环球科学：帮人类活过黑死病的基因，今天却让人更易患病

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　　· 古人类学 ·

　　首次发现尼安德特人家庭

　　尼安德特人在大约43万年至4万年前生活在亚欧大陆西部，是现代人的近亲。研究人员从俄罗斯西伯利亚阿尔泰山脉的两个洞穴中提取出了13个尼安德特人的DNA。研究人员发现，其中一个洞穴中的一些尼安德特人具有亲缘关系，从而能为尼安德特人的社会组织形式提供新的简介。相关论文发表在《自然》杂志上。

　　研究人员发现，来自Chagyrskaya洞穴中的尼安德特人包括一名父亲和他十几岁的女儿，以及两名二级亲属。这些结果表明他们中至少有部分人生活在同一时期。他们还发现，这些个体中的Y染色体遗传多样性（在父系中传递）远低于线粒体DNA（在母系中传递），这表明女性迁移的比男性多。研究人员表示最好的解释是尼安德特人社群规模较小（约20名个体），其中60%及以上的女性来自其他群体，而男性则留在原社群。研究人员表示，由于样本量较小，这或许不能代表所有尼安德特人。未来需要研究更多来自其他尼安德特人社群的个体。

　　· 遗传学 ·

　　黑死病幸存者的遗传特征与当今的自身免疫性疾病有关

　　黑死病由鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis）引起，曾在14世纪席卷欧亚大陆，据估计最多造成了60%的当地人口死亡。一支国际科学家团队分析了这场大流行中受害者和幸存者的DNA，寻找决定生死的关键遗传差异，最近他们将研究成果发表在《自然》杂志。

　　这项研究覆盖了这场大流行抵达伦敦前、中、后共计100年的时间。科学家从瘟疫前死亡、瘟疫中死亡或幸存下来的人类遗骸中提取出超过500个DNA样本。在这些样本中，研究者要寻找与鼠疫相关的基因适应迹象。他们锁定了四个基因，都是在病原体入侵时提供保护的基因，并发现这些基因之中，有的等位基因有保护性，有的等位基因则没有。比如，ERAP2基因在感染早期的免疫反应中有重要作用，其中一个等位基因能让人更好地对抗鼠疫，携带这种突变的人类在疫情中的存活率明显更高。不过科学家也发现，在黑死病肆虐时期保护人类的那种ERAP2基因突变，如今却与克罗恩病等自身免疫疾病的风险增加有关。科学家说，当年有利于生存的基因，今天可能不那么有用。

　　· 天文学 ·

　　中国天眼FAST发现宇宙中最大原子气体结构

　　FAST探测到的在著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”周围天区中的原子气体分布（用红色光晕显示；光晕越薄表示气体柱密度越低）。图片来源：NASA、ESA、CSA、STScI

　　近日，中国科学院国家天文台徐聪研究员领导的国际团队，利用中国天眼FAST对著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周围天区的氢原子气体进行了成像观测，发现了1个尺度大约为2百万光年的巨大原子气体系统，比我们所在的银河系大20倍。得益于FAST超高灵敏度带来的前所未有的极端暗弱天体探测能力，这是迄今为止在宇宙中探测到的最大的原子气体系统。相关论文发表在《自然》杂志上。

　　FAST这项最新发现表明，在远离该星系群中心的外围空间存在大尺度的低密度原子气体结构。这些气体结构的形成很可能与“斯蒂芬五重星系”早期形成时，星系间相互作用的历史有关，已经存在了大约十亿年。这项发现对研究星系及其气体在宇宙中的演化提出了挑战，因为现有理论很难解释为什么在如此漫长的时间里，这些稀薄的原子气体仍没有被宇宙空间中的紫外背景辐射电离。FAST的这项观测成果预示着宇宙中可能存在更多这样大尺度的低密度原子气体结构。（国家天文台）

　　· 微生物学 ·

　　分解尼古丁的细菌可以从吸烟相关肝脏疾病中保护小鼠

　　根据世界卫生组织的说法，吸烟是世界可预防死亡的首要原因。戒烟是增加寿命的有效方式，但由于强成瘾性和尼古丁的戒断症状，戒烟很难。最近，在一项发表于《自然》杂志的研究中，科学家找到一种能分解尼古丁的肠道细菌，且这种细菌在小鼠中展现出了对吸烟相关脂肪肝疾病进展的保护作用。

　　研究者检测了30名吸烟者和30名非吸烟者的粪便和血清样本，发现在尼古丁暴露后肠道有高水平尼古丁累积；在尼古丁暴露的小鼠模型中也观察到类似结果，这种累积在小鼠中与非酒精性脂肪肝患病风险增加有关。科学家将无菌小鼠（没有任何微生物）和那些预先特化肠道菌群的小鼠，结果显示在无菌小鼠中尼古丁水平更高，说明特定肠道菌群或可调节尼古丁水平。研究者筛选了小鼠的菌群，寻找携带尼古丁分解酶基因的菌株，识别出解木聚糖拟杆菌（Bacteroides xylanisolvens）降低了暴露于尼古丁小鼠的肠道尼古丁浓度，并降低了它们的非酒精性脂肪肝的严重程度。解木聚糖拟杆菌也能天然发现于人类肠道，但研究者认为还需要进一步研究肠道菌群在人体中分解尼古丁以及预防吸烟相关疾病的能力。

　　· 化学 ·

　　拥有氧气或许并不能证明一个星球拥有生命

　　当恒星辐射能量足够高时，就能电离SO?产生氧气。图片来源：University of Gothenburg

　　氧气非常活跃，如果没有稳定的产生机制，会很快被氧化作用消耗殆尽。地球上的氧气是光合作用的副产物，有研究人员认为在系外行星大气中寻找氧气存在的证据是寻找地外生命的一个重要方法。但这一方法需要证明生命活动是唯一能稳定产生氧气的机制。而近日在《科学·进展》上发表的一篇论文中，科学家证明氧气可以由非生命活动产生，从而证明拥有氧气或许并不能证明一个星球拥有生命。

　　研究人员表示，氧气可能是由SO?电离产生的。恒星的高能辐射可能会电离SO?，使其解体成O?+离子，随后产生氧气。而行星本身的火山活动能向大气中排放大量SO?，这种机制能大大提升行星大气中的氧气浓度，比如木星卫星木卫一、木卫二和木卫三大气中的氧气就可能产生于类似的机制。

　　· 化学 ·

　　将二氧化碳转化为多碳化合物的有效方法

　　为了减少温室气体，科学家曾提出利用电化学将二氧化碳转化为高价值的多碳化合物，作为合成燃料的潜在原料。但是，现有的催化方法效率有限。近日，一项发表在《自然·催化》的研究利用一种具有两个催化区域的串联电极材料，大幅提升了二氧化碳转化成多碳化合物的效率。

　　串联电极的两个区域分别包含银或铁-氮-碳催化剂，以及铜催化剂。二氧化碳先在铁-氮-碳或银的催化下转化为一氧化碳，再在铜的催化下生成多碳产物。科学家使用了多孔电极材料，并通过调控二氧化碳的通入速率和两个催化区域的相对尺寸来提高二氧化碳的催化速率。这项研究具有极大的应用潜力。

　　· 新冠疫情 ·

　　据国家卫健委官方数据，10月19日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例211例。其中境外输入病例47例（广东14例，福建12例，四川7例，北京5例，天津3例，上海2例，江苏2例，内蒙古1例，云南1例），含4例由无症状感染者转为确诊病例（广东2例，内蒙古1例，四川1例）；本土病例164例（内蒙古29例，广东26例，陕西25例，北京14例，山西12例，江苏11例，浙江8例，河南7例，湖南7例，重庆6例，新疆6例，四川4例，天津3例，云南2例，辽宁1例，福建1例，广西1例，西藏1例），含20例由无症状感染者转为确诊病例（江苏4例，陕西4例，北京3例，内蒙古3例，浙江2例，重庆2例，山西1例，湖南1例）。无新增死亡病例。无新增疑似病例。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者751例，其中境外输入108例，本土643例（新疆121例，广东58例，内蒙古53例，陕西50例，云南45例，湖南39例，四川38例，湖北30例，天津27例，浙江21例，重庆19例，河北18例，广西18例，江苏17例，河南17例，山东15例，甘肃15例，上海10例，宁夏6例，安徽5例，江西5例，北京4例，贵州4例，辽宁3例，山西2例，西藏2例，青海1例）。

　　截至2022年10月18日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗343848.2万剂次。

　　文：王昱、栗子、马一瑗