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饶毅小组阐释哺乳动物性取向分子机制 饶毅实验室在 Nature 杂志发表题为“Molecular regulation of sexual preference revealed by genetic studies of 5-HT in the brains of male mice”的文章。 从普通的社会交往、合作、竞争到政治、外交,这些由动物做出的针对其他动物的行为,统称为社会行为。对于人类和其他社会动物而言,社会行为的重要性不言而喻。那么,社会行为的生物学机理是什么?动物脑中哪些分子和细胞决定和参与社会行为?这些都是有趣且重要的科学问题。 求偶是一种基本的社会行为。求偶时必需做出的首要决定是选择求偶对象,最简单的选择是选择追求哪一性别。这个貌似简单的行为选择,科学家们对其生物学机理却了解不多。一般两性动物选择异性,但是在多数动物种属,从果蝇、羊、牛、猴到人,也一直有部分动物追求同性。这个看起来不易理解的现象,不仅是人类社会学的问题,也是生物学的问题。 对于求偶选择的分子生物学理解,最早见于果蝇。从1960年代发现第一个突变,到1996年发现第一个影响求偶选择的基因,迄今已知有近10个基因参与果蝇求偶。但是,哺乳类的动物中迄今没有证明如何与这些已知果蝇基因相关的基因参与哺乳类求偶。除了性激素以外,哺乳类只有两个基因发现和求偶相关,它们编码的蛋白质都表达在老鼠的鼻腔中,参与识别性别间差别。在中枢神经系统内,特别是脑内,迄今没有发现参与求偶选择的分子。所以,对于哺乳类求偶选择的中枢调控理解很少。 饶毅实验室近年发现,脑内的五羟色胺分子以及表达五羟色胺的神经细胞对于雄性求偶至关重要,从而揭示了哺乳类求偶调控的分子和细胞原理。一般雄鼠在面临另外雌鼠和雄鼠时,多半追求雌鼠。饶毅实验室使用遗传学、分子生物学、药理学方法,通过改变基因而导致脑中五羟色胺不能合成、或者含五羟色胺细胞的细胞不能生存,这时雄鼠面临雌雄的时候,失去选择,对雌雄同等追求。本来一般雄鼠只对雌性发出类似情歌的超声波,而突变的雄鼠对雄鼠也唱歌。在成年鼠中,他们通过加入药物,在缺乏五羟色胺的雄鼠中提高五羟色胺浓度,可以在几十分钟内,逆转雄鼠的无偏好而重新偏好雌性。 这些结果,表明在脑中调控求偶选择起重要作用的有五羟色胺这种传送神经细胞之间信息的分子(神经递质),以及含五羟色胺的神经细胞(“五羟色胺能神经细胞”)。 博士生刘琰和蒋云爱为共同第一作者,其他作者还包括技术员司云霞,华盛顿大学的Ji-Young Kim和Zhou-Feng Chen博士,饶毅博士为文章通讯作者。此项研究由科技部科技部863项目和北京市科委资助,在北京生命科学研究所完成。
中国修改部分专利法:允许国内厂商仿制救命药 中国近期对知识产权法进行部分修改,允许国内制药商生产仍受专利保护**的廉价复制品,此举或令外国制药公司感到不安。 中国国家知识产权局网站发布的文件对上述举措进行了概述。几个月前,印度采取类似举措,颁布首个**强制许可,结束了拜耳(BAY)对一种抗癌药物的垄断。中国此举将对大型制药公司敲响警钟,因为在西方国家**销量下滑之际,中国是药业增长的关键市场。 根据修改后的《专利实施强制许可办法》,在国家出现紧急状态或者非常情况时,或者为了公共利益的目的,中国政府可向具备实施条件的公司颁发强制许可证,生产专利**的仿制品。 为了公共健康目的,合格的制药商还可请求将这些**出口到其它国家,包括世界贸易组织(WTO)成员国。根据WTO规定,在无法承担“救命药”成本的情况下,各国可以颁发强制许可证。中国国家知识产权局通过传真发给路透的声明称:“修订版《专利实施强制许可办法》将于2012年5月1日起实施。”内容调整可在中国国家知识产权局网站查看。 WTO推荐Gilead Sciences生产的泰诺福韦(tenofovir)用于治疗艾滋病。两名知情人士称,中国此举瞄准的是泰诺福韦,中国制药商准备生产该**。 联合国和卫生专家6月初在曼谷举行了**可及性研讨会。中国官员谈及其专利法调整。与会者包括来自柬埔寨、印度、印尼、马来西亚、缅甸、菲律宾、泰国和越南的官员。(生物谷Bioon.com)
饶毅小组阐释哺乳动物性取向分子机制 饶毅实验室在 Nature 杂志发表题为“Molecular regulation of sexual preference revealed by genetic studies of 5-HT in the brains of male mice”的文章。 从普通的社会交往、合作、竞争到政治、外交,这些由动物做出的针对其他动物的行为,统称为社会行为。对于人类和其他社会动物而言,社会行为的重要性不言而喻。那么,社会行为的生物学机理是什么?动物脑中哪些分子和细胞决定和参与社会行为?这些都是有趣且重要的科学问题。 求偶是一种基本的社会行为。求偶时必需做出的首要决定是选择求偶对象,最简单的选择是选择追求哪一性别。这个貌似简单的行为选择,科学家们对其生物学机理却了解不多。一般两性动物选择异性,但是在多数动物种属,从果蝇、羊、牛、猴到人,也一直有部分动物追求同性。这个看起来不易理解的现象,不仅是人类社会学的问题,也是生物学的问题。 对于求偶选择的分子生物学理解,最早见于果蝇。从1960年代发现第一个突变,到1996年发现第一个影响求偶选择的基因,迄今已知有近10个基因参与果蝇求偶。但是,哺乳类的动物中迄今没有证明如何与这些已知果蝇基因相关的基因参与哺乳类求偶。除了性激素以外,哺乳类只有两个基因发现和求偶相关,它们编码的蛋白质都表达在老鼠的鼻腔中,参与识别性别间差别。在中枢神经系统内,特别是脑内,迄今没有发现参与求偶选择的分子。所以,对于哺乳类求偶选择的中枢调控理解很少。 饶毅实验室近年发现,脑内的五羟色胺分子以及表达五羟色胺的神经细胞对于雄性求偶至关重要,从而揭示了哺乳类求偶调控的分子和细胞原理。一般雄鼠在面临另外雌鼠和雄鼠时,多半追求雌鼠。饶毅实验室使用遗传学、分子生物学、药理学方法,通过改变基因而导致脑中五羟色胺不能合成、或者含五羟色胺细胞的细胞不能生存,这时雄鼠面临雌雄的时候,失去选择,对雌雄同等追求。本来一般雄鼠只对雌性发出类似情歌的超声波,而突变的雄鼠对雄鼠也唱歌。在成年鼠中,他们通过加入药物,在缺乏五羟色胺的雄鼠中提高五羟色胺浓度,可以在几十分钟内,逆转雄鼠的无偏好而重新偏好雌性。 这些结果,表明在脑中调控求偶选择起重要作用的有五羟色胺这种传送神经细胞之间信息的分子(神经递质),以及含五羟色胺的神经细胞(“五羟色胺能神经细胞”)。 博士生刘琰和蒋云爱为共同第一作者,其他作者还包括技术员司云霞,华盛顿大学的Ji-Young Kim和Zhou-Feng Chen博士,饶毅博士为文章通讯作者。此项研究由科技部科技部863项目和北京市科委资助,在北京生命科学研究所完成。
基因的派别斗争定雌雄 杜克大学医学中心的一项新研究表明,一个受精的哺乳动物卵最终是否会发育成雄性或雌性,取决于编码信号途径蛋白和它们控制的分支途径的两种不同基因之间激烈的派别斗争结果。研究的结果公布在5月22日的Public of Science-Biology杂志上。 在实验小鼠中,研究人员发现两种特殊的基因Wnt4和Fgf9在哺乳动物性腺的最初发育阶段(即在性腺被指派去发育成雄性的睾丸或雌性的卵巢之前)中的表达是保持平手的。如果这种平衡偏向了Wnt4,那么性腺就会发育成卵巢;相反,当平衡偏向Fgf9就会使性腺发育成睾丸。 使这个平衡偏向雄性的是位于Y染色体上的Sry基因。当这个基因在早期的性腺发育中被活化时,它支持Fgf9基因并导致性腺发育成睾丸。 研究人员发现Sry通过触发另外一种叫做Sox9基因的表达来完成这一使命。Sox9能够活化Fgf9基因,从而抑制Wnt4并启动一个导致发育成睾丸的级联事件。如果XY小鼠缺失了Fgf9基因,那么它们就会形成卵巢;而XX小鼠失去了Wnt4就会形成不完整的睾丸——这意味着脊椎动物性别的决定取决于这两个对立的信号系统之间的相互作用。 如果在发育的一个关键点上没有表达Sry基因,则Sox9和Fgf9基因就被关闭,并且性腺沿着雌性途径发育,最终形成卵巢。相反情况下,则形成睾丸。研究人员发现Fgf9不但能稳定Sox9的表达,而且还维持了性腺的雄性发育命运:它能抑制促卵巢形成基因Wnt4的活动,而Wnt4则能抑制睾丸发育途径。 在XX性腺中,这种Sox9-Fgf9环路没有被建立,因此Wnt4做主,从而使这个平衡倾向雌性途径。根据这些发现,研究人员认为早期性腺的最终命运是由Fgf9和Wnt4间相互敌对的信号控制的。由于Sry基因只存在于哺乳动物中,因此有可能Fgf9和Wnt4间的这种敌对信号是一种在所有脊椎动物进化过程中共享的机制。
曝武汉协和医院存在严重核泄漏 科普作家方舟子爆料称武汉协和医院发生严重放射事故造成多名女教授集体患癌,今日武汉协和医院针对此事,发表题为《针对“协和医院手术室工作环境造成医生患癌”网络传言的声明》。   最新报道:据湖北省卫生厅法监处透露,武汉协和医院手术室辐射超标致妇科教授患癌一事已经于两天前正式立案,目前该部门正在对此事进行调查。   湖北省疾病预防控制中心党办杨主任也告诉记者:“举报医生说是因为手术室辐射超标导致其患癌,但却给不出有检测资质机构的第三方检测报告,光凭同时有医生患癌并不能说明武汉协和手术室就辐射超标。据我了解,医生的患癌率都比较高,比如乳腺癌,所以就目前举报医生所述,并不能说明问题。”   成都全搜索新闻网(记者 李立)2月21日报道 昨日,科普作家方舟子爆料称武汉协和医院发生严重放射事故造成多名女教授集体患癌。据方舟子在博文中透露,这名女教授自称,2013年1月7日武汉协和医院妇产科的三位女教授被该医院诊断为甲状腺癌。该女教授称三位女教授如此雷同罹患同样疾病,根源在于武汉协和医院外科大楼五层2号和3号骨科手术室未按照国家的有关放射卫生防护法规做任何放射防护,没有放射环境的预评报告,没有放射环境控制的验收报告,没有定期的放射环境监督检测,没有放射环境累积数值的检测,更没有卫生监督部门的放射许可证,而私自长期使用X光机,导致三名女教授长期暴露在过量放射辐射中。   今日,武汉协和医院针对此事,发表题为《针对“协和医院手术室工作环境造成医生患癌”网络传言的声明》,内容如下:   一、该传言与客观事实严重不符。   二、我院一直按照国家卫生、环保行政部门要求,依法开展相关放射诊疗活动。仅2012年12月至2013年2月,湖北省疾病预防控制中心对三位职工所在手术室工作环境及周围辐射剂量进行了3次严格检测。检测报告表明:“协和医院外科大楼手术室环境辐射水平符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871—2002)的要求。”   三、我院历来高度重视并采取了切实措施,保障患者就医安全和职工职业防护安全。
武汉一医院核泄漏 院方回应:严重失实  原标题:方舟子曝武汉协和医院核泄漏 院方回应称严重失实(图)   荆楚网消息(记者 徐芳、张城)2月21日上午8时许,针对方舟子爆料的“武汉协和医院存在严重核泄漏”一事,武汉市协和医院回应称,该传言与客观事实严重不符。   2月20日晚,方舟子通过搜狐微博爆料称,武汉协和医院存在严重的核泄漏,造成该院妇产科四位女教授患甲状腺癌。微博中附上了一封患病女教授写给他的求助信。方舟子称有患病女教授的联系方式,并呼吁媒体记者采访。截至21日上午10点,该微博已有近3000条评论,被转发6000多次。   21日上午8时,武汉协和医院通过该院网站发布了《针对“协和医院手术室工作环境造成医生患癌”网络传言的声明》,称“该传言与客观事实严重不符”。声明中表示,该院历来高度重视并采取了切实措施,保障患者就医安全和职工职业防护安全。该院一直按照国家卫生、环保行政部门要求,依法开展相关放射诊疗活动。仅2012年12月至2013年2月,湖北省疾病预防控制中心对三位职工所在手术室工作环境及周围辐射剂量进行了3次严格检测。检测报告表明:“协和医院外科大楼手术室环境辐射水平符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)的要求。
亚当的诅咒 先不说黏菌有500多种性别,东欧鼹鼠和日本田鼠等一些啮齿类动物,也没有Y染色体,也不说嵌合人里的“半同卵性双胞胎”有出现过雌雄同体,就说 在多细胞的动物世界,决定生男还是生女,是一件很容易的事。 马蜂、蜜蜂和蚂蚁的受精虫卵孵出女儿,没受精的虫卵孵出儿子,所以蜂/蚁男生的基因数量只及女生的一半。 乌龟把蛋埋在沙土里,用阳光的热度孵小龟,如果孵小龟的温度高就孵出女孩,温度低就孵出男孩。鳄鱼则相反,温度高是男孩,温度低是女孩,跟乱马同学有一拼。 最诡异的要数斯氏同翅目虫(Stictococcus sjoestedti),这种小昆虫的虫卵,如果被一种细菌感染,就会孵出女孩,反之就是男孩。 说点我们熟悉的东西吧。前面说过,人有四十六条染色体,两套造人秘方,其中有两条很特别,被称为性染色体。性染色体有两种,一种是X染色体,比较长,包含很多有用的基因,跟正常的染色体没什么区别。另一种是Y染色体,很短,有用的基因很少。你也许还记得,男人的两条性染色体是XY,女人则是XX,大多数哺乳动物、一些鱼,还有蚊蝇都是如此。 哺乳动物里最最变态的要数鸭嘴兽,它的性染色体不是2条而是10条,母鸭嘴兽是XXXXXXXXXX,公鸭嘴兽是XXXXXYYYYY。 鸟类、蛇、蛾子和蝴蝶也有两种性染色体,叫做Z染色体和W染色体。他们的男人有两条Z染色体(ZZ,我讨厌这个缩写),而女人有一条Z和一条W(WZ)。 阴阳并不是在天地初辟时分开的。如果把动物的族谱看作一棵树,你会看到各个枝条都在分阴阳,时间不定,地点不一,而且分法各有千秋。 阴阳也不是唯一的选择。当两只豹纹蛞蝓(Limax maximus)相遇,它们会用身上的黏液做成安全带,倒挂在树上,然后双方各自伸出**,缠绕在一起,给双方的卵子受精。其间双方都没有插入的动作。蚯蚓、蜗牛和美丽的海蛞蝓都是雌雄同体,它们的爱情大多极其浪漫。许多鱼,例如前面提到的蓝头隆头鱼,虽有男女之分,高兴的话就可以颠倒阴阳。 如果你考虑到植物,阴阳混杂的情况就更常见了。苹果、大豆、兰花和百合都在同一朵花里有雌蕊(产生卵子)和雄蕊(产生精子),而椰子、玉米和黄瓜的一朵花要么有雄蕊,要么有雌蕊,但雄花和雌花都长在同一棵植物上。 有些生物确实有性别之分,也不会变性。例如番木瓜,它有雌花、雄花,也有雌雄兼备的花,木瓜树可以是雄性(不会结果,称为“木瓜公”),雌性,或者是雌雄双性。体长仅一毫米,在粪肥堆里捕食细菌的秀丽线虫(Caenorhabditis elegans),是科学家最喜欢的实验动物之一,它们有两种性别,雄的和雌雄同体的。 我们面前摆着两个问题,一是“怎么会”分阴阳,二是“为什么”分阴阳——如果你对非生物的故事感兴趣,这两个问题也无甚区别,例如天“怎么会”下雨,和“为什么”会下雨,答案都是水的蒸发、凝结、成云、小水滴聚集成大水滴,等等。 但对于生物来说,这两者就非常不同。试看你“怎么会”吃饭和你“为什么”会吃饭的答案,“你有消化器官”和“不吃会饿死”是一样的吗?你的肠胃使你吃饭成为可能——这是“怎么会”的答案,而你吃饭是因为吃饭对你有好处——这是“为什么”的答案。 关键的区别在于,无生物做事并没有目标,他们做事并不会“为了”什么,天不会为了浇花而下雨。而生物做事是有目标的,这就完全不同,虽然它们的目标也很简单——“为什么”的问题留待下回分解,现在让我们先看看“怎么会”的答案。 如果你是个男人,你最大可能的性染色体是XY,也可能是47,XXY/48,XXXY/49,XXXXY, 这条Y染色体只能来自你爸爸——因为他是男的,他有Y染色体。这么说近似于废话,却道出了Y染色体的独特之处,Y染色体是“男性独有”的造人秘籍,女人是不会有的。X染色体虽然也与性别密切相关,但并不是“女性独有”的,即使是男人也有一条X染色体。 既然Y染色体是“男性独有”的染色体,你可能会以为,它上面都是些“男性独有”基因:制造睾丸的基因,肌肉生长的基因,不善言辞迷恋足球和汽车的基因,往女孩头发里放毛毛虫的等等。那你可是高估Y染色体的能力了。
癌是尝试适应急剧变化环境的进化过程的过程产物 对于整个人类,正因为有如此多的背运的癌症患者才保证了人类的进一步进化,保证了人类渐渐的缓慢的适应它的急剧变化的生活环境!或许吧,再过一万年,那时人类的最佳生活状态已经变成了整天坐在电脑前,整天的不吃蔬菜全吃高脂肪高胆固醇食品,习惯了日夜颠倒的夜猫子生活,适应了天天高度紧张的情绪状态,适应了满是化学**污染的空气。。。。。或许吧,可能一万年后如果有一个人,天天生活在空气新鲜的深山中,天天吃绿色食品,天天不熬夜,天天放松得很---------他却天天生病,人类反而已经不适应这种生活状态了!人类是会进化的--------如果它不想最终被自然淘汰的话!只是这个进化将充满艰辛,将用无数个被牺牲的生命铺就一条弯弯曲曲的小路。一将功成万骨枯,正如一个出色的外科医生,可能他的丰富经验将会建立在无数个医疗小失误上,也正如战场上的英雄捧着个鲜花神采飞扬,遍野的荒冢上的枯草却在寒风中摇曳!或许一万年后,人类满怀豪情的吃肉喝酒,彻夜纸醉金迷,却不会再有人提起一万年之间无数个死于癌症的患者-------正是无数个基因突出使人类最终走出一条小道来适应周围的生活环境,而这无数个基因突变绝大多数的结果是和恐龙一样过渡物种-------肿瘤!
美华盛顿州核泄漏事态仍在发展 ,人造细菌有可能投入 新社休斯敦2月24日电 美国华盛顿州本周发生核泄漏事故,当地政府称该州东南部的汉福德核设施至少6个装有核废料的地下储罐泄漏出放射性和有毒废料,目前事态仍在发展,但尚未对公共健康和环境构成即时威胁,没有引起大的恐慌。 华盛顿州州长英斯利(Jay Inslee)22日宣布了这个令人不安的消息,称目前泄漏的程度不会立即对公众健康和环境安全产生威胁,但其长期影响不容忽视,因为数年之后泄漏物质可能污染地下水和河流。 能源部发言人盖斯勒(Lindsey Geisler)证实,汉福德厂区6个储罐的液体水平显现下降,但并无即时的健康风险,能源部正与华盛顿州和其他主要有关各方应对这一泄漏。 就在上周,州政府官员宣布,汉福德177个储罐每年泄漏液体总量约在150至300加仑之间,构成对水源的污染风险。截至目前,相邻水井没有监测到较高的放射性污染水平。 “尽管如此,这是剧毒物质,对华盛顿州所有居民而言是令人不安的消息。”英斯利表示,由于评估范围所限当局没有及时发现6个储罐泄漏,“也许是人为错误……但当前最重要的是找到并堵住漏洞。” 此次事故再次引发对延误清空“超期服役”储罐的讨论,这些储罐早已超过20年的使用期,其中不少先前发生过泄漏。 “所有这些储罐现在都不应该再被使用,它们都超出了设计使用寿命。”一个汉福德监督组织的发言人卡朋特(Tom Carpenter)强调,“但是现在,它们却装载着全国2/3的高放射性核废料。” 第二次世界大战期间,美国联邦政府为迅速制造核武器在华盛顿州创建了占地586平方英里的汉福德核工厂,其在美国钚生产中发挥过重要作用。该工厂制造了世界上第一枚被引爆的核弹头。二战时美国向日本长崎投射的核弹也产自该工厂。 1987年汉福德工厂关闭了最后一个反应堆,其内保存了大约2/3美国自冷战结束后遗留的核废料。现在汉福德已经成为美国污染最严重的核设施。 联邦政府年花费约20亿美元清理这一厂区,占全美全部核清理预算的1/3。大部分清理资金用于建造全球最大的核废料处理和固化工厂。目前,这个估计耗资超过123亿美元的工厂还在建设中,高于先前预算且工期拖后,预计至少到2019年才能投入使用。
1935年才出现生物 这种奇异的生物只是一种不能分解糖的细菌。 Flavobacterium, Sp. K172 ,也叫 “尼龙菌”。 1975年在一个废水池中由日本科学家发现。(勤劳的日本科研员, 你说他们怎么会去废水池捞东西的? 难道是找忍者神龟?) 它所分泌的酶可以帮助它消化尼龙。而尼龙, 是一种在1935年才出现的人造材料。这种细菌,虽然其使用的酶效率比较低(只有一般酶的2%), 但是它可以靠这种方式吃尼龙过活, 更有意思的是, 它们无法享用普通细菌食用的碳水化合物; 而且, 这种细菌的出现并非只有一次。  也就是说, 这是一种在1935年后才出现的生物! 编辑本段出现原因 感谢分子生物学, 我们已经弄清了尼龙菌出现的机理; 抑或说, 尼龙菌【演化】的机理: 移码突变(frameshift mutation)所谓移码突变, 指的是DNA序列中的一个单位(AGCT)出现丢失或插值, 导致整个序列整体移位的情况。仅仅是这一个意外的T, 旧的基因编码: 氨基酸精氨酸,谷氨酸,精氨酸,苏氨酸,苯丙氨酸,组氨酸,精氨酸和脯氨酸(Arginine, Glutamic Acid, Arginine, Threonine, Phenylalanine, Histidine, Arginine and Proline ) 被改成了: 天冬酰胺,丙氨酸,精氨酸,丝氨酸,苏氨酸,甘氨酸和谷氨酰胺(Asparagine, Alanine, Arginine, Serine, Threonine, Glycine and Glutamine ) 。 而这些意外的氨基酸, 则组成了和原先完全不同的蛋白质。这个意外的蛋白质所构成的新酶, 恰恰具有分解尼龙的能力。 于是在一个日本的污水坑中, 一个原本以糖为生的细菌转身成为了啃尼龙的怪物。 编辑本段发现意义 在简单的逻辑与新奇的科学发现之下, 突变可以产生新的适应性的说法, 被证实了。新的发现总会引起争论与探讨。在后来的研究发现, 插值的那个T,来自于细菌质粒(Plasmid), 一种在细菌中常见的DNA“编外人员”, 即游离在染色体外的DNA分子。于是设计论者提出:嘿,也许这个消化尼龙的能力早就埋藏在质粒里, 或者这个氨基酸纯粹就是从别的细菌那里借过来的。99年的日本科学家发表了文章, 推翻了这种假设。 首先, 提供T的质粒是这种细菌自产的。 其次, 这个质粒只是偶然地提供了一个T, 此外就与变异前的细菌无二了。 如果这种基因设计早已存在, 那么这个细菌几亿年来的苦苦等候, 只是为了数十年前一次与尼龙的偶然邂逅?
李天一 是基因决定还是其他? 《自然》发表的一篇文章显示,人们对密切相关物种之间行为差别的遗传基础的了解没有对形态差别的遗传基础的了解那么好。很多动物都构建精致的结构,如蜂巢、鸟巢和地洞等,它们是由于自然选择作用于其“建设者”的行为之上而“演化”形成的。这项研究目的是解决下面这个问题:复杂行为是通过一个基因变化或几个基因变化(其中每个都影响行为的很多方面)演化形成的,还是通过只有在组合到一起时才会产生行为复杂性的几个基因变化的积累演化形成的?科学家发现,老鼠打的复杂地洞由几个基因模块决定,每个模块控制洞大小或形状的一个方面。地洞结构中的这种模块化表明,复杂行为可能是由随时间推移所积累的、由基因决定的行为的组合形成的。 研究对象是白足鼠属的一个种:Peromyscus polionotus,这是俗名鹿鼠(deer mouse)中最小的一种,又名老田鼠,以及另外一个种: Peromyscus maniculatus。 P. polionotus打的洞特别长,而且还打逃逸洞。而P. maniculatus打的洞较短,而且不打逃逸洞。 研究人员用海绵来填充老鼠洞,从而得到洞的长度和结构的模型,得以将洞的结构作为物理量来测量,就像测量老鼠的体重、或尾巴的长度。 然后他们将两种鹿鼠杂交,发现杂交的第一代打的洞有长、有短,但是都打逃逸洞。把杂交第一代与原先的物种再交配后得到的后代,其打洞的习性又有所改变,有的打逃逸洞,有的不打。 经分析,他们发现3个DNA区域与打洞的长短有关,但打洞长度也受其它因素影响,有30%由遗传决定。是否打逃逸洞与1个DNA区域有关,而且,如果一个打短洞的老鼠,继承了打长洞的基因区域,它打一个完整逃逸洞的概率会增加40%。
李天一 事件后看到一文 基因决定鼠洞的模式 《自然》发表的一篇文章显示,人们对密切相关物种之间行为差别的遗传基础的了解没有对形态差别的遗传基础的了解那么好。很多动物都构建精致的结构,如蜂巢、鸟巢和地洞等,它们是由于自然选择作用于其“建设者”的行为之上而“演化”形成的。这项研究目的是解决下面这个问题:复杂行为是通过一个基因变化或几个基因变化(其中每个都影响行为的很多方面)演化形成的,还是通过只有在组合到一起时才会产生行为复杂性的几个基因变化的积累演化形成的?科学家发现,老鼠打的复杂地洞由几个基因模块决定,每个模块控制洞大小或形状的一个方面。地洞结构中的这种模块化表明,复杂行为可能是由随时间推移所积累的、由基因决定的行为的组合形成的。 研究对象是白足鼠属的一个种:Peromyscus polionotus,这是俗名鹿鼠(deer mouse)中最小的一种,又名老田鼠,以及另外一个种: Peromyscus maniculatus。 P. polionotus打的洞特别长,而且还打逃逸洞。而P. maniculatus打的洞较短,而且不打逃逸洞。 研究人员用海绵来填充老鼠洞,从而得到洞的长度和结构的模型,得以将洞的结构作为物理量来测量,就像测量老鼠的体重、或尾巴的长度。 然后他们将两种鹿鼠杂交,发现杂交的第一代打的洞有长、有短,但是都打逃逸洞。把杂交第一代与原先的物种再交配后得到的后代,其打洞的习性又有所改变,有的打逃逸洞,有的不打。 经分析,他们发现3个DNA区域与打洞的长短有关,但打洞长度也受其它因素影响,有30%由遗传决定。是否打逃逸洞与1个DNA区域有关,而且,如果一个打短洞的老鼠,继承了打长洞的基因区域,它打一个完整逃逸洞的概率会增加40%。
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女同性恋的后代有更长的寿命 研究发现,雄性基因组在决定哺乳动物的寿命长度中起了重要作用。   日本研究人员发现,利用两只母鼠的遗传物质产生的雌性小鼠的寿命明显长于由正常雄性和雌性小鼠基因生出的后代。这一发现为我们提供了精子基因有可能影响哺乳动物寿命的证据。   这项发表在欧洲主流生殖医学杂志《人类生殖》上的研究发现,由两个雌性小鼠的遗传物质所产生小鼠的平均寿命较正常出生小鼠延长了186天。正常出生小鼠的寿命在600~700天,这意味着这些来自两个母体遗传物质的小鼠的寿命较正常出生小鼠延长了近三分之一时间。研究人员认为,出现这些差异的原因可能与9号染色体上的出生后生长基因有关。   研究人员说:“我们知道,几乎所有国家的女性都比男性的寿命长,而寿命长度在性别上的差异也表现在许多其它哺乳动物身上。然而,产生这一差别的原因还不清楚,尤其是还不知道哺乳动物寿命的长度是否与父母一方或双方的基因组组成有关。”   为了寻找答案,科学家开始着手研究非依赖精子所生小鼠的寿命。研究人员从出生一天的小鼠体内提取了卵母细胞,然后对这些卵母细胞中的遗传物质进行处理,这样,这些遗传物质的行为就像精子基因一样。随后将处理过的遗传物质移植到处于生长状态的成年小鼠的卵母细胞中。这些细胞的细胞核已被去除,为未受精卵母细胞。这些经改造的卵母细胞被移植到代孕母鼠的体内并发展成为胚胎。新出生的小鼠具有两个母亲的遗传物质,而无父亲的。   研究人员还通过自然交配培养出对照小鼠。除了这些小鼠的基因通过正常方式来自雌性和雄性小鼠外,在遗传上是与双母小鼠相同的。13只双母小鼠和13只对照小鼠出生时间为2005年的10月至2006年的3月。研究人员发现,双母小鼠的平均寿命比对照小鼠长186天(841.5天比655.5天)。对照小鼠生存时间最长的为996天,生存时间超过800天的只有一只;双母小鼠寿命最长的活了1045天,生存时间超过800天的有3只。研究人员在这些小鼠出生后49天和600天时称它们的重量并发现,双母小鼠的体重和身材明显小于对照鼠。双母小鼠具有良好的免疫系统,嗜曙红细胞(白细胞的一种类型)数量明显增加。两组小鼠所处生存条件一样,均是环境卫生和饮食自由,排除了环境因素造成的生存时间上的差异。   研究人员说:“我们认为,造成两组小鼠寿命不同的原因很可能是与双母小鼠中Rasgrf1基因受到抑制有关。这种基因是9号染色体中与出生后生长有关的标记性基因,正常情况下在父系的染色体上有表达。至今仍不清楚Rasgrf1是否与小鼠的寿命长度有关,但这是一个重要的候选基因。进一步说,我们还不能排除另外的可能性,就是其它一些依赖父系的遗传而发挥正常功能的未知基因有可能与双母小鼠的寿命延长有关。标记基因是指根据这些基因是遗传自父亲还是母亲而进行表达的基因。   作者写道:“我们的结果与生殖的性别选择模式是相一致的。例如,雄性在生殖过程中会利用其体型庞大以获得更多喂养后代的机会,增加其在繁衍后代中的付出,其结果是缩短了寿命。相反,雌性通常不需要做雄性这样的高代价行为,她们只需要保存能量以应对分娩、喂养后代和躲避食肉动物。我们的结果进一步证明,性别在寿命中的差异源于染色体,意味着精子基因组在决定哺乳动物的寿命长度中起了重要作用。”   研究人员总结说:“哺乳动物的寿命是由父母一方还是双方基因组决定?在寿命长度上为什么女性胜过男性?对于这些最基本的问题,该研究可能已给出了答案。”
人是少数变性后还无法具备生殖能力的无趣哺乳动物 先不说黏菌有500多种性别,东欧鼹鼠和日本田鼠等一些啮齿类动物,也没有Y染色体,也不说嵌合人里的“半同卵性双胞胎”有出现过雌雄同体,就说 在多细胞的动物世界,决定生男还是生女,是一件很容易的事。 马蜂、蜜蜂和蚂蚁的受精虫卵孵出女儿,没受精的虫卵孵出儿子,所以蜂/蚁男生的基因数量只及女生的一半。 乌龟把蛋埋在沙土里,用阳光的热度孵小龟,如果孵小龟的温度高就孵出女孩,温度低就孵出男孩。鳄鱼则相反,温度高是男孩,温度低是女孩,跟乱马同学有一拼。 最诡异的要数斯氏同翅目虫(Stictococcus sjoestedti),这种小昆虫的虫卵,如果被一种细菌感染,就会孵出女孩,反之就是男孩。 说点我们熟悉的东西吧。前面说过,人有四十六条染色体,两套造人秘方,其中有两条很特别,被称为性染色体。性染色体有两种,一种是X染色体,比较长,包含很多有用的基因,跟正常的染色体没什么区别。另一种是Y染色体,很短,有用的基因很少。你也许还记得,男人的两条性染色体是XY,女人则是XX,大多数哺乳动物、一些鱼,还有蚊蝇都是如此。 哺乳动物里最最变态的要数鸭嘴兽,它的性染色体不是2条而是10条,母鸭嘴兽是XXXXXXXXXX,公鸭嘴兽是XXXXXYYYYY。 鸟类、蛇、蛾子和蝴蝶也有两种性染色体,叫做Z染色体和W染色体。他们的男人有两条Z染色体(ZZ,我讨厌这个缩写),而女人有一条Z和一条W(WZ)。 阴阳并不是在天地初辟时分开的。如果把动物的族谱看作一棵树,你会看到各个枝条都在分阴阳,时间不定,地点不一,而且分法各有千秋。 阴阳也不是唯一的选择。当两只豹纹蛞蝓(Limax maximus)相遇,它们会用身上的黏液做成安全带,倒挂在树上,然后双方各自伸出**,缠绕在一起,给双方的卵子受精。其间双方都没有插入的动作。蚯蚓、蜗牛和美丽的海蛞蝓都是雌雄同体,它们的爱情大多极其浪漫。许多鱼,例如前面提到的蓝头隆头鱼,虽有男女之分,高兴的话就可以颠倒阴阳。 如果你考虑到植物,阴阳混杂的情况就更常见了。苹果、大豆、兰花和百合都在同一朵花里有雌蕊(产生卵子)和雄蕊(产生精子),而椰子、玉米和黄瓜的一朵花要么有雄蕊,要么有雌蕊,但雄花和雌花都长在同一棵植物上。 有些生物确实有性别之分,也不会变性。例如番木瓜,它有雌花、雄花,也有雌雄兼备的花,木瓜树可以是雄性(不会结果,称为“木瓜公”),雌性,或者是雌雄双性。体长仅一毫米,在粪肥堆里捕食细菌的秀丽线虫(Caenorhabditis elegans),是科学家最喜欢的实验动物之一,它们有两种性别,雄的和雌雄同体的。 我们面前摆着两个问题,一是“怎么会”分阴阳,二是“为什么”分阴阳——如果你对非生物的故事感兴趣,这两个问题也无甚区别,例如天“怎么会”下雨,和“为什么”会下雨,答案都是水的蒸发、凝结、成云、小水滴聚集成大水滴,等等。 但对于生物来说,这两者就非常不同。试看你“怎么会”吃饭和你“为什么”会吃饭的答案,“你有消化器官”和“不吃会饿死”是一样的吗?你的肠胃使你吃饭成为可能——这是“怎么会”的答案,而你吃饭是因为吃饭对你有好处——这是“为什么”的答案。 关键的区别在于,无生物做事并没有目标,他们做事并不会“为了”什么,天不会为了浇花而下雨。而生物做事是有目标的,这就完全不同,虽然它们的目标也很简单——“为什么”的问题留待下回分解,现在让我们先看看“怎么会”的答案。 如果你是个男人,你最大可能的性染色体是XY,也可能是47,XXY/48,XXXY/49,XXXXY, 这条Y染色体只能来自你爸爸——因为他是男的,他有Y染色体。这么说近似于废话,却道出了Y染色体的独特之处,Y染色体是“男性独有”的造人秘籍,女人是不会有的。X染色体虽然也与性别密切相关,但并不是“女性独有”的,即使是男人也有一条X染色体。 既然Y染色体是“男性独有”的染色体,你可能会以为,它上面都是些“男性独有”基因:制造睾丸的基因,肌肉生长的基因,不善言辞迷恋足球和汽车的基因,往女孩头发里放毛毛虫的等等。那你可是高估Y染色体的能力了。
进化树 和 分子钟 分子钟的发现对于进化研究具有十分重要的意义。它不仅能用于粗略估计不同类群生物间的进化时间,亦可用于构建进化树。实际上,分子钟发现不久,蛋白质序列分析即被广泛用于生物的长时进化研究。 根据蛋白质的序列或结构差异关系可构建分子进化树(evolutionary tree)或种系发生树(phylogenetic tree)。进化树给出分支层次或拓扑图形,它是产生新的基因复制或享有共同祖先的生物体的歧异点的一种反映,树枝的长度反映当这些事件发生时就存在的蛋白质与现在的蛋白质之间的进化距离。根据进化树不仅可以研究从单细胞有机体到多细胞有机体的生物进化过程,而且可以粗略估计现存的各类种属生物的分歧时间。通过蛋白质的分子进化树分析,为从分子水平研究物种进化提供了新的手段,可以比较精确的确定某物种的进化地位。对于物种分类问题,蛋白质的分子进化树亦可作为一个重要的依据。   构建进化树的方法包括两种:一类是序列类似性比较,主要是基于氨基酸相对突变率矩阵(常用PAM250)计算不同序列差异性积分作为它们的差异性量度(序列进化树);另一类在难以通过序列比较构建序列进化树的情况下,通过蛋白质结构比较包括刚体结构叠合和多结构特征比较等方法建立结构进化树。 序列进化树 构建序列进化树的主要步骤是比对,建立取代模型,建立进化树以及进化树评估。 1.建立数据模型(比对) 建立一个比对模型的基本步骤包括:选择合适的比对程序;然后从比对结果中提取系统发育的数据集,至于如何提取有效数据,取决于所选择的建树程序如何处理容易引起歧义的比对区域和插入/删除序列(即所谓的indel状态或者空位状态)。 一个典型的比对过程包括:首先应用CLUSTALW程序,然后进行手工比对,最后提交给一个建树程序。这个过程有如下特征选项:(1)部分依赖于计算机(也就是说,需要手工调整);(2)需要一个先验的系统发育标准(即需要一个前导树);(3)使用先验评估方法和动态评估方法(推荐)对比对参数进行评估;(4)对基本结构(序列)进行比对(对于亲水氨基酸,推荐引入部分二级结构特征);(5)应用非统计数学优化。这些特征选项的取舍依赖于系统发育分析方法。 2.决定取代模型 取代模型既影响比对,也影响建树;因此需要采用递归方法。对于核酸数据而言,可以通过取代模型中的两个要素进行计算机评估,但是对于氨基酸和密码子数据而言,没有什么评估方案。其中一个要素是碱基之间相互取代的模型;另外一个要素是序列中不同位点的所有取代的相对速率。还没有一种简单的计算机程序可以对较复杂的变量(比如,位点特异性或者系统特异性取代模型)进行评估,同样,现有的建树软件也不可能理解这些复杂变量。 3.建树方法 三种主要的建树方法分别是距离、最大节约(maximum parsimony, MP)和最大似然(maximum likelihood,ML)。最大似然方法考察数据组中序列的多重比对结果,优化出拥有一定拓扑结构和树枝长度的进化树,这个进化树能够以最大的概率导致考察的多重比对结果。距离树考察数据组中所有序列的两两比对结果,通过序列两两之间的差异决定进化树的拓扑结构和树枝长度。最大节约方法考察数据组中序列的多重比对结果,优化出的进化树能够利用最少的离散步骤去解释多重比对中的碱基差异。 距离方阵方法简单的计算两个序列的差异数量。这个数量被看作进化距离,而其准确大小依赖于进化模型的选择。然后运行一个聚类算法,从最相似(也就是说,两者之间的距离最短)的序列开始,通过距离值方阵计算出实际的进化树,或者通过将总的树枝长度最小化而优化出进化树。用最大节约方法搜索进化树的原理是要求用最小的改变来解释所要研究的分类群之间的观察到的差异。最大似然方法评估所选定的进化模型能够产生实际观察到的数据的可能性。进化模型可能只是简单地假定所有核苷酸(或者氨基酸)之间相互转变的概率一样。程序会把所有可能的核苷酸轮流置于进化树的内部节点上,并且计算每一个这样的序列产生实际数据的可能性(如果两个姐妹分类群都有核苷酸“A”,那么,如果假定原先的核苷酸是“C”,得到现在的“A”的可能性比起假定原先就是“A”的可能性要小得多)。所有可能的再现(不仅仅是比较可能的再现)的几率被加总,产生一个特定位点的似然值,然后这个数据集的所有比对位点的似然值的加和就是整个进化树的似然值。
刘一教授连发两篇Nature 在基因水平再分析进化 进化就像是一个“救世主”,令生物获得了优化,从而适应环境的变化,但是在生物学家们剖析生命的演化历程的时候,总是会偶然发现一些无法解释,令人迷惑的现象,而最近发表的一项新研究成果,则帮助科学家们了解了为何自然总是喜欢做一些人类无法预测到的事情。 蛋白质,被喻为细胞机器运转的齿轮,是由相同的二十块称为氨基酸的积木根据不同的组合而形成。这些氨基酸根据来自机体DNA的指令,通过酶“缝合”在一起,而DNA序列三个字母间的组合,也就是密码子,能指导酶合成一种氨基酸,但是由于DNA实际上有四种这样的碱基:A,T,G和C,因此会出现64种(4的3次方)组合,这也就给了机体出现一些错误的空间——三种不同的密码子编码的是相同的氨基酸。比如说,某种生物编码脯氨酸的是CCA的组合,同时CCG也可以编码这种氨基酸。 其实这并不奇怪,事实证明每一个生物体都可能在合成某种氨基酸的时候出现密码子偏好性,因为如果这种生物体携带了这种偏好性密码子,那么它的酶就能更快的读取密码子,并合成蛋白。随着生物体进化,生物学家认为通过自然选择,其DNA会发生改变,出现不同于其它个体的偏好密码子。 然而,大自然偏偏没有这样做。 在最新出版的Nature杂志上(2月14日),德州大学西南医学中心的刘一教授领导的一个研究组,与范德堡大学Carl Johnson领导的一个研究组发现了两个生物体并没有选择特殊蛋白的偏好密码子,而当研究人员通过基因遗传操作迫使这些生物体采用偏好密码子,他们发现,修改后的突变型远不如野生型的好。 刘一教授参与了这两项研究,这位华人学者主要从事生物昼夜节律分子机理与RNAi两方面的研究,他曾在Nature封面上发表文章,解析其RNA(专访RNAi前沿科学家刘一 《Nature》封面文章作者)。 在这项新研究中,刘一教授选择了一种真菌:Neurospora crassa,而且Johnson研究组选择的是一种光合细菌:Synechococcus elongatus。在这两种生物体中,参与生物钟的蛋白的合成并没有出现偏好密码子,“我们对此感到十分奇怪,为何它们在进化中没有选择这种方式”,Johnson博士说。 为此,研究人员重新编排了DNA相关排列,构建了这两种物种的新突变型,结果令他们感到惊讶的是,他们得到了相反的结果。 在Neurospora crass中,重新排列能加速生物钟蛋白的产生,但是不能确保蛋白的稳定性,这些蛋白最终降解了,刘教授解释道,这是由于虽然快速生成的蛋白序列没有错,但是之后的折叠过程却出现了错误。 蛋白是由一系列氨基酸组合而成的长链分子,因此能进行多种方式的折叠,而这些折叠方式对于蛋白功能具有至关重要的作用,等同于氨基酸序列的影响。刘教授所获得的发现其实并不罕见,如果蛋白没有足够的时间紧密折叠,那么就无法正常运作,从而导致生物钟断裂。 而之后的Synechococcus的研究结果却相反。 研究人员最初发现突变型好像能正常工作——突变细菌能产生更多生物钟蛋白,其生物循环也好似更加稳健(比野生型更接近于24小时),但奇怪的是,在温度约为20°C的时候,突变型会生长的比野生型慢得多。这一温度条件下,野生型Synechococcus生物循环为30个小时。 Synechococcus生长的最佳温度为30°C左右,比如夏天淡水环境,在这一温度下,光合细菌的基因表达完好,使得其生物钟能接近于24小时循环——太阳出来的12小时工作,太阳落山的12小时休息。 但是在较低的温度下,比如在冬季的几个月里,其基因的表达受到阻碍,生活周期会延长到30个小时。 “这30小时的周期似乎是针对较低的温度的一种进化适应性,”Johnson博士说。虽然目前还不清楚这种适应性的进化原理,但是研究人员认为这可能是由于光照时间的缩短。因此突变型无法像野生型一样来适应30个小时的生活周期。 “更好地了解这种细菌的生命周期,对于提高其在生物燃料的生产效率至关重要,”Johnson博士说。 而这对于科学家们来说,也是上了一堂课,这告诉我们,我们的假设并不是自然进化的最优选择。密码子的出现,似乎是基因表达调控的一个基本组成部分,而Neurospora和Synechococcus都没有选择偏好密码子,这是因为这能令它们更好的适应周边环境。
人类进化不完美带来许多疾病 到目前为止人类是地球上最成功的灵长类动物,人类获得这种成功是由于其适应性,比如说庞大而又复杂的大脑和双脚直立行走。普林斯顿大学的人类学家艾伦-曼恩告诉《生命科学》道:“我们正在处理人类进化的伤痕。”比如说,虽然直立行走让我们的手解脱出来使用工具,但是人类脊椎所遭受的重压导致了独特的背痛。 为了强调人类直立姿势带给人类脊椎的挑战,人类学家和解剖学家拉蒂默将脊椎骨与24个杯子和碟子堆成的塔进行了对比,每一个杯子代表一节脊椎骨,每一个碟子代表一个椎骨之间的圆盘。拉蒂默说道:“在塔的顶部放一本书代表头,如果你非常小心有可能保持它的平衡。然后把它设置成你脊椎所具有的弯曲,即使给你世界上全部的布基胶带,你仍然可能无法保持它的平衡。” 在直立行走时脊椎发育成弯曲来保持平衡,在某些点就会产生压力。这就会导致脊柱前弯症、腰椎前凸、驼背、脊柱侧凸等健康问题。从四足进化成两足行走也导致了诸多的足部问题,比如说扁平足和拇囊炎。化石证据表明350万年以前人类已经遭受了脚踝扭伤等足部问题。 大脑尺寸的惊人增长帮助人们区别于动物王国的大部分动物,也导致了现在许多人经历的智齿问题。曼恩说道:“我们的大脑扩大到我们祖先的三倍,结果使大脑的构造发生了改变。这通常会使智齿没有地方生长,导致它们以疼痛的方式长出,进化并不完美。” 直立行走的进化也使人类的分娩比其它灵长类动物更具风险。特拉华大学的人类学家凯伦-罗森博格告诉生命科学道:“如果你想要寻找我们如何智能化设计的案例,你只需要看一下我们复杂而又难受的分娩。”人类现在所形成的复杂社会帮助女性从分娩中存活下来。
人类饮酒基因源自1000万年前远古灵长目祖先 一项研究表明,人类的饮酒基因可追溯至1000万年前人类与黑猩猩和大猩猩的共同祖先物种。   科学家认为,人类远古祖先首先在地面上发现了发酵水果,之后形成的生活方式逐渐脱离了树木栖息。个别人类祖先吃了发酵水果之后能够比不吃这样水果的个体在新环境中更好地生存,逐渐形成体内吞食发酵水果的遗传基因。   这项最新研究将解释为什么人类、黑猩猩和大猩猩能够消化酒精,而我们的树栖近亲物种红毛猩猩却不具备这种能力。美国佛罗里达州分子进化应用基金会的化学家史蒂芬-巴纳在灭绝灵长目动物体内“挖掘”发现酒精代谢酶之后做出这一论断。   通过分析这种酶的遗传代码,他们在实验室重建了这种酶,并分析酶如何进化演变。美国明尼苏达大学生物化学家托马斯-卡兹劳斯卡斯说:“这就像是**在审判室进行案件过程分析,巴纳能够再次呈现人体酒精代谢酶的进化历程。”   为了体内分解酒精,现代人类依赖于“酒精脱氢酶4(ADH4)”,这种酶遍布在食道、胃和肠道。然而,并不是所有ADH4酶都是一样的,一些灵长目物种的ADH4酶具备酒精代谢能力,而有些灵长目物种却不具备。   为了进一步理解这种现象,研究人员绘制了同一灵长目系谱图中27种现代灵长目物种ADH4酶的DNA序列,试图推断在系谱图中哪一点出现进化分支。研究结果显示,多数灵长目物种祖先不能完成酒精代谢,但是在大猩猩、黑猩猩和人类进化分支上出现了ADH4酶,具有强大的酒精消化能力。   巴纳博士指出,ADH4酶消化酒精能力是远古祖先物种的50倍。这种酶有能力消化分解现代酒精饮料中的酒精成分。
细胞坏死能够被控制 在一般的压力刺激下,正常的蠕虫不受影响(上);而破坏了某种关键蛋白的蠕虫细胞会发生爆裂并导致蠕虫死亡(下)。 (图片来源:C. Luke et al., Cell 130) 美国科学家近日研究发现,破坏一种蠕虫的SRP-6蛋白能加速其细胞的坏死过程。这一发现有助于科学家更好地理解坏死(necrosis)——细胞死亡的方式之一,并找到对抗相关疾病的方法。相关论文发表在9月21日的《细胞》上。 细胞死亡的方式有多种,细胞凋亡(apoptosis)和坏死是比较典型的两种。细胞凋亡是在某些生理或病理条件下,细胞受到某种刺激后,为了生物体的利益考虑,细胞主动参与并按一定程序发生的自杀性死亡。坏死则与此不同,这种情况下,细胞并不会主动死亡,但是一些因素,比如失血、缺氧等,都会使其膨胀并发生爆裂。一些科学家已经发现有些方法能加速坏死过程,但是关于它能否被停止却一直没有弄清。 在最新的研究中,美国匹兹堡大学的分子生物学家Gary Silverman和同事将研究重点放在了serpins蛋白,这种蛋白的一部分能够帮助控制血液凝结和炎症。研究小组破坏了蠕虫体内编码SRP-6(serpins的一种)的基因,结果发现,这些蠕虫放进常温水中后会快速死亡。进一步的研究发现,蠕虫死亡的原因在于压力响应机制出错了,它们已不能像正常蠕虫那样调节细胞内的液体量,它们细胞内的溶酶体(lysosomes)已经爆裂。将SRP-6被破坏的蠕虫暴露于其它压力条件下,比如高温、缺氧等,也会得到类似的结果。研究人员表示,破坏了SRP-6的蠕虫无法像正常蠕虫那样修复受损的溶酶体。此次实验表明,SRP-6的作用在于防止蠕虫细胞坏死和溶酶体破裂。 美国纽约州立大学石溪分校的分子生物学家Wei-Xing Zong认为,这项研究真是让人吃惊,人们可能从没有想过坏死也能被控制。 美国Burnham医学研究所的Guy Salvesen表示,此项研究非常重要,查明坏死的分子路径将有助于研究人员找到对抗相关疾病的方法。不过他又提醒说,由于尚不清楚坏死能在多大程度上被控制,所以此次实验结果能否应用于人类还有待更进一步的研究。(
减肥高手亮氨酸 为了减肥,你是不是对美味食物垂涎欲滴却不敢张口呢?好消息来了!美国科学家近日通过灭活小鼠的一个关键基因,使得它能疯狂摄取食物却不增长体重。这一研究有望帮助人们在遍尝美味食物的同时保持苗条的体形,并为治疗肥胖和糖尿病提供了希望。相关论文发表于9月5日的《细胞-代谢》(Cell Metabolism)上。 之前有研究发现,食用高蛋白食物或是补充亮氨酸(leucine)能减轻体重,但是其中的机制一直没有弄清。 在最新的研究中,美国宾夕法尼亚州立大学的Christopher Lynch和同事灭活了小鼠体内的一个基因,该基因的作用是清除血液中的亮氨酸。结果发现,这些小鼠比正常小鼠表现得更为饥饿,吃得更多。当喂以高脂肪食物后,这些小鼠并没有像正常小鼠那样发胖,而是仍旧保持瘦小,身上的脂肪大约只有正常小鼠的一半。当喂以正常食物后,这些小鼠看起来更为健康,体重比正常小鼠要低10%左右,患糖尿病的风险也比正常小鼠要低。Lynch推测,这些小鼠疯狂进食的原因大概是,利用体内的亮氨酸水平来决定该吃多少以达到最适宜的体重。 造成这一结果的原因在于对亮氨酸的抑制被解除了。被灭活的基因所编码的酶能够分解亮氨酸,此基因被灭活后导致亮氨酸在体内积累,刺激细胞产生新的多余的蛋白质并将它们分解掉。这种无效循环(futile cycle)燃烧了过剩的能量,所以小鼠大吃特吃却仍然能够保持体形。 美国马里兰大学内分泌学和营养学研究人员Susan Fried认为,此次研究表明了补充亮氨酸能导致长期的体重减轻。但是消耗能量的关键在于停止体内亮氨酸的代谢,而不是增加亮氨酸的摄取。理论上可以通过开发一种药物来阻止这种酶分解亮氨酸,但是是否会带来副作用还有待研究。Fried表示,要将这一研究应用于肥胖等症的实际治疗,还有很长一段路要走。
家鸡驯化研究获进展 从供应肉蛋到斗鸡娱乐,家鸡在人类生产生活中扮演着重要的角色。在驯化之后,家鸡随人类扩散到世界各地,成为饲养最为广泛的家禽。关于家鸡的驯化问题,自达尔文时代以来就一直广受学术界关注。一系列工作表明,家鸡的主要野生祖先是红原鸡。为探讨家鸡的驯化历史,中科院院士张亚平领导的研究组基于母系遗传的视角,对收集到的家鸡和红原鸡样本的线粒体DNA(mtDNA)控制区片段进行了分析。结果显示,家鸡mtDNA的不同支系可能起源于包括南亚、东南亚以及中国南部在内的广大区域,可能涉及多次驯化事件(Liu et al. 2006. Mol Phylogenet Evol)。 由于控制区突变速率较高,由此引发的频发突变(recurrent mutation)会干扰家鸡mtDNA系统发育关系的构建。同时,控制区片段相对有限的遗传信息不足以揭示家鸡驯化的更多历史细节。张亚平院士研究组随后关于家猪(Wu et al. 2007. Genome Biol)和家犬(Pang et al. 2009. Mol Biol Evol)的工作表明,基于线粒体全基因组的系统发育分析可以较好地解决控制区的不足。 源于类似的思路,该研究组继续与国内外的研究者展开合作。通过对东亚、东南亚以及南亚的家鸡和红原鸡样本控制区片段的初步分析,苗永旺和彭旻晟等研究人员选取50份代表样本进行了线粒体全基因组测定,构建了mtDNA系统发育树并对单倍型类群进行了界定。研究结果显示,家鸡和红原鸡共享单倍型类群A-G;相关家鸡和红原鸡的世系在系统发育树中也没有体现出明显的分离。这提示家鸡和红原鸡之间可能存在持续杂交,或是家鸡的驯化时间较短。基于系统发育树,研究人员对包括已发表数据在内的近5000条控制区序列进行了重新分析,从而揭示出分别发生在南亚和中国西南(及其邻近东南亚地区)的局部驯化事件。此外,对单倍型类群D的分析表明,在南岛语系人群移居太平洋岛屿的过程中所携带的家鸡主要是来自东南亚地区。 该工作为今后的家鸡研究工作提供了较为清晰的母系遗传背景信息。相关论文于12月5日在线发表于国际刊物《遗传》(Heredity)。
无性繁殖如何惠及物种八千万年 2007年早些时候,英国伦敦帝国学院的科学家发表的一项研究表明,一群几千万年来从未经历过有性繁殖的生物仍在朝不同物种的方向进化,它们就是蛭形轮虫(bdelloid rotifers),一种栖息在在池塘、河流、土壤和地衣中的微小水生动物。 10月12日出版的《科学》杂志发表了一篇论文,英国剑桥大学的研究人员首次揭开了蛭形轮虫如何通过无性繁殖适应环境变化,进而存在了8千万年的谜团。 长期以来,科学家认为,无性生殖生物与有性生殖生物相比,缺乏通过遗传变异适应外界环境的手段,因此,无性繁殖的物种往往存在的时间较短。不过,神奇的蛭形轮虫却是个例外,它为何能存在8千万年一直是个不解之谜。 在最新的研究中,剑桥大学Alan Tunnacliffe博士领导的研究小组研究了一种名为Adineta ricciae的蛭形轮虫,它能够在无水环境下存活数年而不发生完全脱水,在水环境重新到来后又会复苏。 人类等有性生殖动物在繁殖过程中,源自双亲的基因副本多数情况下几近相同,它们所产生的蛋白质也往往是单一的。然而,新研究表明,来自亲代蛭形轮虫LEA基因的两个基因副本是不同的,因此能够产生不同功能的蛋白。其中,一个基因副本负责防止一些重要蛋白聚集成块,另一个副本则帮助维持细胞膜的完整性,从而使机体能够抵御脱水带来的死亡威胁。 新的研究是科学家首次发现无性繁殖生物的进化伎俩。Tunnacliffe表示,“我们的研究首次表明,无性繁殖中的基因副本可以具有不同的功能。由于新发现的基因功能进化不可能发生在有性繁殖生物中,因此可以说,无性繁殖还是惠及了蛭形轮虫八千万年。”
进化决定的肤色的主要基因 美国科学家们认为:对小小的斑马鱼研究成果,可能解开人类肤色之谜。 据英国广播公司17日报道,美国宾州州立大学的一个研究小组发现:某个基因的一个小小变化,就决定了不同的皮肤色素。这一发现将有助于解释欧洲白人和非洲黑人在肤色上的差别原因。 研究人员希望这一发现能够有助于找到治疗皮肤癌的新方法。从理论上说,由于这一发现,今后人们要改变皮肤颜色,可能将不必借助于晒太阳或者痛苦的化学漂白程序。 长期以来,决定人类肤色的基因一直是生物学的一个谜。人们知道一些基因的变异造成了皮肤白化病以及眼科疾病,但人类并不知道到底是什么基因导致了正常人的肤色差别。宾州州立大学的科学家们现在找到了这个基因, 它就是SLC24A5, 而人们以前一直没有想到这个基因导致人类肤色差异。 斑马鱼被选为研究对象,是因为斑马鱼与人类有许多相同基因。斑马鱼的色素细胞与人类相似,而且和人类一样有黑素体。研究人员发现普通斑马鱼的变种-金斑马鱼的黑素体比普通斑马鱼数量少,体积小,而且色素分布稀。研究人员发现金斑马鱼色素浅的原因,是SLC24A5基因发生了变异,导致某一种主要蛋白质生产减少。 一旦增加从普通斑马鱼提取的这种蛋白质数量,金斑马鱼的皮肤就会变黑。研究人员接着通过对人类染色体的研究,得到了相同的研究结果。绝大多数人种的SLC24A5基因相同,但是欧洲白人的SLC24A5基因发生了变异,虽然只发生了一个变异。而正是这一个变异,导致了欧洲白人和金斑马鱼一样,黑色素少、小,且色素分布稀。 宾州大学研究人员希望这一发现有助于攻克皮肤癌等难题,但英国癌症研究中心的奈特博士说:现在就谈这一发现对治疗皮肤癌的意义还为时过早,因为在此以前必须首先研究欧洲白人的SLC24A5基因发生变异的原因是什么,以及这种变异的功能又是什么等等。 美国科学家近日研究发现,斑马鱼的一种基因可以决定人类毛发、皮肤和眼睛的颜色。 斑马鱼有很多基因与人类基因相似,因此被广泛用于遗传学研究。美国宾夕法尼亚州州立大学研究人员发现,斑马鱼基因组中存在一个决定鱼皮浅颜色的基因,这个基因上的单个氨基酸改变在色素沉着过程中具有重要作用。由于人类也存在这个基因,研究人员认为,这或许可以解释为什么许多欧洲人皮肤颜色比较浅,也可能有助于找到治疗恶性黑色素瘤这种皮肤癌症。 据路透社今天报道,一种小斑马鱼将帮助科学家揭开生物学最大的谜团之一:哪一种基因决定着人类皮肤、眼睛和头发的颜色。 一个由科学家组成的大型国际研究小组在昨天公布的一份报告中说,他们已经发现了一种使非洲斑马鱼的颜色比正常颜色更浅的基因,这种基因有助于解释许多欧洲人头发、皮肤和眼睛的颜色较浅的原因。 研究小组表示,单个氨基酸分子的细微不同在导致欧洲人肤色较浅方面扮演着重要角色。美国宾夕法尼亚大学的基思·陈说,这种基因被称为SLC24A5。他们的研究成果发表在《科学》杂志上,报告说,SLC24A5可以解释为什么欧洲人和非洲人皮肤黑色素之间存在25%至38%的差异。
JQ1可重新激活潜伏HIV用于癌症治疗 来自波士顿大学的研究人员在新研究中证实一种用于治疗癌症的药物:JQ1可以重新激活潜伏的HIV,并有效抑制炎症,显示出根除潜伏HIV感染,对抗炎症疾病的光明前景。研究论文发表在12月的《白细胞生物学期刊》(Journal of Leukocyte Biology)杂志上。 艾滋病(AIDS) 是由人类免疫缺陷病毒HIV引起,使人体的免疫系统遭受破坏,对威胁生命的各种病原体丧失抵抗能力,从而发生多种感染或肿瘤,最后导致死亡的一种严重传染病。截止目前,全世界共有3400万人感染了艾滋病毒或艾滋病,绝大多数在低收入和中等收入国家;2010年新感染这一病毒的人数为270万;艾滋病已成为全世界头号传染病杀手,迄今已造成3000多万人死亡。 多亏有抗逆转录病毒药物,使得艾滋病患者在确诊后的近20年时间内仍可以生存下去。然而即便是高活性的抗逆转录病毒疗法或鸡尾酒疗法(HAART)也不能治愈艾滋病。其主要问题问题在于这些药物不能对付HIV所谓的原病毒库——潜伏在T细胞和其他细胞类型中的休眠形式的病毒。当休眠病毒再次出现时则可继续损害宿主。 JQ1最初在Dana-Farber研究院被合成的时候,是用来阻断一种致癌基因:BRD4的。Bradner实验室的另外一位领衔化学家:齐军(Jun Qi,音译)命名了这种化合物,研究证明,JQ1在肺癌模型,以及几种血癌模型,比如白血病和多发性骨髓瘤中有效。 “这一药物或许可作为辅助治疗清除潜伏HIV库从而根除感染。它可以与其他HIV清除药物协同起作用,”波士顿大学医学院传染病部门课题带头人Monty A. Montano说。 为了这项研究,科学家们采用了包含潜伏HIV的细胞系,并从接受有效抗逆转录病毒治疗,血液中已检测不到病毒的患者处获取了细胞。随后研究人员按生理浓度将JQ1添加到潜在感染的细胞中,他们发现药物导致了潜伏HIV的有效重激活。研究人员还在对相同细胞的全基因组表达研究中观察到了炎症基因的有效抑制。JQ1重新激活潜伏HIV或许使其容易受到当前治疗的影响。 《Journal of Leukocyte Biology》杂志副编辑John Wherry博士说:“数十年的HIV研究让我们明确了一件事情,就是治疗这一疾病没有魔弹。相反,已经取得的一些进展通常都是在以往开发的其他治疗的基础上连续迈出的一小步。让人感到有希望的是,JQ1能使其他的HIV药物‘看到’潜伏的HIV,这将成为治愈艾滋病大齿轮中的一个重要的轮齿。”(来源:生物通 何嫱)
卵巢癌细胞能够转化正常细胞 卵巢癌细胞能够转化环境中的正常细胞,使这些细胞支持癌细胞生长,近日科学家们揭示了这一转化过程的机制,并为癌症治疗提供了新靶点。 在美国癌症研究协会旗下的Cancer Discovery杂志12月刊上,芝加哥大学和西北大学的研究人员发表了一项研究,研究显示卵巢癌细胞能够改变邻近正常细胞中三种microRNA的合成。microRNA是基因表达的重要调节因子。 microRNA能够通过改变基因表达来影响细胞功能,它们会将正常健康的成纤维细胞转变为癌相关成纤维细胞CAF。而癌相关成纤维细胞CAF会产生化学信号促进癌细胞增殖、侵入健康组织并转移到其他地方。现在,研究人员通过逆转microRNA信号,成功将癌相关成纤维细胞转变为正常的成纤维细胞。 “这些癌支持细胞是潜在的新癌症治疗靶点,”该文章的作者之一,芝加哥大学妇产科教授Ernst Lengyel说。“癌细胞突变很快,因此它们很容易对治疗产生抵抗。但癌相关成纤维细胞在遗传学上是稳定的,”他说。“它们的有害行为是由microRNA驱使的,而抑制这些信号就是抗击癌症的新途径,不仅可以瓦解癌细胞的支持系统,也不大可能演化出抗性。” “对于卵巢癌来说,”Lengyel补充道,“我们急需新的治疗方式。”这一领域如今已多年没有新方法进入临床了,患者预后也没有得到明显改进。 成纤维细胞是结缔组织的主要细胞成分,它们为其他组织提供结构框架,并且有助于伤口愈合。当富含成纤维细胞的组织被癌细胞侵袭时,“癌细胞与成纤维细胞之间的密切交流”会将成纤维细胞转变为癌相关成纤维细胞, “科学家们才刚开始学会将正常细胞重编程为多能干细胞,”文章作者,西北大学医学教授Marcus Peter说。“我们的研究显示,癌细胞有能力将环境中的正常细胞重编程,让它们支持癌细胞生长,而这一过程涉及了microRNA。” 研究显示癌细胞使成纤维细胞中的两种microRNA合成减少(miR-31和miR-214),而miR-155的合成增加。microRNA通常阻断基因表达,其水平减少会提高一些目标基因的表达,大多数这样的基因都与CAF相关化学信号的形成有关。 研究显示,上述信号中上调最高的是CCL5,而CCL5是“关键的促肿瘤因子”。研究人员将人类卵巢癌细胞和CAF同时注入小鼠体内,肿瘤细胞很快便会取代正常卵巢结构。而可中和CCL5的抗体可以抑制这一过程。 “研究中使用的是来自患者的肿瘤细胞和CAF,而非细胞系,”Lengyel说,他是专长手术手术治疗卵巢癌的妇产科肿瘤学家。“我们的模式系统尽可能的贴近真实病情。”现在人们已经在研发靶标癌细胞microRNA的治疗手段,而这系那个研究显示,还可以通过改变癌相关成纤维细胞中的microRNA来治疗癌症。(来源:生物通 叶予)
科学家在实验室造出人工基因调控系统 据物理学家组织网2月3日报道,美国杜克大学研究人员模仿人体细胞内复杂的基因调控过程,在实验室造出一种人工系统,能再现多种蛋白质是怎样相互作用打开一个基因的。这种新系统能帮助那些基础研究人员,作为他们检查基因“打开”或“关闭”效果的一种工具,并为开发新的基因疗法、促进合成生物学速生研究等领域带来利益。相关论文在线发表于最近的《自然—方法学》杂志上。 人体细胞大约含有2万个基因,会产生大量的蛋白质,很多基因也会影响到其他基因的活动。如能理解这些基因之间的相互作用,就能从整体上提高生物医学研究水平。但在天然系统中,基因之间的相互作用极其复杂。研究人员介绍说,他们模仿这些作用,造出了一些较简单的基因网络,如能对其中每个组成部分实现精确控制,就可以用它们来实验生物传感、生物计算、再生疗法,甚至作为更复杂的天然系统的模型。 “人类基因不仅仅是打开或关闭那么简单,它们可以在大范围里不同程度地被激活。天然基因是由许多蛋白质相互作用来调控的,因此在同一生物系统内也会产生不同的结果。”杜克大学普拉特工程学院生物医学工程副教授查尔斯·杰斯拜奇解释说,在他们设计的人工系统中,用一种蛋白质来控制基因的活性水平。“我们‘自上而下’地分析了天然的基因网络,开发出一种‘自下而上’的方法,能模拟多种蛋白质是怎样通过复杂的相互作用来调控一个基因的。这种方法与一般的遗传学方法不同,让我们能打开细胞内部的基因,深入到以往无法触及的水平。” 指导该实验的高级研究员帕布罗·皮尔兹-佩内拉说:“目前我们对天然基因调控的基本机制还知之甚少,新系统可以作为一种强有力的探测工具,进一步推动合成生物学发展,提高对哺乳动物的生物编程能力。” “所有的生物系统都依赖基因调控,生物工程人员要面对的挑战就是怎样在人工合成过程中再现这一自然过程。”杰斯拜奇说。对于合成生物学来说,新研究还可作为一种合成蛋白质的新技术,比如一种叫做转录激活因子样效应子(TALEs)的人造酶,几乎能跟任何基因序列“绑”在一起。这些TALEs很容易生产,人们可以造出大量的TALEs来控制特殊基因。(来源:科技日报 常丽君)
荧光蛋白可协助破译斑马鱼“想法” 据《新科学家》杂志网站近日报道,斑马鱼发现了它的午餐,它的大脑在想什么?现在,我们第一次能确切看到它的想法,而这要感谢一种研究单个神经元的新方式,可使研究人员追踪活体动物的大脑活动模式。相关研究报告发表在《当代生物学》杂志上。 实现细胞活动精细成像的标准方式,是通过基因改变的细胞来表达绿色荧光蛋白(),其在钙浓度提升时会被点亮,就像神经元被激活时发生的一样。 为了尝试观察单个神经元的活动,科研人员在日本国立遗传学研究所制成了超级敏感的荧光蛋白,并在4天至7天大、通体透明的斑马鱼幼体身上进行了测试。他们重点集中于斑马鱼的顶盖位置捕捉活动的迹象,而该区域正是斑马鱼大脑处理视觉信息的部位。他们搭建起液晶显示屏,用以向静止的斑马鱼幼体的一侧展示闪烁的点。随着点的出现和消失,研究人员观察到相应的闪光自斑马鱼的顶盖发出,而这反映了它的神经活动。 当科学家把闪烁点从左侧移动到右侧,或从上方移到下方时,他们又在顶盖位置看到了水平和垂直方向的大脑信号,展现了所谓的“视网膜脑图”。来自每只眼的视觉信息会在相反的脑半球得到处理,因此右眼看到的景象会被复制到顶盖的左侧,反之亦然。 大脑地图和实际活动的规模差异在于,垂直方向的放大倍数要比水平方向的倍数更高,但为何出现这种情况目前尚不清楚。研究人员称,他们认为鱼眼和人眼发现高度差异的能力均好于其发觉水平差的能力。而这是一个有趣的问题。 研究小组随后引入了活体草履虫,这种微小的单细胞有机体是斑马鱼的食物。其被放置在幼鱼的头部附近,当它处于静止状态时,幼鱼没有任何回应,但当它开始游动时,斑马鱼脑部的信号便会和猎物的运动步调趋于一致。 最后,科学家还观察了斑马鱼和草履虫同时自由游动时幼鱼的大脑信号。在幼鱼捕捉到猎物之前,信号会聚集在顶盖前方,这表明,这一区域的激活能够与幼鱼随后的运动通路激活联系起来。 现在,研究人员正在试图观察斑马鱼整个大脑的活动,未来他们还将探索其在学习等情况下的神经元活动,而这对于了解人类思考时涉及的基本神经回路工作模式有所帮助。 此外,科研人员还希望了解随着斑马鱼的成熟,它们的神经回路会如何进行生长。这将是下一个较大的障碍,因为只有斑马鱼的幼体是通体透明的,这就需要一个“窗口”或是极其敏感的光学试剂。而此次使用的新型绿色荧光蛋白的分辨率就十分惊人,因此实现上述目标并非遥不可及。(来源:科技日报 张巍巍)
以进化论模型推导发现抗肿瘤转移新型抑制剂 最近出版的国际肿瘤学权威期刊《美国国立癌症研究所期刊》发表了题为《转化生长因子β受体Ⅰ抑制剂高效安全抑制乳腺癌转移》的研究论文。该研究由国家“千人计划”入选者、华东师大生命医学研究所、上海市调控生物学重点实验室刘明耀教授领衔的课题组研发,发现了新型抗肿瘤体内生长和转移抑制剂。 随着全球肿瘤发病率的提高,我国已成为世界上肿瘤发病和死亡的大国。预计到2030年,世界上将有1320万人死于癌症,其中1/4在中国。针对这一严峻现状,近年来,学者一直在致力于战胜这个“恶魔”。分子靶向治疗,特别是寻找肿瘤转移的分子靶向治疗是近年来肿瘤治疗研究最为活跃的领域。肿瘤分子靶向治疗药物是一种小分子靶向治疗药物,就像子弹一样,可以直接命中癌细胞,而尽可能不损伤正常细胞,因其高效安全而备受瞩目。 课题组利用计算机模拟技术,构建了以抑制转化生长因子β受体活性为抗***物靶点的虚拟进化筛选模型。利用该模型,从40万个小分子化合物库中筛选确定了100个左右的小分子。这些虚拟进化出来的小分子在实际中是否真的能抑制癌细胞生长和迁移?这就需要再通过细胞抗癌功能筛选,从中找到1—2个抗癌效果最好的小分子。结合药物化学结构改造,这些小分子就改造成了能强烈抑制乳腺癌细胞迁移的新型转化生长因子β受体Ⅰ抑制剂。 课题组把实验小鼠分为乳腺癌原位转移组、乳腺癌肺转移组和骨转移组3种转移模型,利用治疗和预防两种给药方案,把这种抑制剂用于3种不同的动物模型。实验结果均表明,该抑制剂几乎能完全抑制乳腺癌的体内转移,并且对实验动物没有毒性。 专家认为,该项研究发现了一类新型转化生长因子β受体Ⅰ抑制剂,从多个角度证明其具有良好的抑制肿瘤转移效果,尤其在多种肿瘤转移动物模型中得到了令人印象深刻的结果。
以进化论模型推导发现抗肿瘤转移新型抑制剂 最近出版的国际肿瘤学权威期刊《美国国立癌症研究所期刊》发表了题为《转化生长因子β受体Ⅰ抑制剂高效安全抑制乳腺癌转移》的研究论文。该研究由国家“千人计划”入选者、华东师大生命医学研究所、上海市调控生物学重点实验室刘明耀教授领衔的课题组研发,发现了新型抗肿瘤体内生长和转移抑制剂。 随着全球肿瘤发病率的提高,我国已成为世界上肿瘤发病和死亡的大国。预计到2030年,世界上将有1320万人死于癌症,其中1/4在中国。针对这一严峻现状,近年来,学者一直在致力于战胜这个“恶魔”。分子靶向治疗,特别是寻找肿瘤转移的分子靶向治疗是近年来肿瘤治疗研究最为活跃的领域。肿瘤分子靶向治疗药物是一种小分子靶向治疗药物,就像子弹一样,可以直接命中癌细胞,而尽可能不损伤正常细胞,因其高效安全而备受瞩目。 课题组利用计算机模拟技术,构建了以抑制转化生长因子β受体活性为抗***物靶点的虚拟进化筛选模型。利用该模型,从40万个小分子化合物库中筛选确定了100个左右的小分子。这些虚拟进化出来的小分子在实际中是否真的能抑制癌细胞生长和迁移?这就需要再通过细胞抗癌功能筛选,从中找到1—2个抗癌效果最好的小分子。结合药物化学结构改造,这些小分子就改造成了能强烈抑制乳腺癌细胞迁移的新型转化生长因子β受体Ⅰ抑制剂。 课题组把实验小鼠分为乳腺癌原位转移组、乳腺癌肺转移组和骨转移组3种转移模型,利用治疗和预防两种给药方案,把这种抑制剂用于3种不同的动物模型。实验结果均表明,该抑制剂几乎能完全抑制乳腺癌的体内转移,并且对实验动物没有毒性。 专家认为,该项研究发现了一类新型转化生长因子β受体Ⅰ抑制剂,从多个角度证明其具有良好的抑制肿瘤转移效果,尤其在多种肿瘤转移动物模型中得到了令人印象深刻的结果。
贵州确诊两例人感染高致病性禽流感病例 2013-2月10日从卫生部获悉,贵阳市确诊两例人感染高致病性禽流感病例个案。目前,两位感染者病情危重,医务人员正在积极救治。尚未发现两例病例间有流行病学关联。 据贵州省卫生厅通报,第一例病例帅某,女,21岁,现住贵阳市。2月2日发病,病情加重后,转入贵州省人民医院重症监护病房救治。2月10日上午,经中国疾控中心对其呼吸道标本复核检测,确认人禽流感病毒H5N1核酸阳性;第二例病例蔡某,男,31岁,现住贵阳市。2月3日发病,自购**服用未见好转,8日凌晨前往贵阳市第二人民医院就诊,后转入该院重症监护病房救治。2月10日下午,经贵州省疾控中心对其呼吸道标本复核检测,确认人禽流感病毒H5N1核酸阳性。 流行病学调查尚未发现两例病例发病前存在明确禽类接触史。根据世界卫生组织人感染高致病性禽流感确诊病例定义和我国诊断标准,卫生部人感染高致病性禽流感防控专家组和贵州省人感染高致病性禽流感防控专家组分别判定两名病例为人感染高致病性禽流感确诊病例。 疫情发生后,当地已按照相关预案和方案采取相应防控措施,并对全部密切接触者进行了医学观察。截至目前,未发现被医学观察人员有异常临床表现。 人感染高致病性禽流感主要是由甲型流感H5N1病毒引起的急性呼吸道传染病。多数患者主要表现为高热和肺炎,起病急,进展快,病死率较高。目前,人禽流感主要由禽传染给人,尚未发现持续人传人的情况。
首个人造基因组的活体“生命”上市商业化运作 温特和他的同事们宣布成功合成了首个拥有人造基因组的活体“生命”。他们将许多事先组装好的DNA段拼接起来,形成了一个蕈状支原体的基因组。随后他们将这一人工制造的基因组植入另一种已经被清空染色体物质的相似细菌体内。之后这个“受体”细菌便再次开始活动,并能自我繁殖。 这一突破性进展的意义是不言而喻的,这显示人工合成生命体来帮助人类完成一些原本看似不可能的任务已经并非天方夜谭,这一天可能已经近在眼前。温特表示:“人工合成生命体将帮助我们解决一系列的基本问题,包括能源供给,食物生产,清洁水供应以及医药研制等。” 不仅仅是地球 温特曾在10年前率领一个小组参与人类基因组解码工程。现在他表示,他最大的愿望便是将生命体合成技术运用到解决地球面临的最迫切问题当中,那就是人口的增长。毕竟地球的容纳能力是有限的,但是人口却会持续不断地增长。温特说:“毫无疑问,我们将面临食物和燃料的短缺。” 基于这一前景,温特创立的“合成基因”公司正设法造出一种藻类,它能又便宜又高效地合成生物燃料,从而帮助缓解燃料问题。2009年他们已经和埃克森美孚签订了一项价值6亿美元的合同,全力进行这一项目的实验研发。 但是温特意识到,这一先进技术的应用不应该仅仅局限于地球。既然以消耗二氧化碳为生的合成生命体可以帮助缓解地球上的温室效应,那当然也可以帮助改善火星恶劣的大气环境,以便帮助我们更好更快地完成对火星大气的“地球化”改造,从而最终实现人类的殖民。 他说:“利用你的想象力,想象一下这样一个情景,假如你能设计出一种细胞,它可以改变未来。当我们撰写这些‘生命软件’时,我们将创造新的能源,以及几乎所有我们生活中所需要的材料。”这样的前景是不是很诱人?
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