量子纠错大突破；ChatGPT或影响80％工作；DNA揭秘贝多芬死因…｜WE科学周报

01.

量子计算实用化又进一步

02.

基因组分析揭秘贝多芬死因

德国著名作曲家、钢琴家贝多芬去世已近200年，对于他的死因一直众说纷纭。3月22日，Current Biology 上发表的一项由剑桥大学领衔的遗传学研究表明，贝多芬很可能死于肝硬化导致的肝功能衰竭及其并发的临床综合征。研究者收集了8缕不同来源的贝多芬的头发，通过DNA对比，确定其中5缕为真实样本。根据基因检测分析，研究人员发现了一些重要的肝病遗传的风险因素（具有肝硬化易感基因PNPLA3），还发现了贝多芬在临终前几个月感染乙肝病毒的证据（接近贝多芬临终时期的头发样本具有HBV亚基因组D2）。此外，贝多芬在生命的最后十年里时常饮酒。研究者推断，贝多芬极大可能死于由遗传影响、长期酗酒习惯与感染乙肝病毒的交互作用所引起的肝病，并非死于铅中毒。

论文

https://www.cell.com/current-biology/pdfExtended/S0960-9822(23)00181-1

03.

80%工作将被ChatGPT影响？

日前，OpenAI研究人员在预印本网站上提交了一篇报告，表示ChatGPT和使用该程序构建的未来应用，至少可以影响美国约19%的工作岗位所需执行的50%的任务，而80%的美国打工人至少有10%的日常工作未来将受到GPT的影响，高收入工作可能面临更大的风险。研究发现，着重依赖科学和批判性思维的工作受到ChatGPT在内的大型语言模型（LLM）的影响相对较小，而依靠编程和写作能力的工作更容易受到LLM技术的影响。受影响最大的职业包括翻译、诗人、词作者、公关人士、作家、数学家、报税员、区块链工程师、会计师和审计师，调查研究人员、校对和抄写员，以及记者。行业上，数据处理托管、出版业和证券商品合约等行业最有可能受到影响。相比之下，体力劳动较多的行业 —— 食品、林业和伐木业、社会援助和食品制造业等受到的潜在影响最小。

论文

https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.10130

04.

除了酸甜苦咸鲜

还有碱味？

如果食物的pH值过高（即碱性强），会导致人体肌肉痉挛、恶心和麻木，或者缩短果蝇寿命。那么，动物是如何分辨强碱性食物从而趋利避害的？3月20日，Nature Metabolism 上发表的一篇论文显示，美国宾夕法尼亚大学团队以果蝇为模式生物进行研究，发现了一种能够感知碱性食物的全新味觉受体。研究者在果蝇味觉感受器神经元（GRN）中发现了一种氯离子通道，将其命名为Alkaliphile（Alka）。正常果蝇会排斥碱性食物，而上图中的果蝇缺失Alka，导致它开始吸食蓝色碱性液滴（棕色液滴才是无害的中性食物）。一般情况下，果蝇GRN细胞外的氯离子浓度低于细胞内。当细胞暴露于高pH值环境时，Alka通道开启，氯离子从胞内流向胞外，这激活了GRN，向果蝇大脑发送信号，表明食物是碱性的，提醒个体避免食用。这项研究终结了关于碱性食物是否有味道的争论，未来还需更多研究探索其他哺乳动物是否存在类似的高pH值检测器。

论文

https://www.nature.com/articles/s42255-023-00765-3

05.

可堆肥降解的生物玻璃

采砂制造玻璃会影响沙洲动物生存环境，而玻璃本身在自然界分解也需要上百万年。最近，中国科学院过程工程研究所团队在 Science Advances 上提出了一种解决方案：利用环保材料氨基酸和肽，制成可生物降解的玻璃。氨基酸和肽是生物体中丰富的生物分子，为避免其在制造玻璃过程中的高温下分解，研究人员对天然氨基酸和肽进行一系列化学修饰，最终成功形成生物分子玻璃。在紫外光到可见光（200-800nm）和近红外（800-3000nm）区域的透射光谱表明，这些玻璃表现出良好的光学性能（约90%的透射率），优于普通商业照明应用中使用的玻璃（平均80%）。

论文

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add8105

06.

盐碱地也能大丰收

中国科学家找到基因“藏粮密码”

目前全球有超过10亿公顷的盐渍化土壤尚未被有效利用，如何释放盐碱地的增产潜力，一直是国际前沿重点问题。3月24日，Science 上发表了一项重要突破：中国科学院遗传与发育生物学研究所及联合团队，历经7年攻关，以高粱为材料，发现了一个重要的耐盐碱调控基因AT1。通过操纵该基因，可在中重度盐碱地显著提升高粱、水稻、小麦、玉米和谷子等作物的产量。研究人员揭示出该基因的耐碱机制：在高盐碱环境中，AT1基因通过调控水通道蛋白的磷酸化来调节水通道蛋白的活性，并将多余的ROS（活性氧物质）排到细胞外，以降低作物的氧化应激反应。在宁夏平罗盐碱地（pH9.10，盐6‰）的实验显示，用基因剪刀“剪掉”AT1基因能使高粱全株生物量（青贮饲料用）增加近30.5%、籽粒增产20.1%；可让谷子增产19.5%；能显著提高玉米、小麦在盐碱地的存活率。另外，在吉林大安盐碱地（pH值可达到9.17），水稻可实现年增产22.4%~27.8%，表现优异。研究者估计，如果全球20%的盐碱地利用该基因，每年可增产至少2.5亿吨粮食。

论文

https://doi.org/10.1126/science.ade8416