听到笑声，猩猩心态会更积极？细菌让废塑料变身镇痛药；蝗灾控制的信息素武器或在路上了 | 一周论文新鲜读

6.30

本周值得读

来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。

1. 细菌将废塑料变成镇痛药

2. 古代DNA揭示喀尔巴阡盆地的多样化社群组织

3. 抑制蝗虫的群聚行为

4. 新发现行星填补太空认知空白

5. 听到笑声的倭黑猩猩更可能期望奖励

化学 | 细菌将废塑料变成镇痛药

A biocompatible Lossen rearrangement in Escherichia coli

Nature Chemistry

《自然-化学》发表的一篇论文报道，大肠杆菌（E. coli）能将一种从废塑料瓶中获取的分子转换成扑热息痛，这是一种镇痛药，也叫对乙酰氨基酚。该研究指出了一种潜在策略，能将塑料废弃物以可持续的方式升级改造成有用的产物。 

塑料废弃物是一个日益严重的问题，以可持续的方式升级改造塑料仍是当前的首要任务。代谢工程——利用生物细胞中使用的化学反应网络来产生想要的分子——能与有机化学相结合，创造出新的小分子。不过，这些反应结合后是否能将塑料升级改造成有用产物却不明确。 

英国爱丁堡大学的Stephen Wallace和同事发现，名为洛森重排（Lossen rearrangement）的化学反应能在活细胞中发生，被大肠杆菌内的磷酸盐催化。这种化学反应能产生对细胞代谢至关重要的一类含氮有机化合物。作者利用化学方法降解了一个聚对苯二甲酸乙二酯（PET）塑料瓶，得到了这种化学反应的起始分子，并证明细胞代谢之后能修复这种来自塑料的分子。他们还发现，这个源于塑料的分子能作为在大肠杆菌中产生对乙酰氨基酚的起始原料，产量为92%。 

研究结果或是首次利用废弃物从大肠杆菌中产生对乙酰氨基酚。今后可进一步研究其他类型的细菌或塑料能如何产生有用的产物。 

基因组学 | 古代DNA揭示喀尔巴阡盆地的多样化社群组织

Ancient DNA reveals diverse community organizations in the 5th millennium BCE Carpathian Basin

Nature Communications

《自然-通讯》发表的一项研究发现，约7000-6000年前喀尔巴阡盆地中地理位置相近的不同社群之间，存在着差异很大的遗传多样性模式和社会结构。这为中欧东部新石器时代晚期和铜器时代早期人群的社会和遗传动态提供了见解。 

新石器时代（约公元前6000-4500年）喀尔巴阡盆地的人群历史已得到充分研究。但关于此地后来的居民，特别是铜器时代（公元前4500-2800年），人们所知较少。 

匈牙利匈牙利研究网络（HUN-REN）人文研究中心的Anna Szécsényi-Nagy和同事使用8处墓地里125名个体的全基因组数据，研究了约7000-6000年前生活在喀尔巴阡盆地（具体来说即如今的匈牙利和罗马尼亚地区）的群体结构。他们发现，埋葬在同一微区域、先后生活的新石器时代晚期和铜器时代早期的两组群体（Polgár-Csőszhalom 和 Tiszapolgár-Basatanya），表现出高度遗传连续性，尽管新石器晚期到铜器时代早期的文化发生了很大转变，聚落变得更分散。遗传连续性表明这些变化来自这些群体内部的文化和社会实践改变，而非有新群体迁入。 

研究者还表明，尽管相距仅100公里，早期铜器时代的两个群体（Tiszapolgár-Basatanya 和 Urziceni-Vamă）的家庭结构展现出明显差异。证据表明，Tiszapolgár-Basatanya社群连接团结紧密，有更多亲缘个体，常以家庭群体形式下葬。而Urziceni-Vamă 社群遗传更多样，表明与其他群体互动更多，家庭墓葬在墓地空间中分散分布。 

这些结果为理解靠近群体中表现出的文化和社会关系范围带来了进一步见解。 

生态学 | 抑制蝗虫的群聚行为

Decoding 4-vinylanisole biosynthesis and pivotal enzymes in locusts

Nature

《自然》本周报道了能调节蝗虫群聚信息素产生的关键酶。研究还鉴定出能抑制这种信息素产生的多个候选化合物。靶向这些关键酶以抑制信息素产生，或为蝗灾控制提供了一种有效而可持续的策略。 

频繁出现的蝗群在全球尺度上威胁着环境、农业和经济。化学杀虫剂被用来对抗这些蝗虫，但杀虫剂的使用会对环境、食品安全和人类健康造成破坏性影响。目前已知信息素4 -乙烯基苯甲醚（4VA）对于蝗虫群聚中起到了关键作用。调控这种信息素或能作为一种蝗群防控策略，但此前该信息素的生物合成过程一直不明确。 

为进一步理解信息素4VA是如何合成的，康乐和同事追溯了它的分子起源。作者在饱食的蝗虫中发现了高浓度的4VA，并确定了其生物合成始于源自植物的氨基酸苯丙氨酸，蝗虫会将苯丙氨酸转化成4VA。作者还鉴定出两种酶，它们能调节这种信息素相对于种群密度的水平。经测试，名为4-硝基苯酚的化合物被证明是抑制这些酶功能的有力候选化合物，但其在现实世界应用中具有潜在毒性；不过，作者也提出了能抑制4VA合成的多个替代化合物。 

抑制会引起蝗虫群聚的信息素的产生，是一种有效的蝗虫控制策略。如今作者已经阐明4VA的生物合成途径，他们认为应进一步研究抑制其产生的更多候选化合物。

天文学 | 新发现行星填补太空认知空白

Evidence for a sub-Jovian planet in the young TWA 7 disk

Nature

《自然》本周报道了韦布望远镜（JWST）最新探测到的一颗小型气态巨行星。这一发现有助于我们理解早期行星形成以及原行星盘内的动态过程。 

行星被认为在原行星盘内形成——原行星盘是在新形成恒星周围绕转的尘埃与气体的集合。对这类行星盘的观测通常会看到环状结构和间隙，这些被认为是未被观测到的“牧羊犬”行星的特征；但事实证明，对这类行星的直接观测很难捕捉到这些特征。 

法国巴黎天文台的Anne-Marie Lagrange和同事利用JWST在TWA 7周围的三环星盘中寻找这类行星，TWA 7是一颗约于640万年前形成的恒星。他们探测到一颗质量小于木星但大于海王星（常称为亚木星）的可能系外行星。这个候选系外行星名为TWA 7b，预计质量是木星的0.3倍，轨道距离恒星为52个天文单位（au；1au为地日平均距离）。这些质量和轨道特征符合在星盘第一环和第二环之间间隙中形成的系外行星的预期特性。 

这一成像为原行星盘与周围天体之间的相互作用提供了新信息，拓展了成像技术在进一步理解小型系外行星中的作用。 

动物学 | 听到笑声的倭黑猩猩更可能期望奖励

Bonobos tend to behave optimistically after hearing laughter

Scientific Reports

《科学报告》的一项研究发现，倭黑猩猩（Pan paniscus）在听到笑声时，更可能去接近一个可能有或没有奖励的物品。这项研究对四只经过训练的倭黑猩猩进行了监测，它们会根据盒子是否可能装有食物而与盒子互动或忽略盒子，这项研究表明听到积极的声音可能会影响它们的觅食和搜索行为。 

人们观察到，人科动物在玩耍和挠痒的时候会发出类似人类大笑的声音。这些声音被认为演化出来以降低玩耍被误解为攻击的风险，并可能展示个体之间的情感共鸣。这些情感共鸣（像笑这样的情感信号引发他者类似的情绪状态）被视为同理心的重要组成。 

美国加利福尼亚大学的Sasha Winkler、Erica Cartmill和同事评估了爱荷华州得梅因市猿类认知与保护计划中4只倭猩猩的认知能力：Mali，14岁雌性；Teco，12岁雄性；Kanzi，41岁雄性；Nyota，24岁雄性。这些猿类被安排熟悉一个黑盒子（有食物奖励）和一个空的白盒子，并被训练按一个按钮拒绝白盒子。有三个“模棱两可”的盒子（浅灰、中灰和深灰）间歇呈现，在50%的盒子中含有食物奖励。测试在播放倭猩猩笑声或环境风声的情况下进行，播放持续7分28秒。倭猩猩在93%的情况下接近黑盒子，仅1%的情况下接近白盒子。在提供灰色盒子时，倭黑猩猩接近深灰盒子的情况较浅灰的频繁。综合所有灰色盒子的试验结果，倭灰猩猩在听到笑声录音后更容易检查灰色盒子，接近灰盒子的概率较对照组声音下高3.4倍。 

作者认为，笑声可能引发里倭黑猩猩的情感共鸣，影响了它们的行为，使其更容易接近一个模棱两可的刺激物。他们提到这一研究样本量很小，建议未来研究可以聚焦于笑声在灵长动物的社会连接演化中的作用。 

文章读完了，留个comment哇！

亲爱的读者们，笑声的魔力看来不止在人类之间。如果让你来研究倭黑猩猩的笑声，接下来你会做怎样的进一步研究呢？