来源：环球科学、科技日报、中国科学报、新华社等
从太空坠落的“天照”粒子
宇宙射线是源自银河系和银河系外的高能带电粒子，它们可以从太空落到地球上。但能量极高的宇宙射线非常罕见，例如它们的能量可以超过1艾电子伏特（EeV，即10^18电子伏特），大约是人类迄今制造的最强加速器所能达到的水平的一百万倍。1991年，美国犹他大学科学家探测到了有史以来能量最高的宇宙射线——“Oh-My-God”粒子。它的能量高达320艾电子伏特，银河系中没有任何物质能够产生它。从那以后，科学家已经观测到了30多种超高能宇宙射线，但没有哪一个接近“Oh-My-God”的水平。
2021年5月27日，望远镜阵列探测到了能量高达240艾电子伏特的宇宙射线，仅次于“Oh-My-God”的能量。这项由犹他大学和日本东京大学领导的研究，使用的望远镜阵列由507个闪烁体探测器组成，覆盖了美国犹他州700平方千米左右的区域。这次事件触发了望远镜阵列西北区域的23个探测器，覆盖面积约48平方千米。但该宇宙射线到达方向对应着一片与银河系接壤的“空洞”，这意味着，这类宇宙射线所遵循的原理可能超出现有认知。昨日，研究人员在《科学》（Science）上发表研究，描述了这种迄今能量第二高的宇宙射线及其特征，并以日本神话中的太阳女神“Amaterasu”（天照）命名。这些罕见的高能宇宙射线来自哪里以及到底是什么，仍是一个谜团。现在，望远镜阵列正在扩建，以便在更大范围内采样，捕捉到更多类似事件，并揭开其谜团。
https://www.eurekalert.org/news-releases/1008434
改成这份食谱，最高或可延寿10年
来源：pixabay
饮食模式可以影响非传染性疾病的发展，并影响预期寿命。为此，英国全民医疗服务体系（NHS）曾发布了《良好饮食指南》（Eatwell Guide），并鼓励人们遵循其中推荐的饮食模式。在最近发表于《自然·食物》（Nature Food）的一项研究中，研究者分析了英国生物银行（UK Biobank）提供的46万余人的数据，并搭建模型来评估主要食物类别消耗变化后，预期寿命的变化。
结果显示，从不健康的饮食模式转为《指南》推荐的饮食模式，与预期寿命增加相关，其中男性和女性的预期寿命分别增加了8.9年和8.6年。在同一人群中，转为“长寿饮食”与男性和女性预期寿命分别增加10.8年和10.4年相关。模型估计，通过改变饮食模式有望使具有中等饮食模式的40岁英国成年人的预期寿命延长约3年。其中“长寿饮食”包括适量的全谷物、水果、鱼和白肉摄入；大量的牛奶（和奶制品）、蔬菜、坚果和豆类摄入；较少的鸡蛋、红肉和含糖饮料摄入；少量的精制谷物和加工肉类摄入。与死亡率增加相关性最强的是含糖饮料和加工肉类，而与死亡率减少相关性最强的是全谷物和坚果。
https://www.nhs.uk/live-well/eat-well/food-guidelines-and-food-labels/the-eatwell-guide/
如何抑制食欲？
近日，一项发表于《自然》（Nature）的研究首次确定了，大脑中孤束核尾部（cNTS）区域的泌乳素释放激素（PRLH）神经元和前胰高血糖素原（GCG）神经元在抑制食欲方面所发挥的作用。为了创造一个更自然的环境，研究人员开发了一种可在老鼠清醒时记录cNTS区域各个神经元信号的技术。这样一来，他们就可以给小鼠喂食各种类型的固体和液体食物，然后记录各种神经元如何以及何时作出反应。
结果显示，GCG神经元在小鼠进食后几分钟内就很活跃，但摄入食物与吸入空气的效果相同。这说明，GCG神经元可能是通过胃的膨胀来判断进食量的。与之不同，PRLH神经元在食物进入口腔时的反应更大，并且对有味道的食物更加敏感，比如味觉缺失小鼠的PRLH神经元就没有那么活跃。此外，激活PRLH神经元会导致小鼠明显限制自己的摄入量，抑制它们的食欲，且这只发生在它们主动进食时。这些结果表明，这两种神经元会在两个不同的尺度下协调进食行为：从进食的每一口到更长时间的饱腹感。不过，这项研究并不能完全解释进食终止的整个过程。cNTS中大约有20种类型的神经元，其中许多尚未被研究清楚。
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06758-2
新算法在自然界找出科学家从未见过的CRISPR-Cas系统
CRISPR-Cas9大概是最为人熟知的一种DNA编辑工具。但在实验室之外，CRISPR-Cas9原本是微生物免疫系统的一部分，可以帮助微生物抵抗病毒入侵。最近，在一项发表于《科学》（Science）的研究中，科学家开发了一个算法，对大量基因组进行分析，并从中找出了从前未知的CRISPR-Cas系统，也看到自然界中CRISPR系统令人惊讶的多样性。
为了在自然界中找到一些不同的CRISPR系统，研究者开发出一个名叫FLSHclust的算法。这是一种聚类算法，科学家用它分析了公共数据库中来自细菌和古菌的数十万个基因组、数亿个尚未与特定物种关联起来的序列，以及数十亿个编码蛋白质的基因。FLSHclust会根据这些DNA序列之间的相似部分，将它们分为大约5亿个簇，并由此找出与CRISPR相关的基因。研究人员发现有大约13万个基因与CRISPR存在某种关联，其中188个是他们从未见过的，于是在实验室中探究了其中几个基因的作用。在实验中，科学家观察到了CRISPR系统攻击噬菌体的种种策略，包含解开DNA双螺旋，切割DNA以允许基因被插入或删除等等。除此之外，研究团队还找到了先前没有观察到过的一种针对RNA的CRISPR系统，并称之为VII型。科学家认为，包含VII型在内，利用FLSHclust找到的许多未曾被识别的CRISPR系统在自然界中都极为罕见。用这种方法获得的结果，可以为人们理解微生物蛋白质在功能上的巨大多样性提供新的机会。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi1910
微量元素缺乏，体内更容易出现危险病菌
在全球范围内，约3.4亿儿童患有多种微量营养素缺乏症。微生物组是抗菌素耐药性（AMR）的储存库，但营养不良对微生物组的影响尚不清楚。近期，在一篇发表于《自然·微生物学》（Nature Microbiology）的论文中，研究人员开发了缺乏多种微量营养素（包括锌、叶酸、铁、维生素A和维生素B12缺乏）的小鼠模型，并对它们的粪便样本进行了宏基因组测序，以表征肠道微生物群的菌群结构和功能等。研究显示，与喂食等热量、但不缺乏微量元素的对照组小鼠相比，一些机会致病菌（真菌和细菌）都会快速扩张，包括肠道杆菌科（Enterobacteriaceae）和真菌病原体，一些噬菌体也会增加。此外，微量营养素缺乏与致病菌耐药性基因和基因网络的富集有关。该研究为早期微量营养素缺乏的深远影响提供了重要的见解，显示出需要制定全面的策略，解决营养不足问题及其带来的连锁反应。
https://www.nature.com/articles/s41564-023-01519-3
细菌可以激活神经细胞直接引发瘙痒
来源：Harvard Medical School
慢性皮肤病患者常常会受到皮肤瘙痒的困扰。以往科学家认为，湿疹和特应性皮炎引起的瘙痒是由伴随的皮肤炎症所引起。而近日，发表在《细胞》（Cell）上的一项研究首次证明了一种常见的皮肤细菌——金黄色葡萄球菌——可以通过直接作用于神经细胞而引起瘙痒，有助于解释湿疹和特应性皮炎等常见皮肤状况通常伴随持续瘙痒症状的原因。
研究人员首先将小鼠的皮肤暴露在金黄色葡萄球菌中，几天后，小鼠的瘙痒加剧，会反复抓挠导致皮肤损伤恶化，并蔓延到原始暴露部位以外。这种过度活跃的反应称为“痒觉异化”（alloknesis），常见于以持续瘙痒为特征的慢性皮肤疾病患者。为了确定这种细菌是如何引发瘙痒的，研究小组利用多种经过修饰的金黄色葡萄球菌，集中研究了这种微生物在接触皮肤时释放的10种已知酶，发现其中只有蛋白酶V8是引起老鼠瘙痒的原因。分析表明，V8通过激活PAR1蛋白质来触发瘙痒，PAR1通常休眠，但被激活时会发出信号，最终大脑会将信号感知为瘙痒。在含有人类神经元的培养皿中进行的实验也印证了这一结果。FDA已批准的阻断PAR1的抗凝血药物在小鼠实验中成功抑制了PAR1激活，将瘙痒-抓伤这一循环中断。该研究有助于为设计口服药物和局部药膏提供信息，以治疗与皮肤微生物群失衡有关的各种情况下发生的持续瘙痒。
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)01164-9
欧洲鱼子酱生产存在非法捕捞行为
鱼子酱由鲟鱼卵制成，自从偷猎导致这种鱼濒临灭绝后，欧洲的四种鲟鱼都受到了国际公约的保护。如今，能通过合法国际贸易的鱼子酱只能来自养殖的鲟鱼。然而，近日一项发表于《当代生物学》（Current Biology）的研究发现，调查中半数的商业鱼子酱产品都是非法的，有些甚至不含任何鲟鱼成分。
此前，研究者从欧洲部分地区的传闻中得知，非法捕捞野生鲟鱼的现象仍然存在。为了进一步调查这些地区鱼子酱产品的真正来源，研究者调查了保加利亚、罗马尼亚、塞尔维亚和乌克兰等有野生鲟鱼种群栖息国家的鱼子酱样本，并进行了遗传和同位素分析。结果发现，其中21%的样本来自野生捕捞的鲟鱼，有32%的样本存在“欺诈营销”行为，例如声称其为野生产品，但实际来自水产养殖。另外，还有3款产品中不含有鲟鱼成分，而是由欧洲鲶鱼和尼罗河鲈鱼制成。研究者指出，大量的非法捕捞可能不表明这些地区缺乏有效执法，为了保护多瑙河和黑海的鲟鱼种群，需要尽快采取行动。
https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(23)01316-7
影响大脑头骨形状的遗传基因
颅穹窿（The cranial vault）是头部上方的球形部分，由包围和保护大脑的扁平板状骨骼形成，其大小和形状在不同人群中具有相当大的差异。11月16日，一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）杂志的研究或有助于解释人类头部形状的多样性，并为影响头骨的遗传基础提供重要线索，比如颅缝闭锁。
研究人员对6000多名青少年进行了磁共振（MRI）扫描，提取出对应的颅穹窿3D表面。随后，他们将三维颅穹窿表面划分为较小的亚结构，量化这些亚结构的形状，并混合多变量全基因分析了超过1000万个遗传变异。研究人员确定了30个与头部形状不同方面相关的基因组位点，其中29个以前没有报道过。他们发现，许多明显相关的基因位点都位于在头部和面部早期形成以及骨骼发育调节中起关键作用的基因附近。其中，RUNX2基因及其附近的变异与头骨形状的多个方面有关，RUNX2基因是协调头骨发育的主要角色，会影响整个颅穹窿，还有其他基因会有更多的局部影响。研究人员还比较了欧洲、非洲和美洲原住民祖先的头部形状在这30个基因组区域的相关性，发现大多数遗传学关联在这些祖先群体中是共享的。
https://www.nature.com/articles/s41467-023-43237-8
全球升温首次突破2℃限制，科学家拉响警报
来源：@OceanTerra/X
据CNN报道，欧盟“哥白尼气候变化服务项目”副主任Samantha Burgess近日在X上表示，11月17日，全球日平均气温达到有记录以来的最高温，比工业革命前水平升高了2.06℃，这也是首次全球日平均气温（相比工业革命前）升温超过2℃。
需要说明的是，单日的高温仅代表地球气温短期超过阈值，并不意味着《巴黎协定》中1.5℃和2℃的目标失败了——该目标关注的是更长期全球平均气温的增幅。然而研究者同样表示，随着这样破纪录的高温日越来越多，也反映着气候危机越发紧迫：“未来几年间，我们将会看到更多（超过）1.5℃和2℃的日子。”
https://edition.cnn.com/2023/11/20/climate/2-degree-warming-limit-record-copernicus-climate-int/index.html
全球麻疹发病率上升，死亡人数增加43%
当地时间11月17日，世界卫生组织（WHO）和美国疾病控制与预防中心（CDC）联合发布了一份题为《2000-2022年全球消除麻疹进展》的报告。报告指出，在新冠疫情期间，全球麻疹疫苗（MCV）接种率（接种剂量除以估计目标人口数）下降至2008年来最低水平，麻疹监测也不尽如人意。据估计，相比于2021年，2022年的全球麻疹发病率增加71%，病例数增加18%，死亡人数增加43%。
报告指出，2000-2019年，全球首剂MCV接种率从72%上升至86%，然后在2020年下降至83%，2021年进一步下降至81%，而后在2022年回升至83%；但低收入国家的首剂MCV接种率从2019年的71%下降至2021年的67%，并在2022年进一步下降至66%。2022年，WHO四个区域的37个国家受到大规模或破坏性麻疹疫情的影响，相比于2021年两个区域的22个国家增加了68%。尽管如此，2000-2022年的疫苗接种仍避免了约5700万人因麻疹死亡，2022年的麻疹病例数比2000年下降75%，死亡人数减少82%。报告强调，要消除麻疹，需2剂MCV接种率达到95%，所有国家应努力加快恢复疫苗接种和监测计划，解决新冠疫情造成的免疫缺口，以实现区域消除麻疹的最终目标。
https://www.cdc.gov/mmwr/volumes/72/wr/mm7246a3.htm