11月26日外媒科学网站摘要：美国饮用水中发现神秘化合物

11月26日（星期二）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：
《科学》网站（www.science.org）
“暗蛋白质组”调查揭示数千种新的人类基因
20多年前，人类基因组首次完成测序时，科学家们发现其中基因数量远少于预期，仅为某些预测值的三分之一。不足3万个基因及其编码的蛋白质似乎就能支持人体的构建和运作。而最近的统计数据进一步将这一数字缩小至约2万个。然而，美国密歇根大学医学院的研究团队通过一项名为“暗蛋白质组（dark proteome）”的新系统分析发现，基因组中被忽视的片段实际上包含数千个非传统基因，这些基因所编码的蛋白质比常规蛋白质更短。
基因的传统定义通常包括一个称为开放阅读框（ORF）的长DNA序列。ORF提供起始和终止的信号，指导细胞转录并生成信使RNA，信使RNA再被传递至细胞中的“工厂”核糖体，后者根据RNA信息将氨基酸组装成蛋白质。典型的ORF往往被一个吸引转录蛋白的DNA片段所前导。对于大多数研究人员而言，只有编码至少100个氨基酸的ORF才能被视为基因。
然而，研究酵母、蛇以及人类等不同物种的生物学家发现了大量非规范ORF。这些ORF往往缺少传统的起始片段，也比标准ORF短得多，但它们依然能够被转录成RNA。一种称为核糖体分析或核糖序列分析的新方法表明，许多转录的RNA能够附着在核糖体上，并可能被翻译成短链氨基酸，甚至生成少于12个氨基酸的微型蛋白质。
到2022年，研究人员在人类基因组中已发现了7264个非规范ORF。借助人类蛋白质组组织（Human Proteome Organization）和质谱蛋白质组学数据库PeptideAtlas，他们证明了这些ORF确实能够制造蛋白质。在统计的7264个非规范ORF中，有四分之一被确认能够生成蛋白质，总数约为3000个。此外，由于一个ORF可以通过多种方式解读，它还可能编码多种蛋白质。
这些新发现的基因及其蛋白质产物可能对人类生物学的各个领域带来颠覆性影响，并加速医学研究的进展。例如，研究发现的一个新基因能够生成一种微型蛋白质，而这种蛋白质似乎在儿童癌症的发病中起到关键作用。这项研究已发表于预印本平台bioRxiv。
《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）
1、科学家发现利用阳光回收黑色塑料的新方法
不同种类和颜色的塑料在回收难度上差异显著。近日，美国康奈尔大学和普林斯顿大学的研究人员在化学领域期刊《中央科学》（ACS Central Science）上发表研究，展示了一种利用黑色塑料添加剂、借助阳光或白光LED，将黑色和彩色聚苯乙烯废料转化为可重复使用原料的新方法。
这种新兴的塑料回收策略通过光分解塑料，生成化学上有用的物质，再循环用于制造新产品。实现这一过程需要一种辅助化合物来将光能转化为破坏聚合物分子键的热量。研究团队发现，黑色聚苯乙烯废料中的炭黑添加剂可以胜任这一角色。炭黑不仅有效，还可直接整合到回收材料中，避免了额外废物的产生。
研究人员测试了一种针对实验室制造的黑色聚苯乙烯的回收方法：将聚苯乙烯与炭黑混合研磨成粉末后，放入密封玻璃瓶中，并置于高强度LED白光下照射30分钟。炭黑将光能转化为热量，使聚苯乙烯分解为一、二、三苯乙烯单元的混合物，这些单元随后在反应装置中被完全分离。在实验中，团队还成功将剩余的炭黑和苯乙烯单体重新回收至聚苯乙烯中，验证了该方法的循环可持续性。
2、高产苹果树背后的遗传秘密揭晓
苹果是全球最具经济价值的水果作物之一，在100多个国家都有广泛种植。一些苹果树自然生成了紧凑型“刺型”品种，这种树不仅产量更高，而且更易管理。然而，这一特性背后的遗传机制一直未能厘清。
美国博伊斯·汤普森研究所（BTI）领导的国际研究团队首次绘制出广受欢迎的富士苹果的“全阶段”基因组。这份基因蓝图能够清晰区分来自父系和母系的遗传基因。
研究团队分析了74个富士苹果的无性繁殖品种，发现了显著的体细胞变异。这些变异是苹果树一生中发生的突变，并非遗传所得。体细胞变异能导致新性状，例如树木早熟或呈现刺型生长结构。
关键发现集中在名为MdTCP11的基因，该基因像“生长开关”一样控制树木结构。研究表明，紧凑型苹果树在该基因附近的DNA中存在一个微小但重要的缺失，导致基因活性增强，使树枝更短，树形更紧凑。此外，与标准品种相比，刺型品种的DNA甲基化水平较低。这种甲基化水平的降低进一步激活了MdTCP11基因，强化了刺型特性。
这一发现对苹果育种意义重大。掌握这些遗传特征将帮助育种者开发出兼具紧凑生长和其他优良特性的新品种，例如更高的抗病能力和更高的产量。
《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）
1、失落的基因秘密：古代DNA揭示欧洲隐藏的进化
美国德克萨斯大学奥斯汀分校和加州大学洛杉矶分校的研究人员通过对古代人类骨骼遗骸DNA进行新的统计分析，揭示了过去7000年来古代欧洲人如何适应环境的新见解。研究成果发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。
研究团队分析了700多个样本，这些样本来自欧洲各地考古遗址以及现代俄罗斯部分地区，时间跨度从新石器时代（约8500年前）到罗马晚期（约1300年前）。研究发现了自然选择的痕迹——即基因对环境压力的适应迹象，这些痕迹在现代欧洲人的DNA中已无法检测到。这些发现不仅为远古生活提供了新的洞见，还揭示了一些过去有利于生存和健康的遗传特征如何随着时间的推移而逐渐消失。
研究团队采用了一种新型统计方法，该方法特别适合分析古代DNA数据。与传统方法相比，这种技术能更高效地探测自然选择的证据。研究人员将样本分为四个时期：新石器时代、青铜时代、铁器时代和历史时期，从而追踪了基因随着生活方式转变（如从狩猎采集到农业）的变化。
研究确定了基因组中的14个区域，这些区域在上述时期内经历了显著的自然选择。例如，早期欧洲人与维生素D生成相关的基因以及成人能够消化牛奶的基因表现出明显的选择迹象，但这些特征直到最近的历史时期才变得显著。浅色皮肤可能帮助早期农民在阳光较少的气候下更好地生成维生素D，而在欧洲奶牛养殖普及后，消化牛奶的能力则成为一种重要的营养适应性优势。
2、可能有毒：科学家在美国饮用水中发现神秘化合物
美国和瑞士的研究人员报告称，在经氯胺处理的饮用水中发现了一种此前未知的化合物。无机氯胺通常用于饮用水消毒，以预防霍乱、伤寒等传染病。目前，超过1.13亿美国人饮用经过氯胺处理的水。
研究人员确定了这种新发现的化合物——“氯硝酰胺阴离子”（化学式：Cl-N-NO₂⁻），它是无机氯胺分解的最终产物。尽管该化合物的毒性尚未确定，但由于其普遍性及其与其他已知有毒化合物的相似性，科学家认为有必要进一步研究以评估其对公共健康的潜在风险。仅仅是成功识别这种化合物，就已是一项重大的科学突破。
这项研究发表在《科学》（Science）杂志上。尽管科学家们早在几十年前就知道这种化合物的存在，但一直未能明确其化学结构。一位研究饮用水消毒化学成分的专家指出：“我们知道，水消毒过程中会产生一些有毒物质。过去几十年，部分人可能因饮用水而患癌，但我们尚未确定哪些化学物质导致了这些风险。我们的主要目标是识别这些化合物及其形成的反应路径。”
此次成功鉴定出氯硝酰胺阴离子，标志着这一目标的重要一步。未来，学术界和监管机构将对其是否与癌症相关或存在其他健康风险展开评估。这一发现也为全面开展毒性研究奠定了基础。（刘春）
                    
               
               
               
               
               
               
                    
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