8月22日外媒科学网站摘要：研究发现禁食对健康有益，但也可能致癌

8月22日（星期四）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

研究发现禁食对健康有益，但也可能致癌

美国麻省理工学院的一项研究表明，与禁食本身相比，打破禁食对健康更为有益。研究发现，当老鼠禁食后再次大吃特吃时，肠道中的干细胞会大量增殖，以修复肠道损伤。

然而，这种干细胞的激活是有代价的：与完全不禁食相比，如果老鼠在禁食后发生了致癌基因突变，它们的肠道更有可能产生癌前息肉。

这些研究成果最近发表在《自然》（Nature）杂志上，提示禁食并非没有风险，其潜在的负面影响值得警惕。

2018年，麻省理工学院的研究小组首次发现，禁食可能通过促进干细胞活动对健康产生潜在益处。为了进一步探究禁食引发干细胞激增的机制和时间点，研究人员对小鼠进行了实验。

研究发现，禁食后进食的小鼠肠道干细胞增殖速度最快。这些干细胞帮助修复和再生肠道内壁，部分原因在于它们产生了大量的多胺分子，这些分子对于细胞生长和分裂至关重要。

但由于肠道干细胞具备持续分裂的能力，它们也可能成为癌前细胞的来源。当研究人员在重新喂食期间激活小鼠体内的致癌基因时，这些动物比那些没有禁食的动物更容易患上肿瘤。

《科学》网站（www.science.org）

在致命的环境下，一些海洋生物可以逆转衰老

对大多数动物来说，衰老是一条不可逆的道路，但对来自东大西洋的栉水母（sea walnut）来说却并非如此。当环境恶劣时，这种透明的无脊椎动物会逆转衰老，回到有触手的幼虫形态。上周，生物学家在预印本服务器bioRxiv上发表论文指出，当环境条件改善时，它们又会恢复成年状态。

目前为止，生物学家只在两种动物身上发现了这种恢复到早期生命阶段并再生的能力：一种是灯塔水母，另一种是细粒棘球绦虫。生物学家称，栉水母也被发现有这种能力，并且“相当令人惊讶”。尽管栉水母和水母名字相似，但它们属于不同的门，被称为栉水母门。

尽管灯塔水母和栉水母都有再生的能力，但这两种动物的再生方式不同。水母有不同的生命阶段：静止的“水螅体（polyp）”可以通过分裂产生更多的“水螅体”，以及有性繁殖的自由漂浮的钟形水母。随着年龄的逆转，它的细胞会失去自身的特性，并合并成一个“囊肿”，然后再分化成“水螅体”。研究人员指出：“这并不是同一个体回到了之前的阶段。”

但这种细胞分解现象不会在栉水母身上发生。研究人员指出，对于栉水母，“很明显，恢复活力的是同一个个体，就像回到过去一样。”

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、美国水力发电量预计将增加，但气候变化带来不确定性

在一项评估气候变化可能如何影响美国大陆水力发电的新研究中，研究人员发现，除了西南部的一些地区外，水力发电量预计在未来将有所增加。研究成果发表在最新一期的《环境研究快报》（Environmental Research Letters）上。

美国各地的2250个水力发电设施提供了全国6%的电力。在美国太平洋西北地区，水电占主导地位，为该地区提供了60%的能源。大坝的运行不仅考虑到电力，还涉及防洪、交通、灌溉用水，以及对渔业和生态系统的支持。因此，了解未来水资源的可用性对于水资源管理者规划各种资源需求至关重要。

美国太平洋西北国家实验室（PNNL）与美国能源部橡树岭国家实验室合作开发了一个模型，展示了气候变化如何在未来几十年内改变溪流和河流的水流时间和流量。PNNL团队通过模型计算了两个时间段的水力发电量：2020-2039年（近期）和2040-2059年（中期）。

研究小组发现，在美国大陆范围内，水电产量近期预计增加约5%，中期可能增加10%。这种增长可能是由于气候模型通常显示，随着地球变暖，降水量会增加。

研究者强调，由于气候变化的未来充满不确定性，水电发电量的变化幅度可能会非常大。例如，在2020年至2039年期间，发电量可能会在-5%到21%之间波动，而在后来的年份则可能在-4%到28%之间波动。

研究者还指出，季节性变化可能对全国范围内的水资源管理产生重大影响。

2、科学家发现了去除死细胞的新机制

成年人体内每天都有数十亿个细胞死亡，为新细胞的生长腾出空间。吞噬细胞是一种移动的免疫细胞，负责清除有问题的物质。然而，一些垂死或死亡的细胞会被它们的邻近自然组织细胞——即具有其他主要功能的细胞——消耗。这些细胞如何感知周围的濒死或死亡细胞，仍在很大程度上未知。

现在，来自美国洛克菲勒大学的研究人员展示了这一感知系统在毛囊中的工作原理，毛囊的生长周期（包括生长期、退行期和休止期）由毛囊干细胞（HFSC）启动。在《自然》（Nature）杂志上发表的一项新研究中，研究人员展示了两个传感器如何协同工作，从死亡和存活的HFSC中获取信号，在组织损伤发生之前清除碎片，并在健康细胞受到消耗之前停止运作。

研究人员仔细观察了小鼠毛囊的周期变化。研究发现，只有当健康细胞中的两个受体都被激活时，清除过程才会开始。第一个受体RXRα能够检测死亡细胞分泌的脂质，这是几种已知的死亡信号之一。第二个受体RARγ感知健康细胞分泌的促生长视黄酸。

两者必须同时激活才能启动清除机制。当所有死亡细胞被清除后，脂质信号消失，清除过程随即停止，只剩下健康细胞的视黄酸信号。

研究人员还记录了巨噬细胞迁移到该区域的速度很慢，在细胞死亡后4天才出现。

他们还发现，当阻止HFSC清除死亡细胞并将任务交给巨噬细胞时，组织损伤会随之发生。这增加了在这一过程中，遗传缺陷可能导致人类皮肤病变的可能性，包括炎症和脱发。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、10万年的进化：新证据证实中国是水稻种植的发源地

在《科学》（Science）杂志上发表的一项新研究中，中国科学家利用植硅体分析和其他技术，追踪了水稻从野生形态到驯化品种的10万年进化过程，证实了中国是水稻的发源地，并为农业文明的起源提供了线索。

中国科学院地质与地球物理研究所、浙江省文物考古研究所、山东临沂大学、浙江省浦江县上山遗址管理中心以及其他13家机构的专家在浙江上山遗址合作进行了这项研究。这一发现强调了上山文化在全球农业历史早期阶段的关键作用。

在过去的一个世纪里，关于水稻起源的研究一直存在争议。直到20世纪70年代，随着在浙江河姆渡、上山等长江中下游地区发现了与水稻相关的考古证据，国际科学界才开始认识到这一地区是水稻的重要起源地。然而，找到能够区分末次冰期以来长江流域野生稻和驯化稻的长期保存标识，揭示人类采集和驯化野生稻的过程和机制，仍是研究中的关键挑战。

研究表明，大约10万年前，野生水稻已广泛分布于长江下游地区，为随后的水稻利用和驯化奠定了基础。大约2.4万年前，随着气候进入末次冰期，人类开始收集和使用野生水稻，表明人类努力寻找新的食物来源以应对气候变冷。大约在13000年前，人类开始对野生水稻进行预驯化。大约在11000年前，驯化水稻的植硅体比例迅速增加，达到驯化阈值，标志着东亚水稻农业的起源。

该研究表明，东亚水稻农业和西南亚小麦农业的起源几乎同步，代表了人类发展史上的一个重要里程碑，极大地加深了我们对全球农业起源的理解。

2、新技术加速违背常识的材料设计

弹性材料的行为部分由泊松比来描述，它解释了当材料在一个方向上被拉伸或挤压时，材料形状如何变化。大多数材料的泊松比为正值，这意味着在一个方向上挤压材料会使其在其他方向上变宽或变厚，而拉伸则会使其变窄或变薄。

拉胀材料（Auxetic）则违背了这一常识，其泊松比为负值。当在纵向拉伸时，拉胀材料会变宽，而在横向拉伸时，它会变窄。这使拉胀材料具有许多独特特性，广泛应用于运动鞋鞋垫、抗炸弹建筑、汽车保险杠和服装等领域。

尽管潜力巨大，但拉胀材料的产品进入市场的速度一直较慢。美国国家标准与技术研究院（NIST）和芝加哥大学的研究人员希望改变这一现状。

在《npj-计算材料学》（NPJ Computational Materials）杂志上发表的一项新研究中，他们宣布开发出一种新工具，可以更简单、更快速地设计具有拉胀特性的材料。该工具是一种“逆设计”算法，用户可以输入他们希望拉胀材料的泊松比值。然后，算法会生成具有优化结构的材料设计。

研究人员表示：“这项研究是拉胀材料设计的巨大进步。我们实际上可以根据用户需求优化这种材料，使其具有任何特定的机械性能和行为。”（刘春）