《自然》

科學(xué)家研究用 CRISPR 存儲(chǔ)視頻

研究人員利用 CRISPR 系統(tǒng)，將埃德沃德 · 邁布里奇的《人類和動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)》中收錄的圖片和一部短片編碼進(jìn)了細(xì)菌的 DNA 中。這項(xiàng)成果發(fā)表在了本周的《自然》期刊上，之前已有人表明 DNA 是將數(shù)碼數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)活細(xì)胞的一種可靠媒介，此次則是在此基礎(chǔ)上的進(jìn)一步拓展。

zui近的一些研究成果已經(jīng)顯示，CRISPR 系統(tǒng)可以使用兩種蛋白質(zhì)將遺傳密碼插入目標(biāo)細(xì)胞的 DNA 中，從而可以將信息傳輸至活細(xì)胞。為了證明這一點(diǎn)，美國(guó)波士頓哈佛醫(yī)學(xué)院的 Seth Shipman 及同事使用 CRISPR 系統(tǒng)將多張圖片和一個(gè)短 GIF 編碼進(jìn)了大腸桿菌，該 GIF 顯示了來(lái)自《人類和動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)》中名為 Annie G 的馬奔跑的 5 幀影像，大小為 36×26 像素。他們使用 DNA 的基本組成核苷酸生成代碼，一個(gè)代碼關(guān)聯(lián)一張圖片的單個(gè)像素。至于 GIF，他們將序列逐幀傳至活細(xì)菌，并按傳輸順序?qū)⑺鼈儾迦爰?xì)菌基因組中。一旦被插入大腸桿菌的基因組中之后，這些數(shù)據(jù)可以再通過(guò)測(cè)序 DNA 重新提取出來(lái)，通過(guò)讀取像素核苷酸代碼，可以將圖片重構(gòu)出來(lái)，準(zhǔn)確度達(dá) 90% 左右。

本研究不僅表明 CRISPR 系統(tǒng)有望使在活細(xì)胞中存儲(chǔ)一定數(shù)量數(shù)據(jù)成為可能，而且揭示了有關(guān) CRISPR 系統(tǒng)功能的新認(rèn)知。例如，作者確定了哪些序列將數(shù)據(jù)傳輸至基因組，而這也有望指導(dǎo) CRISPR 系統(tǒng)的其它應(yīng)用。

《自然》

北極凍原汞污染來(lái)源揭秘

本周《自然》發(fā)表的一項(xiàng)研究揭示了北極凍原汞污染的來(lái)源。

人為活動(dòng)導(dǎo)致北極出現(xiàn)了大規(guī)模汞污染，但是人們一直不清楚污染的來(lái)源。有研究認(rèn)為，海鹽誘導(dǎo)的汞化學(xué)循環(huán)和降水作用造成的汞濕沉積是北極氧化形態(tài)汞的主要來(lái)源，但是它們的相對(duì)重要性一直被質(zhì)疑。

美國(guó)馬薩諸塞州馬薩諸塞大學(xué)的 Daniel Obrist 及同事收集了北極凍原兩年時(shí)間里的實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)，包括汞沉積和穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)，以確定該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)汞的主要來(lái)源。作者發(fā)現(xiàn)，氣態(tài)元素汞（會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)距離大氣輸運(yùn)和大氣分布的一種形態(tài)）是北極凍原生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)汞的主要形式，占總量的 71%。汞沉積全年都會(huì)發(fā)生，但是在夏季因?yàn)橹脖晃赵蚨兴黾印?/p>

作者的發(fā)現(xiàn)表明，北極凍原是大氣汞的一個(gè)重要存儲(chǔ)地，凍原土壤汞含量高或許也能解釋為什么每年北極河流會(huì)將大量的汞輸運(yùn)至北冰洋。

《自然》

自閉癥患兒用眼觀察能力受損

根據(jù)本周《自然》在線發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，社交視覺(jué)參與——嬰兒在可以伸手、爬或走之前通過(guò)觀察來(lái)收集信息的方式——是可遺傳的，而自閉癥兒童的此功能受損。該研究支持這樣一種觀點(diǎn)：社交視覺(jué)參與是嬰兒在發(fā)育過(guò)程中探索和理解社會(huì)行為的一個(gè)關(guān)鍵方面，不僅對(duì)自閉癥兒童如此，對(duì)于更大范圍的人群也是如此。

美國(guó)亞特蘭大埃默里大學(xué)的 Warren Jones 及同事開(kāi)展了一系列眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估觀察社交場(chǎng)景時(shí)的差異，包括對(duì)面孔和類似面孔的刺激物的關(guān)注水平，以及單個(gè)眼動(dòng)的時(shí)間、方向和目標(biāo)。他們的被試是 338 名幼兒，其中有 166 名同卵雙胞胎和異卵雙胞胎、88 名被診斷患有自閉癥譜系障礙的非雙胞胎和 84 名對(duì)照獨(dú)生子。作者發(fā)現(xiàn)，同卵雙胞胎之間的反應(yīng)是類似的（一致性達(dá) 91%），而異卵雙胞胎的一致性較低（35%），這表明這類行為強(qiáng)烈受到遺傳因素影響。此外，遺傳zui高的特征，包括對(duì)臉上眼睛和嘴巴區(qū)域的偏好性關(guān)注，在自閉癥兒童身上也在一定程度上減少了。

作者總結(jié)表示，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)兒童的遺傳特性影響其與周圍環(huán)境互動(dòng)的方式。盡管作者承認(rèn)已有其他研究探討了類似的概念，將自閉癥兒童的經(jīng)驗(yàn)發(fā)育情況與正常發(fā)育的同齡兒童做對(duì)比，但是據(jù)他們所知，這是直接可追蹤的遺傳影響得到展示。