今日科技话题：生命大分子、人工智能研究新成果、精神分裂相关基因位点、潜藏抗菌新靶点、新型口服胰岛素胶囊、小鼠大脑内部

直击生命大分子过招中的力与美

酶与底物的过招可追溯千万年，却始终无从参透。近日，施一公研究团队分别在《自然》和《科学》上发表文章，报道了人源γ-分泌酶识别两种不同底物的高分辨率结构，继报道γ-分泌酶蛋白本身的结构之后，更进一步还原生命物质间的“过招故事”。

“酶与底物的相互作用短短一瞬，就好像剪刀剪断绳子的刹那，我们要探知的是这个瞬间的结构和机理。”文章第一作者、清华大学生命科学学院博士后杨光辉表示，人源γ-分泌酶不仅是阿尔兹海默氏症（俗称老年痴呆症）发病过程中的关键因素之一，还“执掌”着生长、发育相关的Notch信号蛋白的切割工作，稍有差错可能诱发肿瘤。

近年来，多数治疗阿尔茨海默症的方法是通过抑制γ-分泌酶的活性来减少淀粉样沉淀的，然而由于γ-分泌酶的“一酶多功能”，单纯地对其抑制甚至可能会抑制对Notch的切割，增加患上肿瘤的风险。精细地分析酶对不同底物关键作用位点的功能，将可能研发特异性抑制APP的切割而不影响Notch切割的药物。

——《科技日报》

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人工智能研究新成果：能“读懂”病历，或将能像医生一样“思考”

▲图片来源：网络

人工智能不仅能够“看图”识别影像，还能“识字”即读懂病历中的文本信息。北京时间2月12日零时14分，这项有关自然语言处理（NLP）技术基于文本型电子病历（EMR）做临床智能诊断的研究成果，在线刊登于知名医学科研期刊《自然医学》上，文章题为《使用人工智能评估和准确诊断儿科疾病》。

由广州市妇女儿童医疗中心夏慧敏教授、加州大学圣地亚哥分校张康教授等专家领衔的医疗数据智能化应用团队联合人工智能研究和转化机构研发的“辅诊熊”人工智能诊断平台，通过自动学习来自56.7万名儿童患者的136万份高质量电子文本病历中的诊断逻辑，应用于诊断多种儿科常见疾病，准确度与经验丰富的儿科医师相当。

根据文章，这个人工智能辅助诊断系统将可以通过多种方式应用到临床中。首先，它可以用作分诊程序。例如，当患者来到急诊科，可由护士获取其生命体征、基本病史和体格检查数据输入到模型中，允许算法生成预测诊断，帮助医师筛选优先诊治哪些患者；另一个潜在应用是帮助医师诊断复杂或罕见疾病。通过这种方式，医师可以使用AI生成的诊断来帮助拓宽鉴别诊断并思考可能不会立即显现的诊断可能性。

——新华网

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科学家发现精神分裂相关基因位点

复旦大学类脑智能科学与技术研究院冯建峰团队对来自英美等6个国家、20余所研究机构超过1万例影像遗传学数据进行计算分析，通过全脑全基因组范围的“广泛搜索”，发现与青春期大脑壳核体积相关的基因位点同时也是精神分裂症的风险位点。该成果近日发表于《美国医学会杂志—精神病学卷》。

“这项研究证明青春期大脑壳核体积异常和精神分裂症致病风险高度相关。”冯建峰表示，该发现有望帮助科学家揭示精神分裂症发病机制，为临床症状出现之前的超前干预研究提供新思路。

——科学网

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吹弹可破的婴儿肌肤 脂肪层潜藏抗菌新靶点

婴儿的肌肤不仅似剥了壳的鸡蛋一般“吹弹可破”，而且还能够抵挡致命皮肤病菌感染！但随着年龄增长，这项天然免疫功能将逐渐消失，增加病菌侵害的风险！有无解决办法？

如今，这个疑问有了新答案。国际顶级期刊《细胞⋅免疫》日前在线发表了厦门大学张凌娟教授团队与加州大学圣地亚哥分校瑞查德⋅伽罗教授的最新成果，揭秘了人类老化过程中，皮肤如何丢失脂肪细胞并导致天然免疫抗菌能力下降的机制，其中发现的皮肤脂肪细胞的免疫功能调控点，有望成为治疗致命皮肤病菌感染的新药物靶点。

为了研究真皮成纤维细胞在成长及老化过程中这一功能转变的机制，研究团队对不同年龄段提取的真皮成纤维细胞做了系统的转录组基因测序分析，找到了抑制脂肪细胞生成的“元凶”——TGF-β信号通路。即随着年龄增长，TGF-β信号通路被激活，导致真皮成纤维细胞丧失脂肪分化功能，取而代之的是纤维化功能增加。

找到“病因”，便可“对症下药”。在研究过程中，张凌娟团队发现TGFBR小分子化学抑制剂是TGF-β信号通路的“克星”。“通过抑制剂来阻断信号通路，能够帮助真皮成纤维细胞恢复分化脂肪细胞的能力，从而增加皮肤对金黄色葡萄球菌的天然免疫抵抗力。”张凌娟说。

——《科技日报》

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美研究人员开发出新型口服胰岛素胶囊

▲图片来源：网络

美国科研人员最新开发出一种口服胰岛素胶囊，未来有望替代皮下注射，供2型糖尿病患者日常使用。

近日，发表在美国《科学》杂志上的研究显示，这种胶囊约一颗蓝莓大小，胶囊内的一枚小针头可将药物“注射”到胃壁下的血管中，动物实验显示，其降血糖效果与皮下注射相当。

研究显示，这种针头由纯冻干胰岛素针尖和生物可降解的针杆组成，针头被固定在一个压缩弹簧上，弹簧被糖包裹。当胃中的水将糖溶解后，弹簧会释放出来，将针尖扎入没有痛觉神经的胃壁，约一小时后会完全释放进血液，而胃壁下注射避免了酸性的胃液降解胰岛素。弹簧和胶囊的其他部分最终可通过消化系统排出。

——新华网

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新技术可“照亮”小鼠大脑内部

▲图片来源：网络

据英国《自然》杂志近日发表的一项研究，日本科学家使用一种名为CUBIC-X的技术绘制了一张小鼠大脑图谱，该技术不但使组织像玻璃一样透明清楚，还可将其膨胀至其原始尺寸的十倍。这一新成果为人类窥探生物系统的内部运作，提供了前所未有的机会。

日本RIKEN生物系统动力学研究中心的上田泰己带领团队，采用化学方法标记了大脑中的每个细胞，将大脑“透明化”，并与此同时将其尺寸扩大了10倍。研究团队还利用精密成像技术对神经元进行三维重建，总计约7200万个细胞。他们所得的图谱，将大脑缩小为一个简洁的细胞位置数据库，可以研究不同大脑区域的具体变化。

研究人员表示，这类方法的应用正不断扩展，CUBIC-X技术是其中之一。这类技术可以对生物体组织进行清除，使原本不透明的组织变透明；还可以在清除组织的同时将器官按比例放大，让更多细节暴露在传统显微镜下。其利用现成的化学物质为科学家们打开了一扇大门，让人们不仅可以观察大脑，还可以观察其他任何一个器官。