6.30
本周值得读
来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。
1. 细菌将废塑料变成镇痛药
2. 古代DNA揭示喀尔巴阡盆地的多样化社群组织
3. 抑制蝗虫的群聚行为
4. 新发现行星填补太空认知空白
5. 听到笑声的倭黑猩猩更可能期望奖励
化学 | 细菌将废塑料变成镇痛药
在埃希氏大肠杆菌中实施了一种生物相容性的洛森重排反应。
Nature Chemistry
《自然-化学》期刊上的一篇论文披露，大肠杆菌（E. coli）具备将废塑料瓶中提取的特定分子转化为扑热息痛的能力，扑热息痛是一种常用的镇痛药物，亦称对乙酰氨基酚。这项研究揭示了一种具有潜力的策略，该策略能够将塑料垃圾以可持续的方式升级转化为有价值的产物。
塑料废弃物的数量正不断攀升，因此，寻找一种可持续的方法来提升和转化塑料，成为了当务之急。代谢工程，即通过生物细胞内发生的化学反应网络来合成特定分子，与有机化学相结合，有望合成新的小分子。然而，这些化学反应能否成功将塑料转化为有价值的产物，目前尚无定论。
英国爱丁堡大学的Stephen Wallace及其团队成员研究发现，一种称作洛森重排的化学反应能够在活细胞内部进行，并且这一过程在大肠杆菌的磷酸盐催化作用下得以实现。这种化学反应能够生成对细胞代谢至关重要的含氮有机化合物。作者通过化学手段分解了一个PET塑料瓶，成功提取了该反应的初始分子，并证实了细胞代谢后能够修复这种源自塑料的分子。此外，他们还观察到，这种来源于塑料的分子能够作为大肠杆菌生产对乙酰氨基酚的起始物质，其产量高达92%。
研究成果可能是首次通过利用废弃物在大肠杆菌中合成对乙酰氨基酚。未来，我们可以进一步探索其他种类的细菌或塑料，研究它们如何制造出有价值的产物。
羧酸在体外以及体内均能合成苯胺，相关信息来源于Johnson等人的研究。
该文献的数字对象唯一标识符为10.1038/s41557-025-01845-5。
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基因组学 | 古代DNA揭示喀尔巴阡盆地的多样化社群组织
古代DNA研究表明，在公元前5千年，喀尔巴阡盆地区域存在着多样化的社群结构。
Nature Communications
《自然-通讯》杂志发布的研究揭示，在约7000至6000年前，喀尔巴阡盆地内邻近的多个社群间，遗传多样性和社会结构呈现出显著差异。这一发现为探讨中欧东部新石器时代晚期至铜器时代早期人群的社会与遗传演变过程提供了重要洞见。
新石器时代，大约在公元前6000年至4500年之间，喀尔巴阡盆地内的人群历史已经得到了深入的探讨和研究。然而，对于该地区在此之后居民的资料，尤其是铜器时代，即公元前4500年至2800年间的信息，了解却相对匮乏。
匈牙利研究网络（HUN-REN）下属的人文研究中心，由Anna Szécsényi-Nagy及其团队主导，他们通过分析8个墓地中125个个体的全基因组数据，对大约7000至6000年前居住在喀尔巴阡盆地（即现今的匈牙利及罗马尼亚地区）的群体构成进行了深入研究。他们观察到，在同一小区域内被安葬、生活年代相隔的新石器时代晚期与铜器时代早期的两个群体——Polgár-Csőszhalom和Tiszapolgár-Basatanya，其遗传特征显示出强烈的连续性。即便从新石器时代晚期到铜器时代早期，文化发生了显著变化，聚落分布也变得更为分散。这些变化的来源是这些群体内部的文化与社会实践所发生的转变，而非由于新群体的迁入所引起。遗传的连续性特征揭示了这一现象。
研究结果显示，尽管两地相隔仅有百公里之遥，但早期铜器时代的Tiszapolgár-Basatanya与Urziceni-Vamă两个群体在家庭结构上存在显著的不同。具体来看，Tiszapolgár-Basatanya社群成员之间联系紧密，亲属关系较为复杂，且往往以家族为单位进行集体安葬。Urziceni-Vamă 社群遗传特征更为丰富，这显示出它们与其他群体有更频繁的交流，而家庭墓葬在墓地中的分布则呈现出分散的格局。
这些研究成果为我们深入理解邻近群体所展现的文化与社交联系提供了新的洞见。
在晚新石器时代的Polgár-Csőszhalom遗址中，发现了一座财富丰饶的女性墓葬。这幅图像由Pál Raczky提供。
该文献的数字对象唯一标识符为10.1038/s41467-025-60368-2。
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生态学 | 抑制蝗虫的群聚行为
解析蚱蜢中4-乙烯基异莰醇的生物合成及其关键酶
Nature
《自然》杂志在本周报道了一项研究，该研究揭示了能够调控蝗虫群聚信息素合成的重要酶类。此外，研究还筛选出多种能够抑制该信息素合成的潜在化合物。通过针对这些关键酶进行作用，以抑制信息素的生成，这或许为蝗虫灾害的控制提供了一种既有效又持久的解决方案。
蝗虫群体频繁出现，对全球环境、农业以及经济构成了严重威胁。为了应对这些蝗虫，人们使用了化学杀虫剂，然而，这种做法对环境、食品安全和人类健康产生了破坏性的后果。目前研究表明，信息素4-乙烯基苯甲醚（4VA）在蝗虫群聚过程中扮演着至关重要的角色。通过调节这种信息素，或许能够成为蝗虫防控的新策略，但遗憾的是，该信息素的生物合成途径至今尚未得到明确。
为了深入探究信息素4VA的合成机制，康乐及其团队追踪了其分子的来源。他们在饱食的蝗虫体内检测到了4VA的高含量，并确认了其生物合成过程始于植物来源的氨基酸苯丙氨酸，蝗虫能够将苯丙氨酸转化为4VA。此外，他们还识别出两种关键酶，这两种酶能够调节4VA在种群密度变化时的水平。经过实验验证，一种名为4-硝基苯酚的化学物质已被认定为能有效抑制相关酶活性的潜在候选物，然而，它在实际应用中可能存在毒性风险；尽管如此，研究作者还提出了多种能够抑制4VA合成的替代化合物。
通过抑制引发蝗虫成群聚集的化学物质生成，这一方法能够有效遏制蝗虫的繁殖。目前，研究者们已经揭示了4VA的合成路径，并认为有必要深入探索更多能够抑制其生成的潜在化合物。
植物中提取的苯丙氨酸作为4VA生物合成的起始原料。该信息来源于Guo等人所做的研究。
本研究的数字对象唯一标识符为10.1038/s41586-025-09110-y。
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天文学 | 新发现行星填补太空认知空白
在年轻的TWA 7盘片中，已发现存在一个类木行星的证据。
Nature
本周，《自然》杂志发布了韦布望远镜（JWST）最新观测到的某颗微型气态巨行星的消息。这一重要发现将有助于我们深入探究行星在早期形成阶段的情况，以及原行星盘中的各种动态变化。
行星的形成被认为发生在原行星盘中——这个原行星盘是由新近形成的恒星周围的尘埃和气体构成的集合体。在观测这类行星盘时，人们通常能观察到环状结构以及空隙，这些现象被视作尚未被发现的“牧羊犬”行星的标志；然而，实际上，直接观测这类行星以捕捉这些特征却极为困难。
法国巴黎天文台的Anne-Marie Lagrange及其团队，借助JWST望远镜，在TWA 7恒星周围的三环星盘中展开了搜寻，TWA 7是一颗形成于约640万年前的恒星。他们成功探测到一颗可能存在的系外行星，其质量介于木星与海王星之间，通常被称作亚木星。TWA 7b是这一候选系外行星的名称，其质量预估为木星的三分之一，而其轨道与恒星的距离则是52个天文单位，即52倍于地球与太阳的平均距离。这些行星的质量和轨道参数与在星盘第一环与第二环之间空隙处形成的系外行星所预期的特性相吻合。
这一成像技术揭示了原行星盘与邻近天体间的新互动细节，同时丰富了我们对成像技术如何助力深入探究小型系外行星机制的认识。
TWA星盘与潜在伴星的相关图像和模拟资料。资料来源：Lagrange等人。
该文献的数字对象唯一标识符为10.1038/s41586-025-09150-4。
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动物学 | 听到笑声的倭黑猩猩更可能期望奖励
黑猩猩在听到笑声后往往表现出乐观的态度。
Scientific Reports
《科学报告》最新发布的研究揭示，当倭黑猩猩（Pan paniscus）听到笑声，它们倾向于靠近一个可能含有或不含奖励的物品。该研究对四只受过训练的倭黑猩猩进行了细致的观察，这些动物会依据盒子内可能藏有食物与否来决定是否与盒子互动或是忽略它。这一发现表明，积极的声响可能对它们的觅食及搜寻活动产生显著影响。
人们发现，在嬉戏和抓痒的过程中，人科动物会发出与人类笑声相似的声响。这些声响的起源被认为是为了减少将玩耍误认为攻击的可能性，同时也有助于展现个体间的情感交流。这种情感上的相互感应——类似于笑声等情感表达能够引发他人产生共鸣的情绪——被认为是同理心不可或缺的组成部分。
美国加州大学的Sasha Winkler、Erica Cartmill及其团队对爱荷华州得梅因市的一项猿类认知与保护项目进行了研究，他们测试了该计划中四只倭猩猩的认知水平，这些猩猩分别是：14岁的雌性Mali，12岁的雄性Teco，41岁的雄性Kanzi，以及24岁的雄性Nyota。这些猿类被指派去熟悉一个装有食物奖励的黑盒子以及一个空无一物的白盒子，同时它们被训练去按下按钮以拒绝选择白盒子。在实验中，三种不同颜色的盒子（浅灰色、中等灰色和深灰色）会间歇性地出现，其中50%的盒子内藏有食物奖励。测试在播放倭猩猩的笑声或环境风声的背景下进行，播放时长为7分28秒。结果显示，93%的情况下，猿类会选择接近黑盒子，而在仅有1%的情况下，它们会靠近白盒子。在提供深浅不一的灰色盒子时，倭黑猩猩对深灰色盒子的接近行为比浅灰色盒子更为常见。汇总所有关于灰色盒子的实验数据，我们发现，当倭黑猩猩听到笑声的录音时，它们检查灰色盒子的频率增加，接近灰盒子的几率比对照组听到普通声音时高出3.4倍。
作者指出，笑声或许能够触动里倭黑猩猩的情感，进而改变它们的行为模式，使它们对模糊不清的刺激物产生更强烈的兴趣。他们还强调，该研究的样本数量有限，并建议后续研究应关注笑声在灵长类动物社会联系演化过程中的潜在作用。
12岁的Teco拿着一根长管子。图片来自猿类计划
该文献的数字对象唯一标识符为10.1038/s41598-025-02594-8。
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