和植物蒸騰；另一方面，降水模式改變使得更多降水直接形成徑流入海，而非補(bǔ)給土壤和地下水。研究顯示，這種趨勢(shì)與全球干旱區(qū)擴(kuò)張同步，而人類(lèi)地下水超采行為更使情況雪上加霜。

科學(xué)家警告，按照當(dāng)前趨勢(shì)，這種水資源流失將持續(xù)惡化。由于干旱區(qū)擴(kuò)張速度已超過(guò)濕潤(rùn)區(qū)增長(zhǎng)，自然恢復(fù)可能性極低，這將給全球生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)生存帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。研究強(qiáng)調(diào)，必須建立跨學(xué)科的水資源監(jiān)測(cè)體系，才能有效應(yīng)對(duì)這場(chǎng)正在蔓延的"水危機(jī)"。

《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com）

1、腦機(jī)接口新突破！軟質(zhì)腦干植入讓失聰者重獲清晰聽(tīng)力

過(guò)去幾十年，人工耳蝸?zhàn)鳛樽畛晒Φ纳窠?jīng)科技設(shè)備，幫助許多聽(tīng)障人士恢復(fù)聽(tīng)力。但對(duì)于耳蝸神經(jīng)嚴(yán)重?fù)p傷的患者，聽(tīng)覺(jué)腦干植入（ABI）是一種潛在替代方案。然而，現(xiàn)有ABI采用剛性植入體，難以與組織良好貼合，導(dǎo)致醫(yī)生通常需關(guān)閉大部分電極以避免副作用（如眩暈或面部抽搐），使得使用者僅能感知模糊聲音，言語(yǔ)識(shí)別能力有限。

近期，瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）軟質(zhì)生物電子界面實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一款柔性薄膜ABI。該裝置將微米級(jí)鉑電極嵌入硅膠基質(zhì)，形成厚度不足1毫米的可彎曲陣列。這種設(shè)計(jì)通過(guò)提升組織貼合度，有望減少非目標(biāo)神經(jīng)激活和副作用。

研究團(tuán)隊(duì)在聽(tīng)力正常的獼猴中進(jìn)行了系統(tǒng)性行為實(shí)驗(yàn)。通過(guò)訓(xùn)練動(dòng)物完成聽(tīng)覺(jué)辨別任務(wù)，研究人員評(píng)估了電刺激與自然聽(tīng)覺(jué)的匹配程度。實(shí)驗(yàn)表明，獼猴對(duì)軟質(zhì)ABI刺激的反應(yīng)與真實(shí)聲音幾乎無(wú)異，且未出現(xiàn)面部抽搐等副作用，證明該技術(shù)的可行性和安全性。

此外，軟質(zhì)ABI的柔性微加工特性使其能適配不同解剖結(jié)構(gòu)，未來(lái)可通過(guò)增加電極數(shù)量或優(yōu)化布局進(jìn)一步提升性能。當(dāng)前版本配備11個(gè)電極，未來(lái)可能大幅擴(kuò)展。

該研究發(fā)表于《自然-生物醫(yī)學(xué)工程》（Nature Biomedical Engineering）雜志。團(tuán)隊(duì)計(jì)劃與臨床機(jī)構(gòu)合作，在人類(lèi)ABI手術(shù)中進(jìn)行術(shù)中測(cè)試，驗(yàn)證其減少神經(jīng)誤激活的效果。這項(xiàng)技術(shù)為無(wú)法使用人工耳蝸的患者提供了新的希望，有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的聽(tīng)覺(jué)恢復(fù)。

2、歐洲馬鈴薯基因組解碼：基因庫(kù)有限但差異顯著

一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)成功解碼了多個(gè)歷史馬鈴薯品種的基因組，并開(kāi)發(fā)出高效分析數(shù)百個(gè)馬鈴薯基因組的新方法。

馬鈴薯是全球超過(guò)13億人口的主糧，但其育種進(jìn)展緩慢，部分流行品種甚至培育于數(shù)十年前。這一困境源于馬鈴薯基因組的復(fù)雜性——每個(gè)細(xì)胞含有四套基因組副本，遠(yuǎn)超普通作物的兩套，使得傳統(tǒng)雜交育種面臨巨大挑戰(zhàn)。

該研究由德國(guó)慕尼黑大學(xué)、馬克斯·普朗克植物育種研究所等機(jī)構(gòu)與中國(guó)西安交通大學(xué)的科學(xué)家合作完成。團(tuán)隊(duì)選取了18世紀(jì)以來(lái)的歷史品種進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代歐洲馬鈴薯的遺傳多樣性極低，僅十個(gè)品種就覆蓋了約85%的遺傳變異。這一現(xiàn)象歸因于“瓶頸效應(yīng)”：馬鈴薯自16世紀(jì)從南美洲引入歐洲時(shí)，適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體稀少，隨后又因病害（如1840年代導(dǎo)致愛(ài)爾蘭大饑荒的馬鈴薯晚疫?。┻M(jìn)一步縮減基因庫(kù)。

然而，研究也發(fā)現(xiàn)，盡管基因庫(kù)狹窄，馬鈴薯單個(gè)染色體副本間的差異卻異常顯著，差異程度達(dá)到人類(lèi)的二十倍。這種變異可能源于馬鈴薯在南美洲馴化初期（約一萬(wàn)年前）的野生種雜交。

基于解碼結(jié)果，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新方法，可快速比對(duì)歐盟約2000個(gè)注冊(cè)馬鈴薯品種的基因組數(shù)據(jù)，大幅提升育種效率。該方法已在經(jīng)典品種“Russet Burbank”（1908年培育，至今仍是炸薯?xiàng)l主要原料）上驗(yàn)證成功。研究團(tuán)隊(duì)表示，基因組數(shù)據(jù)的完善將為傳統(tǒng)育種和基因編輯等新技術(shù)提供關(guān)鍵支持，推動(dòng)馬鈴薯育種的突破性進(jìn)展。

《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com）

1、健康老齡化不是夢(mèng)！哈佛最新研究揭示最佳飲食策略

美國(guó)哈佛大學(xué)陳曾熙公共衛(wèi)生學(xué)院、丹麥哥本哈根大學(xué)及加拿大蒙特利爾大學(xué)的聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，以植物性食物為主、適量攝入健康動(dòng)物性食物并減少超加工食品的飲食模式，可顯著提高健康老齡化的概率。健康老齡化定義為70歲及以上時(shí)未患重大慢性疾病，且認(rèn)知、身體及心理健康狀態(tài)良好。

該研究追蹤了10.5萬(wàn)名39-69歲的參與者，歷時(shí)30年，分析了八種飲食模式的影響，包括替代健康飲食指數(shù)（AHEI）、降壓飲食法（DASH）、星球健康飲食指數(shù)（PHDI）等。這些飲食模式均強(qiáng)調(diào)水果、蔬菜、全谷物、堅(jiān)果和豆類(lèi)的攝入，部分包含適量魚(yú)類(lèi)和乳制品。

結(jié)果顯示，AHEI飲食表現(xiàn)最佳，其參與者在70歲和75歲時(shí)健康老齡化的概率分別比最低組高86%和2.2倍。PHDI飲食同樣表現(xiàn)優(yōu)異，注重植物性食物以減少對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。相反，超加工食品（如加工肉類(lèi)和含糖飲料）的高攝入會(huì)顯著降低健康老齡化概率。

研究人員指出，健康飲食模式可靈活調(diào)整以適應(yīng)個(gè)人需求，但總體應(yīng)以植物性食物為主，輔以適量健康動(dòng)物性食物。該研究為未來(lái)膳食指南的制定提供了重要依據(jù)，但也存在局限性，如參與者均為醫(yī)療行業(yè)從業(yè)者，未來(lái)需在更廣泛人群中驗(yàn)證結(jié)論的普適性。

2、人類(lèi)文明的暗面：遠(yuǎn)古居所暴露人類(lèi)社會(huì)的貧富裂痕

考古證據(jù)表明，人類(lèi)居住歷史中很早就出現(xiàn)了社會(huì)不平等。在坦桑尼亞奧杜威峽谷發(fā)現(xiàn)的石質(zhì)結(jié)構(gòu)可能是約170萬(wàn)年前早期人類(lèi)建造的居所，但明確的永久性住房直到約2萬(wàn)年前才出現(xiàn)。從那時(shí)起，隨著定居社會(huì)的發(fā)展，住房遺跡不僅反映了人類(lèi)生活方式的演變，也揭示了日益加劇的社會(huì)不平等。

在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）的一期特刊中，來(lái)自全球的學(xué)者利用一個(gè)包含5.5萬(wàn)條住房面積數(shù)據(jù)的考古數(shù)據(jù)庫(kù)，分析了住房規(guī)模與不平等的關(guān)系。該數(shù)據(jù)庫(kù)由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的“全球不平等動(dòng)態(tài)（GINI）項(xiàng)目”建立，涵蓋從意大利龐貝古城到歐亞非及美洲的眾多遺址，時(shí)間跨度從約1.2萬(wàn)年前至工業(yè)革命前夕。

研究發(fā)現(xiàn)，住房面積的差異與財(cái)富不平等密切相關(guān)。在前工業(yè)社會(huì)中，住宅大小的變化可以保守估計(jì)當(dāng)時(shí)的財(cái)富差距。特刊中的研究還探討了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與不平等的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)極端不平等往往出現(xiàn)在土地成為稀缺資源并被壟斷的社會(huì)中。然而，部分社會(huì)通過(guò)治理實(shí)踐避免了不平等的惡化，表明制度安排對(duì)經(jīng)濟(jì)公平具有重要影響。

該研究強(qiáng)調(diào)，促進(jìn)公平發(fā)展的關(guān)鍵在于制定政策，減少當(dāng)前家庭生產(chǎn)力與未來(lái)增長(zhǎng)之間的不平衡。考古記錄不僅揭示了不平等的歷史根源，也為現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)差距提供了借鑒。（劉春）