为了发现新的CRISPR基因编辑系统，研究人员曾在温泉、泥炭沼泽、粪便甚至酸奶等多种环境中寻找微生物。现在，得益于生成式人工智能（AI）的发展，他们或许只需简单地点击按钮就能设计这些系统。

　　本周，研究团队展示了他们如何使用一种名为“蛋白质语言模型”的生成式AI工具——这是一种经过训练，学习了数百万蛋白质序列的神经网络——来设计CRISPR基因编辑系统的细节，并成功在实验室验证了部分系统的功能。

　　今年2月，另一研究小组宣布，他们开发出了一种基于微生物基因组的模型，并利用此模型设计新的CRISPR系统。这些系统包括DNA或RNA切割酶和RNA分子，后者可以指导“分子剪刀”精准切割目标位点。

　　一位机器学习科学家评论道：“这虽然只是初步成果，但已证明使用机器学习模型来设计这类复杂系统是可行的。”

　　1922年，20多名参与开启埃及图坦卡蒙国王陵墓的人相继死亡，被广泛认为是“法老诅咒”所致。古埃及文献中称，任何扰乱王室木乃伊遗骸的人都可能因一种医生无法诊断的疾病而死亡。

　　然而，这些神秘死亡的背后可能有生物学上的解释。最新研究《法老的诅咒：与古埃及坟墓相关的不寻常死亡的新证据》（The Pharaohs Curse: New Evidence of Unusual Deaths Associated With Ancient Egyptian Tombs）表明，这些人的死因可能是放射性中毒。研究指出，有毒物质和含铀的天然元素被故意置于墓室的密封空间内。

　　这些有毒物质的暴露可能导致特定类型的癌症。例如，著名的英国考古学家霍华德·卡特（ Howard Carter）就是死于癌症。

　　在自然环境中，许多细菌为了在激烈的竞争中获得优势而产生生物活性物质。德国波恩大学医院、波恩大学以及德国感染研究中心（DZIF）的研究人员最近发现了一种名为“Epilancin A37”的新型抗生素，这种抗生素由栖息在人类皮肤上的葡萄球菌产生，主要针对其主要竞争对手——杆状菌。这种抗生素的特异性可能由一种非常特殊的作用机制介导，研究人员已详细阐述了这一机制。他们的发现已发表在《国际微生物生态学学会杂志》（The ISME Journal）。

　　随着致病细菌对抗生素耐药性的不断增加，开发新的抗菌物质变得尤为重要。科学家们对葡萄球菌等革兰氏阳性细菌产生的“羊毛硫抗生素（lantibiotic）”——一种具有非常狭窄活性谱的新颖抗菌肽——寄予厚望。研究人员表示，“Epilancin A37”作为一种抗菌肽，具有医学上的研究价值，因为它可以特异性地攻击单一生物群体，而不会像广谱抗生素那样影响整个细菌群。

　　新发现的“Epilancin A37”对杆状细菌具有非常特异的作用，杆状细菌是皮肤微生物群中葡萄球菌的主要竞争对手之一。研究表明，“Epilancin A37”能穿透杆状细菌的细胞壁，最初并不破坏细胞，而是在细胞内积累，随后从内部溶解细胞膜，从而杀死细菌。

　　研究人员指出：“我们的研究展示了如何利用特定的作用机制来专门对抗单一细菌物种，为我们提供了一个‘概念证明’。”

　　这项研究发表在《英国皇家学会开放科学》（Royal Society Open Science）杂志上，旨在验证一个关于癌症发生的模型，称为“多阶段模型”，该模型预测体型是癌症的一个风险因素。研究证实了这一假设，但需考虑到同一物种内部的体型差异。

　　在细胞的自我复制过程中，发生错误或突变是常见现象。体型较大、寿命较长的动物拥有更多细胞，且细胞周期更长。根据“多阶段模型”，这意味着它们有更多机会发生最终导致癌症的突变。

　　为了更深入研究这些风险因素，研究人员选取了狗这一物种，因其体型差异较大。他们使用三个不同的数据集调查了狗的死亡率，并发现最小的狗种，如波美拉尼亚、西施犬和吉娃娃，死于癌症的几率约为10%。而相对体型较大的狗种，如缅甸山地犬，死于癌症的几率超过40%。相比之下，最大型的狗种，如大丹犬，患癌症的几率则相对较低。这反映了一个众所周知但尚未完全解释的现象：随着体型增大到一定程度，狗的预期寿命通常会缩短。

　　研究结果表明，狗的体型明显符合癌症发生的多阶段模型，即体型越大，寿命越长，细胞的机会就越多，从而增加了发生突变的可能性。

　　房颤，即“心房颤动（Afib）”，是一种常见的心律失常。根据最新发表在《循环心律失常和电生理学》（Circulation-arrhythmia And Electrophysiology）杂志的研究，65岁以下人群中房颤的发病率呈上升趋势，其危害对这一年龄段的人群来说比之前认为的更为严重。

　　这是首次对美国65岁以下房颤患者进行的系统研究。结果显示，这一年龄段的房颤患者更可能因心力衰竭、中风或心脏病发作而住院。与相同年龄、性别的非房颤患者相比，他们的并发症和死亡率明显更高。

　　研究分析了2010年至2019年间67221名房颤患者的电子健康记录，发现其中超过四分之一（17335人）的年龄在65岁以下，这与通常估计的2%患病率形成鲜明对比。

　　在这10年间，与同龄的无房颤患者相比，患有房颤的男性患者的生存率差异为1.3至1.5倍，女性则为1.82至3.16倍。研究对象还表现出高血压、肥胖、吸烟和睡眠呼吸暂停等心血管疾病的高风险因素，这些因素随时间推移对心脏的结构和电生理特性产生了损害。

　　研究人员开发出一种新型金属合金，其在极端温度下的强度和韧性令人惊讶，打开了用于下一代高效发动机材料的大门。这种由铌、钽、钛和铪组成的合金，无论在极热还是极冷的环境中，均表现出卓越的抗弯曲和抗断裂能力，这在材料科学领域几乎是前所未有的。

　　这一发现是美国劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校研究团队与加州大学欧文分校和德州农工大学合作的成果。他们通过研究合金的原子结构相互作用，揭示了其惊人的性能。相关成果已在《科学》（Science）杂志发表。

　　这些合金属于“难熔高熵合金（RHEA）”或“难熔中熵合金（RMEA）”，这是一类新型金属，由几乎等量的多种金属元素在非常高的熔点下合成，赋予了它们独特的性能。由于这些合金具备高温应用的潜力，它们已成为科研人员多年研究的重点。

　　瑞典林雪平大学的研究人员开发了一种合成新型二维材料的方法，这些材料只有几个原子厚，但展现出独特的性能，使其在能量存储、催化和水净化等领域具有重要应用价值。他们的成果已在《科学》（Science）杂志发表。

　　自石墨烯发现以来，对二维材料的研究持续增长。这些材料因具有较大的表面积而在物理现象和性能上表现出众多独特属性，如良好的导电性、高强度和耐高温性。

　　研究团队采用三步法开发这些材料：首先开发理论模型预测合适的母体材料；然后尝试在实验室中合成这些材料；最后通过使用校内的扫描透射电子显微镜在原子层面验证材料的结构和性能。（刘春）