中科院科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物孤雄生殖

10月11日，媒體報(bào)道中國(guó)科學(xué)家，在世界上首次成功培育出具有兩個(gè)父系基因組的孤雄小鼠。這一成果由中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所胡寶洋研究員、周琪研究員和李偉研究員團(tuán)隊(duì)合作完成。他們通過(guò)對(duì)單倍體胚胎干細(xì)胞進(jìn)行印記基因修飾并利用該細(xì)胞進(jìn)行復(fù)雜胚胎操作的形式，得到了世界上首只雙父親來(lái)源的小鼠。相關(guān)工作以長(zhǎng)文的形式在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞干細(xì)胞》（Cell stem cell）上發(fā)表。

這一研究成果證實(shí)了，即便在最高等的哺乳動(dòng)物中，孤雄生殖也有可能實(shí)現(xiàn)。此前科學(xué)家們已經(jīng)培育出了兩個(gè)母系基因組的孤雌小鼠，孤雄小鼠的誕生，意味著在基因?qū)用嫔?，中?guó)科學(xué)家對(duì)性別的理解和掌控能力都有了進(jìn)一步的提升。

大腦睡與醒的“調(diào)控開(kāi)關(guān)”找到

10月26日，《科學(xué)》雜志刊發(fā)了陸軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院胡志安教授課題組題為《丘腦室旁核是丘腦中維持覺(jué)醒的關(guān)鍵核團(tuán)》的研究成果，首次證實(shí)丘腦室旁核是覺(jué)醒維持的關(guān)鍵腦區(qū)，并清晰揭示丘腦室旁核維持覺(jué)醒的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制。

長(zhǎng)期以來(lái)，丘腦被推測(cè)與覺(jué)醒維持有關(guān)，但丘腦包含30余個(gè)核團(tuán)，究竟哪個(gè)核團(tuán)對(duì)覺(jué)醒維持起關(guān)鍵作用一直不得而知。在睡眠與覺(jué)醒不同時(shí)期丘腦神經(jīng)元的興奮性規(guī)律中，胡志安教授課題組發(fā)現(xiàn)丘腦室旁核的活動(dòng)與覺(jué)醒關(guān)聯(lián)緊密，并實(shí)驗(yàn)證實(shí)丘腦室旁核對(duì)覺(jué)醒維持起關(guān)鍵作用?！笆鞘遗院丝刂品艉?，誘導(dǎo)人從睡到醒的轉(zhuǎn)化。”胡志安表示，該發(fā)現(xiàn)對(duì)臨床有3個(gè)方面的潛在意義。

大腦發(fā)育過(guò)程中存在大量DNA變異

美國(guó)桑福德—伯納姆·普利比斯醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所研究人員24日在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上發(fā)表論文稱，他們利用自己開(kāi)發(fā)的一種新的單細(xì)胞分析方法，發(fā)現(xiàn)在小鼠大腦發(fā)育階段，腦細(xì)胞中存在的數(shù)千個(gè)此前未知的DNA變異，這為進(jìn)一步了解大腦機(jī)制提供了新線索。

與身體其他部位的大多數(shù)細(xì)胞不同，我們每個(gè)腦細(xì)胞中的DNA都是不一樣的，存在著所謂的“基因組拷貝數(shù)變異”（CNVs）。正是腦細(xì)胞中DNA的這些變化，才會(huì)導(dǎo)致阿爾茨海默氏癥和自閉癥，才會(huì)使我們的個(gè)性發(fā)展因人而異。但由于目前用于研究單個(gè)腦細(xì)胞中“基因組拷貝數(shù)變異”的技術(shù)尚不完備，科學(xué)家還無(wú)法檢測(cè)100萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)以下的DNA序列，因此對(duì)“基因組拷貝數(shù)變異”的許多細(xì)節(jié)信息也就不甚了解，例如這些變化是何時(shí)出現(xiàn)的？它們的位置在哪里？這些變化是隨機(jī)的還是受調(diào)控的等等。

新戒煙法利用工程酶消除煙癮

很多人明知吸煙有害而仍犯險(xiǎn)。而在戒煙者中，約有75%的人會(huì)復(fù)發(fā)。之所以如此，主要原因在于這些人對(duì)尼古丁產(chǎn)生了依賴。美國(guó)斯克里普斯研究所開(kāi)發(fā)出一種新的戒煙方法，利用一種工程酶消除煙癮，效果良好。研究人員17日在《科學(xué)進(jìn)展》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表研究報(bào)告稱，小鼠實(shí)驗(yàn)顯示，新方法不僅可以降低對(duì)尼古丁的依賴，還可防止煙癮復(fù)發(fā)。

研究人員對(duì)一種由惡臭假單胞菌產(chǎn)生的酶NicA2-J1進(jìn)行修改，優(yōu)化其效力、在血液中的停留時(shí)間和其他藥理學(xué)特性，以期達(dá)到降低血液中尼古丁含量的效果。小鼠實(shí)驗(yàn)顯示，在持續(xù)給藥（尼古?。┑那闆r下，注射NicA2-J1的小鼠血液中的尼古丁分子含量明顯低于未注射該酶的對(duì)照組小鼠，而在停止給藥后，前者的戒斷癥狀也要小于后者。進(jìn)一步研究表明，NicA2-J1可以降低成癮小鼠對(duì)尼古丁的強(qiáng)迫性需求，經(jīng)治療后小鼠對(duì)尼古丁的欲望明顯降低，戒斷后復(fù)發(fā)的可能性也低很多。

研究發(fā)現(xiàn)甲醛是發(fā)生霧霾的重要因素

根據(jù)發(fā)表在《Geophysical Research Letters》期刊上的一項(xiàng)研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了造成冬季霧霾的一個(gè)新元兇。來(lái)自哈佛和兩所中國(guó)大學(xué)的科學(xué)家報(bào)告稱，甲醛的釋放——主要來(lái)自汽車、化工和煉油廠——在產(chǎn)生厚重且有毒的污染中發(fā)揮的作用，比人們從前的認(rèn)知更大。

科學(xué)家認(rèn)為，霧霾中“很大一部分”的硫都是燃煤釋放的甲醛和二氧化硫的化學(xué)作用下的產(chǎn)物。中國(guó)減少霧霾的努力最近集中在降低二氧化硫的排放量上。盡管這些努力已經(jīng)展示了一些成效，去年冬天，污染記錄大幅下降，但研究表明，要提升空氣質(zhì)量，中國(guó)可以通過(guò)更為直接的努力進(jìn)一步減少車輛和工業(yè)精煉釋放的甲醛。

MIT現(xiàn)細(xì)胞大小的合成機(jī)器人，用的是石墨烯

美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）最新設(shè)計(jì)出只有人類卵細(xì)胞大小的機(jī)器人，通過(guò)在膠質(zhì)物上安裝2D電子設(shè)備的設(shè)計(jì)。但當(dāng)時(shí)并未找到大規(guī)?？焖僦苽溥@種微型機(jī)器人的工藝方法，該團(tuán)隊(duì)10月中旬通過(guò)向2D石墨烯材料和電路材料進(jìn)行“全自動(dòng)射孔”的方法大規(guī)模生產(chǎn)這種機(jī)器人。

參與研究的論文共同署名科研人員Albert Liu稱“這一可控分裂的通用方法可以作為很多大規(guī)模的制備工藝?！被旧峡梢赃x擇任意2D材料，這讓未來(lái)研究者們量身定做地生產(chǎn)機(jī)器人成為可能，其厚度可達(dá)原子級(jí)。這些合成的細(xì)胞可以在內(nèi)存陣列中存儲(chǔ)信息，隨后可以使用電極讀取，甚至可以擦除重新利用。在實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功地將M、I、T三個(gè)字母的信息編碼進(jìn)合成細(xì)胞的內(nèi)存陣列中，而且被證明其在水中懸浮數(shù)個(gè)月后仍然可以讀取。

“基因剪刀”可讓蚊子走向滅亡

英國(guó)《自然·生物技術(shù)》雜志9月25日在線發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示：一種新的“基因驅(qū)動(dòng)”機(jī)制，可以導(dǎo)致攜帶瘧疾的籠養(yǎng)蚊子種群完全崩潰。在實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有發(fā)生突變阻止“基因驅(qū)動(dòng)”的傳播，使其成為第一個(gè)有望在野外生效的“基因驅(qū)動(dòng)”。

所謂“基因驅(qū)動(dòng)”，是指特定基因有偏向性地遺傳給下一代的一種自然現(xiàn)象。借助被稱為“基因剪刀”的CRISPR基因編輯技術(shù)，科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出人工“基因驅(qū)動(dòng)”系統(tǒng)。而構(gòu)建“基因驅(qū)動(dòng)”的目的，是讓特定基因產(chǎn)生遺傳優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)幾代繁殖后傳播到整個(gè)種群中。就蚊子而言，基于CRISPR的“基因驅(qū)動(dòng)”可以將特定基因遺傳給99%的后代，而常規(guī)基因的遺傳率為50%。（編輯/侯幫虎）