8月22日外媒科學網站摘要：研究發現禁食對健康有益，但也可能致癌
8月22日（星期四）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
研究發現禁食對健康有益，但也可能致癌
美國麻省理工學院的一項研究表明，與禁食本身相比，打破禁食對健康更爲有益。研究發現，當老鼠禁食後再次大吃特吃時，腸道中的幹細胞會大量增殖，以修復腸道損傷。
然而，這種幹細胞的激活是有代價的：與完全不禁食相比，如果老鼠在禁食後發生了致癌基因突變，它們的腸道更有可能產生癌前息肉。
這些研究成果最近發表在《自然》（Nature）雜誌上，提示禁食並非沒有風險，其潛在的負面影響值得警惕。
2018年，麻省理工學院的研究小組首次發現，禁食可能通過促進幹細胞活動對健康產生潛在益處。爲了進一步探究禁食引發幹細胞激增的機制和時間點，研究人員對小鼠進行了實驗。
研究發現，禁食後進食的小鼠腸道幹細胞增殖速度最快。這些幹細胞幫助修復和再生腸道內壁，部分原因在於它們產生了大量的多胺分子，這些分子對於細胞生長和分裂至關重要。
但由於腸道幹細胞具備持續分裂的能力，它們也可能成爲癌前細胞的來源。當研究人員在重新餵食期間激活小鼠體內的致癌基因時，這些動物比那些沒有禁食的動物更容易患上腫瘤。
《科學》網站（www.science.org）
在致命的環境下，一些海洋生物可以逆轉衰老
對大多數動物來說，衰老是一條不可逆的道路，但對來自東大西洋的櫛水母（sea walnut）來說卻並非如此。當環境惡劣時，這種透明的無脊椎動物會逆轉衰老，回到有觸手的幼蟲形態。上週，生物學家在預印本服務器bioRxiv上發表論文指出，當環境條件改善時，它們又會恢復成年狀態。
目前爲止，生物學家只在兩種動物身上發現了這種恢復到早期生命階段並再生的能力：一種是燈塔水母，另一種是細粒棘球絛蟲。生物學家稱，櫛水母也被發現有這種能力，並且“相當令人驚訝”。儘管櫛水母和水母名字相似，但它們屬於不同的門，被稱爲櫛水母門。
儘管燈塔水母和櫛水母都有再生的能力，但這兩種動物的再生方式不同。水母有不同的生命階段：靜止的“水螅體（polyp）”可以通過分裂產生更多的“水螅體”，以及有性繁殖的自由漂浮的鐘形水母。隨着年齡的逆轉，它的細胞會失去自身的特性，併合併成一個“囊腫”，然後再分化成“水螅體”。研究人員指出：“這並不是同一個體回到了之前的階段。”
但這種細胞分解現象不會在櫛水母身上發生。研究人員指出，對於櫛水母，“很明顯，恢復活力的是同一個個體，就像回到過去一樣。”
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、美國水力發電量預計將增加，但氣候變化帶來不確定性
在一項評估氣候變化可能如何影響美國大陸水力發電的新研究中，研究人員發現，除了西南部的一些地區外，水力發電量預計在未來將有所增加。研究成果發表在最新一期的《環境研究快報》（Environmental Research Letters）上。
美國各地的2250個水力發電設施提供了全國6%的電力。在美國太平洋西北地區，水電占主導地位，爲該地區提供了60%的能源。大壩的運行不僅考慮到電力，還涉及防洪、交通、灌溉用水，以及對漁業和生態系統的支持。因此，瞭解未來水資源的可用性對於水資源管理者規劃各種資源需求至關重要。
美國太平洋西北國家實驗室（PNNL）與美國能源部橡樹嶺國家實驗室合作開發了一個模型，展示了氣候變化如何在未來幾十年內改變溪流和河流的水流時間和流量。PNNL團隊通過模型計算了兩個時間段的水力發電量：2020-2039年（近期）和2040-2059年（中期）。
研究小組發現，在美國大陸範圍內，水電產量近期預計增加約5%，中期可能增加10%。這種增長可能是由於氣候模型通常顯示，隨着地球變暖，降水量會增加。
研究者強調，由於氣候變化的未來充滿不確定性，水電發電量的變化幅度可能會非常大。例如，在2020年至2039年期間，發電量可能會在-5%到21%之間波動，而在後來的年份則可能在-4%到28%之間波動。
研究者還指出，季節性變化可能對全國範圍內的水資源管理產生重大影響。
2、科學家發現了去除死細胞的新機制
成年人體內每天都有數十億個細胞死亡，爲新細胞的生長騰出空間。吞噬細胞是一種移動的免疫細胞，負責清除有問題的物質。然而，一些垂死或死亡的細胞會被它們的鄰近自然組織細胞——即具有其他主要功能的細胞——消耗。這些細胞如何感知周圍的瀕死或死亡細胞，仍在很大程度上未知。
現在，來自美國洛克菲勒大學的研究人員展示了這一感知系統在毛囊中的工作原理，毛囊的生長週期（包括生長期、退行期和休止期）由毛囊幹細胞（HFSC）啓動。在《自然》（Nature）雜誌上發表的一項新研究中，研究人員展示了兩個傳感器如何協同工作，從死亡和存活的HFSC中獲取信號，在組織損傷發生之前清除碎片，並在健康細胞受到消耗之前停止運作。
研究人員仔細觀察了小鼠毛囊的週期變化。研究發現，只有當健康細胞中的兩個受體都被激活時，清除過程纔會開始。第一個受體RXRα能夠檢測死亡細胞分泌的脂質，這是幾種已知的死亡信號之一。第二個受體RARγ感知健康細胞分泌的促生長視黃酸。
兩者必須同時激活才能啓動清除機制。當所有死亡細胞被清除後，脂質信號消失，清除過程隨即停止，只剩下健康細胞的視黃酸信號。
研究人員還記錄了巨噬細胞遷移到該區域的速度很慢，在細胞死亡後4天才出現。
他們還發現，當阻止HFSC清除死亡細胞並將任務交給巨噬細胞時，組織損傷會隨之發生。這增加了在這一過程中，遺傳缺陷可能導致人類皮膚病變的可能性，包括炎症和脫髮。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、10萬年的進化：新證據證實中國是水稻種植的發源地
在《科學》（Science）雜誌上發表的一項新研究中，中國科學家利用植硅體分析和其他技術，追蹤了水稻從野生形態到馴化品種的10萬年進化過程，證實了中國是水稻的發源地，併爲農業文明的起源提供了線索。
中國科學院地質與地球物理研究所、浙江省文物考古研究所、山東臨沂大學、浙江省浦江縣上山遺址管理中心以及其他13家機構的專家在浙江上山遺址合作進行了這項研究。這一發現強調了上山文化在全球農業歷史早期階段的關鍵作用。
在過去的一個世紀裡，關於水稻起源的研究一直存在爭議。直到20世紀70年代，隨着在浙江河姆渡、上山等長江中下游地區發現了與水稻相關的考古證據，國際科學界纔開始認識到這一地區是水稻的重要起源地。然而，找到能夠區分末次冰期以來長江流域野生稻和馴化稻的長期保存標識，揭示人類採集和馴化野生稻的過程和機制，仍是研究中的關鍵挑戰。
研究表明，大約10萬年前，野生水稻已廣泛分佈於長江下游地區，爲隨後的水稻利用和馴化奠定了基礎。大約2.4萬年前，隨着氣候進入末次冰期，人類開始收集和使用野生水稻，表明人類努力尋找新的食物來源以應對氣候變冷。大約在13000年前，人類開始對野生水稻進行預馴化。大約在11000年前，馴化水稻的植硅體比例迅速增加，達到馴化閾值，標誌着東亞水稻農業的起源。
該研究表明，東亞水稻農業和西南亞小麥農業的起源幾乎同步，代表了人類發展史上的一個重要里程碑，極大地加深了我們對全球農業起源的理解。
2、新技術加速違背常識的材料設計
彈性材料的行爲部分由泊松比來描述，它解釋了當材料在一個方向上被拉伸或擠壓時，材料形狀如何變化。大多數材料的泊松比爲正值，這意味着在一個方向上擠壓材料會使其在其他方向上變寬或變厚，而拉伸則會使其變窄或變薄。
拉脹材料（Auxetic）則違背了這一常識，其泊松比爲負值。當在縱向拉伸時，拉脹材料會變寬，而在橫向拉伸時，它會變窄。這使拉脹材料具有許多獨特特性，廣泛應用於運動鞋鞋墊、抗炸彈建築、汽車保險槓和服裝等領域。
儘管潛力巨大，但拉脹材料的產品進入市場的速度一直較慢。美國國家標準與技術研究院（NIST）和芝加哥大學的研究人員希望改變這一現狀。
在《npj-計算材料學》（NPJ Computational Materials）雜誌上發表的一項新研究中，他們宣佈開發出一種新工具，可以更簡單、更快速地設計具有拉脹特性的材料。該工具是一種“逆設計”算法，用戶可以輸入他們希望拉脹材料的泊松比值。然後，算法會生成具有優化結構的材料設計。
研究人員表示：“這項研究是拉脹材料設計的巨大進步。我們實際上可以根據用戶需求優化這種材料，使其具有任何特定的機械性能和行爲。”（劉春）