微生物帮助开采稀土金属｜乌贼迷彩的奥秘 ｜环境友好的新型空调｜AI修复被毁美术杰作 | 自然每周简报
Nature Portfolio约 6 分钟自然每周简报2023年11月29日第196期
亲爱的读者们：本周自然简报精选了多个热点新闻，您将看到：乌贼迷彩的奥秘；环境友好的新型空调；微生物帮助开采稀土金属；从科学家到教育家；大麻成瘾的遗传关联；深海采矿或危害野生动物；“有线”的突触连接和无线信号；AI用于画作修复；肠道和口腔对食欲的影响？更多精彩内容，欢迎阅读全文。
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1. 乌贼迷彩的奥秘
一只乌贼（Sepia bandensis）佩戴着一种设备的3D打印模型，该设备可以将其神经活动可视化（Tessa Montague/Thomas Barlow）。
乌贼凭借能够创造出万花筒般的皮肤图案（尽管本身是色盲），在动物伪装界中首屈一指。研究人员正在逐步揭开其背后的奥秘，他们用一个内衬电子墨水屏的水箱，促使乌贼对环境作出反应，而不会因强光而令它昏头胀脑。研究人员表示，他们的最终目标是控制乌贼的基因——但大部分将CRISPR基因编辑技术引入细胞的病毒都无法用于乌贼，因为能够感染它们的病毒很少。有一支团队业已实验成功，但仅限于短寿的胚胎。
《自然》新闻：CRISPR and ‘e-ink’: new tools could reveal the secrets of cuttlefish camouflage
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2. 热泵或可改变空调
全世界的空调都在压缩和蒸发对环境有害的气体，以冷却和加热空气。但一种新的热泵技术可能会改变这一切。图片来源：Kuni Takahashi/Getty
研究人员开发了一款新型空调，可避免使用目前流行的对环境有害的制冷剂。传统空调交替汽化液体并在压缩机的作用下冷凝，而这种新空调用的是具有强“电卡”效应的陶瓷。电卡材料暴露于电场时会升温，电场移除时会冷却。要将该技术实现商业化还有很长的路要走，但一旦成功将诞生更小、更简单、更环保的空调。（《自然》| 参考文献：Science 论文）
《自然》新闻：‘Electrocaloric’ heat pump could transform air conditioning
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3. 微生物帮助开采稀土金属
在橡树芽上发现的细菌Hansschlegelia quercus可以帮助将镧系元素中的轻元素（如镧）与重元素（例如镝）分离。该图为显微镜下的化合物硝酸镧（iii）。（Christian Wei/Zoonar/Alamy）
许多微生物能够天然聚集金属，其中一些已经用于开采铜和金。现在，研究人员正在改造细菌，以图提纯岩石、废弃电器和其他电子废物中有价值的稀土元素。不过，微生物采矿和修复想要规模化到工业生产，还有很多工作要做。
《自然》新闻：Microbial miners take on rare-earth metals
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4.从PhD研究到教学
Joaquín Ramírez Ramírez（手持黑板）喜欢尝试不同的教学风格，看看哪些有效。图片来源：María Paula García
有些追求稳定充实职业生涯的科学家离开了实验室，走进了教室。这项工作可能会很困难，但教学提供了一个激发灵感、寻求工作生活平衡的机会。“这不适合那些想要长假期的人。它更适合那些怀有使命的人。”退休教师Suzanne Kalka说。“试着从中找到乐趣。”教师 Joaquín Ramírez Ramírez说。“学会放手，忘掉过去。你不是在科研上失败了。你只是一个成为了教育者的科学家。”
《自然》职业特写：Why these PhD scientists swapped research for secondary-school teaching
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5. 大麻成瘾的遗传关联
吸食大麻在一些国家是合法的，但长期吸食和上瘾会对健康造成负面影响。图片来源：Raul Arboleda/AFP via Getty
对超过100万人的基因组分析显示，存在与大麻成瘾相关的DNA片段（大约1/3的该药物使用者有成瘾）。基因组的重叠区域也被发现与其他健康情况有关，例如肺癌和精神分裂症。医学神经学家Daniel Levey说，这些发现证明“如果使用增加，大麻成瘾可能带来巨大的公共健康风险”。（《自然》| 参考文献：《自然-遗传学》论文）
《自然》新闻 ：Massive genetic study finds genes linked to cannabis addiction
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6. 深海采矿或危害野生动物
人们在紫蓝盖缘水母可能聚集的几个挪威峡湾采到这个物种。（Vanessa Stenvers）
一项研究资源开采如何影响水下动物的研究认为，海底矿物开采造成的沉积物可能会对深海水母造成伤害。研究人员采集了紫蓝盖缘水母（Periphylla periphylla），并将它们暴露在采矿搅动沉积物可能形成的浓度下。一天后，这些水母身上大部分被粘液覆盖，并有其他迹象表明它们状态不佳。研究人员表示，应激会消耗大量能量，长期以往会造成伤害。
《自然》新闻：Deep-sea mining threatens jellyfish, suggests first-of-its-kind study
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7. 神经信号的“WiFi”
秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）有302个神经元（绿色），研究人员可以利用荧光标记等工具对其进行研究。图片来源：Heiti Paves/Science Photo Library
研究人员首次绘制了秀丽隐杆线虫的长距离“无线”神经网络。神经系统可以看作是一个神经元网络，通过称为突触的直接联系传递信息。但神经元还可以通过释放神经肽来进行更远距离的通信，这些神经肽会被一定距离外的其他神经元截获。将“有线”的突触连接和无线信号结合，比仅用突触连接的模型能更好地预测神经信号在蠕虫中的传递。（《自然》| 参考文献：《自然》论文和Neuron论文）
《自然》新闻：Wi-Fi for neurons: first map of wireless nerve signals unveiled in worms
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8. 好吃好吃好吃……停
对小鼠的研究帮助科学家进一步了解人类的食欲。（Nishant Sharma/Getty）
科学家们发现了小鼠控制进食速度和停止时间的脑细胞。脑干称为孤束尾核区域的两种细胞会接收来自肠道和口腔的信号。当小鼠肠道充满食物时，其中一种（PRLH神经元）的活动会增强；而它停止进食时，神经元的活动会停止。激活PRLH神经元可以减慢老鼠的咀嚼速度。从肠道到另一种细胞（GCG神经元）的信号控制老鼠何时停止进食。“来自口腔的信号控制你吃的速度，而来自肠道的信号控制你吃多少。”神经生物学家、研究共同作者Zachary Knight说。（《自然》| 参考文献：《自然-代谢》论文）
《自然》新闻：These brain cells could influence how fast you eat — and when you stop
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9. AI修复被毁美术杰作
古斯塔夫·克里姆特（Gustav Klimt）为维也纳大学绘制的壁画《医学》1945年被撤退的纳粹军队摧毁，同时被毁的还有同系列另外两幅画作《哲学》和《法理学》。（IanDagnall Computing/Alamy）
《像素与绘画：计算机辅助鉴赏基础》一书作者David Stork认为，数十项研究证明，人工智能能够为美术绘画和素描带来新的气象。例如，神经网络已被用于根据草图和照片修复克里姆特被毁的画作《医学》。“仅西方世界因火灾、洪水、地震或战争毁坏的已知经典作品，就能填满世界上每一座博物馆，”Stork写道。修复这些作品可以恢复和完善我们的全球文化遗产。
《自然》Essay ：How AI is expanding art history
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我的工作
Amie Fornah Sankoh是美国唐纳德丹弗斯植物科学中心的博士后植物生物学家。来源：Whitney Curtis for Nature
当植物生物学家Amie Fornah Sankoh开始研究植物细胞通讯时，她觉得这个领域太适合自己了。“我也必须摸索沟通的方式才能生存。”她说。Fornah Sankoh 3岁时因疟疾高烧而失聪，在15岁学习美国手语之前，她只能靠手势和帮助与人沟通。就她所知，2023年5月她获得博士学位，是美国STEM领域首位获博士学位的黑人聋人女性。（《自然》）
《自然》我的工作：Eavesdropping on plant chatter
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