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天然蓝钻诞生地

蓝色钻石，是彩色钻石的一种,是因为当非常低浓度的硼原子替代了钻石的碳原子，就可以使钻石产生蓝灰色、灰蓝色至蓝色调。天然蓝色钻石十分罕见，也许是地球"藏"得最"深"的秘密。近期，研究者发现这种稀有钻石诞生于地幔深处，而使它们呈现蓝色的硼元素可能是板块运动从地壳运送到地幔中的。研究者分析了46块蓝色钻石内部的杂质，发现了一些特殊的矿物组合，它们只有在地幔下层才能形成。地球表面是厚几十千米的地壳，往下是厚约2900千米的地幔。地幔分为上下两层，分界线位于约660千米深处。天然钻石都是在地幔中的高温高压下形成的，由火山活动运送到地表，其中包裹的杂质是研究地幔物质的"窗口"。硼元素在地幔里含量极低，蓝钻里的硼来自何处？研究者提出，地壳岩石中的硼溶解在海水里，与矿物发生反应形成蛇纹石。地壳板块发生碰撞时，含有蛇纹石的板块俯冲到另一个板块下方，导致含硼矿物下沉至地幔。这项研究显示，蓝色钻石可能成为一种独特工具，帮助研究地壳与深层地幔之间的物质流动。（Nature 2018,560:84-87）

导致肥胖的"唯一元凶"

吃什么对于人类调节体重的能力至关重要。一直以来，关于饮食中的哪种成分是增肥关键因素的争论从未停止。20世纪80和90年代，人们普遍认为膳食脂肪含量是最重要的因素。本世纪初，又有观点认为碳水化合物，尤其是糖类等精制碳水化合物的含量才是导致肥胖的主要因素。在此期间发表的几本颇为流行的著作表示，吃脂肪反而可以使人们免于变胖。最近，学术界的研究焦点又转向了蛋白质，认为人类摄入食物的主要目的是为了获取蛋白质而不是能量，因此，当膳食中的蛋白质含量下降时，为了满足一定的蛋白质摄入量，我们不得不摄入更多的食物，导致摄入更多能量从而变胖。近期，研究者在小鼠中开展了大规模的实验，以探究究竟饮食中的哪种组分是导致小鼠体脂积累的元凶。该研究设计了30种不同的食物，这30种食物的脂肪、碳水化合物（糖）和蛋白质含量各不相同，分别用这些食物饲喂5种不同品系的小鼠，为期3个月（相当于人类寿命的9年）。这项实验总共采集了超过100,000例小鼠体重变化和体脂数据，这项大规模的实验得出的结果非常明确——导致小鼠肥胖的唯一因素就是它们饮食中的脂肪含量。糖含量高达30%的食物并没有导致体重的增加，糖和脂肪的共同作用也没有在脂肪单独作用的基础上增加，同时，低蛋白质（最低5%）也不会导致能量摄入过高，这表明并不存在所谓的"蛋白质含量目标值"。该研究中，膳食脂肪通过其特有的对脑部奖赏机制的激活作用，导致了能量摄入的增加。该研究提供的证据为我们了解人类饮食结构的影响提供了很好的线索。（Cell Metabolism 2018,28：415-431.e4）

全球生态多样性的危急

生态系统指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。生态系统的范围可大可小，生物圈是地球最大的生态系统。目前，随着人类社会的急速发展，全球生态系统陷入深深的不稳定状态。近期，研究者深入分析了全球热带大草原、雨林、湖泊、河流以及珊瑚礁的状况。尽管这些生态系统仅覆盖了地球表面的40%，但它们却是全球超过四分之三物种的栖息地，包括90%以上的鸟类。如今这些生态系统中的物种生存状况非常令人担忧，许多物种面临来自过度捕捞、伐木等人类活动以及干旱等极端天气带来的巨大生存压力，并且随着气候变化的加深，这种压力也在加大。生态系统的不稳定还会影响许多地区的人口。以珊瑚礁为例，尽管它们仅覆盖了0.1%的海洋表面，但为全球2亿人提供了鱼类资源和海岸保护；而热带雨林、大草原能够存储陆地生物圈中40%的碳，并对一些重要农业区的降雨起到支撑作用。可以说全球最具多样性的生态系统已处在一个临界点，如果不及时采取有效措施，这些生态系统中的物种流失就会达到前所未有的 程 度 且 不 可 逆 转 。（Nature 2018，559：517-526）

生命基本成分或许源自太空

地球是目前人类已知的生命的唯一家园。地球生命起源于何处？生命所需的分子源自何处？一种可能是小的有机分子最先出现在地球上并在随后被结合成较大的分子，比如蛋白质和碳水化合物。近期，研究者创建了模拟太空的环境。在这种环境下，含有甲烷和氧气的冰薄膜被电子束辐射。当电子或者其他形式的辐射撞击所谓的分子冰时，化学反应发生并且有新的分子形成。此项研究利用了若干先进技术，包括电子诱导脱附、X射线光电子能谱学和程序升温脱附。试验是在真空条件下开展的。采用的分析技术以及模拟外太空的高真空环境均需要这种条件。这些试验利用的含有甲烷和氧气的结冰薄膜进一步模拟了像太空一样的环境，因为各种冰（不只是冻结的水）在星际物质中致密、寒冷的分子云层中的尘埃颗粒附近形成。这些种类的冰环境还存在于太阳系的天体中，比如彗星、小行星和月亮。所有这些太空中的结冰表面都会接受各种形式的辐射，并且经常是在磁场的作用下发生的。当诸如X射线或者重粒子同物质发生相互作用时，大量的次级电子便会产生。这些被称为低能电子（LEE）的电子仍然拥有足够的能量诱导进一步的化学反应。最新研究分析了同冰薄膜发生相互作用的LEE。该团队此前开展的研究考虑的是被LEE辐照的冰产生的带正电荷反应产物，而日前报告的工作扩展了此前研究，将在产生后仍嵌在薄膜中的负离子和新分子包括进来。研究者发现，各种小型有机分子在受LEE辐照的冰薄膜中产生。丙烯、乙烷和乙炔均在由冻结甲烷构成的薄膜中形成。当甲烷和氧气的冻结混合物被LEE辐照时，他们发现了乙醇形成的直接证据。诸如甲醇、醋酸、甲醛等很多其他小型有机分子的间接证据也被发现。此外，X射线和LEE均产生了类似结果，尽管速率不同。因此，很有可能生命的基本成分通过太空中暴露于任何形式电离辐射的冰表面上的次级电子诱导的化学反应产生。（The Journal of Chemical Physics 2017，147：224704）

喜马拉雅山"雪人"其实是熊

在尼泊尔的民间传说中，雪人会像庞然大物一样突然出现。这种生物通常被描述为有着蓬松散乱毛发的巨大猿人，在喜马拉雅山脉腹地游荡。多年来，一直有人声称目击到雪人。再加上藏在寺院中或者被僧人持有的七零八落的残骸，这些迹象让一些人相信，雪人不仅仅是神话中的"恶魔"。不过，迄今为止，科学并不支持这一观点。此前对收集自印度和不丹的两个毛发样本进行的基因分析显示，其线粒体DNA（mtDNA）中有一小段和北极熊的很相似。mtDNA是细胞能量产生机器中的遗传物质，仅通过女性遗传。近期，研究者分析了所获得的9份所谓雪人的样本，并与当地原产的若干棕熊亚种，包括喜马拉雅棕熊、藏棕熊和黑熊身上收集的样本进行了比较。结果显示，在这9个"雪人"样本中，有8个被证明来自当地原产的熊。现在，到西藏和喜马拉雅山的徒步旅行者不必害怕巨大的雪人了，但他们最好携带上防熊喷雾剂。（Proc.R.Soc.B 284:20171804）

体内T细胞"警察"记忆之谜

免疫系统是人体内最复杂且最精密的系统之一，它就如同一个国家的防御体系，一旦遇到敌情，就可以马上排兵布阵，予以还击。在人体内的防御体系中，T细胞与B细胞当属最精干的"警察"队伍。B细胞主要的职责是产生抗体或免疫球蛋白，当遇到病毒、细菌等"不速之客"，它就会尽力击退。每个人的体内都有成千上万种的抗体，来对付形形色色的"敌人"。并且，这些抗体有出色的记忆力和识别力，即便"敌人"乔装打扮，也能凭借超凡记忆，获取胜利。相比B细胞，T细胞则是通过自身的智慧，直接擒敌。它们能时刻保持警觉，不断地在体内巡逻，一旦发现敌方目标，则不惜一切代价，快速组织各方兵力，进行歼敌。虽然活化的CD8+T细胞能高效杀灭病毒感染的细胞以及肿瘤细胞，但其发挥效应后，极少数T细胞存活下来，而存活下来的就成为了记忆性的T细胞，等再次遇到同样的病毒或肿瘤细胞时，T细胞便能够迅速将它们清除，从而在机体抗肿瘤和抗感染免疫过程中发挥至关重要的作用。目前，国内外对T细胞的活化与杀伤理解相对较清楚，但在阐明CD8+T细胞记忆形成与维持的机理方面，迄今为止，这仍然是一个待解之谜。近期，研究者从糖代谢入手，发现糖异生-糖原代谢-磷酸戊糖途径是CD8+T细胞记忆形成与维持的关键途径。通常葡萄糖分解代谢（糖酵解）是细胞获得能量的根基，与之相反的是，葡萄糖的合成（糖异生）是机体神经细胞、红细胞获取能量的根本途径，糖异生被认为主要在肝细胞中发生，然而该研究发现糖异生在记忆性T细胞中非常活跃。通过进一步研究发现，CD8+记忆性T细胞非常高地表达糖异生的关键限速酶胞浆型磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PCK1），其催化草酰乙酸向6-磷酸葡萄糖生成方向进行，但6-磷酸葡萄糖并不转变为葡萄糖，而是转向糖原的合成。合成的糖原经分解后又生成6-磷酸葡萄糖，而此时的6-磷酸葡萄糖则进入磷酸戊糖途径，从而产生还原型NADPH，维持高水平的还原性谷胱甘肽，及时将细胞内的自由基予以清除，从而维持记忆性T细胞的长期存活。此项研究是国际上首次在记忆性T细胞中发现了大量的糖原，并且详细描述了糖原在记忆性T细胞储存，以及走向抗氧化的过程。（Nature Cell Biology 2018，20：21-27）