研究人员发现健康但久坐不动者其肌肉线粒体功能出现了显著且一致的下降。这可能是重大疾病发生的先兆。论文资深作者 Iñigo San Millan 表示，线粒体功能是代谢健康的核心，如果你 40 岁，身体健康但久坐不动，那么细胞很可能已出现问题，这些问题可能会在 10-15 年后给你带来麻烦。研究对象为 9 名久坐不动的男性和 10 名经常运动的男性，年龄均约为 42 岁。研究人员分析了肌肉活检以观察线粒体燃烧燃料的效率，并进行了运动测试以测量受试者的体能、脂肪燃烧能力和血乳酸水平——血乳酸水平是衡量身体能量消耗程度的关键指标。相比经常运动的男性，久坐不动的男性的线粒体效率在多个类别中下降了 28%-36%；将糖转化为可用能量的关键蛋白 MPC1 的水平降低了 49%，脂肪运输到线粒体的 CPT1 酶的活性降低了约一半；最大摄氧量（VO2max）降低了 38%，运动时血液乳酸水平升高了 60%。

科学家长期以来一直就昆虫物种的确切数量争论不休，此前普遍认为约为 600 万种。过去 3 个世纪里，昆虫学家已描述了约 100 万种昆虫，但要发现并描述所有物种，是一项艰巨甚至不可能完成的任务。为更准确估算昆虫多样性，研究人员研究了哥斯达黎加瓜纳卡斯特国家公园多年的昆虫调查数据，并应用了借鉴自流行病学领域的统计方法。随后利用另一个高度多样化的生物群体——树木，将这一数字推及全球范围。如果昆虫的多样性也遵循相同的比例，那么地球上大约有 1330万~2470 万种昆虫，一个稳妥的中间值是 2030 万种。研究人员表示他们的估算数字较为保守，这意味着可能还有数百万种尚未被发现的昆虫物种。

明尼苏达大学的合成生物学家首次将非生物成分逐一装入类细胞的膜，见证该分子袋开始表现出类生命行为。这种人工合成细胞能生长、复制 DNA 并分裂，展示了细胞周期的基本功能。就任何定义而言，这个细胞都不是活着的。它离不开源源不断的营养物质和核糖体——合成蛋白质的分子机器。它没有防御机制，没有完善的废物处理系统。但迄今为止它最有力地证明从非生命物质创造生命是可能的，而这正是合成生物学家几十年来一直追求的目标。大约 40 亿年前，非生物分子聚集在一起形成了最早的原细胞。它们吸收养分、生长和分裂。随着时间的推移，这些细胞演变分化成不同的类型，用各种奇特的生物装饰这个原本贫瘠的世界。科学家对从非生命到生命的这种转变是如何发生的至今仍存在争议，部分科学家已开始在实验室进行尝试。

CERN 宣布了 LHC 的第三次长时间停机维护（Long Shutdown 3）。这次维护和升级将为下一阶段的 High-Luminosity LHC(HiLumi LHC)的运行做准备。LHC 于 1998-2008 年建造，2009 年投入运行，2010 年首次实现 3.5TeV 粒子对撞，2012 年宣布发现了希格斯玻色子。2013-2015 年 LHC 进行了第一次维护升级，使得粒子对撞的总能量提高到了 13.0TeV；2018 年底到 2022 年 4 月 LHC 进行第二次维护升级。第三次停机维护将是至今最大规模的升级改造，HiLumi LHC 计划于 2030 年投入运行，其亮度提高最多十倍，将使研究人员能收集规模更大的数据集，对希格斯玻色子进行更精确的研究，增强发现标准模型之外现象的潜力。

美国生物科技创业公司 Conception 宣布成功诱导干细胞转化为人类初级卵母细胞，称这是一项重大的科学进步。科学家已在小鼠身上实现了利用干细胞制造卵子。研究人员首先将小鼠皮肤细胞转化为“诱导多能干细胞”（iPSC），然后转化为可用的卵子。这些卵子产生了健康的幼崽，寿命正常，能自然繁殖，有自己的健康后代。该过程被称为“体外配子发生”（in vitro gametogenesis），在小鼠身上比在大型动物身上更容易实现。 IVG 有潜力重新定义生殖。简单通过抽血就可以制造出一个家庭需要的尽可能多的健康卵子。这种能力将可摆脱生物和遗传的限制，极大扩大家庭生育健康孩子的选择，使女性能在更大的年龄生育后代。

预印本平台 arXiv.org 于 7 月 1 日脱离康奈尔大学成立独立的非营利性组织。arXiv 诞生于 1991 年，创始人 Paul Ginsparg 在 2001 年加入了康奈尔大学，arXiv 网站随后由康奈尔大学图书馆接手。25 年后 arXiv 决定翻开新的篇章。arXiv 组织正致力于确保这一过渡平稳进行，让作者、读者和社区几乎不会感受到有任何变化。官方博客表示：“arXiv 由科学家创建，为科学家服务，虽然我们的“家”可能会变，但我们的使命、愿景和价值观永远不变。arXiv 将继续致力于免费阅读和投稿，致力于为全球科学家提供公平获取新想法和新发现的机会。在从康奈尔大学独立出来的过程中，arXiv 的工作人员、志愿者以及我们的支持者正在努力确保 arXiv 提供的重要服务不会中断。”

为什么动物需要睡眠？发表在《Brain Medicine》期刊上的一篇综述认为，关于睡眠的诸多困惑，源自将三个概念混为一谈，作者认为睡眠最恰当的理解，既非休息，亦非打扫，而是一种系统层面的韧性机制，使这具约由 860 亿个神经元构成的网络，不致漂入无法脱身的状态。“我们想要超越那种把睡眠仅仅视作一夜充电的看法，”中国科学院长春应用化学研究所的 Xiaohui Wang 教授说，他是通讯作者之一。“当你把大脑看作一个复杂的动态网络，睡眠便开始像是一位审慎的工程师有意设计之物，是留给系统自我修复与重组的一段预定窗口。”综述把睡眠的两大阶段看作一种分工。在非快速眼动睡眠中，尤其是慢波阶段，大脑陷入高振幅、低频率、低于一赫兹的节律。模块性上升。熵下降。被一整日学习所抬高的突触强度，被悄然重整，使网络不致饱和。快速眼动睡眠所为，几乎相反。电信号去同步化，θ节律与γ节律攀升，大脑转向全局整合与探索，松动那些已变得过于僵硬的回路。“一个只知优化的网络，可能把自己逼入死角，”第一作者 Longwei Yang 说。“而睡眠所守护的，似乎正是重新走出来的能力。”

GLP-1 减肥药如 Ozempic 和 Wegovy 需要长期服用，停药后容易反弹。现在研究人员报告小鼠实验显示单次注射 DNA 指令即可实现减轻体重和控制血糖的效果，其持续时间十倍于 GLP-1 药物。新方法有助于消除重复给药的需求。人体能充当工厂合成长效抗体。新方法是基于 Weiner 实验室的肌肉 DNA 电穿孔平台（intramuscular DNA electroporation platform），患者注射一针质粒 DNA（遗传指令），然后施加电脉冲，将这些指令导入人体细胞的细胞核被读取，使细胞能持续合成抗体。Weiner 实验室使用该方法将新冠抗体指令输入到患者体内，在 1 期临床试验中患者体内抗体持续表达逾 72 周。新研究中，研究人员设计出长效肠促胰岛素激素 GLP-1 和 GIP 的 DNA 指令，其中包含了一个防止蛋白质在体内快速分解的抗体片段。在小鼠实验中，单次注射在 70 天内产生了可检测水平的肠促胰岛素，能长时间维持代谢改善效果。

一项为期两年、采用安慰剂对照、双盲设计的临床试验显示，高剂量 Omega-3 补充剂未能改善受试者记忆力、认知能力，也无法延缓阿尔茨海默病相关脑区的脑细胞损耗。研究共纳入 365 名 55-80 岁的受试者，他们日常很少吃鱼，而鱼类是膳食 Omega-3 的主要来源。研究人员认为受试者全部属于阿尔茨海默病患病高风险人群。近半数受试者（47%）携带 APOE4 基因，后者是目前已知的晚发性阿尔茨海默病最强遗传风险基因。受试者被随机分为两组，一组每日服用鱼油补充剂，另一组服用安慰剂。每份补充剂含有 2000 毫克二十二碳六烯酸（DHA），这是一种对大脑功能起关键作用的 Omega-3 脂肪酸。研究首要目标之一就是确认补充剂中的DHA能否真正进入大脑。研究人员通过检测包裹大脑与脊髓的脑脊液中的 DHA 含量验证了这一问题。服用 6 个月后，受试者脑脊液DHA平均提升 17%，证实该营养物质顺利抵达脑部。即便 DHA 成功进入大脑，也没有带来可量化的认知提升。研究人员分别在试验启动时与两年后对受试者的记忆、思维能力进行测评。服用 DHA 补充剂的人群，其认知测试表现与安慰剂组相比并无优势。脑部影像检测结果也印证了这一结论：鱼油补充剂无法减缓海马体萎缩。海马体是掌控记忆的核心脑区，也是评判大脑老化程度、阿尔茨海默病发病风险的标志性区域。

一项新研究发现，当宠物金鱼被放生或逃逸至野外时，会对淡水生态系统产生重大影响。该研究利用大型户外淡水模拟生态系统，旨在模拟真实湖泊环境。研究人员将金鱼引入实验生态系统，并长期观察它们对不同类型湖泊的影响。研究团队考察了两种常见的淡水环境：营养贫乏（寡营养）水域和营养丰富（富营养）水域。在这两种环境中，金鱼都造成了实质性的生态破坏。最重要的发现之一是水质迅速恶化。在营养丰富的系统中，金鱼导致水体透明度急剧下降，同时悬浮颗粒物显著增加，表明生态系统状况发生了重大改变。其次是本地水生物种减少。蜗牛、片脚类动物和浮游动物的种群数量显著下降。这些小型生物在健康的淡水食物网中发挥着关键作用，同时受到了捕食和栖息地干扰的双重影响。本地鱼类也受到负面冲击。金鱼与本地鱼类争夺食物和其他资源，导致本地鱼类整体体质下降。科学家将其视为长期种群健康的重要指标。研究人员表示，应将金鱼列为高优先级入侵物种。他们建议自然资源机构在野生种群建立之前，重点开展预防、早期发现和控制工作。

根据发表在《Nature Physics》上的研究，科学家发现了液态水存在两种微观结构的分子水平证据。水可能以两种不同的结构状态存在并非新观点。几十年来科学家一直推测液态水由两种可相互转化的局部结构组成——一种密度更高更无序，另一种密度更低更有序。双状态模型被用于解释水的许多反常性质，如为什么水在冷却时更容易被压缩，以及为什么水的最大密度出现在 4°C 而不是冰点。但由于难以获得直接分子水平证该模型仍然受到争议。双状态模型的核心是被称为液液相变（liquid-liquid phase transition）的假设现象。其基本思想是，在深度过冷状态下，水会分裂成两种宏观上不同的液相：高密度液体和低密度液体。

今年初一篇发表在医学期刊上的文章因其惊人的结论引起了全球癌症患者和医生的关注。仅仅改变免疫疗法的给药时间，似乎就能为肺癌患者带来意想不到的巨大益处。根据在中国进行的一项临床试验结果，上午接受静脉输注的患者癌症得到控制的时间是下午接受输注患者的两倍。研究还指出，这些患者的存活时间也延长了近两倍。 几位肿瘤科医生表示，近几个月来，他们和各自所在医院接到了大量患者的电话，咨询是否可以改在上午进行输注。上周《自然-医学》撤回了该研究，理由是其试验设计和结果存在一系列矛盾和不规范之处。期刊在其撤稿声明中列举的问题包括：原本应该在研究开始前锁定的记录在进行到一半时被修改了；该研究计划的中文版本与翻译版本之间存在差异；所有患者在研究的第一年都接受了治疗和随访，没有人因副作用而退出——这在肿瘤学研究中极为罕见；此外随访扫描的时间安排也发现了异常模式。其他研究也发现患者接受癌症免疫疗法的时间与他们的预后之间存在某种关联。但原因仍不清楚。医生们表示，这有可能是精力更充沛、更健康的患者会选择上午的时间段。而住在远离输注中心、且往往预后较差的贫困或农村患者可能会要求选择下午的时间段，因为他们需要花整个上午的时间在赶往预约的路上。

超新星爆炸将碳、氮、氧等组成生命的元素散布到宇宙中。这些粒子成为宇宙射线在宇宙中跋涉数百万年后，如今正不断撞击地球大气。搭载于国际太空站上的阿尔法磁谱仪（AMS-02）所收集数据的新发现为我们揭开了这些粒子的奥秘。AMS-02 自 2011 年启用以来，已累积收集超过 230 兆个宇宙射线事件。研究团队深入分析了周期表上介于氦与铁之间的 20 种元素，惊人地发现这些宇宙射线并非随机分布，而是可以归纳为四个独特的类别：两种「主要宇宙射线」（源自深空未受破坏的原始射线）及两种「次要宇宙射线」（在旅途中与星际气体碰撞产生的混合粒子）。粒子中质子数的奇偶性（奇数或偶数）与其演化路径密切相关，显示恒星内部的元素合成机制深刻影响了它们在太空中的行为。新发现直接挑战了现行的宇宙射线模型。目前科学家尚无法完全解释这些观测结果，这意味着现有理论可能遗漏了某些关键物理机制。

继哥伦比亚大学 Dieter Egli 团队之后，第二个科研团队报告称，利用高精度基因编辑技术改造了人类胚胎 DNA。多名科研人员表示，该实验的成功，让关于胚胎基因编辑的伦理讨论变得更加紧迫。这一次英国剑桥大学的 Kathy Niakan 带领研究人员使用单碱基编辑技术敲除了编码 NANOG 蛋白的基因。实验所用的精子、卵子与胚胎均来自科研捐献，胚胎仅培养约 1 周时间。经过编辑的胚胎无法形成完整外胚层，也就是未来发育成人体各类组织的细胞团；但胚胎仍能分化出胎盘、卵黄囊等胚胎附属支撑结构的前体细胞。

1918 年诺贝尔物理学家得主马克斯普朗克（Max Planck）的两篇论文在 2011 年被撤下。两篇论文于 1940 年代发表在德国期刊《Naturwissenschaften》上，如今隶属于 Springer Nature 集团，《Naturwissenschaften》撤稿的理由是侵犯版权。马克斯普朗克的做法是一稿多发，在以前很常见，但如今被认为“自我剽窃”会引发版权纠纷。魁北克大学物理史学家 Yves Gingras 和科学史学家 Mahdi Khelfaoui 对此做法提出批评。尤其滑稽的是 Springer Nature 以空白 PDF 的形式撤稿，而该空白 PDF 仍然以 39.95 美元的价格出售访问权限。他们怀疑自然集团是使用算法自动撤稿的。

根据发表在《Communications Biology》期刊上的一项研究，大猿的笑声节奏可能与现代人类相似，而这一现象已持续了至少 1500 万年。研究结果还表明，在大猿的演化过程中，笑声变得更快、变化更多，且越来越受到所处情境的影响。所有大猿（人科动物）都会笑，包括与人类亲缘关系较近的物种，如倭黑猩猩，以及亲缘关系较远的物种，如婆罗洲猩猩。然而笑声的节奏随时间如何演变，及其可能与人类语言的演化有何关联，此前尚不清楚。 在研究中，英国华威大学的研究人员分析了 4 只婆罗洲猩猩（Pongo pygmaeus）、两只大猩猩（Gorilla gorilla）、3只倭黑猩猩（Pan paniscus）、4只黑猩猩（Pan troglodytes）以及4个人的笑声录音，这些个体的年龄在6个月至7岁之间。 科学家研究了140段笑声序列，并测量了每次发声之间的时间间隔。研究发现，所有物种的笑声都遵循一种规律的节律模式，连续发声之间的间隔均匀。由于这种模式在所有研究物种中均存在，研究人员推测，这种有节奏的笑声可能早在 1500 万年前就已存在于它们的共同祖先身上。 他们还推断，随着时间的推移，笑声变得更快、更多样化，比如人类会根据情境改变笑声的速度，如被挠痒时发出的笑声比玩耍时更快，而其他猿类则不会。此外，与人类亲缘关系越近的猿类，其笑声节奏的变化性就越大。 这些发现表明，在大猿和人类的演化过程中，发声的灵活性和控制力可能逐渐增强，作者推测这可能促成了语言的出现，未来需要通过更大样本量的研究证实这些发现。

久坐是一种健康风险，但对久坐行为的干预需要考虑可行性和有效性。根据发表在《British Journal of Sports Medicine》期刊上的一项研究，研究人员评估了每隔 30 分钟、60 分钟或 120 分钟就站起来步行 5 分钟的干预措施。有 19342 名成年人参与了研究，其中 11484 人分成三组执行上述三种不同的干预方法。结果显示，所有干预组参与者报告疲劳和负面情绪显著降低，正面情绪显著提升。在考虑了可行性和有效性等因素之后，研究人员指出每小时站起来走 5 分钟在可行性和有效性之间取得了最佳平衡。

上海交通大学医学院附属第一人民医院的一支研究团队利用了英国生物样本库（UK Biobank）的数据，最终纳入了 82826 名基线时无眼部疾病的参与者。这些参与者均连续 7 天佩戴了配有高分辨率光传感器的腕带式加速度计，以客观记录其个人光照暴露情况。研究结果显示，在晚间时段（晚上20:00至23:30），当参与者所处环境的平均光照强度超过1000勒克斯时，与其后眼部退行性疾病的发病风险显著升高相关。其中，年龄相关性黄斑变性的患病风险增加了31%，白内障风险增加了18%，而原发性开角型青光眼的风险则大幅增加了47%。研究人员还观察到了显著的时间-剂量反应关系。在极高强度（如超过2250勒克斯）的光照下暴露时间越长，发生整体年龄相关性眼病和青光眼的风险就越高。

生殖专家曾认为，女性绝经后，卵巢会像阑尾一样变得无用。在对 50-75 岁女性的卵巢进行检查时，研究人员发现该器官的细胞会随着年龄增长产生不同的蛋白质。为了更深入研究卵巢的年龄相关变化，研究人员转向了实验小鼠。尽管小鼠不会出现雌激素急剧下降等人类更年期特有特征，但这些动物在 2 年生命周期的后期，卵巢功能也会停止。研究人员分别从年轻小鼠、处于生殖期末期的小鼠以及“绝经”后小鼠体内摘取了卵巢。对每只动物，他们对其中一侧卵巢的 RNA 进行了测序，以测量基因表达情况。对另一侧卵巢，他们对组织进行了显微镜下视觉分析，以识别不同的细胞群，并测量纤维化的发展程度，纤维化是指随着年龄增长自然发生的硬化组织堆积现象。但对“绝经”后卵巢的分析显示，其中各类免疫细胞的水平均高于年轻小鼠的典型水平。此外，老年小鼠的卵巢中，编码各种促炎化合物的基因活性更高，这些免疫分子可能被分泌到血液中并随血液流向身体其他部位。尚不清楚衰老的卵巢究竟是真正发挥着免疫信号传导的作用，还是仅仅是免疫细胞的意外聚集地。这一发现或许有助于解释，为何女性尽管寿命更长，但随着年龄增长，健康状况往往不如男性。绝经后的卵巢可能会分泌某些分子，导致女性在更年期出现慢性炎症。

镉不是植物生长的必要元素，但其通过土壤—水稻—食物链进入人体长期摄入后，会引发肾功能损伤、癌症、骨质疏松等严重健康问题。OsNramp5 是水稻中负责从根部往茎部运输镉的关键转运蛋白，但也同时负责锰离子等植物生长必需的金属离子的运输，敲除 OsNramp5 可以有效降低镉的运输，但也会造成其他必要金属元素的缺乏，使水稻大幅减产。根据发表在 PNAS 期刊上的研究，中国科学院遗传与发育生物学研究所等通过碱基替换技术，靶向编辑水稻负责吸收镉元素的核心转运基因 OsNramp5，创制了优异人工等位变异，发现了特异降低镉吸收而不影响锰等其他关键金属离子吸收的新机制，解决了低镉与高产难以兼顾的难题，为镉污染农田安全生产主粮提供了可落地的育种新方案。