4月24日外媒科学网站摘要：为什么吃坏一次能记一辈子

4月24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）

百年遗传学之谜破解！孟德尔豌豆性状基因全部定位

160多年前，生物遗传学家孟德尔通过研究豌豆的七种性状，奠定了遗传学基础。然而，其中三种性状的基因一直未被确定。《自然》（Nature）杂志最近发表的一项研究填补了这一空白，标志着豌豆基因组研究进入新阶段。

2019年，科学家首次发布了豌豆的基因组参考序列。在此基础上，英国约翰·英纳斯中心的研究团队利用3500余种豌豆种质资源，对近700个豌豆基因组进行深度测序，检测到1.55亿个单核苷酸多态性（SNP）。通过全基因组关联分析和选择性育种，团队最终确定了控制豆荚颜色、形状以及花序结构的基因。研究发现，豆荚颜色由叶绿素合成相关基因调控，豆荚形状受细胞壁增厚机制影响，而花序的簇状变化则与特定基因缺失有关。

这项历时六年的研究不仅填补了孟德尔遗传理论的空白，还为豌豆育种提供了宝贵数据。随着植物蛋白需求增长，豌豆的市场价值显著提升，相关基因研究将助力提高产量、优化抗病性等农业性状。

美国华盛顿州立大学的专家评价称，该成果是遗传学领域的重大突破。美国克莱姆森大学的研究人员指出，这项研究使经典遗传学模型得到完整阐释，对未来的育种实践具有重要指导意义。研究团队表示，公开的数据集将为后续研究提供丰富资源，推动作物改良与可持续发展。

《科学通讯》网站（www.sciencenews.org）

为什么坏食物让人记一辈子？研究揭示大脑“自我保护式记忆”

食物中毒的经历往往令人终生难忘，科学家近期通过小鼠实验揭示了这一现象背后的神经机制。最近发表在《自然》（Nature）杂志的研究表明，大脑中的特定神经回路能够将有害食物与后续不适紧密关联，形成持久记忆。

通常，小鼠需要即时奖惩才能建立记忆，即使是短暂的延迟也会阻碍学习。但食物中毒却不同——即使症状延迟数小时，小鼠仍能准确将特定食物与后续腹痛关联。这一现象使其成为研究大脑跨时间关联机制的理想模型。

研究发现，大脑的杏仁核负责评估味觉并产生厌恶反应，而肠道则通过激活名为“CGRP神经元”的特殊警报神经元向大脑传递不适信号。美国普林斯顿大学的研究团队通过实验发现，当小鼠首次摄入某种食物后诱发中毒，CGRP神经元会重新激活，并增强杏仁核对特定味道的编码神经元的敏感性。当小鼠再次接触该食物时，这些神经元再度激活，强化了危险食物的记忆。值得注意的是，这种效应仅出现在初次接触即中毒的情况，表明大脑对“新体验”特别敏感。

对人类而言，触发厌恶记忆的信号可能更复杂，如特殊香料、陌生餐厅环境等新元素都可能成为记忆锚点。

该研究不仅解释了食物中毒的记忆机制，还可能对心理健康研究产生影响。类似的神经回路或许能解释为何负面经历（如创伤或成瘾）格外深刻。在某些情况下，这种“厌恶学习”机制可能失控，导致不必要的恐惧或回避行为。未来，调控这些神经回路或有助于开发新的治疗方法。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、革命性突破！MIT工程师打造“刚柔并济”的超材料

长期以来，超材料设计一直追求“越强越好”，但材料的刚性与柔韧性往往难以兼顾。美国麻省理工学院（MIT）的工程师通过创新设计，成功制造出一种兼具高强度和高弹性的超材料，为这一领域开辟了新方向。

超材料通过微观结构赋予材料特殊性能。MIT团队采用类似有机玻璃的聚合物，打印出由坚硬支撑杆和柔软编织结构组成的“双网络”微观架构。这种设计使材料能拉伸至原始尺寸的四倍而不完全断裂，远超传统聚合物材料的性能。

研究团队从水凝胶中获得灵感，水凝胶通过结合不同特性的聚合物网络实现柔软与坚韧并存。MIT的工程师将这一原理应用于超材料，设计出刚性晶格与弹性线圈交织的双网络结构。测试表明，新材料拉伸能力是传统晶格超材料的十倍，且通过引入“缺陷”进一步提升了性能。

MIT团队还开发了计算框架，帮助工程师根据网络图案预测材料性能。这种超材料有望应用于抗撕裂纺织品、柔性半导体、电子芯片封装及生物组织工程等领域。未来，团队计划探索更多功能，如导电性或温敏性，以拓展材料的应用场景。

这项研究发表在《自然·材料》（Nature Materials）期刊上，标志着超材料向多功能、高性能方向迈出了重要一步。

2、从污染到循环：全球如何破解一次性塑料困局？

全球一次性塑料问题日益严峻，来自巴西、德国和美国的研究者在《食品科学与技术趋势》（Trends in Food Science & Technology）期刊发表综述文章，探讨了包装行业中可生物降解塑料的创新、政策与市场趋势。

研究指出，包装行业占一次性塑料产量的一半，是可生物降解塑料的主要应用领域。2024年全球可生物降解包装市场规模预计达1050亿美元，年增长率约6%，且44%的可生物降解聚合物专利与包装相关。全球每年生产约4.74亿吨塑料，其中三分之一用于包装，但仅25%被回收。到2060年，塑料产量预计增长两倍。

尽管挑战巨大，可生物降解塑料的研发进展显著。例如，玉米醇溶蛋白（玉米中的蛋白质）能形成优质薄膜，虽成本较高，但潜力巨大。巴西的研究团队强调，该国丰富的生物质资源（如淀粉、果胶）可用于开发生物基可降解包装，国际合作对推动可持续解决方案至关重要。

研究者呼吁推广“循环经济”模式，强调“重新思考、拒绝、减量、重复利用、修复和回收”的优先级。食品包装虽对安全至关重要，但合成塑料的环境代价高昂，其分解产生的微塑料污染已成为全球性健康威胁。

文章总结，消费者既是问题的一部分，也是解决方案的关键。通过技术创新、政策支持和国际合作，构建可持续的食品包装系统是未来方向。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、黑客能入侵你的DNA？下一代测序技术面临安全威胁

下一代DNA测序技术（NGS）在推动个性化医疗、癌症诊断和遗传学研究的同时，也可能成为网络攻击的新目标。近期发表在《IEEE Access》期刊的研究指出，若缺乏适当防护，NGS系统可能面临数据泄露、隐私侵犯甚至生物安全威胁。

该研究由英国朴茨茅斯大学计算机学院牵头，联合多所大学和科研机构的科研团队共同完成，首次全面分析了NGS全流程的网络安全风险。NGS技术广泛应用于医学、农业和法医学等领域，但其复杂的工作流程（包括样本制备、测序和数据分析等环节）存在多重安全漏洞。由于许多DNA数据可在线公开获取，黑客可能利用这些信息实施监控或恶意实验。

研究警告，黑客可能采用合成DNA编码恶意软件、AI篡改基因组数据或重识别技术等手段，不仅威胁个人隐私，还可能危害科研诚信和国家安全。目前，网络-生物安全领域的研究仍显不足，防护措施零散且缺乏跨学科协作。

研究团队强调，保护基因组数据需构建跨学科协作机制，整合计算机科学、生物信息学和网络安全领域的专业力量。政府、监管机构及学术组织应优先投入研发资源，通过制定安全测序协议、强化加密存储系统及部署AI异常检测技术等手段构建防护体系。当前若未能建立统一安全标准与风险防控机制，基因组数据可能被恶意用于生物恐怖主义或社会歧视场景，其破坏性将远超常规数据泄露事件。

2、告别“永久化学物”！国际团队研发出PFAS安全替代品

一个国际科研团队成功研发出全氟烷基物质（PFAS）的安全替代品。PFAS因其防水、防油和防污特性广泛应用于消防泡沫、食品包装、化妆品等产品，但由于难以降解且危害健康，被称为“永久化学物”。

此前，PFAS中的氟元素因其强效防水特性被认为不可替代。但英国布里斯托大学、日本弘前大学和法国蔚蓝海岸大学的研究团队发现，氟的“庞大”分子结构可通过无毒成分模拟。这一突破有望推动环保材料的开发，在保持性能的同时避免PFAS的风险。

研究团队通过分析PFAS的化学结构，锁定其关键特性，并成功用仅含碳氢的非氟化成分实现类似效果。实验表明，这类“庞大”分子结构也存在于脂肪、燃料等常见物质中。研究人员据此设计出安全且性能相当的替代化学品，整个研究历时约十年。

目前，团队正与法国和中国的企业合作，推动这一技术商业化。该成果对工业界和学术界具有重要意义，未来或可广泛应用于消防泡沫、食品包装、化妆品等领域，减少PFAS对环境和健康的危害。（刘春）