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了解细胞自噬 比利时科学家Christian de Duve在上世纪50年代通过电镜观察到自噬体(autophagosome)结构,并且在 1963 年溶酶体国际会议(CIBA Foundation Symposium on Lysosomes)上首先提出了“自噬”这种说法。因此Christian de Duve被公认为自噬研究的鼻祖(参见: http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18181343&urlrefer=c6dfdcf50ebfc8f701c6c68195ff1b92 )。Christian de Duve 也因发现溶酶体,于1974年获得诺贝尔奖(获奖论文参见 http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18188745&urlrefer=f6a2bc57309597d6fb84fb7611bcdd04 )。目前根据发生过程分为三类:Macroautophagy,Microautophagy和Chaperone-mediated autophagy (CMA),通常说的自噬泛指Macroautophagy,本贴若无特殊说明都指第一类。 概念和基本过程 自噬是细胞内的一种“自食(Self-eating)”的现象,凋亡是“自杀(Self-killing)”的现象,二者共用相同的刺激因素和调节蛋白,但是诱发阈值和门槛不同,如何转换和协调目前还不清楚(参见 http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18184674&urlrefer=a04f2d81bc15cce491793982b71b6b4b )。自噬是指膜(目前来源还有争议,大部分表现为双层膜,有时多层或单层,参见综述: http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18181317&urlrefer=3f0c68a357551fa9d64d442e36cffd4e )包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等形成自噬体(autophagosome),并与内涵体(endosome)形成所谓的自噬内涵体(amphisomes),最后与溶酶体融合形成自噬溶酶体(autophagolysosome),降解其所包裹的内容物,以实现细胞稳态和细胞器的更新。基因 自噬基因(autophagy-related gene,ATG)的克隆始于酵母(yeast)。第一个酵母自噬基因(ATG)于1997年被日本科学家Yoshinori Ohsumi小组克隆,命名为Atg1,文章发表在《Gene》上( http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18187784&urlrefer=898cedfbe248883c95d76bd64bec0743 )。第一个哺乳动物自噬基因于1998年被美国科学家Beth Levine小组克隆,命名为Beclin 1,发表在《J Virol》上 ( http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18185075&urlrefer=58fd0529e8782b242745c0354058cc40 ),第一作者为Xiao Huan Liang。截止到2010年9月已经克隆34个ATG基因。 功能 目前普遍认为自噬是一种防御和应激调控机制。细胞可以通过自噬和溶酶体,消除、降解和消化受损、变性、衰老和失去功能的细胞、细胞器和变性蛋白质与核酸等生物大分子。为细胞的重建、再生和修复提供必须原料,实现细胞的再循环和再利用。它既是体内的“垃圾处理厂”,也是“废品回收站”;它既可以抵御病原体的入侵,又可保卫细胞免受细胞内毒物的损伤。因此一般说来,凋亡是程序化细胞死亡,自噬是程序化细胞存活。但是过多或过少的自噬却危害细胞。某些情况下,自噬可引起细胞死亡,因此早期一些文献也称自噬为Ⅱ型程序性细胞死亡,但现在已经名不副实(参见 http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18184181&urlrefer=f79ef8df5f9b2527699619e2e4dae8ff )。 检测方法 检测金标准是通过电镜看到膜状结构的自噬体以及其他相关亚细胞结构。文献最常用的方法是蛋白印迹检测自噬标志物LC3的转换(LC3-II/LC3-I)以及荧光显微镜检测LC3点状聚集物的形成。由于LC3本身也最终经溶酶体降解,因此需要结合一些溶酶体抑制剂使用联合检测。此外, 2009年的一篇Nature文章证实了非LC3依赖性途径的自噬( http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18213357&urlrefer=fb41b30d5589be018673ce74651ecee2 )。毫无疑问随着研究的深入,自噬机制也会变得错综复杂。其他主要方法和结果解释参见 http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fnews.dxy.cn%2Fbbs%2Fthread%2F18184873&urlrefer=e14ec31af671b5dfb6094e7f68180525 。研究热点
冷环境而不是麻黄素激活了“好脂肪” 寒冷可以通过与麻齤黄碱等拟交感药物不同的交感通路激活棕色脂肪,可基于此开创减肥新途径,前景无限好。 棕色脂肪是人体内自然存在的,棕色脂肪的燃烧会产热。之前的研究证实棕色脂肪可在叫做非寒战产热的过程中由寒冷刺激激活。麻齤黄素,这种减充血剂和支气管扩张剂之前已经因其增加产热而被用作减肥药,但是同时发现该药也有不少副作用。研究者数年来一直在试图找到激活体内棕色脂肪的方法。 Joslin糖尿病中心的研究团队已经证实,我们身体里的“好”脂肪可以被寒冷激活而麻齤黄碱(一种拟交感药物)却无此作用。这项发表在最新一期美国国家科学学会院刊的论文(见楼上)或许会引发通过药物或其他方法激活体内的“好”脂肪,即棕色脂肪,进而使其消耗从而达到减肥的目地的浪潮。Joslin医院的主治医师、医学博士、助理研究员、以及本文的第一作者Aaron Cypess表示,我们打算利用与寒冷激活体内棕色脂肪类似的途径来减肥同时还把副作用降到最低,这是一项很有前景的研究。 Joslin医院的研究团队以三种方式测试了十位受试者。每位受试者都先后被注射麻齤黄碱、生理盐水(对照),以及被要求穿上灌注57华氏度(大概14摄氏度)“冷冻背心”,每次干预后都利用PET/CT 监测棕色脂肪的激活程度。 研究者发现注射麻齤黄素和生理盐水后的棕色脂肪激活程度一致,而每次穿上“冷冻背心”大概2小时候棕色脂肪却被显著激活。Cypess 博士表示,注射麻齤黄素与穿上“冷冻背心”都会观察到明显的产热。但是我们注意到注射麻齤黄素后的产热并不是通过燃烧棕色脂肪,这也是头一次证实麻齤黄素并不激活棕色脂肪。此外研究者注意到两种方法都会激活交感神经系统进而激活应激反应,这表现为血压升高等反应,但是这却与棕色脂肪的激活关联甚少。 论文总结道,适度的寒冷刺激会激活棕色脂肪同时很少伴有其他全身反应,这表明寒冷刺激激活了特殊的交感通路。通过与寒冷刺激类似的途径可以在减肥的同事把副作用降到最低。 Cypess博士说,基于以上发现,制药企业可以简单地通过类似的途径激活体内棕色脂肪来减肥。一个简单的方法就是设计“冷冻背心”,人们穿上它就可以减肥了。以后的研究就可能会要求受试者穿上类似的背心达数周来观察是否起到减肥的效果。穿“冷冻背心”的方法会比锻炼的方法更好吗?这可是个很有商业前景的问题。 他补充道,对交感神经系统的激活机制感兴趣的心内科的研究者也会对此项研究感兴趣。
科学家找到专门以放射性核废料为食的超级细菌 据俄罗斯新闻网200年11月16日报道,美国科学家日前发现了一种能够安全地生活在“核垃圾”中的超级细菌。今后,这些细菌可能会被用来清除日益增多的放射性核废料。   八年前,当一批科学家试图查清位于佐治亚州Savanna-River地区的一处核废料堆积场的放射性强度时,他们意外地在测量仪器的探头上发现了一些不知何时粘上的橙黄色粘稠透明物质。   事后查明,这些物质是一种新类型的细菌,它们生存地点(核废料堆积场)的放射性之强绝对是如何人所无法承受的--只需其强度的十五分之一便足以致人于死地。   对美国能源部来说,这些细菌的发现无疑是一项重大突破。长期以来,美能源部一直在寻找一种即能够在超强辐射和高温条件下生存繁衍,同时还以有毒化学物质为食的超级微生物。   具有上述特性的微生物将会成为美能源部在清除核废料工作中的有力工具。   据美能源部公布的数据,如果使用传统的方法,包括机器人和化学制剂,要完全清理掉历史遗留下来的核废料至少需要耗费2600亿美元。而使用新近发现的超级细菌将有可能把这一支出大幅度降低。   如果通过显微镜观察,在佐治亚州Savanna-River地区发现的细菌在外形上非常像浆果。科学家们称其为Kineococcus。目前,这中细菌95%的基因都已被破解。然而研究人员至今也未弄明白为什么它们会具有如此顽强的生命力。通常情况下,强烈的射线会破坏掉生物的基因结构,但它们似乎对Kineococcus一点作用也没有。   到现在为止,科学家们已发现了大约10种与Kineococcus类似的超级生物。其中,第一种于1956年在俄勒冈州被发现,它已被命名为Deinococcus。   由于Deinococcus所能承受的放射性强度比其他任何生物都高,一些科学家甚至猜测,它们可能是由彗星带到地球上的外星生命。还有一些学者则认为,Deinococcus可能是地球形成后出现的第一批“居民”。   不久前,科学家们还在荒凉的山峰上以及南极洲被冰雪覆盖的植物上找到了数种生命力极强的细菌。路易斯安那大学的微生物学家约翰·巴利斯特认为,这些生物在进化的过程中成功找到了一种能够在极端恶劣的环境下生存的手段。他表示:“这些细菌只是在等待大风将它们带到一个适宜生存的地方。”   不过遗憾的是,尽管第一种被发现的超级细菌Deinococcus能够承受很强的辐射,但它们却并不以核废料堆积场中存在的大量有毒化学物质为食。为此,美国能源部在1997年时开始着手对其进行基因改良。现在,改良后的Deinococcus已基本达到了能源部的相关要求,但美政府非常担心将它们释放到自然界后可能造成的不良后果。   幸运的是,就在这时,本文开始时介绍的Kineococcus出现了。科学家们认为,可以在实验室中大量培育Kineococcus,然后再将它们释放到核废料和有毒化学物质的堆放地。   但现在有部分专家认为,在投入大规模使用前,还需对Kineococcus的基因结构进行5年左右的研究,并开展相关的试验活动。 美国科学家发现一种用处极大的细菌----可清除放射性废料可制成生物电池http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fwww.biotech.org.cn%2Fnews%2Fnews%2Fshow.php%3Fid%3D10563&urlrefer=849a835da2deffbdc6ff98238da70879
研究人员在野生动物中发现耐药性超级细菌 [导读]研究人员在野生动物当中发现在人类中最臭名昭著的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。 腾讯科学讯(过客/编译)根据《野生动物疾病》杂志的一项最新研究,人类当中最臭名昭著和最难以治疗的细菌之一发现于野生动物当中。研究人员从两只兔子和一只沙鸥中分离出了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。 野生动物当中出现最臭名昭著的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 兔子身上的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)也对四环素有抗性,史密斯称这在农场动物中是普遍存在的 金黄色葡萄球菌会导致皮肤感染,如果进入血液就会导致威胁生命的疾病。大多数传染病都很容易用盘尼西林和相关的抗生素进行处理,但是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)会呈现上升的趋势,它也被称作“超级细菌”,每年大约会杀死18000名美国人。在大部分情况下,人们由于住院感染了这种细菌。医院是耐药细菌的滋生地,因为人们的治疗会使用各种各样的抗菌药物,这就促使病原体进化出抗药性。 这种情况十多年前就已经清楚了,然而人们也能够在医院之外获得耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。比如说,畜牧场的猪就被发现含有这种细菌,很可能是因为在它们生长的过程中农民在食物中添加了抗生素,这是进化出抗药性的另一种方式。其它的研究已经在宠物和动物园动物身上发现了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),它们或许是被人类管理员所传染。 现在似乎野外的动物们能够被耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)所感染。爱荷华大学的流行病学家塔拉-史密斯带领的研究人员们在进入野生动物护理中心的114只动物身上收集到了样本。其中的7只动物或者说6.1%携带着对于甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌。这些动物包括猫头鹰、鸽子、一只海狸、一只苍鹭和一只松鼠。有三只动物携带着耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。 一个大问题是这些物种是如何携带上耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。一名兽医兼动物学家的乔治-费雷拉在瑞士担任会诊医生时说道:“这真的非常难以了解来源,特别是候鸟这些动物。”他一直都在研究人类和它们的宠物身上存在的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。我们假定这些受感染的动物从未接受过抗生素,那么它们一定是从它们所处的环境直接获得的细菌。 分离出来的细菌类型表明这只沙鸥携带着一种与医院有关的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。兔子身上的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)也对四环素有抗性,史密斯称这在农场动物中是普遍存在的。 或许最伤脑筋的是携带着仍然对甲氧西林敏感的葡萄球菌的一只鸽子,它对抗菌万古霉素产生抗药性。史密斯实验室的助理研究员同时也是研究的合著者Shylo Wardyn说道:“在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的传染病治疗中万古霉素是作为一种最后的手段。而且在人类当中对万古霉素有抵抗力的葡萄球菌是很罕见的。” 史密斯说道,是否环境当中的野生动物是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)一个储存器,是否它们能够把超级细菌传播给动物和人类仍然是一个未解决的问题。这些感染能够从人类中传播出来,比如说医院垃圾、污水或者农业。而且我们不清楚的是是否动物们能够摆脱自身的感染、它们是否能够交叉感染或者它们是否曾经把病毒传播回人类。 费雷拉的研究表明狗和它们的主人能够将反复的传播耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),而且野生动物也是人类感染的另一个众所周知的途径,比如说鹿和莱姆病、老鼠和汉坦病毒。虽然提出这样的证据,但是需要进行更多的研究来了解人类是否能够从野生动物感染耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。
肯塔基州发现雪茄型UFO 不信上帝将入狱一年 [导读]美业余天文学家拍摄到“不明飞行物”飞行视频,酷似“雪茄型”飞艇,目击事件跨越了三个州,并引发了UFO爱好者的热议。 腾讯科学讯(Everett/编译)据国外媒体报道,近日一位名叫艾伦·艾普琳(Allen Epling)的业余天文学家在肯塔基州拍摄到一段“不明飞行物”在空中掠过的视频,从外形上看是一艘“雪茄型”的UFO,可能只是一艘太阳能飞艇而已。类似外观的飞艇全长有八米左右,可依靠太阳能动力进行飞行,建造飞艇的材料使用了高密度且重量较轻的哑光黑膜涂层,可最大限度地反射太阳光,在充满气体后可飞行至3万英尺的高度。 艾伦·艾普琳拍摄到的这艘“雪茄型”的飞艇上升到近1万英尺的高度,这是普通商用客机飞行高度的两倍以上,飞行路线跨越了肯塔基州、弗吉尼亚州和田纳西州,并被沿途的人们所目击。在这样的高度上,“雪茄型”不明飞行物看起来像是两个闪烁的灯泡,并列飞行。有时候它会变得非常明亮,看上去似乎要合并在一起,我们可以用肉眼清楚地看到它,然后它将会变暗下,几乎看不见了。跨越三个州的“雪茄型”飞艇在不明飞行物的网站上被热议,人们提出了许多理论来解释该不明飞行物到底是什么。 艾伦·艾普琳称自己并不明白这个“雪茄型”的不明飞行物为何在一个地方悬停,没有迹象表明它存在螺旋桨或者其他推进系统。该地区的警方文件中提到他们受到了大量关于该不明飞行物的电话报告,但他们仍然没有找到该飞行物。来自明尼苏达州东部派恩县的机场雷达显示在艾伦·艾普琳录制视频的时间段上没有关于该不明飞行物的记录。 拍摄不明飞行物的观测设备为Meade 8" SCT天文望远镜,不明飞行物在另一方向上观测时轨迹并不会超过10度偏差,位于地平线上60度方位角。该不明飞行物目击事件激起了全美范围了相关UFO团体的研究热潮,有评论认为这是一艘来自星际联盟阿斯塔指挥官飞船的飞行器。业余天文学家艾普琳认为自己将花毕生的精力去观察不明飞行物,并不会为此感到恐惧,相反则会为此着迷,尤其是看到一些不同寻常的东西。
科学证明预定论 美国科学家发现“死亡基因” 可预测何时死亡 时间:2012年11月21日 来源:环球时报 编辑推荐:   美国科学家发现了一个特别的基因,该基因能在很大程度上影响人类的生物钟,甚至能预测一个人最可能在一天中的什么时候死亡。免费试用:GE ECL™ Prime 蛋白印迹试剂>> >> 据英国《每日邮报》19日报道,美国科学家发现了一个特别的基因,该基因能在很大程度上影响人类的生物钟,甚至能预测一个人最可能在一天中的什么时候死亡。 这一成果发表在美国神经学年鉴上,科学家在研究阿尔兹海默症等病时,意外发现这一基因,该基因有AA型、GG型、AG型三种类型。一个人有36%的可能性是AA型,有16%的几率是GG型,有48%的几率是AG型。 调查发现,AA型的人比GG型的人每天早醒约一小时,AG型几乎刚好介于前两者之间。那些具备AA型或AG型基因的人,死亡时间通常在上午11时左右,而那些具备GG型基因的人常常死于下午6时左右。   中新网11月20日电据香港《文汇报》20日报道,美国科学家在研究时发现,基因变异可预测人类“最可能”死亡的时间。   据报道,美国科学家日前研究巴金森症及脑退化症时,无意中发现掌控人体生理时钟的基因变异。这种基因变异不仅影响心脏病及中风等急性发病的时间,甚至可预测人类最可能死亡的时间。   研究团队表示,这有助判断患者服药的最佳时机,亦可让医院为患者的“危险期”作好准备。
发现“死亡基因” 可预测何时死亡 美国科学家发现“死亡基因” 可预测何时死亡 时间:2012年11月21日 来源:环球时报 编辑推荐:   美国科学家发现了一个特别的基因,该基因能在很大程度上影响人类的生物钟,甚至能预测一个人最可能在一天中的什么时候死亡。免费试用:GE ECL™ Prime 蛋白印迹试剂>> >> 据英国《每日邮报》19日报道,美国科学家发现了一个特别的基因,该基因能在很大程度上影响人类的生物钟,甚至能预测一个人最可能在一天中的什么时候死亡。 这一成果发表在美国神经学年鉴上,科学家在研究阿尔兹海默症等病时,意外发现这一基因,该基因有AA型、GG型、AG型三种类型。一个人有36%的可能性是AA型,有16%的几率是GG型,有48%的几率是AG型。 调查发现,AA型的人比GG型的人每天早醒约一小时,AG型几乎刚好介于前两者之间。那些具备AA型或AG型基因的人,死亡时间通常在上午11时左右,而那些具备GG型基因的人常常死于下午6时左右。   中新网11月20日电据香港《文汇报》20日报道,美国科学家在研究时发现,基因变异可预测人类“最可能”死亡的时间。   据报道,美国科学家日前研究巴金森症及脑退化症时,无意中发现掌控人体生理时钟的基因变异。这种基因变异不仅影响心脏病及中风等急性发病的时间,甚至可预测人类最可能死亡的时间。   研究团队表示,这有助判断患者服药的最佳时机,亦可让医院为患者的“危险期”作好准备。
左旋的DNA会不会喜欢做相反的事情呢? 我们的世界并不是完全对称的。虽然许多生物器官分为左右两个,但是DNA的双螺旋结构一般是右旋的,生物体中仅含有少量的左旋DNA(Z-DNA)。这就好像人类社会中,右撇子的人数比左撇子多,这种性质叫做手征性。在量子力学的微观世界中,基本粒子也有手征性。例如,每一个电子都有一种量子性质,叫做自旋。如果自旋的对称轴方向和电子的运动方向平行,这就是右手性电子;反过来,就是左手性电子。那么DNA这样的生物大分子有手征性,和电子的手征性有什么关系吗?德国和以色列的两组科学家在《科学》杂志发表了一篇文章。他们发现,如果一束电子经过一层DNA分子,那么这束电子当中左右手征的比例就会发生变化。就好像右旋的DNA分子是一只挑食的馋猫,更喜欢“吃”某种手征的电子,而对另一种手征的电子就没什么胃口。 在实验过程中,科学家们将一层DNA分子紧密地铺在晶体金制成的衬底上。将紫外激光垂直照射在金的表面上,就会将其中的电子打出来。这就是让爱因斯坦拿到1921年诺贝尔物理学奖的光电效应。如果没有这一层DNA分子,或是换成别的有机分子,用线性偏振光打出来电子的左右手征比例应该一样(光电效应中,电子的手征性由入射光子的手征性决定。用线性偏振光,打出来的就是在入射方向上未极化的电子束。)。而铺上一层完整的、保留复制能力的DNA分子,情况就产生了戏剧性的变化。科学家们发现,穿过DNA分子的电子,它们的自旋方向大部分和运动方向相反,也就是左手性电子。而其他没有穿过的电子,往往是被DNA俘获了,然后遣返回晶体金的表面。并且,电子极化的效率跟DNA分子的长度和完整性都有明显的关系。难道是因为DNA拥有特殊的生化功能,所以才这样与众不同吗?当然不是。某些没有生物化学功能的铁磁体薄膜也能充当挑食馋猫的角色。科学家们之所以对这件事情大惊小怪,是因为先前他们认为这种事不可能发生在有机分子身上。因为根据现有的理论,可能是分子中强烈的自旋-轨道耦合,导致了它们能够有选择性地滤过特殊手征的电子。一般认为碳氢化合物分子中的自旋-轨道耦合非常微弱,根本做不到这一点。但是DNA却做到了。 通常,人们并不考虑生物分子和电子自旋之间的联系。这个实验证明,DNA分子对电子的自旋(手征)有极高的选择性。这不禁让科学家们重新审视现有的理论。作者解释说,也许生命系统中的许多现象,甚至自然界中各种手征性产生的原因,都跟DNA和电子的相互作用有关系。
次撒哈拉非洲人的祖先是唯一没有与穴居人杂交的现代人类 次撒哈拉非洲人的祖先是唯一没有与穴居人杂交的现代人类 2012-11-04 13:36:49 作者:整理 来源:化石网 摘要: 科学家称未发现次撒哈拉非洲人具有穴居人DNA基因,他们是地球上唯一的“纯种”人类 最新研究显示,除次撒哈拉非洲人之外,所有现代人类均与穴居人混种繁殖 据英国每日邮报报道,目前,最新一 ... 科学家称未发现次撒哈拉非洲人具有穴居人DNA基因,他们是地球上唯一的“纯种”人类 最新研究显示,除次撒哈拉非洲人之外,所有现代人类均与穴居人混种繁殖 据英国每日邮报报道,目前,最新一项研究显示,次撒哈拉(撒哈拉沙漠以南)非洲人的祖先是唯一没有与穴居人杂交的现代人类。同时,科学家研究人类基因血统发现,像现代欧亚人和现代北非人都携带着一些穴居人血统。 穴居人是最接近现代人类的一个人类进化分支,冰河世纪末期他们生活在欧洲和近东地区,消亡于大约3万年前。2010年一项基因研究显示,他们与一些现代人类祖先进行混种生育,现代欧亚人基因组中1-4%包含着穴居人DNA。 依据这一理论,穴居人与现代人类混血繁殖现象出现于80000-50000年前,在非洲早期人类首次进入欧亚地区不久,尽管当时仍是一个独立的群体,之后逐渐形成了原始欧亚人。一种可能性解释显示,一支源自穴居人和现代非非洲人的混血祖先群体,在大约23万年前逐渐脱离其它非洲人并保持独立存在,直到他们离开非洲。 为了确定哪种可能性最接近科学家对北非人的分析,一些研究人员暗示早期人类从非洲迁出导致人类散布于世界各地。西班牙巴塞罗纳市进化生物学协会古人类学家费德里科-桑彻兹-昆托带领一支研究小组对7个北非居民区125位居民780000种遗传性变型进行了分析。 他们发现北非居民明显比次撒哈拉(撒哈拉沙漠以南)非洲居民具有更高的穴居人基因遗传性变型,北非居民与非非洲居民的分析结果相近。 正如预期所料,研究结果发现北非居民的祖先与现代东欧居民一样具有穴居人混血基因,而那些撒哈拉沙漠以南非洲居民则具有较少的穴居人基因信息。然而,他们也发现一些北非居民(突尼斯柏柏尔人和撒哈拉威人)具有非常少量的欧亚血统,同时具有较明显的穴居人基因,在某些情况下略高于欧亚居民。 研究人员将该研究报告发表在《公共科学图书馆——综合》期刊上,并指出现代欧亚居民最接近于穴居人,这与之前的研究观点是一致的。
女性X染色体随机失活的规律 生物谷报道:Warwick大学研究人员最近揭开了女性细胞在其两条染色体之间随机选择的奥秘。 男性细胞有X染色体和Y染色体,女性细胞有两条X染色体,意味着性别为女的受精卵在发育的早期阶段需要沉默两条X染色体中的一条。这个过程非常关键,出错会导致严重的遗传疾病。细胞中的两条染色体都有自杀基因XIST。XIST活化,其所在的X染色体失活。研究人员详细这种自杀基因是通过在其染色体位点上形成一个“蛋白栓”实现自我封闭的,但不清楚这种过程在两条染色体间随机进行的机制。其实研究人员对这种随机说法非常不满意,一直没有中断过寻找X染色体随机失活的规律。 最近,Warwick大学物理学家Mario Nicodemi率领的研究小组探清了这种随机性发生的机制及其优势,不仅为研究少数妇女X染色体不能正常完全随机分布的病状提供了线索,而且具有更广泛的提示意义——至少10%的基因具有与在X染色体间进行“选择”的机制相似机制。 Nicodemi依靠热力学攻克了这道难题。之前研究已经证实在X染色体失活的关键时刻,两条染色体紧密接触。Nicodemi等发现X染色体紧密接触不久,蛋白栓的组成物质开始聚集在两条X染色体的自杀基因周围,两团蛋白之间的竞争开始了。结果正如所料,其中一个初具模型的蛋白栓勉强获胜并达到一个能级——能够将形成两个栓的所有物质聚集为一个蛋白栓。最终的蛋白栓关闭了其所在X染色体上的XIST自杀基因,维持了这条染色体的活性,另一个XIST自杀基因使其所在X染色体失活。 此观点被提出后,哈佛大学研究人员观测到蛋白栓关闭X染色体XIST基因的过程,进一步证实了Nicodemi的研究。Nicodemi博士相信随机性有进化优势,意味着基因池中母本染色体和父本染色体数量相同,后代的适应能力更强。
精子和卵子皮肤造? 美国斯坦福大学的瑞尼·瑞杰·佩拉研究小组在10月29日的《自然》杂志上撰文指出,他们已经找到蛋白质和维生素的混合秘方,令人类的胚胎干细胞变成生殖细胞,从而在实验室培育出原始的精齤子和卵子。科研人员预计,5年后制造人类精齤子和卵子的技术会更加成熟。   科学家表示,这项突破可以让人们更好地理解人类的孕育和发展过程、遗传病的形成原因,并找到新方法治疗不孕不育。也有科学家表示,新研究可能让生孩子成为一个人的事情。该项研究也引发了许多道德和伦理争议,很多人担心可能会出现“人造婴儿”。   人造精齤子和卵子   佩拉表示,生殖细胞太少或生殖细胞的质量不过关是导致人类不孕不育的主要原因,而这一切都出现在子宫中,科学家很难看到。所以,多年来,科学家一直在探究人类的生殖细胞是如何产生的,需要什么基因。但人类的生殖周期不可能在动物身上进行实验,因为人类生殖所需要的基因只有人类才具备。   佩拉实验室的一位研究人员设计了一种将生殖细胞从几天大的胚胎干细胞中分离出来的方法。研究人员在胚胎细胞中加入一个发光基因,该基因会在生殖细胞活跃时制造和发出绿色荧光蛋白。随后,研究人员将生殖细胞分离出来,并操控多个有关基因,结果发现,DAZ、DAZL和BOULE三个基因在将干细胞转化成不成熟的生殖细胞方面功不可没。其中,DAZL基因是将胚胎干细胞转化成生殖细胞的关键,DAZ和BOULE基因则与有性生殖的减数分裂过程有关。   据英国《每日邮报》10月29日报道,实验室培育出来的精齤子有头部和短的尾部,已经足够成熟,可以进行受精;培育出来的卵子虽然还不那么成熟,但比以前培育出来的卵子要成熟很多。   佩拉表示,了解了各有关基因的作用后,或可开发出基因疗法,帮助不孕不育人士制造精齤子或卵子,令他们能自然生育。   英国生育协会秘书、谢菲尔德大学男性生育专家艾伦·帕西表示:“我个人认为不可能在实验室制造出精齤子,这项研究可能最终让我们找到治疗男性不育的方法,找到一些药物或者基因来刺激精齤子的自然生长。”   精齤子和卵子皮肤造?   《每日邮报》在报道中指出,现在佩拉团队是使用胚胎干细胞培育精齤子和卵子,他们希望下一步使用成齤人的皮肤细胞来培育精齤子和卵子。科学家已经找到方法,让皮肤细胞变成像干细胞一样的万能细胞,若加上新研发的培育生殖细胞的技术,即可用皮肤细胞培育人工精齤子和卵子。也就是说,男性可用皮肤细胞造出卵子,女性则可用皮肤细胞造出精子。   另外,使用人体自身的皮肤细胞也意味着实验室培育的精子或者卵子不会与人体排斥。然而,根据《每日电讯报》10月29日报道,精子要经过减数分裂Y染色体,由于女性细胞中没有男性的Y染色体,科学家对能否使用女性的皮肤细胞制造出精子表示怀疑。   佩拉也称,用人造精子和卵子生育,牵涉很多安全、道德和法律问题,预计5年后才会成真,现在她的研究焦点是用这种方法揭开不孕不育之谜。   安全和伦理引争议   人造精子和卵子的诞生,可能会改变人类的生育面貌,也引发了很多安全和伦理方面的争议。   英国齤保护未出生儿童协会的安东尼·奥兹米克指出:“利用人造受精卵培育出来的婴儿,将有可能破坏甚至扭曲家庭成员间的人伦关系。不顾基本的伦理道德,用医学技术制造出人类生命,根本就算不上是科技进步。”   佩拉也表示,在未来,使用人造精子或者卵子都要遵守一定的准则。英国2008年公布的人类繁殖与胚胎法案也禁止使用人造精子和卵子。   今年7月份,英国纽卡斯尔大学的科学家宣称从胚胎干细胞中培育出了成熟精子,但在同行质疑研究有错误的情况下,论文被撤回。该研究团队也在老鼠身上进行了类似的实验,老鼠也繁殖出了后代
精子基因BOULE六亿年没有进化 从昆虫到哺乳动物,都有同一个生产精子的基因。包括海葵、蠕虫、昆虫、无脊椎动物、鱼类、人类的精子中,含有相同的基因BOULE。地球生物于6亿年前开始拥有这种精子基因,并在逐渐进化中保存在各种生物体内。 “这种被称为Boule基因的功能在进化过程中没有改变。”西北大学Feinberg医学院的研究人员说。他们比较了果蝇、海葵、公鸡、鱼类和人类的基因。他们将Boule基因从一只雄性老鼠身上移除,它仍旧保持健康不过却不生产精子了。 此研究的报告于2010年7月15日发表在《公共科学图书馆-基因学》PLoS Genetics杂志上,来自美国西北大学的遗传学家徐柳真(Eugene Xu)是该项研究报告的联合作者之一。他表示:“精子在许多动物的体内繁殖,但是之前并没有确凿的证据能够证明这些动物体内繁殖的精子是来自一个共同的起源。” 为了证实这种被称为博尔(BOULE)的基因的存在,徐和他的团队通过研究不同物种的演化过程,终于在海葵,海胆,果蝇,虹鳟鱼,公鸡和老鼠的精子中找到了答案。在海葵这种地球上最原始的动物以及其他动物体内发现博尔(BOULE)的存在,证实了这种基因的古老起源。 来自斯坦福大学的干细胞研究中心的主任勒内·锐捷·佩拉(Renee Reijo Pera)表示,此项研究结果相当有趣,动物体内的精子细胞有如此多的相似之处,但是各个物种之间的精子细胞又有许多的不同点以示区别。她说:“如果人类产生的卵子可以被一只猴子受精,那是相当怪异的。而基因最大的特点就在于,除了有许多的共同点,来保持其基本的功能之外,各个物种之间又存在的许多差异性。” 这项关于人类和其他各种各样的生物都共有这种基因的发现“着实令人惊讶,因为精子的生产被自然选择改变,“徐柳真说到,”迫于强烈的自然选择压力,它有改变的趋向,所以专门产生精子基因更有可能进化, 存在着促使它成为超级强大的雄性的额外压力,来提升繁殖的成功率。这个与性繁殖有关,跨物种不变的基因, 必定有相当重要的原因,使它无法改变。“ 徐柳真还表示,博尔(BOULE)是唯一的一种被科学家发现的只有制造精子功能的基因,这将为男性避孕药的设计提供新的思路,提高对男性不育症的认识,并且可以将这种特性运用到防止传染病、寄生虫和病菌的繁殖的发生,因为它不会对人类身体的其他进程造成伤害。博尔(BOULE)不是科学家发现的唯一的一种被所有动物所共享的基因,除此之外,还有一些共享基因,例如控制眼睛和心脏发育的基因。 植物与真菌的体内缺乏博尔(BOULE)基因,这意味着植物精子,或者花粉很有可能是完全不同于动物精子的产生的。
破解癌细胞永生化之谜 我们体内所有的正常细胞都配备一种自动的自我摧毁机制:在经过大约60次分裂之后,它们都死亡。这种内在时钟引起癌症研究人员的极大兴趣,这是因为大多数类型的癌症在这种天生的定时机制上存在缺陷。癌细胞的分裂发生差错而不受控制,因而它们能够继续无限分裂下去而导致肿瘤快速生长。在一项新研究中,瑞士研究人员发现一种蛋白复合物参与这种不受控制的过程。2012年7月4日,相关研究成果发表在《自然》杂志上。 细胞永生化(cellular immortality)导致癌症形成,而且重新具备在发育中的胚胎里的细胞才有的一种关键功能:端粒长度不缩短。每条染色体的末端含有一段被称作端粒的特殊DNA序列,它的长度受到端粒酶的调节。端粒的序列长度代表着一个细胞的寿命。当细胞每分裂一次时,它就缩短。当端粒最终消耗殆尽时,细胞就死亡。 细胞永生化是癌症的共同特征。正常情况下,一旦胚胎发育阶段结束,除了成体干细胞之外,我们体内的细胞就停止产生端粒酶。但是,细胞偶尔发生突变而重新激活端粒酶,这样当细胞分裂时,端粒就变长而不是缩短。这就是癌细胞永生化的形成机制。这种突变本身并不足以导致癌症产生。但是细胞永生化在90%已知的癌症中是肿瘤形成的一个关键因素。 但是特别令人感兴趣的是,即便在癌细胞中,端粒也不会无限制地变长。在每次细胞分裂时,癌细胞与大多数细胞一样丢失大约60个核苷酸,但是活化的端粒酶给它补回一样多的核苷酸,然后内部时钟被重置为零,它就永生化。但是这里就存在一个问题:是什么阻止端粒无限制变长? 来自瑞士洛桑联邦高等理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) Joachim Lingner教授实验室的一个研究小组给出这个问题的答案:他们鉴定出三个蛋白连接在一起而形成一种被称作CST的蛋白复合物,然后附着到端粒上。这种蛋白复合物有点类似于一口锅上的盖子,阻止端粒酶在端粒上发挥作用。但是在癌细胞中,它们的作用时间不对,即它们参与的时间太晚了。 Ligner解释道,“如果我们能够让这些蛋白在更早的时间发挥作用,或者我们能够重新构建一种类似的机制,癌细胞就不再永生化。”这样,癌细胞就能够像正常细胞那样死亡。但是他强调,离临床应用仍然有很长的一段路要走。研究人员希望这一发现将提供新的靶标用于药物开发以便抵抗癌症。 (文章来源:生物谷)
具有3个人的遗传物质人 美国研究人员不久前实现了人类卵子之间的线粒体DNA交换,并成功使这些卵子受精,由此得到的受精卵具有3个人的遗传物质。 新华社伦敦10月24日电(记者黄堃)美国研究人员不久前实现了人类卵子之间的线粒体DNA交换,并成功使这些卵子受精,由此得到的受精卵具有3个人的遗传物质。 线粒体是细胞中提供能量的细胞器,它所包含的遗传物质——线粒体DNA只通过母系遗传,即动物体内的线粒体DNA只来源于卵细胞,与精子无关。因此,母系线粒体异常会导致许多遗传病,研究人员认为更换卵子中的线粒体可望避免相关疾病。 美国俄勒冈州比弗顿市的国家灵长类动物研究中心等机构的科研人员,24日在英国期刊《自然》网站上报告说,如果一个卵子的线粒体DNA有问题,但细胞核正常,就可将其细胞核取出,然后植入另一个线粒体DNA正常并也被取出细胞核的卵子中,这样得到的卵子就可同时具有健康的细胞核及线粒体DNA。 研究人员用65个卵子进行这种实验,让交换过线粒体DNA的卵子人工受精,并将受精卵培育五六天,直至其进入囊胚期。这个阶段的受精卵已具备植入子宫的条件,但由于当前科学伦理管理的限制,本次研究中的受精卵在完成科学观察后被销毁。 2009年,这个机构的研究人员曾用同样方法交换了恒河猴卵子的线粒体DNA,随后使卵子受精,并最终产下小猴。因此,这些小猴的遗传物质分别来自两个“猴妈”和一个“猴爸”,对它们的观察尚未发现明显异常。研究人员认为,这些结果支持用同样方法可以避免人体患某类遗传疾病。 英国研究人员曾于2010年报告说培育出了交换线粒体DNA且含有3人遗传物质的人类受精卵。不过其方法是先让卵子受精,再交换受精卵的线粒体DNA,而本次研究是先交换卵子的线粒体DNA再让其受精。 英国卫生部和该国人工受精与胚胎学管理局正就这项技术的临床应用可能性进行咨询。有专家认为,现在技术已不是问题,如果能通过伦理审查并得到公众支持,可能很快就会诞生采用这种技术、携有“一父两母”遗传物质的婴儿。
同性生育 2012年10月21日10:09 西海都市报   目前,在世界上有一部分实验室的科学家们,正致力于从人类的卵细胞中制造出基因特征完全属于男性的细胞。   与此同时,也有一些科学家正尝试从卵细胞中合成精细胞。   如果这些研究产生有意义的结果,那么这对于那些希望拥有属于自己的孩子的男同性恋或女同性恋夫妇将是一个天大的好消息。   对于干细胞研究而言,安全是一个非常重要的方面。并且对这一方面重要性的强调在针对同性生殖这一话题时就愈发显得重要。   当细胞被激活开始发生改变,很有可能会发生这样的情况,就是细胞变得不受控制,最终成为癌细胞。   在改造染色体的过程中也存在着巨大的安全风险,因为无法保证在此过程中完全不出现异常的染色体,这样的人工染色体在使用过程中就会出现各种问题。   不过这样一项技术的进展和应用,将面临巨大的政治、宗教和伦理争议。   极端保守的宗教团体正强烈反对同性恋现象,因此毫无意外地,他们也强烈反对任何同性生育的做法。   这就意味着即便同性生育在技术上变得可行,仍然将有巨大的阻碍横亘在人们面前。   但同性恋人群,以及社会上另外很大一部分公众,则认为任何人,包括同性恋群体,都应当享有在技术条件允许的情况下拥有属于自己的“生物学后代”的权利
粘液菌没有大脑却拥有记忆 通过将粘液状物质遗留在身后(左侧),粘液菌知道自己是否曾经到过那里   新浪环球地理讯 北京时间10月12日消息,据美国国家地理网站报道,一种具有生命的粘液曾是1958年科幻片《幽浮魔点》中的主角。而现在,科学家们发现有证据显示一种没有大脑的单细胞生物粘液菌似乎具备某种记忆能力。   在对一种名为“多头绒泡菌”的粘液菌进行实验时,澳大利亚悉尼大学的科学家们注意到这种生物会避免重复自己之前走过的路径,这一现象让科学家们开始怀疑其是否具备借助某种“外部空间记忆”实现导航的能力。生物学家克里斯·里德(Chris Reid)表示:“粘液菌去到任何地方都会在它身后留下一道粘液路径,随后它会根据这些粘液的路径来判断自己是否曾经到过这里。”   为了验证这一理论,研究人员将这种粘液菌置于一个U型容器内。在一个未经处理的表面,96%的粘液菌可以在设定的120小时期限内顺利的通过容器找到糖水溶液。随后科学家们让粘液菌事先爬过容器壁,目的是留下粘液痕迹,这样后来的粘液菌便将无法追踪自己的粘液路径。这样一来,在同样的条件下仅有大约1/3的粘液菌最终在设定的时间期限内成功穿过容器抵达了糖水溶液,而它们返回最初出发地点所花费的时间更是超出了正常范围10倍以上。   该研究小组的实验结果还显示粘液菌能够识别其它粘液菌留下的粘液痕迹并对此做出反应。   里德表示外部空间记忆的能力可能已经被早期低等生物采用,来解决和我们的大脑每天所面对的类似问题,这是记忆能力进化的开端。先前的研究已经证明粘液菌可以穿越迷宫并对周期性发生的事件作出预期。
美国野外首次发现雌蛇单性生殖孕育后代 美国野外首次发现雌蛇单性生殖孕育后代(图)2012年09月17日 08:59 新浪科技微博一条进行单性生殖的蝮蛇美国铜斑蛇,学名“Agkistrodon contortrix”,具有毒性,但对人类通常不具有致命性  新浪科技讯 北京时间9月17日消息,据国外媒体报道,在美国野外,科学家发现两条采用孤雌生殖繁育下一代的蛇类种群。这两条蛇1条是铜斑蛇,1条是蝮蛇。它们的发现让研究人员吃惊不已,同时也说明动物王国的单性生殖现象并不非常罕见。  对怀孕的铜斑蛇和蝮蛇进行的基因分析显示,它们的怀孕没有雄蛇的半点功劳,是一种兼性孤雌生殖。此前,科学家曾在圈养蛇身上发现这种现象,在野外发现这种现象还是第一次。科学家表示野生孤雌生殖蛇的发现可能改变我们对动物繁殖方式的认知,同时也说明很多通常采用有性繁殖的物种也会选择“单干”,进行无性繁殖。其他能够在没有雄性参与情况下便成功繁育下一代的动物包括家鸡、少数鲨鱼、蜥蜴和鸟类。  此项研究由美国俄克拉何马州塔尔萨大学的沃伦-博斯教授领导。在野外考察时,他们捕获了怀孕的铜斑蛇和水腹蛇。在此次野外考察捕获的22条铜斑蛇种,科学家发现1条孤雌生殖蛇;在37条水腹蛇中,他们也发现1条孤雌生殖蛇。这两种蛇类种群的栖息地也有雄性存在,但雌蛇似乎更喜欢单干。  博斯在接受英国广播公司采访时表示:“此次发现的单性生殖的频率让我们感到非常吃惊。在这些种群中,有2.5%到5%的个体来自于单性生殖。单性生殖是一种奇异的进化现象。此次发现非常引人注目。”  2012年初,博斯率领的研究小组发现1条连续进行单性生殖的袜带蛇,孕育出雄性后代。未来两三年,研究人员便可知道这些后代是否拥有生育能力。博斯指出:“如果无法存活同时也不具有生育能力,便走进一条繁殖的死胡同;如果身体健康并且具有生育能力,便将开辟一个全新的研究领域。”(孝文)
美国野外首次发现雌蛇单性生殖孕育后代 美国野外首次发现雌蛇单性生殖孕育后代(图)2012年09月17日 08:59 新浪科技微博一条进行单性生殖的蝮蛇美国铜斑蛇,学名“Agkistrodon contortrix”,具有毒性,但对人类通常不具有致命性  新浪科技讯 北京时间9月17日消息,据国外媒体报道,在美国野外,科学家发现两条采用孤雌生殖繁育下一代的蛇类种群。这两条蛇1条是铜斑蛇,1条是蝮蛇。它们的发现让研究人员吃惊不已,同时也说明动物王国的单性生殖现象并不非常罕见。  对怀孕的铜斑蛇和蝮蛇进行的基因分析显示,它们的怀孕没有雄蛇的半点功劳,是一种兼性孤雌生殖。此前,科学家曾在圈养蛇身上发现这种现象,在野外发现这种现象还是第一次。科学家表示野生孤雌生殖蛇的发现可能改变我们对动物繁殖方式的认知,同时也说明很多通常采用有性繁殖的物种也会选择“单干”,进行无性繁殖。其他能够在没有雄性参与情况下便成功繁育下一代的动物包括家鸡、少数鲨鱼、蜥蜴和鸟类。  此项研究由美国俄克拉何马州塔尔萨大学的沃伦-博斯教授领导。在野外考察时,他们捕获了怀孕的铜斑蛇和水腹蛇。在此次野外考察捕获的22条铜斑蛇种,科学家发现1条孤雌生殖蛇;在37条水腹蛇中,他们也发现1条孤雌生殖蛇。这两种蛇类种群的栖息地也有雄性存在,但雌蛇似乎更喜欢单干。  博斯在接受英国广播公司采访时表示:“此次发现的单性生殖的频率让我们感到非常吃惊。在这些种群中,有2.5%到5%的个体来自于单性生殖。单性生殖是一种奇异的进化现象。此次发现非常引人注目。”  2012年初,博斯率领的研究小组发现1条连续进行单性生殖的袜带蛇,孕育出雄性后代。未来两三年,研究人员便可知道这些后代是否拥有生育能力。博斯指出:“如果无法存活同时也不具有生育能力,便走进一条繁殖的死胡同;如果身体健康并且具有生育能力,便将开辟一个全新的研究领域。”(孝文)
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