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整理 | 周舒義、平生

新研究確認(rèn)一顆位于宜居帶上的“超級(jí)地球”

1月28日發(fā)表于Astronomy & Astrophysics的一項(xiàng)研究證實(shí)，在一顆類太陽恒星的宜居帶附近存在“超級(jí)地球”。這一成果為未來尋找可能適合生命生存的類地系外行星提供了更多線索。

“超級(jí)地球”也被稱為超級(jí)類地行星，是一類巨大的類地行星，通常由氣體和巖石組成，其質(zhì)量可達(dá)地球的數(shù)倍以上。一些研究人員推測(cè)，這類行星擁有與地球相似的板塊構(gòu)造。

這顆新發(fā)現(xiàn)的行星被命名為HD 20794 d，質(zhì)量是地球的6倍，距離地球約20光年，圍繞一顆類似太陽的恒星運(yùn)行。它的軌道位于該星系的宜居帶內(nèi)，這意味著它與恒星的距離合適，其表面能維持液態(tài)水存在。液態(tài)水是生命所需的一種關(guān)鍵成分。

這顆行星最早由牛津大學(xué)物理系研究人員邁克爾·克雷蒂格尼爾博士于2022年發(fā)現(xiàn)。克雷蒂格尼爾博士在分析智利拉錫亞天文臺(tái)的高精度徑向速度行星搜索器（HARPS）光譜儀記錄的存檔數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)候選系外行星信號(hào)，但由于信號(hào)微弱，無法確認(rèn)其具體來源。

為驗(yàn)證這一信號(hào)，一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)分析了HARPS及同樣位于智利的巖石態(tài)系外行星和穩(wěn)定光譜觀測(cè)階梯光柵光譜儀（ESPRESSO）在過去20年里記錄的高精度數(shù)據(jù)。研究人員表示，要將行星信號(hào)與背景噪聲和儀器差異區(qū)分開來，需要先進(jìn)的處理方法和細(xì)致的分析。通過結(jié)合兩臺(tái)儀器的結(jié)果，研究人員最終證實(shí)了這顆“超級(jí)地球”的存在。

研究人員表示，盡管這顆行星位于相關(guān)星系的宜居帶，但現(xiàn)在判斷它是否能孕育生命還為時(shí)過早。與大多數(shù)行星不同，HD 20794 d的軌道不是圓形的，而是橢圓形的。這使得它與恒星的距離會(huì)有較大變化，即在一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)會(huì)從宜居帶的外緣移動(dòng)到內(nèi)緣。不過研究人員認(rèn)為，HD 20794 d將為未來探測(cè)太陽系外生命跡象的太空項(xiàng)目提供寶貴的測(cè)試案例。（新華網(wǎng)）

美國(guó)FDA批準(zhǔn)數(shù)十年來首款非阿片類止痛藥

當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月30日，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）宣布批準(zhǔn)Vertex Pharmaceuticals旗下的非阿片類止痛新藥Suzetrigine（商品名：Journavx），用于治療成人中度至重度急性疼痛。這是美國(guó)二十多年來批準(zhǔn)的首款用于治療急性疼痛的新機(jī)制藥物。加州大學(xué)圣迭戈分校疼痛醫(yī)學(xué)專家、Vertex公司急性疼痛指導(dǎo)委員會(huì)成員杰西卡·奧斯瓦爾德（Jessica Oswald）表示：“Suzetrigine是一種有效且耐受性良好的藥物，并且目前沒有證據(jù)表明它具有成癮性。”

急性疼痛通常由手術(shù)、事故或受傷引起，嚴(yán)重可致殘。傳統(tǒng)非甾體抗炎藥物鎮(zhèn)痛效果有限，而阿片類藥物存在嚴(yán)重成癮風(fēng)險(xiǎn)。每年有超過8000萬美國(guó)人服用藥物來治療中度至重度急性疼痛，其中約4000萬人服用阿片類藥物，約85000名患者會(huì)因此患上阿片類藥物使用障礙。

Suzetrigine的療效在兩項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑及活性對(duì)照的急性術(shù)后疼痛臨床試驗(yàn)中得到驗(yàn)證，其中一項(xiàng)研究針對(duì)腹壁整形術(shù)（abdominoplasty）患者，另一項(xiàng)則針對(duì)拇囊炎切除術(shù)（bunionectomy）患者。實(shí)驗(yàn)表明，Suzetrigine鎮(zhèn)痛效果與阿片類藥物相差無幾，但副作用更小，甚至在許多安全性指標(biāo)上優(yōu)于安慰劑。

奧斯瓦爾德說：“對(duì)我來說，這非常令人興奮。”盡管這種藥物偶爾會(huì)引起惡心、頭痛、頭暈和便秘，但“耐受性極好”。這讓它有望成為阿片類藥物的可行、甚至首選替代品。

目前，Suzetrigine在美國(guó)的批發(fā)采購成本為每片（50mg）15.50美元（約合人民幣112元）。

過去一個(gè)世紀(jì)，男性身高體重增速是女性兩倍

1月22日發(fā)表于《生物學(xué)快報(bào)》的一項(xiàng)研究綜合分析了來自數(shù)十個(gè)國(guó)家的數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示在過去一個(gè)世紀(jì)里，全球男性身高和體重的增速是女性兩倍，這意味著兩性之間的身高體重差正在拉大。

此前研究表明，許多物種的雄性和雌性在體型上存在差異。對(duì)于很多物種來說，由于爭(zhēng)奪配偶或雌性偏好，雄性體型更大。而在某些情況下，雌性則因生殖需求而體型較大。在人類中，男性普遍比女性更高、更重、更強(qiáng)壯。

在最新研究中，研究人員利用世界衛(wèi)生組織自1900年以來收集的數(shù)百萬人的數(shù)據(jù)集，從中選出覆蓋62個(gè)國(guó)家、大約13.5萬個(gè)個(gè)體案例進(jìn)行深入分析，研究身高、體重如何隨生活條件而變化。生活條件通過人類發(fā)展指數(shù) (HDI) 來衡量，該指數(shù)基于預(yù)期壽命、受教育時(shí)間和人均收入，范圍從0到1。他們發(fā)現(xiàn)，人類發(fā)展指數(shù)每增加0.2，女性身高平均增加1.7厘米，體重增加2.7公斤；而男性身高平均增加4厘米，體重增加6.5公斤。這表明隨著生活條件的改善，身高和體重都會(huì)增加，但男性的增速是女性的兩倍多。以英國(guó)為例，在20世紀(jì)上半葉，女性平均身高從159厘米增加到162厘米，增長(zhǎng)了1.9%，而男性平均身高從170厘米增加到177厘米，增長(zhǎng)了4%。美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)生態(tài)學(xué)、進(jìn)化和行為學(xué)教授邁克爾·威爾遜表示，男性身高和體重增長(zhǎng)速度加快“令人震驚”。

研究人員推測(cè)，女性的性偏好可能助長(zhǎng)了男性身材更高、肌肉更發(fā)達(dá)的趨勢(shì)。“女性會(huì)覺得較高的男性很有吸引力，因?yàn)檫@可能讓他們看起來更強(qiáng)大，而且身高較高也意味著他們體格健壯。”

外骨骼“手把手”助鋼琴家突破技能瓶頸

對(duì)于運(yùn)動(dòng)員、音樂家等訓(xùn)練有素的個(gè)體而言，經(jīng)過大量訓(xùn)練后，水平往往會(huì)停滯不前，這就是所謂的“天花板效應(yīng)”。在近日發(fā)表于Science Robotics的一項(xiàng)研究中，研究人員設(shè)計(jì)了一種機(jī)械手外骨骼，旨在幫助鋼琴家通過體驗(yàn)此前難以達(dá)成的演奏經(jīng)驗(yàn)，突破“天花板效應(yīng)”。

這款機(jī)械外骨骼通過在每根手指根部連接獨(dú)立電機(jī)，能夠單獨(dú)控制抬起或放下每根手指，速度可達(dá)到每秒四次。研究人員招募了118名鋼琴演奏者，這些人從8歲前就開始彈琴，至少練習(xí)了一萬小時(shí)。研究人員讓他們連續(xù)兩周練習(xí)同一首曲子，直到技能達(dá)到瓶頸。

接著，演奏者們接受了30分鐘的機(jī)械外骨骼“手把手”訓(xùn)練，外骨骼分別以簡(jiǎn)單、復(fù)雜、慢速、快速的不同模式組合，訓(xùn)練演奏者的右手手指。結(jié)果顯示，接受快速且復(fù)雜訓(xùn)練的演奏者在移除外骨骼后，能更好協(xié)調(diào)右手動(dòng)作、更快移動(dòng)手指，訓(xùn)練效果可以持續(xù)到第二天。這與腦部掃描證據(jù)相結(jié)合，證明訓(xùn)練改變了演奏者的大腦皮層，使他們能夠更好地控制手指運(yùn)動(dòng)。有趣的是，訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)會(huì)在左右手間“轉(zhuǎn)移”——用一只手進(jìn)行外骨骼訓(xùn)練，未受訓(xùn)練的對(duì)側(cè)手也表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)技能提升。

英國(guó)布里斯托大學(xué)的Nathan Lepora說：“這是我第一次看到有人用機(jī)械外骨骼來突破正常的靈活性極限，推動(dòng)你學(xué)習(xí)自然狀態(tài)做不到的事情。這有點(diǎn)違背直覺，因?yàn)槟憧赡軙?huì)覺得自愿主動(dòng)才是學(xué)習(xí)的正途，但現(xiàn)在看來被動(dòng)的方式也同樣有效。”

只要一夜不睡，大腦第二天就變老

對(duì)許多人來說，春節(jié)假期是難得可以盡情熬夜的日子。不知道你有沒有這種感覺：熬通宵過后，身體筋疲力盡，大腦卻亢奮異常？事實(shí)上，偶爾一次熬夜通宵，確實(shí)會(huì)讓人心情更好——2023年發(fā)表在《神經(jīng)元》（Neuron）的一項(xiàng)研究表明，短暫的急性睡眠不足，也就是偶爾熬夜，可以產(chǎn)生持續(xù)數(shù)天的強(qiáng)效抗抑郁作用。

在這項(xiàng)研究中，美國(guó)西北大學(xué)的科研人員設(shè)計(jì)了一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，以溫和方式干擾健康小鼠的睡眠，使其經(jīng)歷一個(gè)“不眠之日”（小鼠晝伏夜出，與人類的晝夜節(jié)律相反）。這些小鼠的行為變得更具攻擊性、多動(dòng)和性欲亢進(jìn)。隨后研究人員使用光遺傳學(xué)和基因編碼工具，檢測(cè)了小鼠大腦中的神經(jīng)元活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過暫時(shí)性的睡眠不足后，前額葉皮層、伏隔核、下丘腦這三個(gè)腦區(qū)會(huì)受到影響，其中前額葉皮層釋放多巴胺的神經(jīng)元變得更活躍，多巴胺釋放增加，突觸可塑性也隨之變強(qiáng)。這些變化讓動(dòng)物在接下來的幾天里保持高昂情緒。

研究人員推測(cè)這種機(jī)制可能源于演化因素。“急性睡眠剝奪會(huì)以某種方式‘激活’生物體。你可以想象在某些情況下，如果面臨捕食者或某種危險(xiǎn)，你需要保持振作、推遲睡眠。”不過研究人員也告誡人們，不要為了緩解憂郁而去熬夜。盡管這項(xiàng)研究表明偶爾通宵可以讓心情明亮，但犧牲睡眠換來的快樂是暫時(shí)的，熬夜產(chǎn)生的有害影響卻深遠(yuǎn)而持久。

2023年《神經(jīng)科學(xué)雜志》（The Journal of Neuronscience）發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示：只要一晚不睡，大腦就會(huì)在第二天瞬間變老。

這一結(jié)論來自德國(guó)神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究所對(duì)人類志愿者的數(shù)據(jù)分析。研究人員借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法，根據(jù)腦容量、腦脊液等多個(gè)指標(biāo)分析睡眠實(shí)驗(yàn)參與者的相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷大腦的狀態(tài)。結(jié)果顯示，一整晚不睡覺（急性完全睡眠剝奪）的志愿者，第二天的大腦年齡就比之前老了1~2歲！

無獨(dú)有偶，另一項(xiàng)發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上的論文做了類似評(píng)估，但改用不同腦區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系作為判斷大腦狀態(tài)的依據(jù)。研究人員同樣發(fā)現(xiàn)，只需一晚不睡，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式的特征看起來就比之前老了4歲左右。大腦的這些變化也可以解釋為什么睡眠不足會(huì)讓我們感覺大腦發(fā)懵。不過好消息是，這些研究同時(shí)顯示，第二天及時(shí)補(bǔ)覺能夠逆轉(zhuǎn)這種異常。（改編自公眾號(hào)“學(xué)術(shù)經(jīng)緯”）

“男男生子”成真？首次培育出有兩位“父親”的成年小鼠

在1月28日發(fā)表于Cell Stem Cell的一項(xiàng)研究中，研究人員通過對(duì)印記基因的修復(fù)，成功培育出所有遺傳物質(zhì)來自父本、并能健康存活至成年的“雙父本小鼠”（為方便閱讀，下稱“孤雄小鼠”）。新研究為理解哺乳動(dòng)物單性生殖障礙提供了新視角，也為探索基因與環(huán)境適應(yīng)的復(fù)雜關(guān)系提供了線索。

早在20世紀(jì)80年代，科學(xué)家們就開始了對(duì)哺乳動(dòng)物單性生殖的探索。但早期實(shí)驗(yàn)均以失敗告終。20世紀(jì)90年代初，科學(xué)家在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了一類特殊的基因——印記基因（imprinted genes）。與普通基因不同，印記基因只從父本或母本一方表達(dá)，另一方則默默“隱身”。這一機(jī)制讓哺乳動(dòng)物的兩套基因組不再相同，后代的正常發(fā)育離不開父母雙方完整的遺傳信息，也限制了哺乳動(dòng)物進(jìn)行單性生殖。

新研究通過顯微鏡操作，去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，注入小鼠精子，培育出孤雄來源的單倍體胚胎干細(xì)胞。已有研究表明，多個(gè)印記基因異常與胚胎發(fā)育問題緊密相關(guān)，尤其是父源DNA的異常二倍化，通常會(huì)導(dǎo)致胚胎早期死亡。研究團(tuán)隊(duì)在孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞中逐一修復(fù)這些印記區(qū)域，再將經(jīng)過基因編輯的胚胎干細(xì)胞與另一枚精子共同注入去核卵細(xì)胞。但編輯的孤雄小鼠內(nèi)臟器官嚴(yán)重水腫，無法正常存活。

攜帶六個(gè)關(guān)鍵印記基因區(qū)段修復(fù)的孤雄小鼠 | Cell Stem Cell

研究人員再次進(jìn)行基因編輯，除修復(fù)印記基因外，還擴(kuò)展到所有可能與胚胎過度生長(zhǎng)相關(guān)的區(qū)域。經(jīng)過五輪基因編輯，孤雄小鼠內(nèi)臟器官水腫等異常癥狀開始緩解，約30%的孤雄小鼠成功存活至成年。最終，研究人員成功構(gòu)建攜帶20個(gè)印記區(qū)段基因編輯的孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞，將其與精子共同注入去核卵細(xì)胞。這些孤雄胚胎不僅能發(fā)育，還成功生成了可存活的胎兒和功能完整的胎盤。

成年的孤雄小鼠（左）和同齡、同性別的野生型對(duì)照小鼠 | Cell Stem Cell

出生后的孤雄小鼠和普通小鼠顯著不同。普通小鼠體重達(dá)到20克時(shí)，孤雄小鼠體重大約已達(dá)30克。而且孤雄小鼠表現(xiàn)出更強(qiáng)的探索欲。在曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，它們頻繁進(jìn)入中心區(qū)域，這和嚙齒類動(dòng)物習(xí)慣沿邊緣活動(dòng)的習(xí)性相悖。有趣的是，孤雌小鼠不僅體重增長(zhǎng)模式和孤雄小鼠相反（體重偏小），行為上也形成對(duì)比：曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)里，孤雌小鼠幾乎總沿著邊緣活動(dòng)，很少進(jìn)入中心區(qū)域。孤雌小鼠壽命較長(zhǎng)，而孤雄小鼠壽命僅為普通小鼠的60%。研究認(rèn)為這些差異很可能源于它們體內(nèi)未完全修復(fù)的殘余基因印記。

新研究表明，印記基因的演化目標(biāo)并非直接阻止單性生殖，更多是一種間接效應(yīng)：當(dāng)體內(nèi)有兩套父本DNA時(shí)，胚胎往往過度生長(zhǎng)，在生物學(xué)上不可持續(xù)，最終影響存活。這一過程符合經(jīng)典的沖突假說（conflict hypothesis）：印記基因通過調(diào)控胚胎在母體子宮內(nèi)的發(fā)育，來平衡所需的空間和資源。母源印記基因傾向于“縮小”胎兒體積，以適應(yīng)有限的子宮空間；父源印記基因則通過“增大”胎兒體積，提高后代生存幾率。孤雄與孤雌小鼠在體重、行為和壽命上的鏡像差異，正是父母基因博弈的副產(chǎn)品。

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