一周趣科学 vol.19

作者: 牧心

来源: 科学大院

发布日期: 2024-05-18 07:01:29

本周科学榨菜上新啦!课代表为你快速梳理近期科学界有趣又有料的新鲜事!科学新鲜报,早看早学到~本期导读包括:1. 为了大业甘当卧底的染色体监视基因;2. 受精卵二裂时期的细胞命运已被封印;3. 更大规模太阳风暴即将携带极光降临;4. 报道称人工智能已经学会欺骗和攻心;5. 云南腾冲热泉中发现碳循环关键古菌。

在癌细胞中当“卧底”的基因;更大规模极光可能正在路上

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本期导读

1. 为了大业甘当卧底的染色体监视基因;

2. 受精卵二裂时期的细胞命运已被封印;

3. 更大规模太阳风暴即将携带极光降临;

4. 报道称人工智能已经学会欺骗和攻心;

5. 云南腾冲热泉中发现碳循环关键古菌;

研究揭示癌细胞内的“卧底”蛋白 PARP1 是人体细胞中一种负责监视染色体的蛋白质。当它感知到 DNA 中的断裂或损伤时,它会把一种被称为 ADP 的“悬赏告示”贴在“告示栏”上,以此来招募细胞中的“维修工”来对 DNA 进行修复。

除了 PARP1 之外,正常的人体细胞中还存在着其它的染色体监视者。但是在一些癌症细胞当中,其它的监视者都突变而失去功能,就只剩下 PARP1 在工作。科学家们针对这一现象开发了一种治疗方案:抑制这类细胞中的 PARP1,如此一来,癌细胞中就没有任何染色体监视者了,因此细胞染色体很快就会出问题,细胞就会死掉。

即便如此,科学家还是有所疑惑。正常细胞突变为癌细胞的过程,就好比叛军攻入皇城抢班夺权。在这个过程中,许多基因“重臣”要么反抗失败被关闭,要么彻底“叛变投敌”,而 PARP1 却默默无闻地继续着自己之前的工作,仿佛细胞里发生的一切都与它无关。近日,《自然·结构与分子生物学》上的一篇文章揭开了 PARP1 的秘密。原来,它是暗藏在癌细胞里的“卧底”!

每个个人都是从一颗受精卵逐渐发育而来的。

卵细胞受精后,会快速地进行一变二、二变四、四变八、八变十六的分裂。这十六个细胞如果分离开的话,每一个都有发育成一个单独个体的潜力,这也是同卵双胞胎的起源。因此,一直以来人们都认为,这十六个细胞应该是一模一样的,没有任何差别。但近日发表在《细胞》杂志上的一项研究表明,人体细胞的不对称比想象中出现得要更早——不是十六细胞阶段,甚至也不是八细胞、四细胞阶段,而是二细胞阶段。

上个周六,你的朋友圈是否也被极光刷屏了?本次极光事件不寻常的地方在于,它出现的范围比平时大得多,甚至在美国的佛罗里达州也能看到,而佛罗里达州的纬度与长沙接近,跟“极”完全不沾边。对于太空天气科学家来说,由猛烈的太阳风暴产生的极光,是人们期待已久又引人注目的证据,表明太阳正接近其 11 年活动周期的顶峰。卫星运营商、电网管理者和其他维护关键技术基础设施的人员,却无心欣赏这一美景。

太阳风暴对人类电力设施产生无法想象的冲击,幸而有技术人员的坚守与机变,大多数主要系统都经受住了这次冲击。我国天宫空间站的三名宇航员也安然度过了此次太阳风暴的袭击。这是一个好消息,因为科学家预测,今年晚些时候将有更加凶险的风暴要来。

阿西莫夫在《我是机器人》中提出了“机器人三定律”,第一条就是:“机器人不能伤害人类。”但不幸的是,目前许多人人工智能 (AI) 系统已经学会了如何欺骗人类,甚至是经过训练变得乐于助人且诚实的系统。近日发表在《模式》杂志上的一篇文章中,研究人员描述了人工智能系统欺骗的风险,并呼吁各国政府制定强有力的法规来尽快解决这一问题。

古菌可不是古老的细菌,而是与细菌有明显区别的单细胞原核生物。

之所以称为“古”,是因为它们可能是最早出现在地球上的一类生命。也正是因为如此,古菌似乎并不喜欢现在地球上“舒适”的生态环境,而是更加喜欢极热、极碱、极酸、高盐的极端环境,毕竟它们刚诞生的时候,地球就是这么的极端。由于古菌喜欢生活在极端环境里,所以很难培养,这对古菌研究造成了很大困难。因此,这些古菌的多样性、功能和地质影响尚不清楚。

这就要求科学家们走访古菌的各个“老家”,去他们的栖息地进行上门走访,才能一睹它们的秘密。

中国科学技术大学的花正双教授与合作者一起,研究了 2016 年至 2021 年收集的来自我国云南腾冲 48 个地热泉的 152 个泉水样本,通过分析泉水中的全部基因组,来探索泉水中古细菌的基因组多样性。那么,研究这些早期版本的生命,对于今天的生物界来说有什么现实意义呢?

原来,作为生命之树中最不为人所知的领域,古细菌是微生物学和生物地球化学研究的主要前沿。地球上的生物要想生存,都要依赖一定量的物质。试想,如果每个生物死后,体内的化学物质不能得到循环利用,那么新的生物就没有物质可用了,生命也就结束了。古细菌就在物质循环过程中起了非常隐蔽却非常重要的作用。它们能把生物体内的硫、氮、碳等元素重新释放回地球环境中,从而让新的生命有物质可用。

这种循环被科学家称为“生物地球化学循环”。而在本次对热泉古菌的研究中,研究者发现了许多具有特殊功能的古菌。例如一类被称为 Thermoproteales 的生物拥有参与二羧酸-羟基丁酸(DC/4-HB)循环的一整套基因,它们能够以各种意想不到的方式来操控碳原子,可能是热泉碳循环中的关键角色。相关研究近日发表在《自然·通讯》杂志上。

该研究扩大了古菌基因库的全球储备,并阐明了它们在陆地地热生态系统中的潜在生态作用和互作关系。

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