11月5日外媒科學網站摘要：PM2.5中的一種成分損害兒童的學習和記憶能力
11月5日（星期二）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《科學》網站（www.science.org）
科學家提出一種“自然法則”：地球上的一切都在進化
一些科學家認爲，達爾文的進化論還不夠宏大。他們提出，隨着時間的推移，地球上的一切——不僅是生物——都在變得越來越豐富和複雜。
在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上發表的一篇論文中，美國卡內基科學研究所的一個研究團隊提出了一種“自然法則”，這種法則拓寬了進化的概念，不僅增加了生命的複雜性，還提高了礦物學、化學和恆星內部運作系統的複雜性。研究人員強調，這是“一個解釋物理系統進化的框架，包括但不限於生物學。”
簡單來說，這篇論文描述了由不同交互組件組成的系統，當被置於允許某些配置比其他配置更持久的環境中時，系統將不可避免地走向“增加功能信息”的狀態。也就是說，隨着時間的推移，一個系統將變得更加多樣化和複雜，通過自然選擇，豐富其生存所需的功能。生物進化中，DNA突變創造了通過繁殖和自然選擇得以持續存在的結構，這僅是這一更廣泛規律的一個子集。
一些科學家接受這一想法，但不確定它是否會成爲一個新的自然法則。另一些科學家表示，這一理論難以提出可以檢驗的假設。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、人工合成基因如何模仿細胞構建組織和結構
美國加州大學洛杉磯分校和意大利羅馬大學的研究人員開發了一種合成基因，其功能與活細胞中的基因相似。
這種合成基因可以通過級聯序列在細胞內逐步構建自組裝結構。這種方法類似於使用模塊化單元來組裝傢俱。這一研究成果提供了一條途徑，即使用一套簡單的構建模塊，通過編程製造複雜的生物分子材料，如DNA瓦片（DNA Tiles）中的納米管。相同的組件也可以通過編程來分解不同材料的結構。
該研究成果最近發表在《自然通訊》（ Nature Communications）雜誌上。
在研究中，研究人員使用了一些合成DNA鏈組成的DNA瓦片作爲構建塊。他們製造了一種包含數百萬個DNA瓦片的溶液，這些DNA瓦片通過相互作用形成微米級的管狀結構。這種結構只有在存在特定RNA分子的情況下才能形成，RNA分子起到觸發作用。不同的RNA觸發分子也可以誘導這些結構的分解。他們編程了不同的合成基因，在特定的時間產生RNA觸發器，這樣DNA結構的形成和溶解就可以精確地定時。
通過將這些基因連接在一起，他們創造了一個合成的基因級聯，類似於果蠅的基因級聯，不僅可以控制特定DNA結構的形成或溶解時間，還可以控制其特定時間內的組成特性。
研究人員強調，這一方法並不侷限於DNA結構，它可以擴展到依賴於生化信號時間的其它材料和系統。通過協調這些信號，可以爲相同組件分配不同的功能，從而創造出自發進化的材料。這一方法爲合成生物學帶來了令人興奮的進展，併爲醫學和生物技術的新應用鋪平了道路。
2、研究發現PM2.5中的一種成分損害兒童的學習和記憶能力
美國南加州大學一項涉及8500名美國兒童的新研究表明，一種主要由農業活動產生的空氣污染物與9歲至10歲兒童的學習和記憶表現不佳有關。
硝酸銨是細顆粒物（PM2.5）空氣污染的特定成分，也與成人患阿爾茨海默氏症和癡呆症的風險有關。當農業活動和化石燃料燃燒分別產生的氨氣和硝酸在大氣中發生反應時，就會形成硝酸銨。
PM2.5是空氣質量的一個關鍵指標，它是灰塵、煤煙、有機化合物和金屬的混合物，顆粒大小在直徑2.5微米以下。PM2.5可以深入肺部，進入血液，繞過血腦屏障，造成嚴重的健康問題。化石燃料燃燒是PM2.5的最大來源之一，尤其是在城市地區，但野火、農業、海洋氣溶膠和化學反應等來源也很重要。
在這項研究中，研究人員使用了特殊的統計技術來研究PM2.5中的15種化學成分及其來源，發現PM2.5中的硝酸銨（通常是農業生產造成的）成爲主要嫌疑對象。
研究人員表示，無論是單獨檢驗還是與其他污染物共同檢驗，最突出的發現是硝酸銨顆粒與較差的學習和記憶能力有關。這表明整體PM2.5是一回事，但對認知影響而言，關鍵在於暴露於硝酸銨的混合效應。
研究人員計劃在下一個項目中研究這些混合物及其來源如何影響兒童和青少年發育過程中大腦表型的個體差異。該研究結果發表在《環境與健康展望》（Environmental Health Perspectives）雜誌上。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、打破愛丁頓極限：超大質量黑洞吞噬速度比預期快40倍
超大質量黑洞位於大多數星系的中心，通過現代望遠鏡觀測，它們仍處於宇宙歷史的早期階段。瞭解這些黑洞如何迅速變得如此巨大一直是一個重大挑戰。然而，天文學家最近發現了一個低質量的超大質量黑洞，在宇宙大爆炸後15億年內迅速吞噬周圍物質，爲早期宇宙中黑洞快速增長的機制提供了新的線索。
這個黑洞被命名爲LID-568，是由一個國際天文學家團隊發現的。利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），該研究小組研究了從錢德拉X射線天文臺（CXO）的宇宙遺產調查中選擇的一組星系。儘管這些星系在X射線下非常明亮，但在可見光和近紅外光下依然不可見。憑藉JWST出色的紅外靈敏度，天文學家得以探測到這些星系發出的微弱輻射，包括新發現的LID-568。
研究小組驚人地發現，LID-568似乎以其愛丁頓極限的40倍速度吞噬物質。愛丁頓極限描述了黑洞所能達到的最大亮度及其吸收物質的速度，使得向內的引力與被壓縮物質的熱量所產生的向外壓力保持平衡。當研究小組發現LID-568的光度遠高於理論可能值時，他們意識到數據中存在一些值得注意的現象。
這些結果爲超大質量黑洞從較小的黑洞“種子”形成提供了新的見解。目前的理論認爲，超大質量黑洞要麼來自宇宙第一批恆星的死亡（輕種子），要麼來自氣體雲的直接坍縮（重種子）。這些理論迄今仍缺乏觀測證據的支持。研究人員強調，超級愛丁頓吸積黑洞的發現表明，無論黑洞是來自輕還是重的種子，質量增長的很大一部分都可能發生在一次快速進食的過程中。
LID-568的發現也表明，黑洞有可能超過它的愛丁頓極限，爲天文學家提供了首次研究這種情況發生的機會。在LID-568中觀察到的強大的流出物可能是極端吸積產生的多餘能量的釋放閥，防止系統變得過於不穩定。爲了進一步研究其中的機制，研究小組正計劃用JWST進行後續觀測。
2、點燃核能源的未來：硼的驚人力量
鎢是託卡馬克核聚變反應堆的首選材料，但濺射會冷卻等離子體，導致核聚變難以維持，這帶來了挑戰。
美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）的研究人員現在有實驗證據表明，在託卡馬克聚變反應堆中引入硼粉可以解決這個問題。硼在一定程度上保護反應堆壁免受等離子體影響，並防止壁原子污染反應堆。此外，PPPL研究人員開發的新計算機建模框架表明，硼粉可能只需從一個點施用。這些發現和新的建模方法最近在亞特蘭大舉行的第66屆美國物理學會等離子體物理部年會上進行了展示。
研究人員正在研究硼注入系統，最終目標是在“國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃”組織的反應堆規模的託卡馬克上使用它。注入系統非常適合這項任務，因爲它可以在機器運行時添加硼。它還可以精確控制和限制硼的注入量。沉積的硼層可以保留放射性元素氚，而ITER託卡馬克必須儘量減少這種元素以符合核安全要求。
另一個單獨的項目爲美國通用原子公司DIII-D實驗裝置DIII-D託卡馬克的硼注入系統創建了一個計算機建模框架。該框架表明，僅從一個位置噴灑硼粉可以在模擬領域中考慮的反應器組件上提供足夠均勻的硼分佈。
研究人員結合三種不同的計算機模型創建了一個新的框架和工作流程。其中一個模型模擬等離子體的行爲，另一個模型顯示硼粉粒子在等離子體中的移動和蒸發，第三個模型檢查硼粒子如何與託卡馬克壁相互作用，包括其粘附、磨損和與其他材料混合的過程。（劉春）