11月18日（星期一）消息，國外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下：

《自然》網(wǎng)站（www.nature.com）

腦細(xì)胞如何應(yīng)對人類巨大大腦帶來的壓力

與靈長類近親相比，人類進(jìn)化出了不成比例的大腦，但這種神經(jīng)系統(tǒng)的升級也伴隨著代價(jià)?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一些獨(dú)特的遺傳特征，這些特征揭示了人類腦細(xì)胞如何應(yīng)對維持巨大大腦功能的壓力。這項(xiàng)研究可能為進(jìn)一步探索帕金森病和精神分裂癥等疾病提供新思路。

這項(xiàng)研究最近發(fā)表在預(yù)印本服務(wù)器bioRxiv上，重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的神經(jīng)元。多巴胺對運(yùn)動、學(xué)習(xí)和情緒處理至關(guān)重要。

通過比較人類、黑猩猩、獼猴和猩猩的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)多巴胺神經(jīng)元，美國加州大學(xué)舊金山分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，與其他靈長類動物相比，人類多巴胺神經(jīng)元中更多地表達(dá)了促進(jìn)抗氧化劑活性的基因。

在對人類和黑猩猩神經(jīng)元的分析中，研究人員發(fā)現(xiàn)，人類神經(jīng)元表現(xiàn)出更高水平的管理氧化應(yīng)激的基因——這種應(yīng)激是一種由多巴胺產(chǎn)生過程中消耗大量能量而引發(fā)的細(xì)胞損傷。這些基因編碼的酶能夠分解并中和有毒的活性氧分子，從而保護(hù)細(xì)胞免受損害。

神經(jīng)科學(xué)家表示，這些尚未經(jīng)過同行評議的研究成果是理解人類大腦進(jìn)化，以及這一進(jìn)化帶來的潛在積極與消極影響的重要一步?！霸噲D了解人類大腦的獨(dú)特性是非常有趣且重要的，這可能在未來幫助開發(fā)新的療法，甚至預(yù)防疾病的發(fā)生?！?/p>

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

研究發(fā)現(xiàn)22種農(nóng)藥與前列腺癌相關(guān)

美國斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員最近在《癌癥》（Cancer）雜志上發(fā)表了一項(xiàng)報(bào)告，指出在美國，有22種農(nóng)藥與前列腺癌風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。其中，4種農(nóng)藥還與前列腺癌患者的死亡有關(guān)。

研究人員強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)研究并不能證明這些農(nóng)藥會直接導(dǎo)致前列腺癌。目前還不清楚研究中被診斷為前列腺癌的患者是否確實(shí)接觸過這些農(nóng)藥。

盡管前列腺癌是美國第二大常見癌癥，其一些危險(xiǎn)因素仍然難以確定。部分農(nóng)藥被認(rèn)為可能增加前列腺癌風(fēng)險(xiǎn)，但此前的研究存在局限性，僅涵蓋小范圍地理區(qū)域或有限幾種農(nóng)藥。因此，研究人員分析了美國3100多個(gè)縣的前列腺癌發(fā)病率，并綜合了近300種農(nóng)藥的使用數(shù)據(jù)。

在調(diào)整了年齡分布等因素后，研究發(fā)現(xiàn)，在22種特定農(nóng)藥使用量較高的縣，這些農(nóng)藥的使用幾年后與前列腺癌病例或死亡率增加有關(guān)。研究人員指出，農(nóng)藥的使用與癌癥的診斷之間通常存在較長的時(shí)間延遲，因?yàn)榍傲邢侔┑陌l(fā)病需要較長時(shí)間。這22種農(nóng)藥包括一些廣為人知的殺蟲劑，例如常用的除草劑2,4-D。

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

1、壓力是如何從根本上改變我們的記憶

加拿大多倫多病童醫(yī)院（SickKids）的研究人員發(fā)現(xiàn)，壓力會改變大腦對厭惡記憶的編碼和檢索方式，并探索出一種有前景的新方法，可幫助創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）患者恢復(fù)正常的記憶特異性。

在發(fā)表在《細(xì)胞》（Cell）雜志上的一項(xiàng)研究中，研究人員揭示了壓力誘發(fā)的厭惡記憶泛化的生物學(xué)機(jī)制，并提出了一種干預(yù)措施，有望幫助PTSD患者恢復(fù)適當(dāng)?shù)挠洃浱禺愋浴?/p>

在一項(xiàng)臨床前模型研究中，研究團(tuán)隊(duì)讓受試者在經(jīng)歷厭惡事件前處于急性但安全的壓力狀態(tài)下，從而產(chǎn)生一種非特異性的恐懼記憶。這種記憶可能會在與事件無關(guān)的安全情境中被觸發(fā)，類似于PTSD在患者中的表現(xiàn)。

隨后，研究人員分析了受試者的大腦記憶印痕——記憶在大腦中的物理表征。通常情況下，記憶印痕由少量神經(jīng)元組成，而壓力誘導(dǎo)的記憶印痕涉及更多神經(jīng)元。擴(kuò)大的印痕導(dǎo)致了泛化的恐懼記憶，即使在安全環(huán)境中也可能被重新喚起。

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，壓力會增加內(nèi)源性大麻素的釋放，這種物質(zhì)破壞了限制印痕規(guī)模的中間神經(jīng)元功能。通過阻斷這些中間神經(jīng)元上的內(nèi)源性大麻素受體，研究人員認(rèn)為可以有效預(yù)防PTSD中最令人衰弱的癥狀之一。

2、新型電生物柴油：更高效、更清潔的替代品

以柴油為燃料的汽車排放大量二氧化碳，這對脫碳構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。美國華盛頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種電生物柴油，其生產(chǎn)效率是大豆生物柴油的45倍，占用土地也減少了45倍。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在能源研究期刊《焦耳》（Joule）雜志上。

研究團(tuán)隊(duì)利用電催化技術(shù)（一種通過電子在催化劑表面與反應(yīng)物之間轉(zhuǎn)移而觸發(fā)的化學(xué)反應(yīng)），將二氧化碳轉(zhuǎn)化為生物兼容的中間體，如醋酸鹽和乙醇。隨后，這些中間體被微生物轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)或脂肪酸，成為生物柴油的原料。

他們開發(fā)的新型微生物與催化劑工藝，使得電生物柴油的太陽能-分子轉(zhuǎn)化效率達(dá)到4.5%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)生物柴油的效率。研究人員指出，陸地植物的自然光合作用效率通常低于1%，其中只有不到1%的太陽能量通過二氧化碳轉(zhuǎn)化為植物生物量。

為優(yōu)化電催化過程，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于鋅和銅的新型催化劑，這種催化劑可生成雙原子碳中間體。隨后，這些中間體由經(jīng)過基因工程改造的喬氏紅球菌（RHA1）細(xì)菌菌株轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)。該菌株還增強(qiáng)了乙醇的代謝潛力，有助于將醋酸鹽（一種中間產(chǎn)物）進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為脂肪酸。

研究團(tuán)隊(duì)對這一新工藝的氣候影響進(jìn)行了評估，結(jié)果顯示其具有令人鼓舞的潛力。通過使用可再生資源進(jìn)行電催化，每克電生物柴油生產(chǎn)過程中可減少1.57克二氧化碳，實(shí)現(xiàn)負(fù)排放的可能性。相比之下，傳統(tǒng)石油柴油每克排放0.52克二氧化碳，而大豆生物柴油每克脂質(zhì)排放2.5至9.9克二氧化碳。

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

1、AI如何將DNA秘密轉(zhuǎn)化為拯救生命的醫(yī)學(xué)見解

一種全新的人工智能（AI）模型通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)，解析轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合，聚焦于DNA“呼吸”過程。這一創(chuàng)新方法在預(yù)測轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位置的準(zhǔn)確性上提高了9.6%，為藥物開發(fā)和基因組研究提供了顛覆性的見解。

為了深入了解DNA在疾病中的作用，美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室（LANL）的科學(xué)家開發(fā)了一種開創(chuàng)性的多模態(tài)深度學(xué)習(xí)模型——EPBDxDNABERT-2。該模型專注于精準(zhǔn)識別轉(zhuǎn)錄因子（調(diào)節(jié)基因活性的蛋白質(zhì)）與DNA之間的相互作用。EPBDxDNABERT-2利用了“DNA呼吸”這一現(xiàn)象，即DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)自發(fā)性地局部打開和關(guān)閉的動態(tài)特性，從而捕捉到這些精細(xì)的變化。這一能力或?qū)⑼苿踊诨蚧钚韵嚓P(guān)疾病的藥物設(shè)計(jì)取得重要突破。

人類細(xì)胞中的DNA總長度相當(dāng)于30億個(gè)英文字母，它是細(xì)胞生長和功能的核心藍(lán)圖。轉(zhuǎn)錄因子通過結(jié)合DNA特定區(qū)域來調(diào)控基因表達(dá)，從而指導(dǎo)細(xì)胞發(fā)育和功能。這種調(diào)控過程在癌癥等疾病的發(fā)生中起到重要作用。因此，準(zhǔn)確預(yù)測轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，對于藥物開發(fā)具有深遠(yuǎn)意義。

研究團(tuán)隊(duì)基于DNA序列訓(xùn)練了一個(gè)基礎(chǔ)模型，并開發(fā)了一套DNA模擬程序，能夠捕捉大量DNA動力學(xué)特性。通過將這些動態(tài)數(shù)據(jù)與基因組基礎(chǔ)模型相結(jié)合，科學(xué)家創(chuàng)建了EPBDxDNABERT-2。該模型不僅可以處理跨染色體的基因組序列，還能將DNA動力學(xué)數(shù)據(jù)作為輸入。DNA呼吸，即DNA雙螺旋局部自發(fā)地打開與關(guān)閉，與轉(zhuǎn)錄活性（例如轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合）密切相關(guān)。

EPBDxDNABERT-2在多個(gè)數(shù)據(jù)集上的表現(xiàn)證明了其通用性、穩(wěn)健性和有效性。該模型代表了計(jì)算基因組學(xué)領(lǐng)域的一次重大飛躍，為分析復(fù)雜的生物機(jī)制提供了先進(jìn)的工具。

2、美國開發(fā)為軌道衛(wèi)星提供服務(wù)的機(jī)器人

美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室（NRL）海軍空間技術(shù)中心（NCST）與國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）合作，成功開發(fā)了一套適用于太空飛行的機(jī)器人設(shè)備，旨在為軌道衛(wèi)星提供服務(wù)。

在DARPA的資助下，NRL研發(fā)了“地球同步衛(wèi)星機(jī)器人服務(wù)”（RSGS）項(xiàng)目中的“集成機(jī)器人有效載荷”（IRP）。這一突破性技術(shù)已被移交給DARPA的商業(yè)合作伙伴，用于與任務(wù)機(jī)器人車輛（MRV）集成。MRV是一種專門支持航天器操作的系統(tǒng)。

地球同步衛(wèi)星位于地球表面上空約22000英里（35405公里）處，是軍事、政府、商業(yè)通信、地球觀測和國家安全服務(wù)的重要組成部分。

目前，地球同步衛(wèi)星面臨的主要問題之一是無法進(jìn)行在軌維修或升級。為解決這一困境，衛(wèi)星通常需要配備備用系統(tǒng)和額外燃料，這增加了衛(wèi)星的復(fù)雜性、重量和成本。研究人員指出，如果該項(xiàng)目成功實(shí)施，地球同步衛(wèi)星將能夠通過新技術(shù)實(shí)現(xiàn)在軌升級，從而大幅延長使用壽命。（劉春）