今日科技话题：科学家首获南海“出生地”玄武岩样品、中生代鸟类化石中发现髓质骨、CRISPR等温扩增基因检测技术

“国际大洋钻探368X航次在南海北缘的U1503A井深钻成功，获取了珍贵的基底玄武岩岩芯，实现了南海研究的又一突破。”12月6日一早，记者从“决心号”获悉喜讯。

“天时地利人和”，“我们终于在U1503A井打到了基底，获取了期待多年的玄武岩岩芯。”参加航次的中科院南海海洋研究所研究员孙珍兴奋地与记者分享。他们在船上已经对岩芯的基本物理属性、部分化学元素含量等进行了测定，可以确定基底为科学家寻找多年的玄武岩。

据了解，U1503A井位置的海水深度约3868米，从海底往下，共钻探约1710米。此次钻探打破了在南海科学钻探最深井的记录，同时U1503A井跃入了国际大洋科学钻探50年历史上前五深井之列。

“这次在南海成功打了一根‘金钉子’，科学意义含金量高。航次后，科学家们将对岩芯进行高精度的地球化学定年与分析，以及多学科综合分析，并结合定量化模拟，争取在南海成因机制上获得突破。”林间说。

据悉，国际大洋钻探368X航次由科学技术团队、钻探团队、船队与支撑服务团队组成，近百人在南海昼夜深钻。“决心号”于11月17日离开香港，开赴南海，并将于12月8日凌晨返回香港。

——科学网

12月5日，英国《自然-通讯》（Nature Communications）在线刊发了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所邹晶梅、周忠和团队与国外同行（包括美国自然历史博物馆教授Mark Norell 以及佛罗里达州立大学教授Gregory Erickson）合作的最新研究成果，首次报道了早白垩世九佛堂组反鸟类的髓质骨（Medullary bone）材料，这是迄今为止最为确凿的中生代鸟类髓质骨研究，为探知早期鸟类的演化历程提供了新的证据。

髓质骨在现生鸟类中比较常见，是雌性在繁殖期形成的特有骨组织，充填于骨骼空腔中，为蛋壳的形成提供钙源。髓质骨也见于鸟类化石和非鸟类恐龙（包括兽脚类、鸟脚类、蜥脚类恐龙等）以及翼龙化石中，是研究鸟类与恐龙类之间亲缘关系的重要材料。

一般认为，非鸟类恐龙的蛋相对于其体型而言是很小的。因此，在产卵的过程中，雌性并不需要这种髓质骨来提供额外的钙质来源。因此一些学者认为这种髓质骨可能是非正常生长的病变结构。该研究认为，之前对中生代爬行动物髓质骨的报道大部分是有待商榷的。

该研究发现，髓质骨不仅存在于长骨中，例如股骨、胫跗骨等，还存在于趾节骨中，这显示髓质骨的出现是一个系统性的发生过程，而不是一种局部病理表现。同时，该文认为髓质骨可能在中生代就已经出现，是鸟类的一类进步特征。髓质骨伴随着纤细的中空骨骼一起出现，使得鸟类的蛋在相对增大的同时，骨架更轻，更适合飞行。

该项研究得到国家自然科学基金委基础科学中心项目“克拉通破坏与陆地生物演化”的资助。

——中国科学院网站

近日，中国科学院深圳先进技术研究院博士周文华等在CRISPR等温扩增基因检测技术领域取得新进展。相关工作“A CRISPR-Cas9-triggered strand displacement amplification method for ultrasensitive DNA detection”（《一种应用于核酸超敏检测的CRISPR-Cas9链取代扩增技术》）发表于国际刊物《自然-通讯》（Nat. Commun. 2018, 9, 5012）。论文共同第一作者是周文华和研究助理胡丽，通讯作者是研究员喻学锋。

喻学锋课题组创新性地提出利用CRISPR系统效应蛋白Cas9在与靶核酸分子结合过程中独特的构象变化，作为链取代等温扩增反应的开关，高效启动针对靶核酸分子的指数倍扩增（简称CRISDA技术）。相比于传统PCR和其他等温扩增技术，CRISDA技术有着诸多独特优势。第一，该技术灵敏度高。基于CRISPR技术良好的抗干扰性，该技术可在复杂背景条件下，对aM（10-18M）浓度的靶核酸分子进行高效扩增检测。第二，CRISDA技术特异性强。通过在机理上的特殊优化，该技术很好地规避了在传统CRISPR基因编辑技术中普遍存在的脱靶效应，可实现对极低浓度的靶核酸分子进行单核苷酸多态性（SNP）检测。第三，CRISDA技术普适性极强。在针对不同靶位点的检测反应中，所需的扩增引物设计简单、无需优化，可迅速实现对新位点的检测反应体系开发。除此之外，该技术检测过程完全等温，并且在从室温到42oC的范围内均保持良好的扩增检测效果，可充分满足在实际检测中对新靶点的检测需求。目前，课题组已利用该技术成功检测出人基因组中乳腺癌相关的单核苷酸位点突变，并在野生型大豆中成功检测出万分之三的转基因大豆。

——中国科学院网站

武汉大学生命科学学院宋保亮教授课题组发现了一个强效的促进胆固醇合成限速酶降解的化合物，这一化合物能降低胆固醇水平。国际权威期刊《自然通讯》近日在线发表了这一最新研究成果。

血液中长期高水平的胆固醇可导致动脉粥样硬化，进而引发心脑血管疾病。他汀类药物是胆固醇合成途径中的限速酶的竞争性抑制剂，是目前临床主要的降胆固醇药物，被广泛用于心血管疾病的预防和治疗。然而，他汀类药物治疗后会增加副作用。

科研人员经过一系列化合物设计、优化和活性分析，发现了这一化合物，在高胆固醇血症和动脉粥样硬化小鼠模型中，可降低胆固醇水平和减少动脉粥样硬化斑块的形成。这一化合物和他汀类药物联合应用时，可进一步降低胆固醇水平和减少动脉粥样硬化斑块的形成。

这一研究成果表明，诱导促进胆固醇合成限速酶降解化合物是降胆固醇的新策略，尤其和他汀类药物联合在心血管疾病的治疗方面具有广泛的应用前景。目前，此项研究相关的筛选系统和化合物均已申请专利。

——新华网

据英国《自然·通讯》杂志12月5日发表的一项研究，美国科学家团队发现，蜂王浆的蛋白组分——名为Royalactin的蛋白质能够维持小鼠胚胎干细胞的多能性。该研究同时指出，在哺乳动物体内发现了其结构类似物，对干细胞多能性具有类似的促进作用，揭示了干细胞自我更新的内在机制。

蜂王浆是蜜蜂的“蜂后制造者”，已知能影响哺乳动物的寿命、生育能力和再生能力。蜂王浆主蛋白1（MRJP1，亦称Royalactin）是蜂王浆的功能成分，对其它物种具有调节作用，或能激活保守通路。不过，这些保守的细胞信号通路尚未被阐明。

此次，美国斯坦福大学医学院研究人员凯文·王（音译）及其同事发现，Royalactin蛋白质能在没有其它胚胎干细胞维持因子的情况下，激活体外培养的小鼠胚胎干细胞的多能性基因网络，并维持这些细胞。加入Royalactin蛋白质培养的细胞被注射入小鼠囊胚后，胚胎仍能产生可活的小鼠，这些细胞也可以融入小鼠的生殖细胞。

——《科技日报》