基因编辑技术可100%控制后代性别，​新型HIV感染抑制剂可提供长期保护丨一周科技导读

迄今最精确的希格斯玻色子寿命的实验测量值公布

近期，欧洲核子研究中心（CERN）的CMS团队报告了希格斯玻色子寿命的精确实验测量值，得到了迄今最精确的实验测量值。

研究人员通过分析大型强子对撞机（LHC）第二次运行时紧凑缪子线圈（CMS）实验收集到的数据，重点关注希格斯玻色子转变为两个Z玻色子，Z玻色子接着转变为四个带电轻子或两个带电轻子加两个中微子的过程。通过分析这个过程相关的数据，得到了希格斯玻色子的寿命为2.1×10-22秒，不确定度为(+2.3/-0.9)×10-22秒。

5种常见癌症的过半患者在确诊已是晚期

来源：the Lancet Public Health

近日，发表于《柳叶刀·公共卫生》（the Lancet Public Health）一篇论文中，研究团队以中国12个省、23家医院的全人群癌症登记数据与个人电子医疗记录为研究对象，系统地评估了中国常见癌症确诊时的分期特征，发现肺癌、胃癌、食道癌、结直肠癌以及乳腺癌这五种主要癌症确诊时为晚期的比例高达52.8%，不同性别以及城乡之间确诊分期差异最显着的癌症为肺癌。

该研究是目前中国癌症确诊分期差异最全面、最新数据分析研究，首次全面评估了中国不同人群、常见不同类型肿瘤的确诊分期及相关特征，对于提高癌症防治意识、促进未来早期筛查和检测计划的开展甚至是改善医疗可及性方面等具有重要意义。

火山喷发致奥陶纪末气候变化与物种灭绝

来源：Nature Geoscience

12月2日，发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）的一项研究指出，造成奥陶纪末生命大灭绝的原因可能是这个时期的强烈火山活动，其中火山灰带来的营养物质磷起到了关键作用，该研究可能会导致重新审查关于其他大规模灭绝原因的理论。

团队开发了一个模型，模拟了最重要的化学、生物和地质过程。研究结果表明，沉积的火山岩释放的磷足以引发一系列事件——从海洋肥沃、藻类生长增加、全球变冷和随后的结冰、海洋大部分地区的低氧水平到最终的大规模灭绝开始。

研究团队提出，即火山喷发物质在海洋中释放磷等营养物质，促进了藻类生物的生长，而海藻的繁殖和沉淀减少了大气中温室气体二氧化碳的含量，从而降低了地球的温度。

神经递质装配可能是睡觉时仍耗能的原因

来源：Science Advances

12月3日，发表于《科学·进展》（Science Advances）的一项研究指出，在神经元不传递神经递质时，大脑仍在大量耗能可能是由神经递质装配引起。

研究发现，神经元上的突触小泡，是不活跃的神经元持续耗能的主要源头。耗能可能是在转运蛋白将递质传送到突触小泡的过程中，产生“质子外流”，令突触小泡中的“质子泵”持续工作，尽管单个囊泡耗能很少，但人类大脑中至少有数百万亿个突触囊泡，累积能耗十分可观。由于代谢缺陷在阿尔茨海默病和帕金森病等许多认知疾病中存在，该研究可能有助于这些疾病的治疗。

基因编辑技术可100%控制后代性别

来源：Nature Communications

12月3日，发表于在《自然·通讯》（Nature Communications）的一项工作中，研究团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，实现了对动物出生性别的控制，让实验小鼠一窝产下的幼崽100%为雄性或100%为雌性。

研究人员挑选了在细胞分化阶段至关重要的Topoisomerase1 基因（Top1），敲除它会导致胚胎的快速死亡。利用CRISPR/Cas9技术，将指向Top1的靶向定位基因植入雌性小鼠的生殖细胞内，将DNA切除酶基因植入雄性小鼠生殖细胞的X 或Y染色体内，当二者结合为受精卵时，就会形成完整的CRISPR/Cas9，并敲除Top1 基因，从而确保只有全部雄性或雌性的小鼠胚胎可以发育成幼崽。该研究将在挽救濒危物种、荷尔蒙和癌症等方面的实验室研究中发挥重要作用。

我国首条完全自主的氢燃料电池核心部件生产线投产

来源：车谷融媒

12月5日，国内首条全自主可控的氢燃料电池质子交换膜生产线在武汉投产，预计年产能30万平方米。此次投产的30万平方米质子交换膜生产线，可生产厚度从8微米到20微米的质子交换膜，产品在质子电导率、气体渗透率、机械强度等方面均相当或优于国内外同类竞品，但价格只有国外同类产品的一半。

武汉生产线目前已实现在大功率燃料电池电堆应用，接获多家公司采购订单，可满足燃料电池汽车、加湿器等多个场景应用需求，达产后可同时满足2万辆氢燃料电池车的需求。

世界首款抗体药物输送系统问世

来源：Advanced Materials

12月6日，发表于《先进材料》（Advanced Materials）上的一项工作中，研究团队开发了世界首款金属有机框架（MOF）抗体药物输送系统，这一系统有望成为快速治疗癌症、心血管和自身免疫疾病的新疗法。

体外研究表明，当MOF抗体晶体与标靶癌细胞结合时，如果细胞内的pH值较小，抗体晶体就会分解，直接将药物输送到目标区域。这种MOF由金属（锌）、碳酸盐离子和一种小有机分子组成，不仅能有效附着抗体，还可作为个性化治疗的手段，通过定制药物和优化剂量治疗特定疾病，是一个有潜力的新医疗工具。

新型HIV感染抑制剂可提供长期保护

来源：Nature

12月7日，发表于《自然》（Nature）的一项研究表明，在恒河猴中，一种广谱、强效的病毒衣壳抑制剂GS-CA1具备长效的、预防猴免疫缺陷病毒（SHIV，HIV的近亲）感染的作用，后续还需临床试验评估这类抑制剂对人类的有效性。

研究人员将24只猴分为3组，其中1组为对照组，另2组分别一次性给用不同剂量的GS-CA1。随后15周时间中，每周对这些猴进行SHIV直肠侵染实验，对照组的所有个体在15周后都感染了病毒。相比之下，直到第17周时，高剂量组的所有个体血浆中仍检测不到病毒，其中有5个个体直到研究结束时血浆中都没有检测到病毒，分析表明每次暴露时高剂量组的感染风险都比对照组低97%。

中科院与科睿唯安共同发布《2021研究前沿》《2021研究前沿热度指数》

来源：2021研究前沿发布暨研讨会

12月8日，中国科学院与科睿唯安联合发布《2021研究前沿》和《2021研究前沿热度指数》报告。报告基于2015-2020年间发表的论文数据，以科睿唯安ESI数据库中的12147个研究前沿为起点，遴选展示了11大学科领域中的110个热点前沿和61个新兴前沿，指出当今世界科技发展多点突破、交叉汇聚的总体趋势愈加清晰。此外，在共计171个研究前沿中，近60个与新冠肺炎研究相关。

在11大学科领域整体层面，中国在农业科学与植物学及动物学、生态与环境科学、临床医学、化学与材料科学、数学、信息科学、经济学与心理学及其他社会科学7个领域排名第一，比去年增加了3个领域。

DeepMind可精确模拟电子相互作用

来源：Science

12月9日，发表于《科学》（Science）的一项工作中，研究人员神经网络建立了新的DM21泛函，可以消除现有泛函的基本系统误差，能够对电子相互作用进行精确模拟。

研究人员利用DeepMind平台开发了一个框架，可以用准确的化学数据和电子约束来训练神经网络，进而开发出了DM21泛函。该泛函可以学习具有离域误差和自旋对称性破坏的系统，能够更精确、更广泛地对化学反应进行建模。这项研究通过人工智能方法解决了DFT理论的系统性误差，使研究人员能够在纳米尺度上探索有关材料、药物和催化剂的问题。