《自然》

人造遗传密码可编码全新类型蛋白质

地球上所有生命的DNA均含有4种含氮碱基(简写为A、T、C、G)，它们是编码蛋白质的基础。近期，美国科学家将大肠杆菌改造成了一种半合成菌株，它可以使用非天然碱基构建蛋白质。

半合成菌株的DNA内除了4种天然碱基，还含有一套扩展的遗传密码(包括两种非天然碱基X和Y)。传统的4碱基组合后只能编码20种氨基酸，但新增碱基X和Y可编码氨基酸的数量理论上多达152种。同时，该菌株既能储存也能检索遗传信息，从而能够合成包含非天然氨基酸的“非天然蛋白质”，其效率较天然菌株无显著差距。研究人员认为，该菌株可用作创造新型蛋白质的平台。该菌株一方面为科学家运用非天然氨基酸设计新型蛋白质铺平了道路，另一方面也为创造新型疗法、研制新材料指明了方向。

《科学进展》

史前女性身体堪比当代运动员

剑桥大学的研究人员借助CT扫描技术，分析了新石器时代女性和现代女性的上肢骨骼与腿骨，发现新石器时代女性的腿骨力量与现代女性相当，但她们的上肢骨骼却要强壮许多，比当代女子赛艇俱乐部成员强壮11%~16%。研究人员认为，这种差异与史前女性经常用石头研磨小麦有关——研磨动作对女性上肢骨骼的锻炼类似于前后摆动胳膊的划艇动作。除了研磨谷物，史前女性还从事喂养家畜、加工奶制品与肉类、制造皮革和纺织羊毛等繁重农活。研究人员认为，这一发现揭示了史前女性繁重的劳动，这可能是早期农业经济的主要推动力。

《英国医学期刊》

大规模研究确认咖啡的健康益处

英国南安普敦大学与爱丁堡大学的研究人员合作开展了一项大范围文献研究。他们再次证实，每天喝3~4杯咖啡对大多数人而言不仅是安全的，还可以预防心脏病和早逝。

本研究综合了此前的218项关于咖啡的研究论文。综合分析表明，适量饮用咖啡与患前列腺癌、子宫内膜癌、皮肤癌、肝癌、II型糖尿病、肝病、痛风、胆结石和老年痴呆症的风险降低有关。然而，咖啡也具有一定的不利影响。部分证据显示：孕妇和面临骨折风险的女性不宜饮用咖啡。在综合了咖啡的利弊之后，研究人员认为每天喝3杯咖啡最有利于身体健康。过量饮用咖啡，则与危害或有益健康均无关联。但是，研究人员并不建议原本不喝咖啡者出于健康原因而故意培养喝咖啡的爱好。该研究虽然范围广泛，但不是关于咖啡益处的最终结论。未来将有更多研究以其为基础，进行更深入的探索。

《自然》

闪电可引发大气核反应

日本科学家通过辐射探测器发现，闪电能够在大气中引发核反应，并产生放射性同位素。此前，科学家认为，闪电中伽马射线的能量应该可以导致大气中的光核反应，从而产生中子和正电子。然而，这一反应长久以来都没有决定性的观测证据。

日本京都大学研究团队利用4台辐射探测器，在今年2月6日的一场雷暴中，检测到氮-13原子释放出的中微子和正电子信号(反应产生了稳定的碳-13原子和2种特定能量的伽马射线)，以及自由中子撞击氮-14原子、产生不稳定的氮-15原子后释放出的伽马射线。研究人员表示，这一发现意味着闪电能够释放与宇宙射线一样的核反应，使闪电成为地球上已知的又一条同位素自然通道。本发现对未来的天体研究具有重要意义。

《美国医学会期刊》

粪便移植疗法可通过胶囊形式实现

人们通常认为，粪便就是身体排出的废物，但一项新研究表明，使用胶囊进行“粪便移植疗法”可能是一种高效的肠道疾病治疗方法。粪便微生物移植(即“粪便移植”)目前通常用于治疗被艰难梭状芽孢杆菌感染的患者。这种细菌感染会引起严重的腹泻和结肠炎症，并且非常难以治疗。医疗界此前通常使用类似于结肠镜的手术方法，将健康捐献者的粪便与水混合，并通过结肠镜转移至患者的结肠，使患者肠道内的有益细菌水平恢复正常。为比较吞服“粪便胶囊”与普通移植手术的有效性，研究人员随机选取了116例反复被艰难梭状芽孢杆菌感染的患者，让一半人服用胶囊，其余人接受侵入式治疗方法。在12周后，服用胶囊的96%的患者不再复发。总体而言，服用“粪便药丸”不仅节省了时间和医疗成本，还比侵入式治疗方法更令人感觉舒适。

《科学》

人类大脑胜在若干独特区域

人类大脑与其他灵长类动物大脑的各个区域结构都十分相似。一项新研究发现：在人类大脑中存在明显独特性的那些结构中，基因表达的活性差异往往与认知功能偶联。

研究人员通过比较人类、黑猩猩以及猕猴的大脑结构，发现人类的大脑比其他灵长类动物大出2倍，细胞数量也明显多于后者。此外，人类大脑在一些细胞间的联系以及功能方面也存在显著的差异。最具人类特异性的基因表达区域是纹状体(该脑区与运动调控紧密相关);有一类名为TH的基因负责产生神经递质多巴胺，它在人类的新皮层以及纹状体中有表达，但在黑猩猩的新皮层中则没有这一现象;与自闭症有关的MET基因在人类前额叶皮层中有高水平表达。此外，即使在灵长类动物相似性最高的小脑区域，差别也很明显。研究人员发现，与卵子对精子的选择行为有关的ZP2基因仅在人类小脑中有表达。