4月24日外媒科學網站摘要：爲什麼吃壞一次能記一輩子
4月24日（星期四）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
百年遺傳學之謎破解！孟德爾豌豆性狀基因全部定位
160多年前，生物遺傳學家孟德爾通過研究豌豆的七種性狀，奠定了遺傳學基礎。然而，其中三種性狀的基因一直未被確定。《自然》（Nature）雜誌最近發表的一項研究填補了這一空白，標誌着豌豆基因組研究進入新階段。
2019年，科學家首次發佈了豌豆的基因組參考序列。在此基礎上，英國約翰·英納斯中心的研究團隊利用3500餘種豌豆種質資源，對近700個豌豆基因組進行深度測序，檢測到1.55億個單核苷酸多態性（SNP）。通過全基因組關聯分析和選擇性育種，團隊最終確定了控制豆莢顏色、形狀以及花序結構的基因。研究發現，豆莢顏色由葉綠素合成相關基因調控，豆莢形狀受細胞壁增厚機制影響，而花序的簇狀變化則與特定基因缺失有關。
這項歷時六年的研究不僅填補了孟德爾遺傳理論的空白，還爲豌豆育種提供了寶貴數據。隨着植物蛋白需求增長，豌豆的市場價值顯著提升，相關基因研究將助力提高產量、優化抗病性等農業性狀。
美國華盛頓州立大學的專家評價稱，該成果是遺傳學領域的重大突破。美國克萊姆森大學的研究人員指出，這項研究使經典遺傳學模型得到完整闡釋，對未來的育種實踐具有重要指導意義。研究團隊表示，公開的數據集將爲後續研究提供豐富資源，推動作物改良與可持續發展。
《科學通訊》網站（www.sciencenews.org）
爲什麼壞食物讓人記一輩子？研究揭示大腦“自我保護式記憶”
食物中毒的經歷往往令人終生難忘，科學家近期通過小鼠實驗揭示了這一現象背後的神經機制。最近發表在《自然》（Nature）雜誌的研究表明，大腦中的特定神經迴路能夠將有害食物與後續不適緊密關聯，形成持久記憶。
通常，小鼠需要即時獎懲才能建立記憶，即使是短暫的延遲也會阻礙學習。但食物中毒卻不同——即使症狀延遲數小時，小鼠仍能準確將特定食物與後續腹痛關聯。這一現象使其成爲研究大腦跨時間關聯機制的理想模型。
研究發現，大腦的杏仁核負責評估味覺併產生厭惡反應，而腸道則通過激活名爲“CGRP神經元”的特殊警報神經元向大腦傳遞不適信號。美國普林斯頓大學的研究團隊通過實驗發現，當小鼠首次攝入某種食物後誘發中毒，CGRP神經元會重新激活，並增強杏仁覈對特定味道的編碼神經元的敏感性。當小鼠再次接觸該食物時，這些神經元再度激活，強化了危險食物的記憶。值得注意的是，這種效應僅出現在初次接觸即中毒的情況，表明大腦對“新體驗”特別敏感。
對人類而言，觸發厭惡記憶的信號可能更復雜，如特殊香料、陌生餐廳環境等新元素都可能成爲記憶錨點。
該研究不僅解釋了食物中毒的記憶機制，還可能對心理健康研究產生影響。類似的神經迴路或許能解釋爲何負面經歷（如創傷或成癮）格外深刻。在某些情況下，這種“厭惡學習”機制可能失控，導致不必要的恐懼或迴避行爲。未來，調控這些神經迴路或有助於開發新的治療方法。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、革命性突破！MIT工程師打造“剛柔並濟”的超材料
長期以來，超材料設計一直追求“越強越好”，但材料的剛性與柔韌性往往難以兼顧。美國麻省理工學院（MIT）的工程師通過創新設計，成功製造出一種兼具高強度和高彈性的超材料，爲這一領域開闢了新方向。
超材料通過微觀結構賦予材料特殊性能。MIT團隊採用類似有機玻璃的聚合物，打印出由堅硬支撐杆和柔軟編織結構組成的“雙網絡”微觀架構。這種設計使材料能拉伸至原始尺寸的四倍而不完全斷裂，遠超傳統聚合物材料的性能。
研究團隊從水凝膠中獲得靈感，水凝膠通過結合不同特性的聚合物網絡實現柔軟與堅韌並存。MIT的工程師將這一原理應用於超材料，設計出剛性晶格與彈性線圈交織的雙網絡結構。測試表明，新材料拉伸能力是傳統晶格超材料的十倍，且通過引入“缺陷”進一步提升了性能。
MIT團隊還開發了計算框架，幫助工程師根據網絡圖案預測材料性能。這種超材料有望應用於抗撕裂紡織品、柔性半導體、電子芯片封裝及生物組織工程等領域。未來，團隊計劃探索更多功能，如導電性或溫敏性，以拓展材料的應用場景。
這項研究發表在《自然·材料》（Nature Materials）期刊上，標誌着超材料向多功能、高性能方向邁出了重要一步。
2、從污染到循環：全球如何破解一次性塑料困局？
全球一次性塑料問題日益嚴峻，來自巴西、德國和美國的研究者在《食品科學與技術趨勢》（Trends in Food Science & Technology）期刊發表綜述文章，探討了包裝行業中可生物降解塑料的創新、政策與市場趨勢。
研究指出，包裝行業佔一次性塑料產量的一半，是可生物降解塑料的主要應用領域。2024年全球可生物降解包裝市場規模預計達1050億美元，年增長率約6%，且44%的可生物降解聚合物專利與包裝相關。全球每年生產約4.74億噸塑料，其中三分之一用於包裝，但僅25%被回收。到2060年，塑料產量預計增長兩倍。
儘管挑戰巨大，可生物降解塑料的研發進展顯著。例如，玉米醇溶蛋白（玉米中的蛋白質）能形成優質薄膜，雖成本較高，但潛力巨大。巴西的研究團隊強調，該國豐富的生物質資源（如澱粉、果膠）可用於開發生物基可降解包裝，國際合作對推動可持續解決方案至關重要。
研究者呼籲推廣“循環經濟”模式，強調“重新思考、拒絕、減量、重複利用、修復和回收”的優先級。食品包裝雖對安全至關重要，但合成塑料的環境代價高昂，其分解產生的微塑料污染已成爲全球性健康威脅。
文章總結，消費者既是問題的一部分，也是解決方案的關鍵。通過技術創新、政策支持和國際合作，構建可持續的食品包裝系統是未來方向。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、黑客能入侵你的DNA？下一代測序技術面臨安全威脅
下一代DNA測序技術（NGS）在推動個性化醫療、癌症診斷和遺傳學研究的同時，也可能成爲網絡攻擊的新目標。近期發表在《IEEE Access》期刊的研究指出，若缺乏適當防護，NGS系統可能面臨數據泄露、隱私侵犯甚至生物安全威脅。
該研究由英國朴茨茅斯大學計算機學院牽頭，聯合多所大學和科研機構的科研團隊共同完成，首次全面分析了NGS全流程的網絡安全風險。NGS技術廣泛應用於醫學、農業和法醫學等領域，但其複雜的工作流程（包括樣本製備、測序和數據分析等環節）存在多重安全漏洞。由於許多DNA數據可在線公開獲取，黑客可能利用這些信息實施監控或惡意實驗。
研究警告，黑客可能採用合成DNA編碼惡意軟件、AI篡改基因組數據或重識別技術等手段，不僅威脅個人隱私，還可能危害科研誠信和國家安全。目前，網絡-生物安全領域的研究仍顯不足，防護措施零散且缺乏跨學科協作。
研究團隊強調，保護基因組數據需構建跨學科協作機制，整合計算機科學、生物信息學和網絡安全領域的專業力量。政府、監管機構及學術組織應優先投入研發資源，通過制定安全測序協議、強化加密存儲系統及部署AI異常檢測技術等手段構建防護體系。當前若未能建立統一安全標準與風險防控機制，基因組數據可能被惡意用於生物恐怖主義或社會歧視場景，其破壞性將遠超常規數據泄露事件。
2、告別“永久化學物”！國際團隊研發出PFAS安全替代品
一個國際科研團隊成功研發出全氟烷基物質（PFAS）的安全替代品。PFAS因其防水、防油和防污特性廣泛應用於消防泡沫、食品包裝、化妝品等產品，但由於難以降解且危害健康，被稱爲“永久化學物”。
此前，PFAS中的氟元素因其強效防水特性被認爲不可替代。但英國布里斯托大學、日本弘前大學和法國蔚藍海岸大學的研究團隊發現，氟的“龐大”分子結構可通過無毒成分模擬。這一突破有望推動環保材料的開發，在保持性能的同時避免PFAS的風險。
研究團隊通過分析PFAS的化學結構，鎖定其關鍵特性，併成功用僅含碳氫的非氟化成分實現類似效果。實驗表明，這類“龐大”分子結構也存在於脂肪、燃料等常見物質中。研究人員據此設計出安全且性能相當的替代化學品，整個研究歷時約十年。
目前，團隊正與法國和中國的企業合作，推動這一技術商業化。該成果對工業界和學術界具有重要意義，未來或可廣泛應用於消防泡沫、食品包裝、化妝品等領域，減少PFAS對環境和健康的危害。（劉春）