11月26日外媒科學網站摘要：美國飲用水中發現神秘化合物
11月26日（星期二）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《科學》網站（www.science.org）
“暗蛋白質組”調查揭示數千種新的人類基因
20多年前，人類基因組首次完成測序時，科學家們發現其中基因數量遠少於預期，僅爲某些預測值的三分之一。不足3萬個基因及其編碼的蛋白質似乎就能支持人體的構建和運作。而最近的統計數據進一步將這一數字縮小至約2萬個。然而，美國密歇根大學醫學院的研究團隊通過一項名爲“暗蛋白質組（dark proteome）”的新系統分析發現，基因組中被忽視的片段實際上包含數千個非傳統基因，這些基因所編碼的蛋白質比常規蛋白質更短。
基因的傳統定義通常包括一個稱爲開放閱讀框（ORF）的長DNA序列。ORF提供起始和終止的信號，指導細胞轉錄並生成信使RNA，信使RNA再被傳遞至細胞中的“工廠”核糖體，後者根據RNA信息將氨基酸組裝成蛋白質。典型的ORF往往被一個吸引轉錄蛋白的DNA片段所前導。對於大多數研究人員而言，只有編碼至少100個氨基酸的ORF才能被視爲基因。
然而，研究酵母、蛇以及人類等不同物種的生物學家發現了大量非規範ORF。這些ORF往往缺少傳統的起始片段，也比標準ORF短得多，但它們依然能夠被轉錄成RNA。一種稱爲核糖體分析或核糖序列分析的新方法表明，許多轉錄的RNA能夠附着在覈糖體上，並可能被翻譯成短鏈氨基酸，甚至生成少於12個氨基酸的微型蛋白質。
到2022年，研究人員在人類基因組中已發現了7264個非規範ORF。藉助人類蛋白質組組織（Human Proteome Organization）和質譜蛋白質組學數據庫PeptideAtlas，他們證明了這些ORF確實能夠製造蛋白質。在統計的7264個非規範ORF中，有四分之一被確認能夠生成蛋白質，總數約爲3000個。此外，由於一個ORF可以通過多種方式解讀，它還可能編碼多種蛋白質。
這些新發現的基因及其蛋白質產物可能對人類生物學的各個領域帶來顛覆性影響，並加速醫學研究的進展。例如，研究發現的一個新基因能夠生成一種微型蛋白質，而這種蛋白質似乎在兒童癌症的發病中起到關鍵作用。這項研究已發表於預印本平臺bioRxiv。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、科學家發現利用陽光回收黑色塑料的新方法
不同種類和顏色的塑料在回收難度上差異顯著。近日，美國康奈爾大學和普林斯頓大學的研究人員在化學領域期刊《中央科學》（ACS Central Science）上發表研究，展示了一種利用黑色塑料添加劑、藉助陽光或白光LED，將黑色和彩色聚苯乙烯廢料轉化爲可重複使用原料的新方法。
這種新興的塑料回收策略通過光分解塑料，生成化學上有用的物質，再循環用於製造新產品。實現這一過程需要一種輔助化合物來將光能轉化爲破壞聚合物分子鍵的熱量。研究團隊發現，黑色聚苯乙烯廢料中的炭黑添加劑可以勝任這一角色。炭黑不僅有效，還可直接整合到回收材料中，避免了額外廢物的產生。
研究人員測試了一種針對實驗室製造的黑色聚苯乙烯的回收方法：將聚苯乙烯與炭黑混合研磨成粉末後，放入密封玻璃瓶中，並置於高強度LED白光下照射30分鐘。炭黑將光能轉化爲熱量，使聚苯乙烯分解爲一、二、三苯乙烯單元的混合物，這些單元隨後在反應裝置中被完全分離。在實驗中，團隊還成功將剩餘的炭黑和苯乙烯單體重新回收至聚苯乙烯中，驗證了該方法的循環可持續性。
2、高產蘋果樹背後的遺傳秘密揭曉
蘋果是全球最具經濟價值的水果作物之一，在100多個國家都有廣泛種植。一些蘋果樹自然生成了緊湊型“刺型”品種，這種樹不僅產量更高，而且更易管理。然而，這一特性背後的遺傳機制一直未能釐清。
美國博伊斯·湯普森研究所（BTI）領導的國際研究團隊首次繪製出廣受歡迎的富士蘋果的“全階段”基因組。這份基因藍圖能夠清晰區分來自父系和母系的遺傳基因。
研究團隊分析了74個富士蘋果的無性繁殖品種，發現了顯著的體細胞變異。這些變異是蘋果樹一生中發生的突變，並非遺傳所得。體細胞變異能導致新性狀，例如樹木早熟或呈現刺型生長結構。
關鍵發現集中在名爲MdTCP11的基因，該基因像“生長開關”一樣控制樹木結構。研究表明，緊湊型蘋果樹在該基因附近的DNA中存在一個微小但重要的缺失，導致基因活性增強，使樹枝更短，樹形更緊湊。此外，與標準品種相比，刺型品種的DNA甲基化水平較低。這種甲基化水平的降低進一步激活了MdTCP11基因，強化了刺型特性。
這一發現對蘋果育種意義重大。掌握這些遺傳特徵將幫助育種者開發出兼具緊湊生長和其他優良特性的新品種，例如更高的抗病能力和更高的產量。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、失落的基因秘密：古代DNA揭示歐洲隱藏的進化
美國德克薩斯大學奧斯汀分校和加州大學洛杉磯分校的研究人員通過對古代人類骨骼遺骸DNA進行新的統計分析，揭示了過去7000年來古代歐洲人如何適應環境的新見解。研究成果發表在《自然通訊》（Nature Communications）雜誌上。
研究團隊分析了700多個樣本，這些樣本來自歐洲各地考古遺址以及現代俄羅斯部分地區，時間跨度從新石器時代（約8500年前）到羅馬晚期（約1300年前）。研究發現了自然選擇的痕跡——即基因對環境壓力的適應跡象，這些痕跡在現代歐洲人的DNA中已無法檢測到。這些發現不僅爲遠古生活提供了新的洞見，還揭示了一些過去有利於生存和健康的遺傳特徵如何隨着時間的推移而逐漸消失。
研究團隊採用了一種新型統計方法，該方法特別適合分析古代DNA數據。與傳統方法相比，這種技術能更高效地探測自然選擇的證據。研究人員將樣本分爲四個時期：新石器時代、青銅時代、鐵器時代和歷史時期，從而追蹤了基因隨着生活方式轉變（如從狩獵採集到農業）的變化。
研究確定了基因組中的14個區域，這些區域在上述時期內經歷了顯著的自然選擇。例如，早期歐洲人與維生素D生成相關的基因以及成人能夠消化牛奶的基因表現出明顯的選擇跡象，但這些特徵直到最近的歷史時期才變得顯著。淺色皮膚可能幫助早期農民在陽光較少的氣候下更好地生成維生素D，而在歐洲奶牛養殖普及後，消化牛奶的能力則成爲一種重要的營養適應性優勢。
2、可能有毒：科學家在美國飲用水中發現神秘化合物
美國和瑞士的研究人員報告稱，在經氯胺處理的飲用水中發現了一種此前未知的化合物。無機氯胺通常用於飲用水消毒，以預防霍亂、傷寒等傳染病。目前，超過1.13億美國人飲用經過氯胺處理的水。
研究人員確定了這種新發現的化合物——“氯硝酰胺陰離子”（化學式：Cl-N-NO₂⁻），它是無機氯胺分解的最終產物。儘管該化合物的毒性尚未確定，但由於其普遍性及其與其他已知有毒化合物的相似性，科學家認爲有必要進一步研究以評估其對公共健康的潛在風險。僅僅是成功識別這種化合物，就已是一項重大的科學突破。
這項研究發表在《科學》（Science）雜誌上。儘管科學家們早在幾十年前就知道這種化合物的存在，但一直未能明確其化學結構。一位研究飲用水消毒化學成分的專家指出：“我們知道，水消毒過程中會產生一些有毒物質。過去幾十年，部分人可能因飲用水而患癌，但我們尚未確定哪些化學物質導致了這些風險。我們的主要目標是識別這些化合物及其形成的反應路徑。”
此次成功鑑定出氯硝酰胺陰離子，標誌着這一目標的重要一步。未來，學術界和監管機構將對其是否與癌症相關或存在其他健康風險展開評估。這一發現也爲全面開展毒性研究奠定了基礎。（劉春）