中科院科學家首次實現(xiàn)哺乳動物孤雄生殖

中科院科學家首次實現(xiàn)哺乳動物孤雄生殖

10月11日，媒體報道中國科學家，在世界上首次成功培育出具有兩個父系基因組的孤雄小鼠。這一成果由中國科學院動物研究所胡寶洋研究員、周琪研究員和李偉研究員團隊合作完成。他們通過對單倍體胚胎干細胞進行印記基因修飾并利用該細胞進行復雜胚胎操作的形式，得到了世界上首只雙父親來源的小鼠。相關工作以長文的形式在國際學術期刊《細胞干細胞》（Cell stem cell）上發(fā)表。

這一研究成果證實了，即便在最高等的哺乳動物中，孤雄生殖也有可能實現(xiàn)。此前科學家們已經(jīng)培育出了兩個母系基因組的孤雌小鼠，孤雄小鼠的誕生，意味著在基因?qū)用嫔希袊茖W家對性別的理解和掌控能力都有了進一步的提升。

大腦睡與醒的“調(diào)控開關”找到

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

長期以來，丘腦被推測與覺醒維持有關，但丘腦包含30余個核團，究竟哪個核團對覺醒維持起關鍵作用一直不得而知。在睡眠與覺醒不同時期丘腦神經(jīng)元的興奮性規(guī)律中，胡志安教授課題組發(fā)現(xiàn)丘腦室旁核的活動與覺醒關聯(lián)緊密，并實驗證實丘腦室旁核對覺醒維持起關鍵作用。“是室旁核控制伏隔核，誘導人從睡到醒的轉(zhuǎn)化。”胡志安表示，該發(fā)現(xiàn)對臨床有3個方面的潛在意義。

大腦發(fā)育過程中存在大量DNA變異

美國桑福德—伯納姆·普利比斯醫(yī)學發(fā)現(xiàn)研究所研究人員24日在美國《國家科學院院刊》上發(fā)表論文稱，他們利用自己開發(fā)的一種新的單細胞分析方法，發(fā)現(xiàn)在小鼠大腦發(fā)育階段，腦細胞中存在的數(shù)千個此前未知的DNA變異，這為進一步了解大腦機制提供了新線索。

與身體其他部位的大多數(shù)細胞不同，我們每個腦細胞中的DNA都是不一樣的，存在著所謂的“基因組拷貝數(shù)變異”（CNVs）。正是腦細胞中DNA的這些變化，才會導致阿爾茨海默氏癥和自閉癥，才會使我們的個性發(fā)展因人而異。但由于目前用于研究單個腦細胞中“基因組拷貝數(shù)變異”的技術尚不完備，科學家還無法檢測100萬個堿基對以下的DNA序列，因此對“基因組拷貝數(shù)變異”的許多細節(jié)信息也就不甚了解，例如這些變化是何時出現(xiàn)的？它們的位置在哪里？這些變化是隨機的還是受調(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。而在戒煙者中，約有75%的人會復發(fā)。之所以如此，主要原因在于這些人對尼古丁產(chǎn)生了依賴。美國斯克里普斯研究所開發(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《科學進展》雜志網(wǎng)絡版上發(fā)表研究報告稱，小鼠實驗顯示，新方法不僅可以降低對尼古丁的依賴，還可防止煙癮復發(fā)。

研究人員對一種由惡臭假單胞菌產(chǎn)生的酶NicA2-J1進行修改，優(yōu)化其效力、在血液中的停留時間和其他藥理學特性，以期達到降低血液中尼古丁含量的效果。小鼠實驗顯示，在持續(xù)給藥（尼古丁）的情況下，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。進一步研究表明，NicA2-J1可以降低成癮小鼠對尼古丁的強迫性需求，經(jīng)治療后小鼠對尼古丁的欲望明顯降低，戒斷后復發(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》期刊上的一項研究，科學家發(fā)現(xiàn)了造成冬季霧霾的一個新元兇。來自哈佛和兩所中國大學的科學家報告稱，甲醛的釋放——主要來自汽車、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，比人們從前的認知更大。

科學家認為，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作用下的產(chǎn)物。中國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，中國可以通過更為直接的努力進一步減少車輛和工業(yè)精煉釋放的甲醛。

MIT現(xiàn)細胞大小的合成機器人，用的是石墨烯

美國麻省理工學院（MIT）最新設計出只有人類卵細胞大小的機器人，通過在膠質(zhì)物上安裝2D電子設備的設計。但當時并未找到大規(guī)模快速制備這種微型機器人的工藝方法，該團隊10月中旬通過向2D石墨烯材料和電路材料進行“全自動射孔”的方法大規(guī)模生產(chǎn)這種機器人。

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。”基本上可以選擇任意2D材料，這讓未來研究者們量身定做地生產(chǎn)機器人成為可能，其厚度可達原子級。這些合成的細胞可以在內(nèi)存陣列中存儲信息，隨后可以使用電極讀取，甚至可以擦除重新利用。在實驗中，團隊已經(jīng)成功地將M、I、T三個字母的信息編碼進合成細胞的內(nèi)存陣列中，而且被證明其在水中懸浮數(shù)個月后仍然可以讀取。

“基因剪刀”可讓蚊子走向滅亡

英國《自然·生物技術》雜志9月25日在線發(fā)表的一項研究顯示：一種新的“基因驅(qū)動”機制，可以導致攜帶瘧疾的籠養(yǎng)蚊子種群完全崩潰。在實驗中，沒有發(fā)生突變阻止“基因驅(qū)動”的傳播，使其成為第一個有望在野外生效的“基因驅(qū)動”。

所謂“基因驅(qū)動”，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，科學家已經(jīng)研發(fā)出人工“基因驅(qū)動”系統(tǒng)。而構建“基因驅(qū)動”的目的，是讓特定基因產(chǎn)生遺傳優(yōu)勢，經(jīng)過幾代繁殖后傳播到整個種群中。就蚊子而言，基于CRISPR的“基因驅(qū)動”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）