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论文  pc 端：【我的】-【应用】-【群组】搜“科研论文推荐分享”； 移动端：【我的科研】-登录科研之友-【更多】-【群组】-搜“科研论文推荐分享” 1 Cell子刊：首次发现能够延长寿命的circRNA  【导读】 7月16日，德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所 Linda Partridge 等人在 Molecular Cell 杂志发表了题为：An Insulin-Sensitive Circular RNA that Regulates Lifespan in Drosophila 的研究论文。 RNA是我们遗传密码的一部分，存在于人体的每个细胞中。RNA的最广为人知的形式是一条单链，其功能众所周知，并已得到表征。但是，还有另一种类型的RNA，即所谓的环状RNA（circRNA），它们形成了一个连续的环状结构，因而更稳定且不易降解。 环状RNA（circRNA）最初是在30多年前发现的，但长期以来一直被认为是mRNA剪接过程的副产物，没有特定功能。近年来，人们在真菌、原生生物、植物、果蝇、小鼠以及人类细胞中发现了许多circRNA。越来越多的研究表明，circRNA并非mRNA剪接的副产物，而是在细胞中发挥重要作用的一类RNA分子。 大部分circRNA是由蛋白质编码基因（宿主基因）的外显子反向剪接产生的，尽管某些circRNA的表达丰度很高，但只有少数circRNA的功能得到了表征。例如一些circRNA通过作为miRNA的海绵来发挥调控作用，也有研究表明，某些circRNA可以翻译短肽。 此外，circRNA被发现在果蝇脑部和哺乳动物大脑神经元中富集，有研究表明，circRNA会随着年龄增长在秀丽隐杆线虫、果蝇头部和感光神经元以及小鼠皮质和海马组织中积累。但是，目前尚未揭示circRNA在衰老过程中的作用。 胰岛素通路调节衰老、新陈代谢、繁殖和生长等，这在线虫、果蝇以及人类中莫不如此。对于果蝇来说，如果通过不同的方法（例如使用缺乏胰岛素的转基因果蝇）阻断了该途径，那么这些果蝇的寿命就会更长。但这其中的原因尚不清楚。 在这项研究中，研究团队发现了一种名为circSulfateless（circSfl）的特殊circRNA，其行为与其他circRNA有所不同。 与正常果蝇相比，缺乏胰岛素的长寿果蝇中circSfl表达水平更高。此外，过表达circSfl时，这些果蝇的寿命也更长。这些发现表明，circSfl不仅依赖于胰岛素发挥作用，circSfl本身还可以直接影响果蝇寿命。 在细胞中，人体各种功能所需的蛋白质是由正常的线性RNA翻译而来，而circRNA作为非编码RNA，通常不能翻译蛋白。 然而circSfl和其他circRNA之间的一个区别是：circSfl能够翻译蛋白质，circSfl翻译的蛋白与线性Sfl mRNA翻译的经典Sfl蛋白相似，但不完全相同。Slf全长蛋白为110kDa，而circSfl翻译的蛋白则为25kDa。 缺乏胰岛素的果蝇为何寿命更长，circSfl可能是其中一个因素。但circSfl翻译的蛋白如何影响衰老和寿命，目前尚不清楚。 总而言之，这项研究证实了在胰岛素突变的长寿果蝇的大脑神经元中circRNA随年龄增长而积累。此外，该研究证实circSfl能够翻译蛋白，过表达单个circRNA（circSfl）可以延长果蝇寿命。 由于circRNA也在哺乳动物大脑中积累，因此这些发现很可能也对研究人类衰老和寿命具有重要意义。
 2 狗狗一岁相当于人类几岁？研究人员发明了基于表观遗传学的计算公式，并开发了年龄换算计算器  【导读】 长期以来，一个流行的说法是：狗狗1岁相当于人类7岁，这一说法可能是因为人类平均寿命在70年左右，而狗通常在10年左右。然而这种计算方法显然并不准确，1岁的狗狗已经过了青春期，而7岁的人类还只是个孩子。 DNA甲基化（DNA methylation），是DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而调控基因表达。 人的一生中的DNA甲基化可以产生一个所谓的表观遗传学时钟，疾病、衰老、不良生活方式、遗传等等因素，都可以通过DNA甲基化等表观遗传学方式在DNA上留下印记，通过DNA甲基化情况可以追踪人类的生物学年龄。除了人类之外，其他物种也会随着年龄的增长而发生DNA甲基化。例如，老鼠、黑猩猩、狼和狗似乎都具有表观遗传时钟。 为了弄清楚这些表观遗传学时钟与人类的时钟有何不同，加州大学圣地亚哥分校的遗传学家Trey Ideker等人从人类的好朋友——狗，身上开始了研究。 该研究于7月2日以 Quantitative Translation of Dog-to-Human Aging by Conserved Remodeling of the DNA Methylome 为题在 Cell Systems 杂志在线发表。 所有犬类（无论品种）都遵循类似的发育轨迹，约10个月进入青春期，并在20岁之前死亡。 研究团队分析了104只拉布拉多犬基因组中的DNA甲基化模式，年龄从4周到16岁。 他们的分析表明，拉布拉多犬和人类的某些基因组区域确实具有相似的年龄相关的甲基化，幼犬和儿童，老年犬和老年人之间的相似之处最为明显。最重要的是，他们发现在狗和人类这两个物种的衰老过程中，参与发育的某些基因组被类似地甲基化。 研究团队利用狗的甲基化变化率使其与人类表观遗传时钟相匹配，由此产生的狗的年龄转换要比比“乘以7”复杂得多。 新公式是：狗的人的年龄= 16 ln（狗的年龄）+31。（也就是狗的实际年龄的自然对数，乘以16，再加上31）。 顺便开发了一款计算器，只需要输入狗的年龄（≥1的整数），即可一键换算成狗对应的人类年龄。 使用该公式计算可发现，狗和人的生命阶段是吻合的。例如，一只7周大的小狗相当于一个9个月大的人类婴儿，两者都刚刚开始长牙。 该公式还很好地将拉布拉多犬的平均寿命（12岁）与全球人类的预期寿命（70岁）相匹配。 总的来说，这些研究结果表明，狗和人类这两个物种的DNA甲基化程度都随着年龄的增长而逐渐增加。如果将这种技术应用于诸如不同犬种不同寿命的问题，可能会揭示出更有趣的结果。 研究团队希望向所有犬种进行这些表观遗传特征研究，希望找出为什么有些狗在年轻时会患病或比正常死亡更早，而另一些狗却会长寿且无病，并最终应用于对人类衰老和寿命的研究中。
3 南开大学梁嘉杰团队成功构建出可印刷及可拉伸的“温度-应变”双参数传感器  【导读】 可穿戴的多重物理传感可应用于检测多种物理刺激（如机械变形和温度变化），因此被认为是构建电子皮肤的关键部分。设计用于模拟人体皮肤功能的可拉伸物理传感器的关键要求是能够在不受干扰的情况下同时监测和分离多个物理刺激，这些来自人体的物理刺激可以为健康监测提供丰富的生理信息。当这些传感器集成到电子皮肤，则对性能有更高的要求。 例如，温度传感器除了需要高的分辨外，还需要在承受大的拉伸应变并具有高的应变传感灵敏度，以准确检测微小应变和大应变。因此，为了使设备能够监测人体运动和健康，可拉伸温度和应变双参数传感器应能够快速准确地进行传感，同时在较大的拉伸应变范围内（>50%应变），以高温度检测精度（<0.5℃）和高灵敏度（GF>100）区分温度和应变刺激。然而，在实际应用中，对不同类型的信号进行无串扰的采集和处理仍然是一个巨大的挑战。 7月14日，南开大学梁嘉杰教授团队报告一种可印刷及可拉伸的导电-热电纳米复合材料，来构建具有多级层次结构的“应变-温度”双参数传感器。在这种分层传感结构中，碲纳米线（TeNWs）与导电的2D碳化钛（Ti3C2Tx）MXene纳米片和银纳米线（AgNWs）复合，可作为“无机砖”材料：PEDOT:PSS则作为“有机砂浆”材料。利用导电MXene-AgNW网络的裂纹扩展效应和TeNW-PEDOT:PSS的热电效应网络, 应变和温度变化刺激可以同时被检测，并分别转换成独立的电流和电压信号。 多层次体系结构中各功能组分之间的协同效应提高了双参数传感器的可伸缩性和灵敏度。一方面，该器件具有0.2 °C（未拉伸状态下）的精确温度分辨率，快速响应时间～1.8 s；在62%的拉伸应变范围内应变灵敏度gauge factor >200（最大1933.3）。另一方面，在25-40°C温度范围内器件可对温度和应变刺激同时无干扰响应。 这种双传感能力，加上方便和经济的制造工艺，使该可伸缩温度-应变双传感器在多功能可穿戴电子应用中有着广阔的前景。
4 Lancet：全球人口将在50年内开始减少  【导读】 7月14日，发表在《The Lancet（柳叶刀）》上的一项新研究中，来自美国华盛顿大学健康指标与评估研究所（IHME）的研究团队估计，到2060年为止，地球上可能还会增加20亿人。几十年后，随着生育率下降，以及日本和意大利等国家的人口将减少一半，人口数量将会下降。但是人口下降对社会和地球的影响尚很难说清。 该研究第一作者、IHME的统计学家Stein Emil Vollset说：“虽然人口减少对减少碳排放和缓解粮食系统压力是个好消息，但随着老年人的增多和年轻人的减少，导致社会中的劳动力和纳税人减少，国家创造财富为老年人提供社会赡养和医疗保障的能力就会下降，从而带来经济挑战。” 在这项新研究中，Stein与IHME和华盛顿大学医学院的一个团队利用2017年全球疾病负担研究收集的数据来评估全球人口增长状态。 他们的研究结果表明，人口数量将从现在的78亿一直增长到2064年左右，那时人口峰值将达到97亿。随后，人口数量开始萎缩。到本世界末人口数量将回落到88亿。 这一数字与最近几年的其他研究所估计的数字形成了鲜明的对比，一些夸张的估计认为到2100年人口数量将高达123亿，而且仍然没有平稳的迹象。那么我们应该相信谁呢？ 相信哪种预测取决于你对哪种数学模型更有信心。 对任何一个地区的人口规模进行预测都依赖于建立一个模型，该模型应当可以准确地考虑到影响人一生中所生子女数量的各种制约因素和动机。 过去的估计依靠所谓的总生育率，即一个人一生中生育的孩子总数。一种替代方法是使用完整的队列生育能力，在给定年龄下一组女性所生子女的平均数量。在这个例子中，这个年龄设定为50岁。 该研究使用了后者，并且在确定影响任何一个地区人口增长轨迹的迁徙模式时也采用了略有不同的方法。 研究团队在论文中写道：“通过明确地指出生育率、死亡率和迁徙模式可以改变的途径，我们的模型可以确定未来时间趋势与过去趋势不同的地方。” 这些结果不仅为未来几十年生活在地球上的人类提供了一个更新的数字，还描述了不同国家人口密度的波动图和公民身份构成的关键变化。 如今，撒哈拉以南非洲国家中平均每名妇女一生生育4.7次，到2100年这一数字将降至人口替代率以下。例如，2017年的尼日尔创下了惊人的记录，每个母亲生育7个孩子。根据这个最新的模型，到2100年，该数字应降至1.8。 在其他地方，除非发生重大变化，否则数字将大幅下降。到2100年，预计183个国家的总生育率低于替代率，日本人口可能从2017年的1.28亿下降到6000万。到那时，甚至中国人口也可能远低于10亿，降至7.3亿。 该研究通讯作者、IHME的主任Christopher Murray说：“对于生育率低于人口替代率的高收入国家，维持当前人口水平、经济增长和地缘政治安全的最佳解决方案是开放的移民政策和社会政策，以支持家庭能够根据自己的意愿生育子女。然而，存在一个非常现实的危险，虽然面临人口减少，一些国家可能会考虑采取限制获得生殖健康服务的政策，这可能会带来毁灭性的后果。” 人口减少的这种“毁灭性”后果在很大程度上还取决于各国如何保护工人的权利以及如何重新分配财富。 80岁以上的人口数量将在本世纪下半叶增长六倍。这对社会赡养能力以及医疗资源都是严峻的挑战。 这项研究不会成为人口数量的最终定论。该模型并没有比我们平时使用的数据更好，而且，从这次疫情我们可以知道，人口波动事件是无法预料的。 不过，这是及时的警告。就地球生态而言，无休止的人口增长仍然可能会导致世界末日，但至少在当前的经济体制下，全球人口减少可能同样是个严峻的问题。
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