一些物种在其栖息环境中发挥着巨大的作用。河狸建造水坝，形成鱼群繁衍生息的小湖泊。海藻森林中的水獭吃掉了足够多的海胆，海藻可在不被吞噬的情况下生长。这些所谓的基石物种将其生态系统结合在一起。但是，如果生态系统不仅取决于单个物种，而是可以由单个基因制造或破坏呢？在发表在《科学》期刊上的一项研究中，研究人员证明了“关键基因”的存在。这一发现可能对科学家对生态系统及其中的物种随时间推移存续的思考方式产生影响。

在实验室中，研究人员构建了几个微型生态系统，每个生态系统仅由四个物种组成。位于食物链底层的是拟南芥，这是一种小型一年生植物，是生物学家最喜欢的研究生物（其基因组已在 20 多年前进行了测序）。在每个生态系统中，这种植物都是两种蚜虫的食物，而这些蚜虫又是寄生蜂的食物。每个面包盒大小的生态系统里都包含多种拟南芥植物。在一些系统中，这些植物在基因上是相同的——单一栽培。在另一些系统中，研究人员对三个基因——MAM1、AOP2和GSOH采用了不同的打开和关闭的组合，以此引入遗传变异。研究人员之所以选择这几个基因是因为它们维持名为脂肪族葡糖异硫氰酸盐的化合物的产生，这些化合物通过阻止饥饿的蚜虫来保护植物。一些实验生态系统的遗传组合数量比另一些生态系统的变化更多；研究人员观察植物、蚜虫和寄生蜂在每一种情况下的共存情况。

正如该团队预期的那样，具有更高遗传多样性植物的生态系统的结果更加稳定。和单一栽培相比，对于研究人员添加到组合中的每种具有不同基因组成的植物，昆虫的灭绝率下降了将近20%。但是令研究人员震惊的是，这一结果似乎取决于一个基因。不管多样性如何，如果系统包含了具有某种 AOP2 基因变体或等位基因的植物，那么和没有这种变体的系统相比，昆虫的灭绝率降低了 29%。本质上如果你改变 AOP2 等位基因，你就会失去昆虫。增加遗传多样性有助于昆虫，因为这增加了蚜虫遇到具有这一关键基因变异的植物的可能性。AOP2 等位基因影响蚜虫的机制也令人惊讶。尽管该变体改变了植物产生抗蚜虫化合物的方式，但它也使植物生长得更快。这反过来又使以植物为食的蚜虫和寄生蜂更快长大。

在庆祝人类基因组草案的科学里程碑二十多年之后，科学家终于完成了这项工作。人类基因组的第一个完整、无间隙的测序结果已经发表，这一进展有望为关于健康以及我们这个物种独特之处的新见解铺平道路。到目前为止，大约有 8% 的人类基因组缺失，其中包括大量高度重复的序列，它们有时被称为“垃圾DNA”。但实际上，这些重复的部分被省略是因为对它们进行测序存在技术难度，而不是纯粹由于缺乏兴趣。对基因组进行测序就像是将一本书切成文本片段，然后尝试将它们再次拼凑在一起以重建这本书。和独特的文本片段相比，将包含很多常见或重复单词和短语的文本片段放置在正确的位置难度更大。新的“长读”测序技术可以一次性解码大块的DNA——足以捕捉许多重复——帮助克服了这一障碍。科学家能通过使用一种不寻常的细胞类型进一步简化这个谜题，这种细胞类型只包含从父亲那里继承的 DNA（人体内大多数细胞都包含两个基因组，这两个基因组分别来自父母）。这两项进步让我们能解码构成人类基因组的超过 30 亿个字母。研究报告发表在《科学》期刊上。

根据发表在《实验生物学杂志》上的一项研究，蟒蛇可以独立移动胸腔的不同部位，使其在用身体挤压猎物时也能保持呼吸。蟒蛇捕食的哺乳动物、爬行动物和鸟类可以存活几分钟，因为蟒蛇用身体的前 1/3 部分挤压猎物。但蟒蛇身体的这部分也包含了肺，所以这意味着蟒蛇在杀死猎物时自身也有窒息风险。布朗大学的 John Capano 和同事发现，蟒蛇通过选择性地旋转身体下部的肋骨，将空气吸入收缩的肺部。“对用自己身体的哪一部分呼吸，它们似乎能够非常精准地加以控制。”Capano说，“这就解释了为什么它们用一个胸腔‘杀死’另一个胸腔，但自己却安然无恙。”

数十亿年前，贫瘠的原始地球某处出现了复杂有机分子，涌现第一批细胞。研究生命起源的研究人员提出了无数富有想象力的想法，解释这是如何发生以及必要的原材料来自哪里。蛋白质是最难解释的原材料之一，它们是细胞化学的关键支柱，因为在今天的自然界中，它们只由活细胞产生。没有生命的时候，第一批蛋白质是如何形成的？科学家多在地球上寻找线索。一项新的发现表明，可以在天空之外，在黑暗的星际云中找到答案。在上个月的《自然天文学》期刊上，一群天体生物学家表明，飘过宇宙的坚固、冰冷的宇宙尘埃颗粒上可以自发地形成肽（蛋白质的分子亚基）。理论上这些肽可以在彗星和陨石的内部到达年轻的地球——以及其他世界，成为生命的起始材料。新论文的主要作者、德国马普天文研究所（Max Planck Institute for Astronomy）和德国耶拿大学（Friedrich Schiller University）的研究人员 Serge Krasnokutski 表示，这种新的太空肽形成机制具有简单性和有利的热力学特性，使其成为在没有生命的地球上发生已知纯化学过程的更有希望的替代品。他表示，这种简单性“表明蛋白质在参与生命诞生演化过程的第一批分子之列。”

贝克曼高级科学与技术研究所的研究员 Kasra Tabatabaei 表示：“互联网每天产生数 PB 的数据。只要一克 DNA 就足以存储。”Tabatabaei 参与的一个项目项目致力于“将 DNA 的双螺旋结构转变为强大可持续的数据存储平台。”研究论文发表在上个月的《Nano Letters》期刊上。他们是第一个人工扩展 DNA 字母表的团队。DNA 用四种被称为核苷酸的分子对遗传信息进行编码。它们是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，或者称为 A、G、C 和 T。从某种意义上说，DNA 的字母表上有四个字母，不同的字母组合代表了不同的数据比特。如果我们有一个更长的字母表呢？这会带来更深层次的能力。按照这种思路，人为地在 DNA 库中添加七个新字母。“我们可以将 0 和 1 转换为 A、G、C、T 以及存储字母表中的七个新字母，而不是只将 0 和 1 转换为 A、G、C 和 T。”一位联合首席研究员表示，他们的工作“提供了令人兴奋的原理证明，将大分子数据存储扩展到非天然化学物质，有可能大幅提高非传统存储介质的存储密度。”

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现了一种以前未知的蛋白质结构，负责对 DNA 错误片段进行编辑。他们经过调整能将基因编辑的脱靶突变发生概率降低 4000 倍。CRISPR 工具使用 Cas9 等蛋白质对活细胞中的特定 DNA 序列进行精确编辑，切除有问题的基因如致病基因，和/或插入有益基因。问题在于该工具可能会改变错误的部分，可能引发一系列其他健康问题。在新研究中，研究人员发现了其中一些错误是如何发生的。通常 Cas9 蛋白在 DNA 代码中寻找 20 个字母的特定序列，如果它找到了 20 个字母中有 18 个与其目标匹配的序列，它可能就会进行编辑。为了找到出现这种状况的原因，研究人员使用低温电子显微镜观察了 Cas9 与不匹配的序列相互作用时的行为。他们惊讶的发现了一种此前从未观察到的、奇怪的手指状结构。这根“手指”伸出，稳定住 DNA 序列，因此蛋白质仍然可以对其进行编辑。在发现了这种机制后，研究团队调整了这个“手指”，使其不再稳定 DNA，而是推开它。阻止 Cas9 编辑该序列，让该工具产生脱靶突变的可能性降低了 4000 倍。它们将这种新蛋白质称为 SuperFi-Cas9。研究报告发表在《自然》期刊上。

通过结合 CRISPR 技术与 AI 设计的蛋白质，唤醒休眠基因成为可能。华盛顿大学医学院的研究人员在《Cell Reports》期刊上介绍了这一发现。新技术在不改变基因组 DNA 序列的情况下，通过靶向化学修饰控制基因活性，化学修饰帮助将基因包装在染色体中，调节活性。因为化学修饰不是发生在基因中而是发生在基因之上，所以它们被称为表观遗传（epigenetic），这里的“epi”来自希腊语，表示在基因“之上”。调节基因活性的化学修饰被称为表观遗传标记。科学家对表观遗传修饰特别感兴趣，因为它们不仅会影响正常细胞功能中的基因活性，而且随着时间的推移，表观遗传标记会积累，导致衰老，影响后代的健康——因为我们可以将它们传给孩子。在新论文中，研究人员表明，通过使用新技术，他们能阻断 PRC2 并选择性地打开四种不同的基因。他们还能证明可以简单通过打开两种基因，将诱导多能干细胞转化为胎盘祖细胞。研究人员能展示如何使用该技术找到特定 PRC2 控制的调节区域的位置，从中激活单个基因。其中很多位置是未知的。在这种情况下，他们针对一个名为 TBX18 的基因确定了名为“TATA box”的启动区域。尽管目前的看法是启动区域应该在基因附近——在 30 个DNA碱基对内，但他们发现该基因的启动区域和基因的距离超过了 500 个碱基对。

一种生活在加勒比海地区的新细菌肉眼可见，可长到 2 厘米长——和花生一样长，比常见微生物大 5000 倍。这个“巨无霸”还有一个巨大的基因组，不像其它细菌基因组自由漂浮在细胞内，而是被包裹在一层薄膜之中，这是更复杂细胞（比如人体中的细胞）的新特征。上周发表的一篇预印本（PDF）论文描述了这种细菌，它让研究人员大为吃惊。九州工业大学的计算生物学家 Kazuhiro Takemoto 表示，除了颠覆微生物可以有多大和多复杂的观点之外，这种细菌“可能是复杂细胞演化中缺失的一环。”

长期以来，研究人员一直将生命分为两类：原核生物，包括细菌和被称为古细菌的单细胞微生物；真核生物，包括从酵母菌到大多数形式的多细胞生命（包括人类）。原核生物的 DNA 自由浮动，而真核生物将其 DNA 包裹在细胞核中。真核生物还将各种细胞功能划分为被称为细胞器的囊泡，可将分子从一个区室移动到另一个区室——这是原核生物做不到的。但新发现的微生物模糊了原核生物和真核生物之间的界限。研究人员在论文中报告说，该细胞包括两个膜囊，其中一个包含所有 DNA。研究生 Jean-Marie Volland 将这个膜囊称为细胞器，马萨诸塞大学阿默斯特分校的微生物学家 Verena Carvalho 表示这是“新的一大步”，意味着生命的两个分支并不像之前认为的不同。圣路易斯华盛顿大学的微生物学家 Petra Levin 对此表示赞同，“也许是时候重新思考我们对真核生物和原核生物的定义了！”“这是一个超酷的故事。”

另一个膜囊中充满了水，可能是细菌长得如此之大的原因。装载了 DNA 的膜囊也被挤压到这种细菌的内部边缘，这也被证明不寻常。当能源部联合基因组研究所的研究人员对内部的 DNA进 行测序时，他们发现该基因组非常庞大，有 1100 万个碱基，其中包含了大约 1.1 万个清晰可辨的基因。通常来说，细菌的基因组大约平均包含 400 万个碱基和大约 3900 个基因。通过用荧光标签标记 DNA，研究人员确定细菌基因组如此之大是因为相同的 DNA 片段有超过 50 万个拷贝。被称为核糖体的蛋白质生产工厂也位于载有 DNA 的膜囊之中，这可能使基因代码转化为蛋白质的效率更高。

科学家揭开了有史以来规模最大的人类家谱面纱，3600 多个可以追溯到 10 万年前的个体基因组序列编织出一个共同的祖先，让我们以前所未有的方式瞥见了现代人类遥远的过去和复杂的现在。庞大的家谱是用现有数据集拼接而成，包含来自世界各地的现代遗传信息以及来自尼安德特人和丹尼索瓦人等已灭绝人类近亲的样本。Anthony Wilder Wohns 在攻读牛津大学大数据研究所的博士学位期间领导了这项研究，科学家能从这个综合框架中确认人类历史上的重大事件，如从非洲迁出，同时科学家在过去人口方面也遇到了一些意外，需要进行更多的研究才能理解。研究报告发表在上周出版的《科学》期刊上，其结果是“现代和古代人类的统一家谱”，展示了计算方法在“恢复个体和群体之间的关系以及识别古代样本的后代”方面的能力。尽管研究重点是人类，同样的方法可用于其他几乎任何物种。研究的创新之一是一种新算法，可更有效地将所有这些信息整理成一个单一的家谱或者树序列。通过揭示可追溯到史前时代的个体和人类群体之间的关系，该方法确定了人类家族随着时间推移的 2.31 亿个祖先谱系。项研究结果证实了通过考古证据得知的多次迁徙的时间，但是数据也有一些意想不到的地方。例如新的家谱暗示人类在 5.6 万年前到达北美，比目前估计的时间要早得多，数据还指出人类迁移到巴布亚新几内亚的时间比该地区有记录的、最早的居住证据早了整整 10 万年。这些诱人的结果并不一定意味着这些迁移时间表应该被提前，但确实提供了一个研究途径。

Covid-19（SARS-CoV-2）造成的一些影响相当令人不安——它唤醒了人类 DNA 中与生俱来的潜伏病毒。能帮助不熟悉病毒学的人快速理解的解释是：逆转录病毒是病毒的一个亚类，它们在复制过程中会在宿主细胞的DNA 中留下其 RNA 副本，和大多数病毒复制的方式相反（这就是“逆转录”一词的由来）。潜藏的、无活性的逆转录病毒 DNA 占到人类基因组的 1% 以上。我们的基因天生就包含它们。现在回到 Covid 最新的伎俩。研究人员报告称：“已知转座子（或称跳跃基因）是导致很多人类疾病的原因。细胞通过甲基化、RNA 结合或先天免疫系统抑制它们。上个星期，我们检查了一种特定类型的转座子——Line-1 逆转录转座子在不断扩大的神经退行性疾病宿主中的激活状况。逆转录转座子来自人类内源性的逆转录病毒（HERV），但是通常丢失了基因的开头和结尾处标志性的长末端重复序列。一篇论文被投放到 medRxiv 预印本服务器上，它可能解释了 SARS-CoV-2 的许多常见病理特征。作者提供了确凿的证据表明 SARS-CoV- 2 刺突蛋白激活了血细胞中由 HERV-W 编码的囊膜 (ENV) 蛋白，直接导致了该疾病的许多病理特征。”

虽然这只是一项预印本研究的分析，但是证据和暗示的结果与新冠感染的其他长期症状非常一致，尤其是神经认知症状，这些症状被新冠长期症状患者称为“脑雾”。考虑到其他研究表明，与标准功能测试相比，专门用于 HIV 相关神经认知障碍（HAND）的认知功能测试可更准确地检测到长期 Covid 认知症状，因此逆转录病毒成分对急性 Covid-19 后综合征（PACS，新冠长期症状的官方名称）的影响令人不安。好消息是：似乎只有大约 20-30% 的新冠病毒感染者易感。不过这似乎又与其他数据分析明显一致——大约四分之一的新冠感染者在急性阶段后出现了 PACS/新冠长期症状。

根据发表在《自然》期刊上的论文，科学家根据英国科茨沃尔德一座有 5700 年历史的古墓中的人骨，编制出世界最古老家谱。 对墓主的 DNA 分析显示，那里埋葬了一个大家族的连续五代人。墓中发现的大多数人都是四名女性的后代，她们与同一个男人生了孩子。他们都具有同一个男人的血统，但却是按照与第一代女家长的血缘关系被埋在不同的位置。这表明这位第一代的女性在这个社区的记忆中占有重要的社会地位。这个新石器时代的坟墓（石冢）位于格罗斯特郡的 Hazleton North，有两个 L 形的墓区，一个朝北，另一个朝南。

论文共同作者、美国波士顿哈佛医学院的 David Reich 教授领导了对遗骸中古老 DNA 的分析工作。他表示：“其中有两名女性，她们所有的孩子都在南墓区——她们的孩子一直延续到第五代。然后是另外两名女性，她们的孩子主要集中在北墓区——不过在该墓地使用的后期，她们有一些后代转到了南墓区，这可能反映了北区坍塌了，不可能再埋在那里。”论文第一作者和首席考古学家、英国纽卡斯尔大学的 Chris Fowler 博士表示：“这具有更广泛的重要性，因为它表明其他新石器时代墓葬的建筑布局可能会告诉我们墓主间的亲缘关系起到了什么作用。”

墓地的历史可追溯到一个很重要的时期，那时候人们刚刚将农业引入英国。这些人的祖先几千年前从安纳托利亚（现在的土耳其）和爱琴海出发，扩散到整个欧洲。这项工作将帮助研究人员了解石器时代人的家庭动态，更多地了解他们的文化。研究人员表示，有迹象表明这个家庭收养了“继子”——母亲被埋葬在这个墓地里，而生父则没有，且他们的母亲和这个家族最初的创始人生了孩子。

哥本哈根大学生物学教授 Anders Albrechtsen 表示：“携带遗传变异的成年格陵兰人的 BMI、体重、体脂率、胆固醇水平都比较低，并且通常更加健康。他们腹部的脂肪较少，可能会更容易获得六块腹肌。令人惊叹的是，这种遗传变异有如此巨大的好处。”Albrechtsen 教授与哥本哈根大学、南丹麦大学以及格陵兰的研究机构和公共机构的同事一起分析了（PDF） 6,551 名成年格陵兰人的数据，并在小鼠身上进行实验。结果表明，这种变异基因的携带者具有所谓的蔗糖酶-异麦芽糖酶缺乏症，这意味着糖在他们的肠道中的代谢方式很独特。简而言之，他们不像没有这种变异基因的人那样吸收血液中的普通糖分。相反糖直接进入他们的肠道。研究的第一作者、哥本哈根大学代谢研究中心助理教授 Mette K. Andersen 解释说：“肠道细菌将糖分转化为一种叫做醋酸酯的短链脂肪酸，之前的研究证明它会降低食欲、提高新陈代谢并增强免疫系统。”在格陵兰人中广泛存在的这种基因变异是由于数千年来他们的日常饮食都与世界其他地方的人不同。

New Scientist 报道，生物技术初创公司 Cortical Labs 的研究人员在培养皿中创造了一个由 80 万至 100 万个活人脑细胞组成的“迷你大脑”。这些细胞被放置在分析神经活动的微电极阵列的顶部.为了教会这个迷你大脑玩游戏，研究人员创建了一个没有对手的简化版“乒乓球”。一个信号被发送到阵列的右侧或左侧以指示球的位置，脑细胞的神经发回信号移动球拍。Cortical Labs 的首席科学官兼该项目的研究负责人Brett Kagan表示，虽然迷你大脑玩游戏比不上人类，但是它的学习速度比一些 AI 快。他表示：“它学习的速度令人吃惊，不到五分钟实时完成。”“这真是生物学的一项创举。”Cortical Labs 的网站表示，尽管这肯定是令人惊叹的 Twitch 素材，但是该公司的团队希望利用他们的发现，使用“与传统硅计算集成的活生物神经元”开发复杂的技术。

OneZoom 浏览器——在 onezoom.org 上提供——绘制了 220 万种生物之间的联系，这是目前为止最接近于所有已知物种的总瞰。用户可以在单个网页上，以无缝可视化的方式在交互式的生命树上放大任何物种并查看其与其他物种的关系。该浏览器还包含了超过 85,000 个物种的图像，以及已知它们濒临灭绝的脆弱程度。OneZoom 由伦敦帝国理工学院生物多样性研究员 James Rosindell 博士和牛津大学演化生物学家 Yan Wong 博士开发。在发表在《Methods in Ecology and Evolution》上的一篇论文中，Wong 博士和 Rosindell 博士展示了十余年的工作成果——逐步创造了他们认为的“生物学的 Google Earth”。

在发表在《Canine Medicine and Genetics》上的一项研究中，由加州大学戴维斯分校的兽医遗传学家 Danika Bannasch 领导的一个国际研究小组发现，大多数犬种高度近亲繁殖，这增加了它们在一生中患病的几率，导致医疗保健成本增加。Bannasch 表示：“近亲繁殖对健康的影响之大令人惊讶。虽然之前的研究表明小型犬的寿命比大型犬长，但是之前没有人报告过发病率或者疾病的存在。这项研究表明，如果狗的体型较小并且不是近亲繁殖的，它们就比高度近亲繁殖的大型犬要健康得多。”基于对 227 个品种的遗传分析，平均近亲繁殖率接近 25%，或者相当于与一个亲兄弟姐妹共享同样的基因物质。这一水平被认为远高于对人类或野生物种种群安全的水平。在人类中，高水平的近亲繁殖（3-6%）与复杂疾病和其他流行病的增加有相关性。Bannasch 表示：“来自其他物种的数据，加上癌症和自身免疫性疾病等复杂疾病的强烈品种倾向，凸显出狗的高度近亲繁殖与其健康的相关性。”

危及生命的细菌对抗生素的抵抗力越来越强，使得寻找抗生素替代成为一项日益紧迫的挑战。对于某些情况，一种特殊的激光器可能会是一种替代方案。圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员发现，发射超短脉冲光的激光可以杀死能抵抗多种药物的细菌和耐寒细菌孢子。研究结果发表在在线《生物光子学学报》上，提供了使用此类激光摧毁其他方式难以杀死的细菌的可能性。研究人员此前已证明，此类激光不会损害人体细胞，因此可以设想使用激光对伤口进行消毒或对血液制品进行消毒。 论文的第一作者、华盛顿大学马林克罗特放射学研究所（MIR）的放射学讲师 Shaw-Wei（David）Tsen 博士表示：“超短脉冲激光技术以独特的方式灭活病原体，同时保留人类蛋白质和细胞。想象一下，如果在闭合手术伤口之前，我们可以用激光束扫描整个部位，进一步降低感染的机会。我可以看到这项技术将很快被用于生物制品的体外消毒，未来甚至可以让患者接受透析，让血液通过激光治疗设备，用这种方式治疗血液感染。”

优雅的蛋白质芭蕾使现代细胞能自我复制。在细胞分裂过程中，结构蛋白和酶协调 DNA 的复制、细胞质内容物的分裂以及分裂细胞的膜的收紧。正确完成这些过程至关重要，错误会导致子细胞异常或无法存活。数十亿年前，从无生命材料中自发产生的首个自组织膜包裹化学物质一定也面临过同样的挑战。几乎可以肯定的是，这些原始细胞必须在不依赖大蛋白质的情况下进行复制。它们是如何做到的，这是研究生命起源的天体生物学家和生物化学家面临的一个关键问题。

“如果你删除细胞中的所有酶，什么都不会发生。它们只是‘惰性麻袋’，”悉尼新南威尔士大学的天体生物学家 Anna Wang 表示。“它们真的很稳定，这就是重点。”在最近发表在《Biophysical Journal》上的一篇论文中，法国科学与工业城的物理学家 Romain Attal 和巴黎公立医院的癌症生物学家 Laurent Schwartz 开发出一系列数学方程，模拟热量是如何足以独立推动复制过程的一个重要部分：一个原始细胞分裂成两个。

Attal 认为早期生命中活跃的化学和物理过程可能非常简单，因此仅热力学就可以单独在生命的开始过程中发挥重要作用。他表示一直在研究各种基本方程可阐明控制生命最初出现的一些规则。Attal 表示：“温度梯度对生命很重要。如果你了解一个主题，你需要能写下它的原理。”

布里格姆女子医院和 MIT 的研究人员利用纳米技术发现了癌细胞解除潜在细胞攻击者武装的新方法：将纳米大小的触手伸入免疫细胞并拽出其“电池”。吸出的免疫细胞线粒体会增强癌细胞并削弱免疫细胞。这项发表在《Nature Nanotechnology》上的新发现可能会为开发下一代抗癌免疫疗法提供新的靶点。

为研究癌细胞和免疫细胞如何在纳米尺度相互作用，论文通讯作者、布里格姆工程治疗中心的联合主任 Shiladitya Sengupta 博士及其同事设计了实验，共同培养乳腺癌细胞和免疫细胞如 T 细胞。使用场发射扫描电子显微镜，他们看见了一些不寻常的东西：癌细胞和免疫细胞似乎通过微小的触手物理连接在一起，触手的宽度大多在 100-1000 纳米范围内。作为对照，人的头发的宽度大约是80,000到100,000纳米。某些情况下，纳米管聚集在一起形成更厚的管子。该团队用荧光染料对 T 细胞中的线粒体（为细胞提供能量）进行染色，观察到亮绿色的线粒体被从免疫细胞中拉出，通过纳米管进入癌细胞。

共同通讯作者、工程治疗中心的首席研究员 Hae Lin Jang 博士表示：“通过仔细保存细胞培养条件并观察细胞内结构，我们看到了这些精致的纳米管，它们正在窃取免疫细胞的能量来源。这非常令人兴奋，因为以前从未在癌细胞中观察到这种行为。这是一个艰巨的项目，因为纳米管很脆弱，我们必须非常轻柔地处理细胞以免破坏它们。”研究人员观察如果他们阻止癌细胞劫持线粒体会发生什么。他们给实验小鼠注射了纳米管形成抑制剂，发现肿瘤生长显著减少了。

病毒的定义特征之一是依赖宿主蛋白质进行复制。如宿主细胞通常会将病毒基因复制到 RNA 中，然后将这些 RNA 转化成蛋白质。通常准备传播到另一个细胞的成熟病毒基本只含有遗传物质病毒蛋白，也许还有一些宿主的细胞膜。它不需要太多其他的东西；它进一步复制所需的所有蛋白质都应该存在于它感染的下一个细胞中。但上周公布的研究数据发现了一个例外。疱疹病毒家族的一些成员似乎在它们感染的第一个细胞中锁定一种蛋白质，然后将这种蛋白质携带到下一个细胞。这种行为可能会有帮助，因为疱疹病毒的正常目标——神经元，具有非常不寻常的细胞结构。与其他病毒一样，疱疹病毒首先感染暴露在环境中的细胞。此后它们转移到神经细胞，在那里驻扎下来，即使没有明显的感染迹象也能持续存在。然后这些受感染的细胞作为重新建立活跃感染的起点，给不幸感染这种病毒的人造成终生的问题。

弄清楚蛋白质中氨基酸的排序相对简单。但弄清楚排序如何转化为执行特定功能的复杂三维结构则极具挑战性。在几十年的缓慢进展之后，Google 的 DeepMind AI 小组宣布它在解决这个问题方面取得巨大进展。它在 7 月开源了名为 AlphaFold 的系统。与此同时，一组学术研究人员发布了自己的蛋白质折叠软件 RoseTTAFold，部分使用了源自 DeepMind 的想法构建。这些工具的效果如何？即使它们不如某些统计数据显示的那么好，但很明显比曾经拥有的任何东西要好得多。科学家将如何使用它们？

本周我们得到了部分答案，一项大型研究合作将该软件用于相关问题：这些单独的三维结构如何结合在一起，形成在生物学中执行一些最重要功能的大型多蛋白复合物。单个蛋白质单独工作很好，但是生物学的某些方面需要仔细协调多种化学变化，使其作为一系列有序、连续的步骤完成。对于这些过程来说，最为容易的是需要协调成为单一复合体一部分的蛋白质。例如复制我们染色体的复合物通常由十几种蛋白质组成。植物光合作用一部分的光合系统I 规模相似。核糖体将信使 RNA 中的信息翻译成蛋白质的氨基酸排序，某些物种中核糖体可能需要超过 75 种蛋白质。