7月15日外媒科學網站摘要：科學家首次發現猛獁象幾乎完整染色體
7月15日（星期一）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
科學家首次發現猛獁象幾乎完整染色體
大約5萬年前，在西伯利亞的凍土帶上，一頭猛獁象在神秘的情況下死去。在其皮膚樣本中，研究人員發現了保存在原始三維（3D）結構中的染色體，這在以前的古代DNA研究中被認爲是不可能的。
研究小組還揭示了猛獁象DNA分子的空間結構和皮膚上的活性基因，其中一個基因負責賦予猛獁象毛茸茸的外表。這項研究最近發表在《細胞》（Cell）雜誌上。
大約40年前，科學家們發現DNA碎片可以在古老標本中存活下來，包括幾千年前的埃及木乃伊。但隨着時間的推移，DNA會降解並遭受化學損傷，用這些片段重建三維結構的基因組幾乎是不可能的。由於假設DNA的三維結構會隨着時間的推移而消失，沒有人試圖研究古代細胞核中的染色體組織。
爲了挑戰這一假設，研究人員進行了長達9年的研究，尋找保存完好的古代DNA樣本，最終在西伯利亞永久凍土帶出土的一頭長毛猛獁象的皮膚樣本中發現了幾乎完整的染色體。這頭猛獁象死於5.2萬年前。研究人員分析了猛獁象染色體的結構，揭示了DNA分子的摺疊及其在細胞核中的空間結構——這兩個特徵對於決定哪些基因被打開以及開啓多長時間至關重要。
美國生物技術公司Colossal Biosciences的生物科學主管表示，論文中的方法還可以幫助研究人員組裝出一個完整的猛獁象基因組。該公司正在努力復活猛獁象。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、抗寒植物如何適應環境：多倍體植物可積累結構突變
像巖薺屬（學名:Cochlearia）這樣的抗寒植物已經很好地適應了冰河時代的寒冷氣候。隨着冷暖交替，它們進化出了許多種巖薺屬植物，這些植物也導致了基因組的增殖。來自德國海德堡大學、英國諾丁漢大學和捷克布拉格大學的進化生物學家研究了這種基因組複製對植物適應潛力的影響。結果表明，多倍體植物——具有兩套以上染色體的物種——可以積累具有局部適應性的結構突變，使它們能夠一次又一次地佔據生態位。
十字花科的巖薺屬在一千多萬年前從地中海的親戚中分離出來。雖然它們的直系後代專門應對乾旱壓力，但在250萬年前的冰河時代初期，巖薺屬植物征服了寒冷和北極的棲息地。在早期研究中，研究人員調查了在過去的200萬年裡，巖薺屬植物是如何反覆適應快速交替的冷暖期的。除此之外，一些新出現的適應寒冷環境的巖薺屬植物發展出了不同的基因庫，這些基因庫在寒冷地區相互接觸。基因的交換產生了具有多組染色體的羣體。隨着它們基因組的規模不斷縮小，它們能夠一次又一次地佔據寒冷地區的生態位。
目前的研究對阿爾卑斯一種巖薺屬植物的二倍體參考基因組進行了測序，並重建了所謂的泛基因組。它將不同的基因組序列連接在一起，因此顯示了個體和其他物種之間的遺傳變異。對不同染色體組數的不同巖薺屬植物的350多個基因組進行分析後，結果表明多倍體實際上比二倍體物種更頻繁地表現出具有局部適應性的基因組結構變異。
這些結構突變被額外的基因組複製所掩蓋，因此在一定程度上避免了選擇壓力，因爲結構變異的積累也會導致功能的喪失。通過他們的模型，研究小組進一步證明多倍體特異性結構變異也出現在可能在未來氣候適應中發揮重要作用的基因區域。
2、AI能加快心臟MRI圖像分析速度，可帶來更好的心臟病治療
來自英國東安格利亞大學、謝菲爾德大學和利茲大學的一個研究小組創建了一個人工智能（AI）模型，利用AI來分析核磁共振（MRI）掃描的心臟圖像。
醫生分析核磁共振圖像可能需要45分鐘或更長時間，而新的AI模型只需要幾秒鐘。
雖然其他研究也調查了AI在覈磁共振圖像分析中的應用，但這個最新的AI模型是使用來自多家醫院和不同類型掃描儀的數據進行訓練的，並對來自不同醫院的不同患者組進行了測試。此外，該AI模型通過顯示所有四個心室的視圖提供了對整個心臟的完整分析，而大多數早期研究只關注心臟的兩個主要心室。
研究人員稱：“這項創新可以帶來更有效的診斷，更好的治療決策，並最終改善心臟病患者的預後。”
3、一種簡單方法讓能挽救生命的噬菌體易於運輸和共享
噬菌體通常能在抗生素失效的情況下自然地摧毀細菌，它可以改變醫學和農業的進程，尤其是在全球抗生素耐藥性日益增長的情況下。每種形式的噬菌體都是專門攻擊一種特定形式的細菌，這使得噬菌體能夠專門針對感染，而不影響有益細菌。
利用噬菌體巨大潛力的一個主要挑戰是如何更容易、更快速地獲取噬菌體。目前尚未建立噬菌體的中央庫，只有存在於研究實驗室和私人診所等地方分散的噬菌體地方庫。更爲嚴重的是，活的噬菌體必須懸浮在小瓶液體中並冷藏或冷凍，這使得噬菌體的儲存變得繁瑣，並阻礙了噬菌體收集物的有效運輸和共享。
加拿大麥克馬斯特大學和拉瓦爾大學的研究人員合作，開發了一種簡單的新方法來存儲、識別和共享噬菌體，使需要它們的患者更容易獲得它們。
他們開發了一種幹存儲平臺，該平臺在他們的用戶友好的新系統中起着主要作用，可以快速將特定感染與可以阻止它們的噬菌體匹配起來。
新系統的核心是一種新型的藥丸狀介質，它能儲存噬菌體而不需要冷藏，並將它們與一種介質結合起來，當噬菌體對目標感染做出反應時，這種介質會產生可見的輝光。
這項新技術使噬菌體能夠在室溫下儲存數月，直到需要它們時，並將生物庫和測試實驗室結合在一個小包裝中。
最近發表在《自然通訊》（Nature Communications）雜誌上的一篇論文描述了該研究小組的工作。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、一項長達百年的生物實驗揭示了大麥遺傳秘密
一項自1929年開展的長期研究揭示了有關大麥進化的重要見解，顯示了大麥對不同環境的適應以及自然選擇的重大影響。這項研究強調了進化育種的侷限性，並強調了進一步探索提高作物產量的必要性。
栽培植物在不同環境中分散後的生存是快速適應進化的一個經典例子。例如，大麥，這種重要的新石器時代作物，在1萬多年前馴化後廣泛傳播，在幾千代人的時間裡成爲歐洲、亞洲和北非人類和牲畜的主要營養來源。如此快速的擴張和栽培使大麥承受了強大的選擇壓力，包括對所需性狀的人工選擇和被迫適應各種新環境的自然選擇。
儘管先前對早期大麥品種的研究已經確定了其一些羣體遺傳歷史，並繪製了有助於其傳播的遺傳位點，但這些過程的速度和總體動態很難在沒有直接觀察的情況下確定。利用“大麥複合雜交II （CCII）”這一世界上最古老和最長期的進化實驗之一，研究人員觀察了大麥在近一個世紀的地方適應過程。
雖然實驗開始時大麥有數千個基因型，但研究表明，自然選擇極大地減少了這種多樣性，消滅了幾乎所有的創始基因型，導致形成大多數種羣的單克隆譜系占主導地位。這種轉變發生得很快，無性系在第50代就建立起來。根據研究結果，這一成功的譜系主要由源自類似地中海環境的等位基因組成。此外，研究還表明，選擇的目標基因在適應氣候過程中起着重要作用，包括對生殖時間的強烈選擇。
2、新型有機半導體NFA具有卓越性能的奧秘所在
太陽能在向清潔能源的未來轉型中起着至關重要的作用。目前的硅基太陽能電池板有其侷限性——它們價格昂貴，而且很難安裝在曲面上。研究人員已經開發出替代材料來解決硅的這些缺點，其中最有前途的是所謂的“有機”半導體。這是一種碳基半導體，而碳在地球上儲量豐富，價格便宜，而且對環境友好。
有機太陽能電池的一個缺點是其光電轉換效率低，約爲12%，而單晶硅太陽能電池的效率爲25%。但最近一類新型有機半導體的發展，即非富勒烯受體（NFA），改變了這種模式。用NFA製成的有機太陽能電池的效率可以接近20%。
儘管具有出色的性能，科學界仍然不清楚NFA顯著優於其他有機半導體的原因。在一項發表在《先進材料》（Advanced Materials）雜誌上的突破性研究中，研究人員發現了一種微觀機制，部分解釋了NFA具有卓越性能的原因。
這一發現的關鍵是研究人員使用一種被稱爲“時間分辨雙光子光電發射光譜”或“TR-TPPE”的實驗技術進行的測量。這種方法使研究小組能夠以亞皮秒的時間分辨率（1皮秒爲1萬億分之一秒或10^-12秒）跟蹤激發電子的能量。
研究人員認爲，由於電子的量子行爲，這種不尋常的過程可以在微觀尺度上發生，這使得一個被激發的電子可以同時出現在幾個分子上。這種量子怪異與熱力學第二定律相吻合，從而產生不尋常的能量增益過程。（劉春）