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鼻部是呼吸系统的首端，鼻液中的IgA抗体是人体抵御新冠病毒的第一道防线。但近日发表于EBioMedicine的一项新研究表明，鼻部的抗体存在时间较短，这可能是导致重复感染的因素之一。 该研究纳入了446名2020年2月至2021年3月住院的新冠肺炎患者（疫苗还未大规模上市，也尚未出现奥密克戎流行）。研究人员在患者住院、出院后半年和一年这三个时间点收集了他们的鼻液、血液样本，多数人在这期间接种了新冠疫苗。研究人员对不同时期样本抗体中和新冠病毒原始株、德尔塔及奥密克戎的能力进行了测试。结果表明，感染新冠病毒后血液中的抗体能持续存在至少一年，而鼻部的抗体只能存在九个月且抵抗奥密克戎变异株的时间更短；接种新冠疫苗后血液和鼻部抗体水平均有升高，但相比之下鼻部抗体增加的量较少、持续时间也偏短。研究者提示，由于该研究人群仅包含英国住院人群，因此需谨慎外推结果，但这也提示，研制下一代新冠疫苗时采用鼻喷雾或吸入式疫苗也许对预防新冠病毒感染和传播更为有效。
陶哲轩宣布推翻“周期性平铺猜想”，详细论文已上传预印本网站
图片来源：https://mozzochi.org/
今年9月，美国加州大学洛杉矶分校数学系教授陶哲轩（Terence Tao）在博客宣布推翻了“周期性平铺猜想”，并随后上传了与博士后蕾切尔·格林菲尔德（Rachel Greenfeld）共同完成的“缩略”版论文。由于证明存在漏洞，两人重新完成了文章的最终版本，并于11月29日上传至arXiv预印本网站。
周期性平铺猜想可以叙述如下：如果N维（欧几里得）空间可以被某个图形以平移的方式没有重叠地铺满，那么这个图形也能周期性地铺满空间。非周期性平铺的一个早期研究来自于金岳霖的学生王浩，他发现了一个算法，可以枚举出所有不能铺满空间以及所有可以周期性铺满空间的多米诺瓷砖，但是他不知道是否有只能非周期性铺满的多米诺瓷砖。后来他的学生给出了非周期性的例子，证明了多米诺问题是“不可判定”的。在90年代前后，数学家在一般的几何平铺问题上提出了类似的猜想——周期性平铺猜想。由于该猜想二维的版本已经在2016年得到证明，格林菲尔德和陶一开始尝试证明一般维度的情况，但是一直遇到绕不过的困难，于是两人转而尝试否定这个猜想。最终他们构造了一对可以铺满空间的瓷砖，但是它们无法周期性地铺满空间。他们甚至有办法让“是否能周期性铺满空间”这个问题变得“逻辑上不可判定”（ZFC-Undecidable）。
· 机器学习 ·
科学家将主动学习算法引入DeepOnet模型。主动学习能够对数据集进行优先处理，通过分析少量数据来训练监督模型并标记剩余数据。而DeepOnet的两个并行神经网络能够快速分析大量数据和场景，并输出概率集。二者的结合使模型能在数据点不多的情况下主动搜寻，并找出罕见事件发生的前兆。新方法在预测船只遭受巨浪并裂开的概率上超过了传统模型，并有望在将来用于预测飓风等极端气候事件。
发现与儿童肥胖相关的变异
《自然·代谢》本周发表的一篇论文，报道了与严重儿童肥胖有关的一种新的遗传机制。这是一个与饥饿控制有关的基因异常表达导致的基因重排，大多数肥胖的常规基因检测无法检测到。黑素皮质素受体4（MC4R）激活基因位于称为下丘脑的脑区，激发饱足或不饿的感受。干扰MC4R激活或发挥功能的变异，与饥饿感持续以及儿童期肥胖有关联。通过研究一位患有严重肥胖的青少年女孩组织样本，研究者发现刺鼠信号蛋白（ASIP）基因，会在正常情况下本不表达该基因的细胞里高水平表达，这些细胞包括脂肪细胞、白细胞和由个体细胞重编程产生的下丘脑样神经元。遗传分析表明，重排将一个ASIP基因拷贝放在了一个启动子旁边，从而解释了为何该基因在每个组织中持续高水平表达，并且在大多数常规肥胖的遗传形式检测都不会发现它。ASIP会抑制MC4R的激活，因此在下丘脑细胞中非正常的ASIP表达为肥胖提供了可能的解释。研究团队随后在超过1700名肥胖儿童的队列中特别搜索这一重排，识别出4名携带者（3名女孩，一名男孩），并确认了其中3人的ASIP过表达。这一观察与肥胖遗传小鼠（agouti小鼠）模型一致，这一模型中肥胖是由小鼠版本的ASIP异常表达引起的。但是，直到现在才发现了人类中与肥胖有关的涉及ASIP的类似突变。
肥皂泡薄膜表面温度可以比环境温度低8℃
肥皂泡薄膜表面。（图片来源：F. Boulogne et al.）
过去的研究中，科学家通常假设气泡薄膜的温度与环境温度相近。这项研究的科学家用洗碗液、水和甘油制成的混合物制备了肥皂泡，他们在测量肥皂泡在各种环境条件下的温度时，发现薄膜表面的温度最高可能比周围的空气低8℃。这是因为薄膜在不断蒸发液体，导致薄膜变薄的同时，也会导致薄膜冷却，而这对肥皂泡的稳定性起着关键的作用。此外，科学家还发现不同的相对湿度和甘油浓度也会影响肥皂泡薄膜的温度变化。这项研究的结果可以帮助泡沫工业制造商更好地控制产品的稳定性。
药物和食物渴求的神经特征
对使用药物或进食的渴求，被认为是物质滥用或过度进食的驱动因素。药物或食物相关的刺激引发的渴求，或可用于帮助预测药物使用或复发、不健康进食和体重增长。然而，对人类渴求的神经基础了解尚不完全。近日，《自然·神经科学》发表的一篇论文报告了一种神经影像特征，可用于预测药物和食物渴求的强度。
研究团队识别出一种神经标记，可以在尼古丁、酒精和可卡因使用者和匹配对照组之间，预测药物和食物渴求的强度。在3项功能性磁共振成像研究中，99名参与者观看了药物和非常可口的食物图片（例如一叠西式煎饼），并得到提示去考虑食用图中事物的直接积极后果，或考虑重复食用的消极后果。他们还给自己有多渴求这些物品进行了评分。作者随后对神经影像数据应用机器学习方法，识别神经生物学渴求特征（NCS）。结果显示，NCS对于预测渴求药物和食物的准确度都很高。研究者还发现对食物图像的NCS反应预测了对药物渴求的强度，反之亦然，这或许表明，食物和药物渴求共享神经通路。作者总结说，识别NCS提供了一个潜在的靶标，可供开发治疗渴求的临床干预，以及改善现有疗法。
封面来源：pixabay
撰文：安君、马一瑗、陶兆巍、不周
编辑：不周、二七
