环球科学：限制饮食不仅延长寿命，还能减缓大脑衰老；...

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　　限制饮食不仅延长寿命，还能减缓大脑衰老

　　限制卡路里摄入有改善机体健康、延长寿命等多种益处。近期，在一篇发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的论文中，美国巴克衰老研究所的科学家发现限制饮食可以通过调控一个关键的基因，达到延长寿命和延缓大脑衰老的效果。研究人员扫描了大约200种具有不同遗传背景的果蝇。这些果蝇被分为两组，一组是正常饮食，另一组会限制饮食（营养成分只有正常饮食的10%）。研究人员发现，在饮食限制的情况下，有5种基因会显著影响果蝇的寿命。随后，他们进一步选择果蝇的mtd基因（对应的是人类和小鼠中的OXR1基因）进行详细研究。

　　人类缺乏OXR1基因会导致严重的神经缺陷和过早死亡。研究人员发现mtd/OXR1的表达随着年龄的增长而下降，它们会影响一种叫做逆转录酶的复合物，而逆转录酶是细胞蛋白质和脂质循环所必需的一组蛋白质。mtd/OXR1的缺失会破坏逆转录基因表达的稳定性，导致蛋白质运输不当和溶酶体缺陷等问题，进而引发衰老和神经系统相关疾病。在小鼠模型中，OXR1过表达可以提高肌萎缩侧索硬化（ALS）小鼠的存活率。研究显示，通过饮食限制调节mtd/OXR1，对神经元功能、健康的大脑衰老和寿命延长都是必要的。（BUCK INSTITUTE FOR RESEARCH ON AGING）

　　· 人工智能 ·

　　AI机器人平台改造蛋白质的速度超过人类

　　蛋白质具有多种功能，在所有生命形式中都起着重要作用，广泛应用于生物技术、化学和医学。改造新的蛋白质通常是个重复且费力的过程，有时甚至要好多年才能完成。由于生物性状和实验的复杂性，开发一个能持续运作不休息并能从产生的数据中学习的全自动系统一直是个挑战。

　　近期，一篇发表于《自然·化学工程》（Nature Chemical Engineering）的论文报道了一个能对蛋白质进行工程改造的人工智能（AI）驱动的全自动机器人。这次研究结果是对无需人类干预的蛋白质设计和构建的一次概念验证。研究人员设计了名为SAMPLE（Self-driving Autonomous Machines for Protein Landscape Exploration的缩写）的机器人平台，能在没有人类干预或反馈的情况下快速改造蛋白质。该平台由AI驱动，能学习蛋白质序列和功能间的关系，设计出新的蛋白质后把这些蛋白质送到机器人系统进行测试，再向AI算法进行反馈，提升AI算法的理解能力。为测试该系统，研究人员采用四个SAMPLE智能体改造出了耐热性更好的酶，虽然搜索行为不同，每个SAMPLE智能体都能发现热稳定性更好的酶。研究估计，这个机器人系统或许只要几周就能改造完这些蛋白质，成本也只要原来的一部分，而同样任务可能需要人类科学家6-12个月的时间。该系统或可以协助蛋白质的按需发现和设计。

　　· 天文学 ·

　　银河系旋臂的第一张3D磁场图

　　这张银河系人马座旋臂图像上叠加的白线显示了光的偏振方向。这与局部磁场线的方向相关。综合起来，这些信息构建了银河系旋臂中磁场的详细图景。图片来源：原论文

　　此前对于银河系磁场的研究只有比较笼统的图景 。最近，一项发表于《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）的研究首次绘制了银河系旋臂内的磁场结构图，研究人员发现银河系旋臂的磁场明显不同于过去的图景，且相对银河系平面存在较大程度的倾斜。研究结果表明，磁场强烈地影响了恒星形成区域，很可能也影响了我们太阳系的形成过程。

　　此前对于银河系内磁场的观测只能得出一个非常有限的模型，该模型在整体上均匀，且很大程度上与星系本身的圆盘形状相匹配。如今，借助更合适的天文设施，研究人员能构架更好的模型，在三个维度上都呈现更为精细的细节。他们专注于与银河系的人马座旋臂（我们位于临近的猎户座旋臂上），结果发现那里的主磁场明显偏离了星系平面。银河系磁场极其微弱，比地磁场弱约10万倍。但尽管如此，在很长一段时间里，星系空间中的气体和尘埃会被这些磁场加速，这能够解释一些恒星形成区域的存在。这项研究进一步绘制银河系内的磁场结构，可以帮助我们更好地理解银河系和其他星系的性质和演化过程。（UNIVERSITY OF TOKYO）

　　· 健康 ·

　　全球近十分之一的青少年使用过有风险的减肥产品

　　据1月10日一项发表于《美国医学会杂志-网络公开版》（JAMA Network Open）的新研究，研究人员发现全球近1/10的青少年在一生中使用过无效且有潜在害处的非处方减肥产品。在年轻时使用这类产品或会对健康造成直接和长期的风险。其中，女孩比男孩更有可能去寻找减肥产品。有近十分之一的女孩不仅在一生中使用过减肥产品，而且在过去的一年中也使用过。

　　研究人员对90项研究进行了元分析，其中包括60多万名年龄在18岁及以下的参与者（平均年龄在12~18岁之间）。其中超过一半的研究是在北美进行的，但也含有亚洲、欧洲和其他地区的研究。研究人员计算出在全球年轻人中，2%的人在上周使用过这些产品，4.4%的人在上个月使用过，6.2%的人在去年使用过，8.9%的人迄今为止使用过这些产品。从长远来看，不健康的体重控制行为，包括在没有医生处方的情况下使用减肥产品，实际上会导致体重增加。而且，使用这些产品还可能导致年轻人在短短几年内有患上饮食失调的风险，且和出现自卑、抑郁和药物滥用等情况有关。

　　· 古生物学 ·

　　已知最古老皮肤化石比之前标本早1.3亿年

　　近期，在一篇发表于《当代生物学》（Current Biology）的研究中，科学家分析了保存在加拿大皇家安大略博物馆的皮肤化石标本，发现它比之前描述的皮肤化石至少早1.3亿年。这块皮肤属于古生代的一种早期爬行动物，有鹅卵石一样的表面，看起来很像鳄鱼皮。这是保存最古老的表皮，是生物向陆地生活过渡的一个重要进化适应特征。

　　这块皮肤化石和其他标本是由2位终身古生物学爱好者在俄克拉荷马州的Richards Spur收集的，这个石灰岩洞穴系统位于一个活跃的采石场中。Richards Spur独特的环境保存了许多最古老的早期陆生动物标。研究人员表示，动物可能在二叠纪早期跌入这个洞穴系统，并被埋在非常细的粘土沉积物中，这延缓了腐烂过程。但更重要的是，这个洞穴系统在二叠纪时期也是一个活跃的石油渗漏点，石油和焦油中的碳氢化合物的相互作用可能是这个皮肤被保存下来的原因。

　　这块皮肤化石甚至比指甲还小。研究人员通过显微镜检查后，发现了表皮组织，这是羊膜动物皮肤的标志。羊膜动物是陆生脊椎动物，包括爬行动物、鸟类和哺乳动物，并且是在石炭纪时期从两栖动物祖先进化而来的。这种皮肤与古代和现存的爬行动物有共同的特征，包括类似于鳄鱼皮肤的卵石样表面，以及类似于蛇和蛇蜥皮肤结构的表皮鳞片之间的铰链区域。这种古老皮肤与今天活着的爬行动物的皮肤相似的事实表明，这些结构对于在陆地环境中生存是多么重要，可以作为身体内部过程和恶劣外部环境之间的关键屏障。研究人员说，这种皮肤可能代表了早期羊膜动物中陆生脊椎动物祖先的皮肤结构，这使得鸟类羽毛和哺乳动物毛囊的最终进化成为可能。

　　撰写：不周、clefable