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CICC科普栏目｜除了DNA，精子还携带意想不到的遗传信息/最基础的物理常数，为何一直测不准

发表时间：2026-04-27 09:32

以下文章来源于返朴，作者周舒义、平生

整理 | 周舒义、平生

目录

  • 我们依然测不准G：最基础的物理常数，为何如此顽固？

  • 除了DNA，精子还携带意想不到的遗传信息

  • 心脏为什么极少得癌症？

  • 被投喂大量垃圾食品后，这些猴子学会了吃土

  • 维生素D或能防糖尿病，但要先问问你的基因

  • DeepSeek-V4预览版发布：百万上下文、华为芯片

  • 性格阴暗的人天生想要担任领导角色


我们依然测不准G：最基础的物理常数，为何如此顽固？
引力常数G描述物体间引力强度，是所有基本物理常数中精度最低的一个，其不确定度约为五千分之一。尽管科学家自1798年便开始尝试测量这一常数，但两百多年来，各种实验方法得到的数值始终莫衷一是。
近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）的一个研究团队发表了历时十年的复现实验结果，不仅未能终结这场争论，反而让这一谜题更加扑朔迷离。相关研究成果于4月16日发表在《计量学》（Metrologia）。
此次实验的起点可追溯至2014年在NIST召开的一次“危机会议”。当时，国际计量局（BIPM）于2013年在巴黎发布的G值测量结果与其他实验明显不符，成为一个显著的异常值。为查明BIPM实验究竟出了什么问题，NIST汇集了各方实验人员共商对策。物理学家斯蒂芬·施拉明格（Stephan Schlamminger）随后被委以重任，负责查明BIPM结果异常的原因。2016年，BIPM的实验装置被运往大西洋彼岸的NIST实验室。
NIST团队沿用了测量G值最经典的扭秤方法：将两个小质量块放置在一根悬吊横杆的两端，通过测量附近两个较大质量块对杆产生的引力扭转来推算G值。最新版本的实验采用了两个同心的质量环，并使用多种方式测量引力作用。为避免实验人员无意识地干扰结果，团队还采取了“盲法”策略——由一位独立的外部人员对数据添加未知偏移量，直到实验结束时才揭盲。
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斯蒂芬·施拉明格（左）和同事文森特·李。| R. Eskalis/NIST
最终，NIST团队得到的G值为6.67387×10-11m3kg-1s-2，与BIPM先前的结果相差0.0235%，同时也明显低于国际数据委员会（CODATA）公认的推荐值 6.67430×10-11m3kg-1s-2，尽管两者的误差范围勉强重叠。施拉明格认为，这可能暗示G的真实值比当前公认值更低，因为CODATA推荐值在一定程度上被偏高的BIPM的结果拉高了，而且大多数G实验的不确定度可能被低估。
华盛顿大学实验物理学家延斯·贡德拉赫（Jens Gundlach）表示，积极的一面是，这项复现工作揭示了BIPM原始实验中隐藏的系统误差。巴黎实验室前主任、BIPM实验的设计者特里·奎因（Terry Quinn）指出，与NIST的实验装置相比，BIPM使用的圆柱形铜质量块加工精度不够高。此外，NIST团队还发现了一个此前未被注意到的误差来源——实验容器内气体压力产生的额外作用力。
为何G值测量如此困难？问题的根源在于引力的“软弱”。与电磁力、强核力和弱核力相比，引力要弱数万亿的数万亿倍——你随手拿起一个物体，就能轻易对抗整个地球的引力。更棘手的是，引力无法屏蔽，周围的一切都会产生干扰——实验室的墙壁、窗外经过的卡车、附近的地下水流，甚至正在旁边做实验的科学家本人的体重，都在对实验仪器施加引力。这使得分离出纯粹的G值极为困难。
有趣的是，尽管G举足轻重，但在实际应用中却很少被单独使用。比如计算行星运动时，人们只需要G与太阳质量的乘积，而这个组合量可以被非常精确地测定。正因如此，G的测量常常只能作为科学家的“副业”。“虽然追寻G有助于磨砺精密实验的技艺，但就目前而言，它是一个相当没用的数字，”施拉明格半开玩笑地说。
不过，G或许不会永远“无用”。施拉明格指出，一旦理论物理学家找到从第一性原理预测G的方法，就必然需要一个精确的实验值进行比对。贡德拉赫也表示，这个影响了星系形成和早期宇宙膨胀的常数，未来可能对宇宙学研究变得至关重要。尽管BIPM采用的扭秤方法仍是测量G的主流手段，但目前已有多个研究组尝试探索新路径，包括研究自由下落的试验质量块，以及分析表现出波动性的原子的运动路径。
施拉明格本人则表示，在经历了“过山车般”的十年之后，在实验层面他与G的缘分已尽，尽管他仍会关注这一领域。“引力常数实验非常、非常令人煎熬，”他感慨道，“我想我已经没有下一首歌可以唱了。”
相关论文：https://doi.org/10.1088/1681-7575/ae570f
除了DNA，精子还携带意想不到的遗传信息
长久以来，科学家们认为精子的功能极为单一：将父亲的基因组DNA送入卵细胞，完成受精。然而，4月20日发表在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上的一项新研究挑战了这一传统认知。美国宾夕法尼亚大学表观遗传学家科林·科宁（Colin Conine）领导的团队发现，小鼠精子在成熟过程中会装载信使RNA（mRNA），并将这些携带蛋白质合成指令的分子传递给受精卵，从而可能影响胚胎的早期发育。
精子在离开睾丸后，需要经过一段名为“附睾”的盘曲管道才能最终成熟。在以往认知中，精子在发育末期会被剥去大部分细胞内容物，轻装上阵，科学家们普遍假设它们最多只能携带一些mRNA片段，而非完整、功能性的mRNA分子。
研究团队对小鼠精子、附睾上皮细胞以及在两者之间运送分子货物的微小囊泡——“附睾小体”中的mRNA进行了测序分析。结果显示，精子在沿附睾移动的过程中不断积累mRNA。体外实验进一步揭示了这些分子的来源：附睾末端（即精子完成成熟的区域）释放的附睾小体能够将其mRNA转移给未成熟的精子，而这些转录本与精子在转运过程中自然获取的mRNA高度吻合。
研究还发现，某些存在于成熟精子中的mRNA在未受精的卵细胞中并不存在，却在受精后的受精卵中出现了。这一发现有力地提示，精子确实将这些转录本递送到了胚胎中。科宁指出，由于父亲所处的环境条件（如饮食、压力、运动等）能够触发特定mRNA的产生，这一mRNA传递机制“真正建立了一条环境因素直接影响精子、进而可能影响下一代的通路”。
为了验证精子递送的RNA是否真能影响胚胎，研究人员将较长的RNA分子注射到“孤雌生殖体”（在没有精子参与的情况下被诱导分裂和发育的小鼠卵细胞）中。结果发现，注射后这些细胞的基因表达模式向正常受精胚胎的方向发生了偏移。不过，由于技术限制，团队使用的是长度超过200个核苷酸的RNA，而非纯化的mRNA。
值得关注的是，这一机制可能并非小鼠独有。团队还对成熟人类精子中的mRNA进行了测序，发现其中许多与小鼠精子中的mRNA存在对应关系，暗示人类也可能通过这一途径将RNA信息传递给后代。
耶鲁大学遗传学家布卢玛·莱施（Bluma Lesch）未参与该研究，她评价这些发现“具有潜在的重大意义”。此前已知精子携带的小RNA片段能沉默基因表达，并被认为与传递父系饮食和压力效应有关，但mRNA作为一种更直接的信息载体，可能代表了一条全新的父系影响通路。不过，莱施也谨慎指出，孤雌生殖体实验仅是“原理验证，证明了这种情况可以发生，但并不能完全证明它确实发生了”。
剑桥大学RNA生物学家埃里克·米斯卡（Eric Miska）则强调，关键问题仍有待解答。他表示，发现越来越多的RNA物种在不同组织之间移动令人振奋，但要阐明mRNA如何影响胚胎发育并非易事。“最大的挑战将是弄清楚这些遗传信息是如何被解读的。”
相关论文：https://doi.org/10.1093/nar/gkag330
心脏为什么极少得癌症？
在人体所有器官中，心脏是最不容易罹患癌症的器官之一。尸检数据显示，原发性心脏肿瘤的检出率不到1%，即便是从其他部位转移而来的继发性心脏肿瘤，检出率也仅约18%。长期以来，科学界对这一现象缺乏令人信服的解释。而4月23日发表在《科学》（Science）上的一项研究，为这个谜题提供了一个引人注目的答案：心脏持续不断的搏动所产生的机械压力，能够有效抑制癌细胞在心肌组织中增殖。
这项研究由意大利的里雅斯特大学的临床科学家塞雷娜·扎基尼亚（Serena Zacchigna）团队完成。研究人员设计了一个巧妙的实验：他们将心脏移植到经过基因改造的小鼠颈部。这些移植到颈部的心脏虽然仍有血液供应并保持组织功能，但已不再跳动。随后，研究团队分别向小鼠体内正常跳动的心脏和颈部静止的移植心脏注射了癌细胞。结果令人震惊——仅两周之内，静止心脏中的癌细胞便大量增殖，几乎取代了绝大部分健康细胞；而在正常跳动的心脏中，癌变组织仅占约20%。
为了进一步验证这一发现，研究团队还利用大鼠细胞在体外培养了工程化心脏组织。这种组织只有在暴露于钙离子的条件下才会搏动——钙离子正是驱动体内心脏跳动的关键物质。研究人员向这些组织注入肺癌细胞后发现，癌细胞在静止组织中的增殖数量更多、扩散范围更广，且均匀分布于整个组织之中；而在跳动的组织中，癌细胞仅聚集在组织的外层区域，内部组织几乎未受侵犯。
扎基尼亚表示，她的团队此前一直在研究心脏组织为何无法自我再生的问题。已有研究发现，心脏搏动产生的机械压力在抑制心肌再生中发挥了重要作用。“我们由此想到，这种阻止心脏自发再生的机制，是否同样在保护心脏免受癌症侵袭？”扎基尼亚说，“很高兴看到我们的假说得到了证实。”
澳大利亚悉尼大学的心脏病学家詹姆斯·钟（James Chong）评价称，在此之前，学界一直缺乏对心脏肿瘤罕见性的合理解释，而这项研究有力地证明了机械应变可能是关键因素。
这项发现的意义远不止于解释一个生物学之谜。扎基尼亚团队正在探索能否将心脏所承受的这种机械力复制到身体其他部位（如皮肤和乳腺）以抑制肿瘤生长。他们还在研究高血压等导致心脏压力增大的疾病，是否反而对心脏癌症具有抑制作用。此外，澳大利亚贝克心脏与糖尿病研究所的心脏细胞生物学家亚历山大·平托（Alexander Pinto）指出，这项研究对理解心脏纤维化等疾病也有启示——机械应变或许能解释为何瘢痕组织只在心脏特定部位形成，这与癌细胞仅聚集在跳动组织外层的现象如出一辙。
相关论文：https://doi.org/10.1126/science.ads9412
被投喂大量垃圾食品后，这些猴子学会了吃土
生活在直布罗陀巨岩上的巴巴利猕猴学会了吃土——字面意义上的吃土。近日，剑桥大学灵长类行为生态学家西尔万·勒穆瓦纳博士（Dr Sylvain Lemoine）领导的研究团队在《科学报告》（Scientific Reports）上发表论文指出，这种被称为“食土癖”（geophagy）的行为，很可能是在大量摄入游客投喂的高糖、高盐、高脂肪垃圾食品之后，猕猴为缓解肠胃不适而自发形成的一种“自我保护机制”。
直布罗陀现有约230只巴巴利猕猴，分属八个不同族群。直布罗陀当局虽明令禁止游客触碰或投喂猕猴，但这一规定的执行力度仍然有限。蜂拥而至的游客经常向猕猴投喂薯片、巧克力棒、M&M's巧克力豆、冰淇淋等高糖高盐的零食，猕猴有时也会主动从游客手中抢夺这些食物。研究团队在2022年夏季至2024年春季的观察期间发现，猕猴所摄入的全部食物中，近五分之一来自游客提供的垃圾食品。
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猕猴和罐装薯片。| Martin Nicourt/Gibraltar Macaques Project/PA
勒穆瓦纳认为，垃圾食品可能破坏了猕猴消化道内微生物组的平衡，而土壤中所含的矿物质和细菌有助于重建微生物群落，缓解肠胃不适。他表示：“我们认为食土行为对猕猴的消化系统具有一定的‘缓冲’作用，帮助它们抵御高热量、低纤维食品带来的负面影响。”
研究数据揭示了垃圾食品摄入量与食土行为之间的关联。栖息在巨岩顶部、与游客接触最为频繁的猕猴族群，摄入垃圾食品的概率是其他猴群的两倍以上，同时也是吃土最频繁的群体。在整个观察期间，研究人员共记录到44只猕猴在46次不同场合中的吃土行为，其中有3次明确发生在猕猴食用冰淇淋、饼干或面包后不久。而在冬季游客数量减少的时段，猕猴摄入游客食物的几率下降约40%，吃土行为的发生率也相应降低超过30%。值得注意的是，岩上唯一未被观察到吃土行为的猕猴群，恰恰是一个与游客完全隔绝的群体。
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当地居民和游客都会给猴子喂食垃圾食品。| Martin Nicourt/Gibraltar Macaques Project/PA
研究还揭示了这一行为的社会学习特征。不同族群的猕猴偏好不同类型的土壤：大多数猕猴会选择直布罗陀常见的红色黏土，而栖息于巨岩西侧低坡“猿穴”（Ape's Den）区域的族群则更青睐沥青路面坑洼中混有柏油的泥土。这种猴群间的偏好差异暗示，食土行为并非单纯的本能反应，而很可能是通过群体内部的社会学习逐渐传播和固化的。
在全球多地，人类也有食土习惯，尤其是非洲、亚洲和南美洲的孕妇，这可以缓解孕吐或补充矿物质。但研究人员并未观察到怀孕或哺乳期的猕猴有更频繁的食土行为，表明这一行为的主要驱动力并非补充营养，而更可能与消化系统的保护机制有关。
然而，科学家也对这一“自救”策略的潜在风险表示担忧。猕猴取食的土壤多分布在交通繁忙的道路附近，可能含有汽车尾气沉积的重金属和其他污染物。“每天有大量车辆经过，而且大多数还不是电动车，”勒穆瓦纳表示，“我们计划对土壤进行化学分析，非常关注其中的污染物含量。”
相关论文：https://doi.org/10.1038/s41598-026-44607-0
维生素D或能防糖尿病，但要先问问你的基因
美国有超过2/5的成年人处在糖尿病前期，这是一种以血糖水平高于正常值为特征的代谢状态，往往会进一步发展为2型糖尿病。4月23日发表在JAMA Network Open上的一项研究发现，高剂量维生素D补充剂或许能够延缓甚至阻止这一进程，但前提是你的基因“配合”。
美国塔夫茨大学的Bess Dawson-Hughes带领团队，对一项名为“D2d”的大型多中心临床试验数据进行了深入的遗传学分析。D2d试验最初招募了2000余名糖尿病前期的美国成年人，将其随机分为每日服用4000IU维生素D组和安慰剂组，以观察高剂量维生素D能否降低这些高风险个体发展为糖尿病的概率。
然而，最初的结果令人失望——维生素D并未显著降低所有参与者的糖尿病发病风险。这促使研究团队提出了一个关键问题：维生素D是否仍然对部分人群有效？
人体血液中的维生素D需要转化为活性形式后，与维生素D受体（VDR）结合才能发挥生物学功能。维生素D受体是一种帮助细胞响应维生素D信号的蛋白质，而胰腺中负责分泌胰岛素的β细胞恰恰表达这种受体，这意味着维生素D可能通过影响胰岛素释放和血糖调控来发挥作用。研究人员由此推测，维生素D受体基因的遗传差异或许能解释为什么有些人能从补充维生素D获益，而另一些人不能。
为验证这一假设，Dawson-Hughes等人对2098名同意接受DNA检测的试验参与者的遗传数据进行了分析。他们根据三种常见的维生素D受体基因变异，将参与者分为不同亚组，并比较各组对维生素D补充的反应差异。
分析结果发现，携带ApaI位点AA基因型的成年人（约占研究人群的30%）对高剂量维生素D治疗没有反应，其糖尿病发病率与安慰剂组无显著差异。相比之下，携带AC或CC基因型的参与者在服用维生素D后，糖尿病发病风险显著降低，总体降幅达19%。
“研究结果表明，我们最终或许能够识别出哪些糖尿病前期患者最有可能从补充维生素D中获益，”Dawson-Hughes说。“原则上，这可能只需要一次相对便宜的基因检测。”研究作者、塔夫茨大学医学院医学教授Anastassios Pittas表示："这些发现可能是朝着开发个体化降糖风险策略迈出的重要一步。维生素D作为一种潜在的预防工具，其优势在于价格低廉、获取方便，且易于日常服用。"
不过，研究人员也特别提醒公众，这一发现并不意味着人们应自行服用高剂量维生素D来预防糖尿病。目前的膳食指南建议1至70岁人群每日摄入600 IU维生素D，70岁以上人群为每日800 IU。过量摄入维生素D可能带来健康风险，已有研究将其与老年人跌倒和骨折风险上升相关联。
相关论文：http://dx.doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2026.7332
DeepSeek-V4预览版发布：百万上下文、华为芯片
4月24日，DeepSeek V4预览版正式上线并同步开源。
据DeepSeek官方介绍，DeepSeek-V4 拥有百万字超长上下文，模型按大小分为两个版本：
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根据官方报告，V4的能力水平仍落后GPT-5.4和Gemini-3.1-Pro，“发展轨迹大约滞后前沿闭源模型3至6个月”，此次更新重点在于结构创新和超高上下文效率。DeepSeek-V4 开创了一种全新的注意力机制，在token维度进行压缩，结合DSA稀疏注意力（DeepSeek Sparse Attention），实现了全球领先的长上下文能力，并且相比于传统方法大幅降低了对计算和显存的需求。
在1M上下文设置下，V4-Pro的单token推理FLOPs只有V3.2的27%，KV Cache只有10%；V4-Flash更极端，分别压到10%和7%。换句话说，上下文从V3.2的128K扩到V4的1M，理论上放大了近8倍，但单token算力需求反而下降了。官方介绍写道：“从现在开始，1M（一百万）上下文将是 DeepSeek 所有官方服务的标配。”
此次更新还带来了Agent能力的专项优化。相比前代模型，DeepSeek-V4-Pro的 Agent 能力显著增强。在Agentic Coding评测中，V4-Pro已达到当前开源模型最佳水平，并在其他Agent相关评测中同样表现优异。官方坦率写道：“目前DeepSeek-V4已成为公司内部员工使用的Agentic Coding模型，据评测反馈使用体验优于Sonnet 4.5，交付质量接近Opus 4.6非思考模式，但仍与Opus 4.6思考模式存在一定差距。”
广受关注的还有与华为昇腾的协同。介绍文章透露，“预计下半年昇腾950超节点批量上市并部署之后，Pro版本的价格也会大幅度下调。”（DeepSeek，腾讯科技）
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官方介绍：https://mp.weixin.qq.com/s/8bxXqS2R8Fx5-1TLDBiEDg
技术报告：https://huggingface.co/deepseek-ai/DeepSeek-V4-Pro/blob/main/DeepSeek_V4.pdf
性格阴暗的人天生想要担任领导角色
你能分辨出身边的同事是否具有自恋或精神病态倾向吗？近期发表在《人格与个体差异》（Personality and Individual Differences）上的一项研究表明，一个人的职业选择或许能透露出某些线索——在以领导力和说服力为核心的领域，如商业、政治和法律行业，具有暗黑人格特质的个体出现频率更高。而在创意领域或与自然相关的工作中，则更可能遇到具有马基雅维利主义思维方式的人。
在心理学领域，“黑暗三联征”（Dark Triad）是一个被广泛研究的概念，涵盖三种在社会交往中具有潜在破坏性的人格特质：精神病态（psychopathy）、马基雅维利主义（Machiavellianism）和自恋（narcissism）。过往研究已经证实这三种特质与个体的职场行为和领导风格存在关联，但大多数研究将它们作为笼统的整体特质加以考察，缺乏更细致的分析。
为更细致地探讨人格特质是否会潜移默化地引导我们走向特定职业，研究团队将黑暗三联征进一步细分为七个亚维度。其中，精神病态被拆分为大胆性（boldness）、冷酷性（meanness）和去抑制性（disinhibition）三个维度；马基雅维利主义被区分为马基雅维利观念（views）和马基雅维利策略（tactics）；自恋则被划分为自恋性钦慕（admiration）和自恋性竞争（rivalry）。
研究团队首先在美国一所大型高校招募了600余名本科生参与调查，这些学生的专业背景涵盖生物学、心理学、商科和政治学等多个领域。第一阶段的调查旨在评估参与者的人格特质水平。两周后，同一批参与者完成了基于SETPOINT框架的职业兴趣问卷。该框架将职业兴趣划分为七大领域：健康科学、创意表达、技术、人际服务、组织管理、影响力和自然。
在数据收集完成后，研究人员采用网络分析方法，通过正则化偏相关网络（graphical LASSO）来分析人格特质与职业兴趣之间的关联模式，同时识别作为特质与职业路径之间关键纽带的“桥接节点”。
研究结果呈现出清晰而有层次的关联图景。在精神病态层面，具有较高大胆性的个体（自信沉稳、在压力下从容且具有天然的影响力）更倾向于健康科学领域的职业。冷酷性较高的个体（共情能力较低、带有敌意倾向）则对技术类和动手操作类的机械工作表现出更强的兴趣。去抑制性维度（即冲动性较高）与创意表达类职业（如艺术和设计）以及实操性强的岗位存在关联。
在马基雅维利主义方面，持有犬儒式人性观（倾向于认同“人性自私且软弱、社会竞争残酷、道德只是弱者的遮羞布”）的个体对领导角色表现出明显兴趣，而更认同操纵策略（极端的工具理性和道德抽离）的个体则被创意表达和自然类职业所吸引，例如户外工作或与动物相关的岗位。整体而言，这一群体明显回避以人际互动为核心的职业。自恋特质方面，受对赞美的渴望和竞争意识驱动，自恋者主要对影响力类和创意表达类职业表现出兴趣。
研究中最引人注目的发现是，七个黑暗三联征亚维度中的大多数都与“影响力”这一职业领域显著关联，这表明具有暗黑人格特质的个体强烈倾向于以说服与权力运作为核心的领导岗位。这一模式在男性和女性参与者中得到了一致验证，不受性别差异的影响。
研究团队同时指出了本研究的局限性：调查数据来源于在校大学生而非在职人员，因此这些关联模式能否在真实的职场环境中得到验证，仍有待进一步研究。如果后续研究证实了这些发现，其应用价值将是多方面的——一方面，组织机构可以借此更有效地识别和应对毒性领导（toxic leadership）问题；另一方面，职业咨询师也可以据此引导具有黑暗人格倾向的个体走向更健康的职业发展路径。
相关论文：https://dx.doi.org/10.1016/j.paid.2026.113728



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