没有这个RNA，所有公鸡都得死…… | 一周趣科学vol.69

一条RNA如何决定所有公鸡的生死

大部分脊椎动物细胞中都有性染色体的设定。对于人类来说，正常女性有两条相同的性染色体（称为XX），而正常男性拥有两条不同的性染色体（称为XY）。

对于人类细胞来说，一条X染色体肯定是足够保证其正常生活的，否则只有一条X染色体的男性细胞就活不下去了。而女性细胞中含有了两条X染色体，这就会导致X染色体功能过于活跃，使女性细胞出现异常。

人类细胞想了一个叫做“X染色体失活”的过程来解决这一问题。细胞中产生一条名为Xist的非编码RNA，像锁链一样随机锁住两条X染色体中的一条，将它禁锢失活。这样一来，只有其中一条能正常工作，避免了两条同时工作带来的过分活跃。

这也解释了为什么所有三花玳瑁猫都是雌性：猫的毛色是由X染色体决定的，如果雌猫的两条X分别含有黑色和橘色基因，而在发育过程中又随机失活一条，那么最终它的表面就会是黑橘两色的拼合，从而表现出玳瑁色。

对于鸟类来说，情况正好相反：雌鸟体内含有两条不同的性染色体（称为ZW），而雄鸟体内则含有两条相同的性染色体（称为ZZ）。那么，雄鸟体内是不是也有类似的机制呢？

近日，一个国际团队在《自然》杂志上发表文章，报告了他们对这一问题的探索。他们发现，鸟类和哺乳类的相同点是它们都用一条非编码RNA解决性染色体过度活跃的问题；不同点是，鸟类并不是用Xist这样的锁链来彻底禁锢一条染色体，而是用更精准的miRNA来进行调控。（想要详细了解miRNA的读者可以参考这篇文献《今年获诺奖的发现，曾在科学界遭遇“震耳欲聋的沉默”》）

研究者将新发现的miRNA称为miR-2954。科学家发现，如果在鸡蛋中删除这个miRNA，那么所有的公鸡胚胎都会死掉，而母鸡胚胎不会受到影响。

研究者查找其它鸟类的基因组后发现，在所有检查过的鸟类中都发现了这种miRNA，但在其他动物中却没有。它是鸟类中唯一已知的对某一性别的生存至关重要，而对另一性别则不重要的miRNA。

科学家认为，miR-2954不是像哺乳类的Xist那样把整条染色体都关掉。换句话说，如果某个基因的加倍不会导致严重问题，那么miR-2954不会处理它。而对于那些加倍之后会导致严重后果的基因，miR-2954就会将其活性下调。

作者表示，进化可以针对同一生物学问题得出不同的解决方案，我们现在必须探究其他动物物种是否也使用miRNA来调控其性染色体。

miR-2954（红色）只在公鸡体内工作，并且沉默掉某些特定基因的产物（黄色）（图片来源：Nils Trost, Sara Yousefi Taemeh）

参考文献：

Fallahshahroudi, A., Yousefi Taemeh, S., Rodríguez-Montes, L. et al. A male-essential miRNA is key for avian sex chromosome dosage compensation. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09256-9

一个婴儿，两个“母亲”：线粒体捐献婴儿诞生

经常看趣科学的读者都知道，线粒体是细胞中重要的能量工厂，其中含有独立工作的DNA。如果这些DNA发生了突变，那么就会导致一些遗传病，比如视力听力受损、神经发育异常等。

由于线粒体是从母体遗传给胎儿的，所以如果母亲患有这种疾病，那么她的所有后代都会遗传这种病。

科学家为此想出了一种解决问题的方法：如果将母亲卵细胞的细胞核取出，放在健康供体捐献的、含有正常线粒体的去核卵细胞中，然后进行体外受精，这样培养出来的胚胎，既含有父母双亲的遗传物质（也就是说，婴儿是父母的生物学后代），又含有来自另一名女性的线粒体，从而规避了母亲的线粒体遗传病。可以说，这名婴儿有了两位“母亲”。

《新英格兰医学杂志》近日发表文章，报道了英国纽卡斯尔大学在这一领域的最新进展。文章称，使用这种“三人体外受精”的方法，研究人员已经成功孕育了8名健康婴儿，最大的已有两岁，最小的有5个月大。

这八个婴儿有四男四女，其中一对是同卵双胞胎，来自7位有线粒体DNA突变的妈妈。如果没有外界干预，她们很难孕育健康的后代。而如今，她们生下的八个婴儿均未表现出任何线粒体DNA疾病的迹象。所有婴儿出生时均健康，达成了所有的发育指标。

其实这项技术并不新鲜，多年前人们创造第一只克隆羊多莉的时候，用的就是同样的方法，只不过取的不是卵细胞的核，而是绵羊的体细胞核。

研究人员表示，线粒体疾病会给家庭带来毁灭性的影响，而这项辅助生殖技术的成功为更多面临遗传风险的女性带来了新的希望。目前，科学家正在考虑这项技术是否会引起新的伦理争议，已经有公众在讨论这一话题。

在显微镜下移除卵细胞的细胞核

（图片来源：Science Photo Library）

参考文献：

Hyslop, L. et al. N. Engl. J. Med. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2415539 (2025).

肠道细菌提升抗癌药物疗效

肠道微生物群由超过100万亿个肠道细菌组成，已知它们对人体健康至关重要，会影响免疫系统、心脏功能和体重。如今，日本国立癌症中心（NCCJ）的研究人员表示，他们发现了一组此前未知的肠道细菌，这些细菌能够增强一类抗癌药物的疗效。

这项研究在周二发表在《自然》杂志上，研究人员表示，这种被命名为 YB328 的细菌群可以提高癌症免疫疗法的效果。

欧狄沃和可瑞达等几种免疫疗法药物可用于治疗多种晚期癌症，并提高了部分患者的长期生存率。它们的工作原理是破坏掉免疫细胞与癌细胞的“暗通款曲”，让更多的癌细胞暴露在免疫细胞的攻击下。但目前这些药物的反应率仅为 20% 左右，这意味着它们对大多数接受治疗的患者无效。

研究人员分析了50名接受这类药物治疗的患者粪便样本，并检测了药物对每位患者及其肠道菌群的作用。基因组分析显示，接受这类药物治疗的患者体内瘤胃球菌科细菌的比例较高，而在接受免疫检查点抑制剂疗法后未见改善的患者体内，其他类型细菌的比例较高。

瘤胃球菌科细菌比例高的患者，病情未恶化的平均天数为 119 天，而比例低的患者，病情未恶化的平均天数为 38 天。这说明瘤胃球菌科细菌可能与癌症治疗效果有关。

研究人员还从患者粪便中分离出瘤胃球菌科的YB328菌株，然后对其进行培养并注射到小鼠体内。他们发现，该菌株激活了树突状细胞，这种免疫细胞能够捕获病原体和癌细胞，并指示其他细胞攻击它们。

此外，他们还观察到激活的树突状细胞移动到淋巴组织和肿瘤细胞，从而引发 T 细胞（一种有助于对抗癌症的白细胞）的抗肿瘤反应。

研究者表示，这次实验成功发现了影响抗癌药物疗效的新型细菌群，还明确了这些肠道细菌如何影响远离肠道的肿瘤的免疫环境，这两项发现都具有重要意义。

研究人员正与 NCCJ 的衍生公司 ARC Therapies 密切合作，以开展基于 YB328 的口服药物的临床试验。但这种细菌要成为药物还需要数年时间，因为许多问题仍未解决，例如细菌的哪种成分负责增强 T 细胞反应，以及如何调整适合人类的剂量等。

能够提升免疫疗法抗癌药物药效的YB328菌株

（图片来源：NCCJ）

参考文献：

Lin, N.YT., Fukuoka, S., Koyama, S. et al. Microbiota-driven antitumour immunity mediated by dendritic cell migration. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09249-8

瑜伽和太极能有效改善失眠症

近日发表在在线期刊《BMJ 循证医学》的一项比较汇总数据分析结果表明，瑜伽、太极、散步和慢跑可能是改善睡眠质量和缓解失眠的最佳运动方式。研究人员表示，研究结果支持将运动作为治疗不良睡眠习惯的主要策略。

失眠症的特征是入睡困难、难以保持睡眠，以及清晨早醒。失眠会增加各种心理和身体健康问题的风险，包括痴呆症和心血管疾病，发病率在4-22%之间，不同国家人群的发病率有所不同。

大家都知道运动有助于改善睡眠，但目前的临床指南并未具体说明哪些类型的运动可能最有益。因此，研究人员着手填补这一知识空白，以期为临床实践提供参考，并帮助患者选择最合适的运动来治疗失眠。

他们调查了1348名参与者，采用了7种运动疗法：瑜伽、太极拳、散步或慢跑、有氧运动加力量训练、单独力量训练、单独有氧运动、以及有氧运动加安眠药。这些项目的持续时间从4周到26周不等。

比较的参数包括睡眠评分系统打分，以及总睡眠时间、睡眠时间占床上时间的比例、入睡后醒来的次数和入睡时长等数据。

数据表明，瑜伽可使总睡眠时间增加近2小时，将入睡后清醒的时间减少近1小时；而太极拳则可将不良睡眠质量评分降低4分以上，总睡眠时间增加50分钟以上，入睡后清醒时间减少半小时以上，并可将入睡时间缩短约25分钟。

进一步分析表明，根据所有主观和客观评估结果来看，太极拳的综合表现是最优秀的。研究人员表示，这一发现可能存在合理的生物学解释。

他们认为，瑜伽注重身体意识、控制呼吸和注意力训练，可以改变大脑活动，从而缓解经常影响良好睡眠的焦虑和抑郁症状。而太极拳强调呼吸控制和身体放松，已被证明可以降低交感神经系统活动，从而抑制过度兴奋。

研究人员承认，试验缺乏标准化、可量化的运动干预频率或强度指标，而且部分研究的样本量较小。尽管如此，这项研究为临床运动指南提供了相对全面的比较证据，可能有助于制定更具体、更可行的临床建议。

太极和瑜伽能够改善失眠症（图片来源：Shutterstock）

强如中子星的磁场可以在地球上生成

日本大阪大学研究人员开发出一种通过激光驱动叶片结构微管内爆产生超强磁场的新方法。该方法可产生接近一百万特斯拉的磁场强度。这是什么概念呢？地球磁场强度仅为0.00005特斯拉，而医院里磁共振机的磁场强度则为1.5或3.0特斯拉。这么强的磁场，我们只在中子星上见识过。

这种产生强磁场的技术被称为“叶片微管内爆”（BMI），其核心原理是将超强飞秒激光脉冲聚焦于具有锯齿状内叶片的圆柱形靶材。这些叶片会使内爆等离子体产生不对称涡旋，在中心区域形成环状电流。由此产生的环形电流会自洽地激发超过五十万特斯拉的强轴向磁场。

只要靶材结构能打破圆柱对称性，就能稳定产生高强度磁场。这一过程形成了正反馈循环：带电粒子流（由离子和电子组成）会增强磁场，而增强的磁场又会更紧密地约束粒子流，从而进一步放大磁场强度，并最终得到接近一百万特斯拉的磁场强度。

该机制比传统磁压缩技术有明显优势，因为它完全不需要预先存在的初始磁场，而是可以直接从零产生磁场。

为了验证这一机制的准确性，研究团队使用大阪大学SQUID超级计算机上的全相对论性EPOCH程序进行模拟，模拟数据基本与理论计算一致，证明该机制有极高的可行性。

研究者表示，这种方法为在紧凑装置中产生和研究极端磁场提供了全新途径，它架起了实验室等离子体与天体物理宇宙之间的实验桥梁。

目前研究团队正在抓紧制造实际可用的原型机来对该机制进行验证。一旦该技术得到实装，那么我们在模拟恒星内部环境方面就可以取得巨大突破。另外，超强磁场也可能在核聚变的惯性约束方案中扮演重要角色，尤其是质子束快点火方案。

圆柱形靶材上的锯齿状内叶片在超强激光照射下诱导离轴带电流，驱动强大的环路电流并产生超强磁场（图片来源：村上匡且）

参考文献：

D. Pan, M. Murakami. Gigagauss magnetic field generation by bladed microtube implosion. Physics of Plasmas, 2025; 32 (7) DOI: 10.1063/5.0275006

牧心，科普作者。