主要是通过线粒体的母亲

作者: 东西真人

主要是通过线粒体的母亲
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男性和女性的进化利益并不总是一致。这就是所谓的性冲突:男性创新使他们能够复制更多的时候伤害女性,反之亦然。

例如,雄性果蝇, 在性行为期间向他们的伴侣注射  毒性化学物质。这些毒素破坏了女性先前配偶的精子,提高了自己成为她后代的唯一父亲的机会。但毒素也会使女性苍蝇生病并缩短其寿命。反过来,女性已经形成了防御化学品的对策,有时会牺牲男性的成功。

生物学家认为,性冲突的根源在于生殖细胞的(作者: 东西真人)大小和数量 -卵子和精子。男性通常会产生大量能使多个卵子受精的精子。另一方面,女性产生少量的大型生殖细胞,因此在每个细胞中投入更多的能量和资源。

伦敦大学学院的的进化生物学家  团队现在已经(作者: 东西真人)发现了一种不同类型的性冲突,可追溯到最复杂的生物体由单细胞组成的时代,可能高达15亿年前。这种古老的性冲突 – 甚至在两性之前都存在 – 与其线粒体将传递给后代有关。

谁的线粒体将被传递?

我们研究了位于线粒体中的基因的遗传  – 我们细胞内的呼吸和产生能量的结构。在许多动物和植物中,当卵子受精时,只有母亲的线粒体基因能够存活,而父亲的线粒体则丧失了。

这并非偶然:(作者: 东西真人)女性进化出许多机制来识别进入卵子的伴侣线粒体。一旦检测到,就会派出一队酶来消化它们。以前的研究表明,  摆脱男性线粒体  是一种保持后代线粒体基因无突变的方式。从长远来看,(作者: 东西真人)健康产妇线粒体的遗传对于后代是个好消息。

但有很多例外情况仍然无法解释。在一些物种中,  父亲的线粒体仍未消化,好像父亲已经找到了保护它们免于被检测到的方法。更奇怪的是,在果蝇和许多植物等生物中,父亲在精子生产过程中破坏了大部分自己的线粒体。

如果母性遗传与以前的研究表明一样有益,为什么会有这么多例外?

采取长或短的观点

在我们的新研究中,(作者: 东西真人)我们发现这些例外是由于线粒体遗传控制方面的  性冲突而产生的。

使用数学建模,我们发现女性的进化倾向于关注长期效应。破坏父亲的线粒体使得未来可以更容易地消除有害的突变,但是这种影响在许多代中展现出来。这种策略在女性中效果很好,因为同一套健康的母体线粒体一次又一次地通过母线。

但在这种情况下,男性并没有长时间的进化时间来处理。由于大多数线粒体在每一代开始时都由母体代替,进化不能检测到雄性线粒体基因的长期益处。因为没有长期的联系,他们只能在不久的将来获益,而这通常意味着现在就传递一些线粒体。因此,即使长期效应是有害的,男性也会寻求在短期内提高其后代的适应能力。

男性和女性的这些不同利益可能导致进化型军备竞赛,因为两性中的选择行为方向相反。女性的进化努力使后代免受男性线粒体的侵害,而男性则尽力使其中的一部分融入其中。

我的合着者,遗传学家安德鲁Pomiankowski说:“一遍又一遍,男性已经想出了方法来颠覆女性线粒体的破坏  。(作者: 东西真人)“所以女性不得不开发新的方法来阻断雄性线粒体。我们的模型很好地解释了为什么有这么多不同的机制用于排除雄性线粒体,以及为什么雄性自己有时会这样做。“

这完全是关于线粒体遗传的控制 – 对于男性来说,(作者: 东西真人)最好是在驾驶座位上决定它们对混合物有多少线粒体,而不是完全排除在外。

导致两性的性冲突

有证据表明,这种冲突可以追溯到所有生物由单细胞组成的时代。男性和女性不存在,因为所有的生殖细胞都是相同的大小。

Andrew Pomiankowski说:“有机体可以用来在这场冲突中获胜的策略之一就是拥有比其伴侣更多的线粒体,例如通过增加性细胞的大小。“令人惊讶的是,这可能是首先推动两性行为的动力。”更大的性细胞 – 未来的卵 – 在线粒体遗传的争夺中获得了优势,简单地通过淹没更小的性细胞 – 精子的前身 – 线粒体贡献较少。

目前大多数生物学家认为  两性通过分工发展 – 即所谓的“破坏性选择”理论。大型女性性细胞可以存活更长时间,但不能移动太多,而较小的精子很脆弱,但移动更快,可以找到更多的交配伙伴。

我们关于性别起源的假设(作者: 东西真人),如果属实的话,为这个起源故事增加了一个新的角度,追溯到线粒体遗传的古老冲突。女性可能通过简单地生产出包含线粒体的更大的性细胞来赢得这场古老的战斗,确保线粒体传播是有效的片面化(并且获得长期的健身益处)。但最终,就像所有的科学假设一样,这一个将不得不经过彻底的实验验证。

微生物可以回收宇航员的废物来制造营养物质和工具

作者: 东西数码指定官网

微生物可以回收宇航员的废物来制造营养物质和工具

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宇航员需要旅行。每增加一盎司的规定就会阻碍火箭的运行,(作者: 东西数码指定官网)只要美国宇航局提出的火星任务,某些关键的食物就可能无法幸免于难。但科学家们正在设计创造性的方法来最大限度地提高储存效率 – 包括回收宇航员的尿液和呼吸。

“随着任务时间的延长,宇航员将产生更多的浪费。所以问题是,我们该怎么处理这些废物?“克莱姆森大学的化学工程师兼合成生物学家Mark Blenner问道。Blenner和他的同事们没有把它带回地球,而是表明酵母可以将废物转化成必需的营养素 – 甚至可以用来制造工具的塑料。

研究人员发现解脂耶氏酵母是面包酵母的亲属,可以通过摄入人体尿液成分而存活下来。另外,他们生长藻类,(作者: 东西数码指定官网)将呼出空气中的二氧化碳转化为富含碳的营养物质,酵母随后用于生产脂肪酸。通过将藻类和浮游植物中的一些基因拼接到酵母的基因组中,Blenner的团队让这些微生物将这些脂肪酸“升级”为ω-3,这对人类的心脏,眼睛和大脑健康至关重要。在另一种解脂耶氏酵母菌株中,Blenner及其团队改变了脂肪酸生产途径以生产可用于太空3D打印工具的塑料聚酯。研究人员在8月份的美国化学学会两年一次的会议上介绍了他们的发现。

NASA先进探测系统公司的技术集成负责人Jitendra Joshi说:“酵母是用于这种创新研究的一个很好的有机体,(作者: 东西数码指定官网)他没有参与这项工作。

研究人员仍然需要证明微生物能够在低重力,高辐射的太空环境中以相同的速度繁殖和生产有用的产品。但布伦纳希望未来的宇航员能够“将酵母作为自己的灵活制造平台”。

语言模式揭示了身体对压力的隐藏反应

作者: 东西数码官网

语言模式揭示了身体对压力的隐藏反应
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人们使用的语言中的微妙可能会揭示生理压力。

心理学家发现,跟踪志愿者在随机收集的音频片段中使用的某些词汇,(作者: 东西数码官网)反映了基因表达中与压力相关的变化。言语模式预测的那些生理变化比讲话者自己对压力水平的评分更准确。

这项研究于11月6日在美国科学院院刊上发表,它  表明语言的变化可能比我们自觉地感受到压力的生物效应更好。这是一种研究压力的新方法,宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学的心理学家大卫克雷斯韦尔说,这对于理解心理逆境如何影响身体健康具有“巨大的前景”。

不利的生活环境 – 例如贫穷,(作者: 东西数码官网)创伤或社会孤立 – 可能对健康产生破坏性影响,增加从心脏病到痴呆等各种慢性疾病的风险。试图确定所涉及的生物机制的研究人员发现,经历这些情况的人也会在其免疫系统的细胞中发生广泛的基因表达变化。例如,参与炎症的基因变得更加活跃,并且抗病毒基因被拒绝。

洛杉矶加利福尼亚大学的基因组学家史蒂夫科尔说,这些生物学变化似乎代表了人体对威胁的进化反应,并且是论文的共同作者。但他总是因为“唠叨的观察”而感到困扰:他们与人们强调自己是如何相处的并不相称。

科尔想知道是否触发压力生物学,而不是通过大脑中的威胁自动评估,而这并不一定达到意识到的意识。为了找到答案,他和他的同事们与图森亚利桑那大学的心理学家Matthias Mehl合作,他研究压力如何影响语言。

讲话重音

研究人员要求美国143名成年志愿者佩戴录音机,录音机每隔几分钟开机两天,共录制22,627个录像带。(作者: 东西数码官网)梅尔转录了志愿者所说的任何话,并分析了他们使用的语言。

他特别感兴趣的是心理学家称之为“功能”的词,如代词和形容词。“他们本身没有任何意义,但他们澄清了发生的事情,”梅尔说。然而,我们有意识地选择名词和动词等“意义”词汇,研究人员认为功能词“会更自动地产生,并且会更多地反映说话者发生的事情”。例如,梅尔和其他人发现,当他们面临个人危机或恐怖袭击后,人们对功能词的使用会发生变化。

研究人员将每位志愿者使用的语言与白细胞中表达50种已知受到逆境影响的基因进行比较。他们发现志愿者使用功能词预测基因表达显着优于自我报告的压力,抑郁和焦虑。

有更多压力的基因表达签名的人倾向于说话总体较少。但他们使用了更多的副词,如’真正’或’令人难以置信’。梅尔说,这些词可能充当“情感增强剂”,意味着更高的唤醒状态。他们也不太可能使用第三人称复数代词,如“他们”或“他们的”。他说,这也是有道理的,因为当人们受到威胁时,他们可能会更少关注其他人和外部世界。

他警告说,需要更多的研究来测试这些特定的效应,并评估压力是否影响语言,反之亦然。但他表示,这种方法可能最终有助于确定处于发展压力相关疾病风险的人群。他说,医生可能需要“听取患者告诉他们(作者: 东西数码官网)的内容之外的内容”,以“表达它的方式”。

科尔认为,评估语言使用可能有助于测试旨在减轻压力的干预措施是否真的有效。也许“你甚至可以放弃自我报告的压力措施”,他说,而是被动地听取试验参与者的发言。

“语言反映了人们如何与他们的世界联系,但谁会认为基因表达与语言有关?”德克萨斯大学奥斯汀分校的心理学家James Pennebaker说,他在语言和社会过程研究领域处于领先地位(并曾与Mehl合作)。(作者: 东西数码官网)“这是一种令人兴奋的新思维方式,”他补充道。“我被吹走了。”

转基因耐褐变的苹果公司到达美国商店

作者: 东西数码出款官网

转基因耐褐变的苹果公司到达美国商店
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本月,苹果切片将首次在美国中西部的杂货店上架。(作者: 东西数码出款官网)购买苹果的顾客可以将切片留下来吃零食,因为这种基因工程能够防止它们在暴露于空气中时发生褐变。

“北极苹果”是首批被赋予消费者而不是农民的特质的食品之一,它加入了少量转基因生物(GMOs),作为一个整体产品销售,而不是成分。加拿大Summerland的Okanagan特色水果公司于2003年种植了第一批测试苹果,实验室改良的食品种类已扩大到包括用重组酵母生产的大豆蛋白,海鲜干细胞生长的鱼片和蘑菇制成的无肉汉堡  其基因组已用CRISPR  技术编辑。(作者: 东西数码出款官网)大多数这些项目尚未进入市场。

现在,许多开发此类食品的小型生物技术公司正在关注北极苹果的推出,渴望获知消费者如何看待他们的劳动成果的线索。

“如果苹果出售,它将为其他人铺平道路,”宾夕法尼亚州立大学宾夕法尼亚州立大学植物病理学家尹杨杨说,他利用CRISPR设计了一种抗褐变的蘑菇。他希望有一天能够将他的蘑菇许可给商业种植者。

负责监督加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室生物科学项目的Mary Maxon对此表示赞同。(作者: 东西数码出款官网):“苹果不是人们第一个吃的转基因食品,但这是消费者第一个看重的。”

1995年,当Okanagan联合创始人Neal Carter接手他的家庭果园时,他想如何赢得美国小吃市场的努力。他在澳大利亚找到了自己的答案,联邦科学与工业研究组织的研究人员已经找到了如何删除编码酶的基因,该酶能够在暴露于氧气的情况下使植物细胞变棕。卡特意识到抑制苹果中酶的产生可能会让他把它们卖到没有防腐剂的小吃片中。

直到后来他才意识到,如果消费者被诱惑购买,美国人对转基因生物的不信任将需要克服。Okanagan随后对美国主要苹果种植州纽约和华盛顿的人们进行的调查显示,约20%的人对转基因生物持谨慎态度。但该公司还发现,许多人在被告知苹果被设计用于沉默棕色基因,然后进行安全性测试时改变了主意。

位于纽约市的Finless Foods的联合创始人Mike Seldon正在开发鱼干细胞鱼片,他同意提供更多信息有助于赢得消费者。“过去我们不会重复转基因产业的错误,只是在没有公开谈话的情况下将食品投放市场,”他说。“如果我们这样做,你可以期待一个反弹 – 这是必要的。”

谢顿看到了北极苹果和他的鱼片之间的平行关系:两者都是为了让消费者满意而创造的。制作蓝鳍金枪鱼鱼片原型的Finless食品公司希望通过吃鱼而不必担心过度捕捞,动物屠宰或环境污染,来赢得人们的青睐。

但也有人说,Okanagan在告诉消费者如何制作苹果方面做得还不够。该公司没有提到苹果袋上的转基因生物; 取而代之的是,(作者: 东西数码出款官网)这些行李具有一个QR码 – 当它通过智能手机扫描时,它可链接到在线信息。“不是每个人都有智能手机,即使你有智能手机,你是否要检查每一个项目?”华盛顿特区倡导组织食品安全中心的科学政策分析员Bill Freese说。他希望苹果被明确标记为转基因生物。

对于希望在美国销售产品的基因工程或其他实验室制造食品的开发者来说,消费者反应并不是唯一的问题。美国的监管程序是一个主要的绊脚石,  涉及联邦机构的复杂纠纷 – 对许多公司而言,前景不明。美国监管机构在批准出售前对北极苹果进行了五年评估,但仅花了两年的时间审查了由爱达荷州博伊西农业公司JR Simplot开发的非褐变转基因马铃薯。

然后是CRISPR蘑菇的情况。美国农业部(USDA)在2016年表示,它不会评估使用CRISPR删除基因所创建的蘑菇。这似乎清除了真菌通往市场的道路。但杨说,  之后  自然汇报了美国农业部的决定的新闻队伍,美国食品和药物管理局与他联系询问是否可以审查蘑菇。“我同意这一点,因为它可以让消费者放心,”。

就投资者而言,监管不确定性可能不会成为工程食品成功的障碍,而不是客户的不确定性。加利福尼亚州旧金山风险投资基金Data Collective的合伙人James Hardiman表示,开发此类食品的公司总是可以在其长期计划中增加几年时间,以解决监管过程中的麻烦。“公众叙述难以控制,”(作者: 东西数码出款官网)。“我们知道公众可能不合理。”

尽管如此,卡特仍对他的北极苹果如何获得乐观表示乐观。“我们很少会收到电子邮件说我们是撒旦,”他谈到他的公司时说。“现在我们有人问他们在哪里可以买到苹果。”

大规模的皮肤更换可以节省孩子的生命

作者: 东西数码入口官网

大规模的皮肤更换可以节省孩子的生命
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德国医生意识到他们必须做一些激烈的事情,(作者: 东西数码入口官网)否则他们七岁的病人会死亡。这个男孩已经和他的父母一起逃离了饱受战争蹂躏的叙利亚,一种罕见的遗传疾病使他身上80%以上的生疮发炎。他的儿童烧伤部门的医生试图尽其所能治疗他的疾病,称为交界性表皮松解症,甚至从他父亲那里移植一些皮肤,看看它是否会治愈孩子的伤口。但他的身体拒绝了这一点。最后,他们通过电子邮件向意大利研究人员Michele De Luca寻求帮助。

十二年前 ,摩德纳大学和Reggio Emilia再生医学中心主任De Luca 成功地利用基因疗法恢复了患有类似疾病的人的腿部皮肤。(作者: 东西数码入口官网)然而,没有人曾试图用基因疗法来替代男孩所需要的皮肤,而德卢卡的工作却因官僚障碍而被搁置。但经过将近十年的文书工作和改善皮肤细胞生产系统后,De Luca准备尝试。

医生从男孩身体上没有燃烧红色或脱落的少数几个地方之一取出一小块皮肤样本,并将其发送到De Luca。他在该中心的团队使用病毒将一种名为LAMB3的基因正确拷贝插入到皮肤细胞中; 男孩自己的缺陷副本导致了他的表皮松解症。De Luca和他的同事们在他们实验室的支架上培养了皮肤细胞,形成了大片,这是医生经常为烧伤患者做的。

在2015年10月和11月的两次手术中,意大利和德国队用这些新鲜的皮肤覆盖了男孩的四肢,两侧和背部。在他的手术之前甚至不能起床之后,“他已经在圣诞节期间站了起来,”德卢卡说。2016年1月,(作者: 东西数码入口官网)这名男孩的名字没有被公布,以保护他的隐私,接受了更多的皮肤补丁 – 并在2月份他从德国鲁尔大学波鸿大学医院获释。

一年后,男孩骄傲地向De Luca实验室的学生和研究人员炫耀自己的皮肤。“这是一个相当令人感动的时刻,”De Luca周三在Nature发表了一篇关于治疗的报告。“经过这10年来努力完成所有这些规则,文书工作和官僚作风,当你看到这样的病人时,你明白这是值得的。”

De Luca说,男孩的表皮 – 皮肤的顶层 – (作者: 东西数码入口官网)在添加新细胞后完全再生,这首次证明了整个表皮仅仅由皮肤中相对较少的干细胞维持。“一旦你用干细胞再生了表皮,干细胞的表现就像他们应该做的一样:他们调整自己的数量,并且不断地使表皮恢复正常的生理状态,”他在周二的新闻发布会上说。

该领域的其他研究人员表示,他们对该团队的成果印象深刻。布鲁塞尔自由大学教授兼干细胞生物学家CédricBlanpain表示:“这是一项非常棒的工作,他在撰写与此研究相关的观点文章时写道。“这是一个很好的例子,你如何以一种非常安全和强大的方式将干细胞移入诊所,”他说,也称这项工作“是一个有力的证明,只有少数干细胞确实维持皮肤表皮,而不是许多不同的祖先。“

由于早期的损害,男孩皮肤上仍有一些不寻常的色素沉着。但除此之外,他现在是一名正常的九岁的球员,喜欢踢足球,De Luca说。“当我们移植他时,他只有17公斤(37磅),”他补充道。“现在,(作者: 东西数码入口官网)他是一个健壮的孩子。”

他的皮肤不再起泡或发痒,而且不像许多烧伤患者必须每天一次或两次使用软膏来维持他们的余生,他修复过的皮肤不需要持续治疗。它通常从伤口和瘀伤中恢复,现在产生基本上正常水平的蛋白质层粘连蛋白332,这是因为他的病情从孩子出生时缺乏的。除其他外,蛋白质对于将表皮粘在下面的真皮上是至关重要的。这个男孩没有疤痕,因为他的疾病实际上只有皮肤深。它不会影响真皮深处,在那里切割会引起疤痕。

在大疱性表皮松解症患者中,每个皮肤细胞都有一种遗传性疾病,限制了其健康皮肤的生长能力。这就是为什么德鲁卡必须在为这个男孩增长新皮肤之前纠正这个基因。这种疾病可能是由几种突变中的一种引起的。斯坦福大学皮肤病和表皮松解症专家彼得· 马林科维奇说,男孩的LAMB3基因缺陷给他带来了毁灭性的疾病 – 但也可能使基因治疗后的恢复更容易。男孩的治疗。(作者: 东西数码入口官网)在他自己的研究中,Marinkovich已经使用基因疗法来治疗4名具有不同的大疱性表皮松解症遗传形式的患者。他说,那些患者表现出显着的改善,但他们的皮肤并没有像男孩那样顺利。

De Luca正与 奥地利EB House医院和萨尔斯堡Paracelsus医科大学大学医院的医生合作,进行几项早期临床试验,在另外20名患有两种类型大疱性表皮松解症的患者身上测试他的基因治疗方法。复杂的治疗并不便宜。“这是我们为遗传疾病的晚期治疗付出的代价,”De Luca说。Marinkovich指出,照顾患有大疱性表皮松解症的儿童也不便宜,并补充说,每年可以花费10万美元给伤口穿上衣服 – (作者: 东西数码)有时这些伤口不在保险范围内。

未来,De Luca希望对儿童以下的儿童甚至婴儿使用该疗法。表皮松解症状最严重的儿童在到达学龄之前经常死亡。(作者: 东西数码入口官网)德卢卡说,预防比恢复更好。“我们越早做到这一点,”他解释说,“对孩子来说越好越好。”对于病情较轻的年轻孩子,仍然健康的表皮可以更慢地移除,并在一段时间内更换为碎片他说,一年或两年。

由于De Luca在12年前的工作中对患者的治疗仍然有效,他相信男孩的皮肤长期保持健康。但没有人真正知道,因为这种方法非常新颖。德卢卡说他将无限期地跟随男孩的进步,以确保他继续发展。然而,基因治疗具有癌症风险,他指出。但他希望,因为这种特殊的治疗方法涉及到皮肤,(作者: 东西数码)所以任何肿瘤都很容易发现,并且可以迅速去除。

生命的第一个分子是蛋白质,而不是RNA,新模型建议

作者: 东西数码

生命的第一个分子是蛋白质,而不是RNA,新模型建议

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在科学家关于地球生命如何开始的猜测中,(作者: 东西数码)蛋白质通常在RNA分子后面占据一席之地  。然而,一种描述早期生物聚合物长到足以折叠成有用形状的新计算模型可能改变这一点。如果能够维持,那么现在正在指导实验室实验进行确认的模型可以重建蛋白质作为原始自我复制生物分子的声誉。

对于研究生命起源的科学家来说  ,最大的鸡或鸡蛋问题之一是:首先 – 蛋白质还是核酸,如DNA和RNA?四十亿年前,基本的化学积木产生了更长的聚合物,这些聚合物具有自我复制和执行生命必需功能的能力:(作者: 东西数码)即储存信息和催化化学反应。对于生命的大部分历史,核酸已经处理了前者的工作,而后者则是蛋白质。然而,DNA和RNA载有制造蛋白质的说明,而蛋白质则将这些说明书作为DNA或RNA进行提取和复制。哪一个可以独自处理这两个工作?

几十年来,最受青睐的候选人一直是RNA–特别是自20世纪80年代发现RNA可以折叠并催化反应,就像蛋白质一样。后来的理论和实验证据进一步  支持了“RNA世界”的假说  ,即  生命中出现了  能够催化更多RNA形成的RNA。

但RNA也  非常复杂和敏感,(作者: 东西数码)一些专家怀疑它可能在益生元世界的恶劣条件下自发产生。此外,RNA分子和蛋白质必须采取长折叠链的形式来完成它们的催化工作,而早期的环境似乎会阻止任何核酸或氨基酸的串长得足够长。

纽约Stony Brook大学的Ken Dill  和  Elizaveta Guseva与 加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的Ronald Zuckermann一起  为美国科学院院刊 (PNAS)  的难题  提出  了一种可能的解决方案) 这个夏天。随着模型的推出,他们非常简单。莳萝于1985年开发出来以帮助解决“蛋白质折叠问题”,该问题涉及蛋白质中氨基酸序列如何决定其折叠结构。他的疏水极性(HP)蛋白质折叠模型将20种氨基酸视为两种亚基,他将其比作项链上不同颜色的珠子:蓝色,爱好水珠(极性单体)和红色,水憎恨(非极性单体)。该模型可以沿着二维点阵的顶点依次折叠这些珠子链,就像将它们放置在棋盘的连续正方形上一样。(作者: 东西数码)给定珠粒占据哪个方形取决于红色疏水珠粒聚集在一起的倾向,以便它们能够更好地避免水分。

生物物理学家迪尔在整个20世纪90年代使用这种计算来回答关于蛋白质序列的能量景观和折叠状态的问题。直到最近他才想到将该模型应用于早期地球 – 以及从益生元化学过渡到生物学。“化学不是自利的,生物就是,”迪尔说。“这种自我服务的第一颗种子是什么?”

他认为,答案在于可折叠聚合物或折叠聚合物。(作者: 东西数码)在他的模型中,他生成了一组疏水性和极性单体的排列:所有可能的红蓝色项链的完整分类,长度可达25个珠子。只有2.3%的这些序列崩塌成紧凑的折叠结构。只有12.7%的人 – 仅仅是原来的0.3% – 折叠成构象,在其表面上暴露出疏水的红珠。

这个补丁可以作为一个吸引人的粘性着陆垫,用于疏水部分漂浮的序列。如果单个红色珠子和红尾链同时落在疏水贴片上,热力学有利于两个连接在一起的序列。换句话说,贴片作为延长聚合物的催化剂,加速了这些反应的十倍。迪尔说,虽然这个幅度的增幅很小,但它很重要。

AUTOCATALYTIC折纸

大多数这些细长的聚合物只是继续前进。但有一些最终折叠,有些甚至有自己的疏水贴片,就像原来的催化剂一样。当发生这种情况时,具有着陆垫的折叠分子不仅继续形成越来越多的长聚合物,而且最终还构成了所谓的自催化装置,其中折叠聚合物直接或间接地催化自身的形成。有时两个或多个foldamer可以通过增强彼此形成的反应来进行相互催化。虽然这样的组合很少见,但这些分子的数量会呈指数增长,并最终接管益生元汤。“这就像点燃一场比赛,并设置森林大火,”。

“这就是它的全部魔力,”他补充说(作者: 东西数码),“一个小事件的能力可以将自己用于更大的事件。”

所有这些都需要启动这个过程,这是他的模型可以预测的疏水性和极性组分的特定序列。“迪尔模型显示只需要这两个属性,说:”  彼得·舒斯特,在维也纳大学理论化学和名誉教授。“这是一个美丽的理论成果。”

美国宇航局计算天体生物学和基础生物学中心主任Andrew Pohorille说:“ 它对基于RNA世界假说的生命起源的看法产生怀疑  。” 对他和其他一些科学家来说,蛋白质似乎是一个“更自然的起点”,因为它们比核酸更容易制造。Pohorille认为,在最早的生命早期发现的信息存储系统将比现代细胞中的核酸系统晚一些。

“人们不喜欢蛋白质第一的假设,因为我们不知道如何复制蛋白质,”他补充道。“这是一个尝试,即使你不能像复制RNA一样真正复制蛋白质,你仍然可以建立和发展一个没有这种精确信息存储的世界(作者: 东西数码)。”

这种肥沃的信息丰富的环境可能因此对RNA的出现更加欢迎。由于RNA在自催化作用方面会更好,长期来看它会受到自然选择的青睐。“如果你从一个更简单的模型(比如Dill’s)开始,像RNA这样的东西可能会在以后出现,并且它会成为制作游戏中的赢家,” 基因组学研究人员Doron Lancet说  ,他已经开发了他自己的基于化学的简单模型在以色列的魏茨曼科学研究所工作。

用类似物寻求证明

当然,所有这些的关键在于实际的实验。德国明斯特WestfälischeWilhelms大学的分子进化学教授Erich Bornberg-Bauer说:“所有可以追溯到超过2.5至30亿年的事物都是猜测  。他将迪尔的工作描述为“真正的概念验证”。 如果真的要与RNA世界假设打好关系,那么该模型仍然需要在实验室中与其他理论模型和实验研究进行对比测试  。否则,“这就像是关于物理学家的笑话[假设]奶牛是完全弹性的球形物体,” 安德烈·卢帕斯说。 ,德国马克斯普朗克发育生物学研究所蛋白质进化系主任,他相信RNA-肽世界,其中两个共同起作用。(作者: 东西数码)“任何意义最终都来自经验方法。”

这就是为什么扎克尔曼是Dill在PNAS  论文上的共同作者之一  ,已经开始研究一个他希望证实迪尔的假设的项目。

二十五年前,在Dill提出他的HP蛋白质折叠模型的时候,Zuckermann正在开发一种合成方法来创建称为peptoids的人造聚合物。他用这些非生物分子来制造蛋白质模拟物质。现在他正在使用类肽来测试HP模型的预测,通过检查序列是如何折叠以及它们是否会产生好的催化剂。在这个实验过程中,(作者: 东西数码),他和他的同事们将测试数千个序列。

自然启发的防冻分子可以保持器官新鲜

作者: 东西彩票

自然启发的防冻分子可以保持器官新鲜
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将活组织长时间暴露于冰点以下会造成不可挽回的损害。微观冰晶撕裂细胞并夺取水分,使供体器官不适合移植。因此,器官可以在手术前几小时冷冻。但是一套耐用的新型防冻剂 – 类似于特别耐寒的动物 – (作者: 东西彩票)可以延长器官的保质期。

英格兰沃里克大学的科学家受到一些北极鱼类,木蛙和其他生物体中的蛋白质的启发,这些蛋白质能够防止血液冻结,使他们能够在极端寒冷的环境中繁衍生息。以前的研究表明,这些天然抗冻分子可以在-1.3摄氏度下保存大鼠心脏长达24小时。但是这些蛋白质的提取成本很高,对某些物种毒性很高。沃里克的化学家马修吉布森说:“很长一段时间,每个人都认为你必须制造合成替代品,这些替代品看起来就像是抗冻蛋白质,可以解决这个问题。” “(作者: 东西彩票)但我们发现你可以设计新的分子,其功能类似于抗冻蛋白,但不一定看起来像它们。”

大多数天然防冻剂分子具有吸引或排斥水的区域拼凑而成。科学家们并不确切知道这个过程如何阻碍冰晶形成,但吉布森认为它可能会将水分子推入推挽混沌中,从而阻止它们凝结成冰。为了复制这种机制,他和他的同事合成了螺旋形分子,这些分子主要是防水的,但是在它们的中心具有铁原子,使得它们变得亲水或者爱好水。7月在Journal of the American Chemical Society中描述的所得化合物令人惊讶地有效地阻止冰晶形成。有些对蛔虫秀丽隐杆线虫无毒,(作者: 东西彩票)表明它们对其他动物可能是安全的。

“这些模仿真的很酷,因为它们不是蛋白质,它们是其他类型的分子,仍然能够做什么天然抗冻蛋白做至少一部分的,说:”克拉拉·多阿马拉尔,山圣约瑟夫大学的生物学家,谁是不是参与研究。然而,吉布森的防冻化合物仍然需要在人体中进行测试,并且可能只是解决方案的一部分。“我们还没有完整的图片,”阿马拉尔补充道。“这不仅仅是一种有助于耐冻生物生存的神奇化合物。这是一整套适应。“

为什么甲虫像超人一样飞行

作者: 东西体讯

(作者: 东西体讯)
Mecynorhina torquata在飞行中。

甲虫可能看起来不像超级英雄,图片来源:http://www.donc88.com但他们肯定会像他们一样飞翔。一项新的研究发现,与其他有翅膀的昆虫不同,甲虫在伸展的时候翘起,这种姿势可以帮助他们回旋和转身。

昆虫如蜻蜓和飞蛾通过将前肢压在身体上减少飞行中的阻力。但即使是最大的甲虫物种,包括非洲中部的面粉甲虫Mecynorhina torquata,当它在空中滑行时,它的厚厚而笨重的双腿也会展开。图片来源:http://www.donc88.com

新加坡南洋理工大学的科学家们怀疑这种蔓延的姿势,除了翅膀的动作之外,还可能帮助甲虫飞行。为了验证这一假设,研究人员将M. torquata系到一个检测力的操纵杆上,并投射出数条五秒钟的条纹在附近屏幕上向左或向右移动的视频,以此欺骗甲虫认为它们正在转向。然后他们测量了对这些“虚构”转折的反应

超级病菌
科学家们使用快速移动的条纹来欺骗飞行甲虫,图片来源:http://www.donc88.com认为他们正在转向。信用:姚力等人。实验生物学杂志。dx.doi.org/10.1242/jeb.159376。转载许可。

如视频所示,研究人员上个月报道说,昆虫使用动量守恒原理摆动双腿,使其产生旋转力或扭矩强度足以改变其方向实验生物学杂志

研究人员然后电刺激甲虫的腿部肌肉在飞行过程中产生这些摆动动作。这导致昆虫在小于五分之一秒的时间内做出小的转向机动 – 比如果他们单独使用它们的机翼。

科学家们长期以来怀疑除翅膀以外的身体部位可能在昆虫飞行中起作用,但从未证明这一点。“这实际上是第一项完整的研究,图片来源:http://www.donc88.com表明腿可以是飞行中重要的控制结构,”加州大学戴维斯分校研究昆虫飞行的生物学家Stacey Combes说道,但他不是该研究的一部分。“我认为它会在很多其他昆虫系统中打开同样的问题。”

用树微生物处理毒素

作者: 东西真人

用树微生物处理毒素
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黑杨。

地下水污染可能会产生新的克星:带有微生物群的树木。(作者: 东西真人)科学家们最近从一棵特定的杨树中收获了一种特别有效的毒素降解菌株,并将其转移到其他树种中。这改善了树木天然分解致癌物质三氯乙烯(TCE)的能力,TCE是一种工业溶剂,已在美国各地的垃圾场附近渗入地下来源。9月份发表在“ 环境科学与技术”上的研究结果表明,这些树木可以种植将污染严重的地下水作为一种高效和经济的清理方法。

有时种植普通的杨树,(作者: 东西真人)以帮助从轻度污染的地下水中去除TCE。但是,这并不总是会使化学品完全降解,而更重的清理可能需要生物修复机器,这些机器往往只能安装在70万美元至300万美元之间。在早期的研究中,华盛顿大学的植物微生物学家Sharon Doty及其同事已经对杨树进行了基因改造,以应对高TCE水平。然而,像所有的转基因植物一样,它需要进行长时间的环境影响测试,以阻止潜在的种植者。

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黑杨(黑杨)(1)及其叶和柔cat花(2)。

这一次,没有这样的测试是必要的。多蒂和她的团队首先杂交了两种杨树品种。Doty的一名学生从威斯康星州的杨树切割中收集了被称为PDN3 的肠杆菌菌株。研究人员将他们的混合树苗浸泡在细菌中,(作者: 东西真人)然后将它们与未经处理的树木一起种植在三个严重TCE污染的超级基金场地 – 危险废物场地 – 美国政府将其旧金山附近进行清理的危险废物场所 – 旧金山附近。

三年后的好处很明显。接种的杨树周围的土壤比未经处理的土壤周围的土壤多出50%的氯离子 – 无害的TCE分子残余物。富含微生物的树木也有大约30%的树干,表明健康的增长。没有参与研究的爱荷华大学环境工程师杰里施诺尔说,该团队的方法令人印象深刻。他指出,树木将周围的TCE浓度降低到EPA规定的饮用水限制以下。“我认为这是一个很大的故事,”。

多蒂和她的同事们正在探索使PDN3能够完成这项壮举的基因。(作者: 东西真人)他们还在测量细菌可能传递给植物的其他益处。多蒂说她对树木的未来抱有很高的期望:“把超级基金场地变成公园?”

蘑菇和其他真菌令人惊奇的多样性和可能的​​衰退

作者: 东西数码指定官网

Stinkhorns,松露,Smuts:令人惊讶的多样性 - 可能下降 - 蘑菇和其他真菌
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法国哲学家丹尼斯狄德罗因此于1751年在他的“ 百科全书 ”中解雇了蘑菇。今天他的话将在法国被驳回,那里的厨师将蘑菇卷成薄饼,酥皮糕点和勃艮第牛肉(牛肉勃艮第),仅举几个菜。

法国人并不孤单。蘑菇及其生物亲缘特色从(作者: 东西数码指定官网)亚洲到撒哈拉以南非洲的全球美食。在北美,他们是许多假期餐的一部分,从谦虚的塞蘑菇盖帽到面条上的一块昂贵的松露。晚秋天是美国大部分地区的野生蘑菇觅食季节,所以现在是了解这些迷人生物的好时机 – 并且知道一些受欢迎的物种正在减少。

真菌,不是蔬菜

人类对蘑菇的经历可追溯到数千年前,包括来自中国,非洲,希腊和罗马的参考资料。第一个归因于Euripides(公元450-456),(作者: 东西数码指定官网)他评论了母亲和她的家人因蘑菇中毒而死亡。事实上,一些物种是有毒的 – 尤其是  鹅膏毒蕈,即所谓的死蘑菇, 在2016年加利福尼亚州有14人死亡  。三人需要肝移植。

所有更多的理由来学习一些真菌学 – 真菌学。这种大型多样化的生物体在生物学上与众所周知的生物体不同,它们是植物(Plantae)和动物(Animalia)。与蘑菇一起,它包括如  conks,  马勃,  earthstars,  stinkhorns,  (作者: 东西数码指定官网)鸟巢,  松露,  羊肚菌,  霉菌,  锈  和  smuts的好奇心。

与植物不同,真菌没有叶绿素,植物叶中的色素通过光合作用将光能转化为化学能。相反,真菌是分解者:它们释放酶,分解活体和死亡植物和动物的组织,以便在它们生长时滋养它们。

大多数真菌生长在天然基质中或天然基质上,如死木或粪肥(狄德罗说它们来自粪堆是没有错的)。商业蘑菇种植者使用诸如稻草或咖啡渣之类的材料。蘑菇孢子放出形成网络(菌丝体)的细丝(菌丝)。这是生物体的喂养阶段,在一些物种可以长到  一个巨大的程度,主要是隐藏在土壤中。

几乎奇迹般地,为了响应一系列环境因素,(作者: 东西数码指定官网)如湿度和温度,该网络产生“子实体”或生殖结构,通常会从基质中喷出。这些结构就是我们认为的蘑菇。它们有多种尺寸,形状和颜色,可以坚持或出现,然后在几小时或几天内消失。

几千年来,这些看似神奇幻影的神秘起源令人着迷。某些物种  自然地以圆形形式爆发,这种形式被广泛称为“仙女戒指”,并与欧洲民间传说中的仙女和其他魔法生物联系在一起。许多帐户声称,含有致幻化合物的裸盖菇素蘑菇已被  用于数千年的改变心灵的目的。今天,他们正在研究作为抑郁症的  (作者: 东西数码指定官网)可能治疗方法。

丰富但也有风险

即使经过200多年的探索,科学家们估计,可能的150万种真菌中仅有约5%被描述和命名。其中约有10种被描述的物种已被“驯化”并构成全球栽培蘑菇产业的基础,该产业估计年产值  超过350亿美元,并且正在上升。2004年联合国粮食及农业组织的  一份报告  记录了80多个国家使用超过1100(作者: 东西数码指定官网)种的物种。

详细的研究有助于消除人们普遍持有的观点,即蘑菇是一种营养价值很低的低热量食物。我们现在知道他们通常脂肪含量低,钠和碳水化合物含量高,但维生素D,  钾和抗氧化剂含量高  。总之,蘑菇越来越被认为是营养强国。

从历史上看,发展中国家农村社区的蘑菇主要以维持生计为食。然而,最近出口贸易为野生品种开发,主要从贫穷国家转移到富国。这种不断增长的需求反映了对野生食用菌营养价值的认可,但也与   欧洲和日本等传统高消费量中心的蘑菇子实体数量和多样性下降  有关  。

对于科学家来说,这种趋势是一个严重的问题,他们不断了解真菌所扮演的重要生态角色。一些与植物根系形成关系,(作者: 东西数码指定官网)维持原生森林和商业树种植园的生长。作为分解者,真菌还在许多不同类型的栖息地中回收来自死亡物质的营养物质。

我们对真菌生物多样性以及这些生物如何受到贸易,土地管理实践,空气污染,栖息地丧失和全球气候变化的影响方面存在巨大差距。最近的一项研究  发现  ,在伦敦一家杂货店购买的一盒中国干蘑菇中,有三种不知名的牛肝菌。

许多国家正在制定或已经发布  了受威胁真菌的红色数据清单。国际自然保护联盟正在接受全球真菌红色名录举措的信息,该  举措  旨在评估和分类至少300种受威胁的真菌。

像我这样的真菌学家也是一个不断减少的资源。近年来,大学,研究机构和植物园的职位数量有所下降。编目,描述和理解人为和自然干扰对真菌群落的影响是一项巨大且具有挑战性的任务,而且是确定在当前水平上采集野生真菌是否可持续的关键一步  。但这项工作正在开始取得进展。最后,(作者: 东西数码指定官网)人类开始看到真菌不仅仅是商品或生物有机体,而且也是生态系统功能的重要贡献者,值得保护。

在火星上寻找生命,看看地下

作者: 东西数码官网

在火星上寻找生命,看看地下
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美国宇航局精神号探测器的卡住的前轮于2008年在火星的古谢夫火山口内挖掘了这条壕沟。精神的观察使研究人员能够确定白色物质是红色星球上古老热液系统的证据。

一种流行的策略要求调查水(作者: 东西数码官网)体沉积物很久以前积聚的地点,如 美国宇航局的好奇号探测器在火星96英里(154公里)的大风环形山内发现的  古湖床环境。

在这个地球上,这种古老的栖息地保存了丰富的古代生物证据 – 但这并不意味着同样的情况在红色星球上也会成立,(作者: 东西数码官网)研究小组认为,该小组由副教授Joseph Michalski领导香港大学地球科学系。

大约40亿年前,人类首先在地球上站稳了脚跟,但在蓝藻进化出产生氧气的光合作用后,它的确在15亿年后开始起飞。由这些微生物产生的氧气导致形成大气臭氧层,其保护表面生命免受有害的紫外线辐射。科学家们说,这种进化创新(作者: 东西数码官网)因此开辟了大量的宜居空间,使生物能够在陆地和海洋的表面和近地表环境中繁殖。

研究小组认为,这里的时间非常重要。无论如何,火星曾经比较暖和湿润 – 比今天温暖多变。但是到了40亿年前,火星的内部已经足够冷却,磁力发电机关闭,红色星球失去了全球磁场。((作者: 东西数码官网)地球仍然有一个磁场,因为我们的星球比火星质量大10倍,因此没有冷却得几乎没有。)

这个磁场用来屏蔽火星的大气层与太阳风,太阳风带来的带电粒子流。它的损失导致了这种曾经厚重的气氛的剥离和地球向现在的冷沙漠的转变 – 这一过程  大约在37亿年前完成。

因此,为了表面生命真的能够继续下去 – 因此很有可能被保存在湖床沉积物中 – 光合作用可能在火星上至少要比在地球上至少早10亿年。

Michalski和他的同事们不认为这是一个很好的选择。所以他们主张优先考虑地下生命可能曾经在火星环境中发生过的地点,例如古代热液系统,这可能是地球上生命的摇篮。

而且你不一定要深入挖掘这些系统; 2008年,美国宇航局的  精神号探测器偶然发现了  火星的古谢夫火山口内的一颗火星车(作者: 东西数码官网),当时它的摩托车车轮刮掉了一些表面的污垢。

这种推理可能很快就会有真实世界的应用:2020年,美国航天局计划发射一个  寻找生命的火星漫游车  ,收集并存储岩石样本,最终返回地球。

研究合着者罗德岛布朗大学地质学教授杰克·汉斯纳说,他希望2020年流动站能够在红色星球上调查暴露的“矿化裂缝带”。

Mustard告诉Space.com:“这些地方会出现地壳流体流动的地方,以及不同来源的不同来源之间的混合情况,这些流体可能具有不同浓度的重要元素,例如溶解氢。(氢气是微生物可能的能源。)“那(作者: 东西数码官网)些会很酷。”

他补充说,这项新研究的主要目标是“让更大的科学界思考这些问题,随着我们继续寻找生命及其前体分子的潜在证据”。

海豚声纳的秘密显露

作者: 东西数码数码出款官网

海豚声纳的秘密显露
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长江江豚。

最好的军用声纳技术与回声定位海豚用于跟踪猎(作者: 东西数码数码出款官网)物,掠食者和障碍物相比苍白。海洋哺乳动物可以从100米远的地方找到几厘米宽的物体 – 类似于从足球场上发现核桃 – 通过释放它们的气孔中的咔哒声。相比之下,声纳装备的船只必须发出来自至少几米范围内的多个声源的声波。最近的一项研究表明,海豚的超高效回声定位是通过头部可调结构实现的 – 这一发现可能有助于人类改进我们自己的声纳技术。

声纳通过将声波从物体上反弹并检测信号的返回时间来工作。通常,如果声纳脉冲源的声源小于声音的波长,它会在各个方向释放声音信号,如迪斯科球的光散射。要发送特定方向的目标光束,光源必须远大于波长。但是,海豚们设法避开这一要求。

为了弄清楚如何,科学家们使用CT扫描来研究江豚(Neophocaena phocaenoides)的头部。他们了解到这些生物的额头含有(作者: 东西数码数码出款官网)涉及气囊,软组织和头骨的复杂结构。这些组件组成层让声音以不同的速度通过,使动物能够控制其束的焦点。“如果我们能理解这些结构,那么我们可以重新设计我们的声纳系统,并将它们放入[更小的]船中,”宾夕法尼亚州立大学的物理学家,该研究的合着者文武says说,去年12月出版的物理评论应用

这项工作表明,海豚与另一个以回声定位着称的哺乳动物有一些诀窍:蝙蝠。(作者: 东西数码数码出款官网):“我很感兴趣的是,可以通过压缩前额复合体来改变它们的排放模式。”他研究了蝙蝠声纳,但没有参与江豚的研究。研究。除了人类技术之外,似乎蝙蝠和海豚真的是前面几圈或几圈。

三文鱼产卵可能会移动山脉

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三文鱼产卵可能会移动山脉

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鱼类性别可能看起来并不重要,但数千年来无数的联结可以在景观上留下痕迹。在最近的一项研究中,研究人员模拟了产卵如何影响太平洋西北部的河流,并得出结论认为鲑鱼性别确实有助于雕刻该地区的山腰。(作者: 东西数码数码入口官网)

鲑鱼从海里回到他们出生的河流和溪流中繁殖。一旦女性发现了正确大小的石块或砾石斑点,她会为她的鸡蛋挖一个坑。在雄性受精后,雌性在上游挖掘另一个洞并用其中的沉积物覆盖其巢穴。研究报告合着者华盛顿州立大学水生生态学家亚历山大·弗雷米尔说,她的挖掘侵蚀了河床,使沉积物和砾石更容易向下游移动。

弗雷米尔和他的同事们收集了鲑鱼造成的侵蚀率数据,并将其结果推断为数百万年的真实河流。该研究报告称,产卵可能导致一些河床比不产卵产生更多的降低30%,该研究报告于去年9月在“ 地貌学 ”杂志上发表。(作者: 东西数码数码入口官网)

华盛顿大学地貌学教授大卫·R·蒙哥马利(David R. Montgomery)并未参与这项研究,他称这项研究是一个令人着迷的“生物活动和我们通常认为的物理过程可以联系在一起的程度的例证。 “蒙哥马利自己的研究表明,山脉隆起可能会促进鲑鱼多样化,专业化和物种形成。(作者: 东西数码数码入口官网)新的工作表明,鲑鱼产卵可以通过改变侵蚀速率和河流斜坡来进一步加强这些过程。蒙哥马利认为任何这样的影响与提升造成的影响相比都是微不足道的,但他补充说,弗雷米尔和他的同事们“开启了向这个现象及其所有级联后果提出问题的大门(作者: 东西数码数码入口官网)”。

转基因T细胞可能有助于抗击HIV

作者: 东西数码数码

转基因T细胞可能有助于抗击HIV
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 科学家们报道说,同样一种产生第一种FDA批准的癌症基因治疗的DNA修补技术,  在实验室动物中显示出抑制甚至根除HIV感染的暗示  。虽然这项研究很小,但它仅在两只猴子上以及在实验室菜中生长的细胞上测试了基因工程“CAR”细胞,这表明经过30年无果而终的艾滋病疫苗努力后,获得免疫系统抵抗HIV感染的新方法。

“在这里证明干细胞可以被设计为在动物模型中对(作者: 东西数码数码)艾滋病病毒感染细胞产生应答,这是利用免疫系统靶向HIV的令人印象深刻的第一步,”MGH Ragon研究所所长布鲁斯沃克博士说道。 ,麻省理工学院和哈佛大学,他们在二十世纪九十年代开展了免疫细胞基因工程以抗击艾滋病的先驱研究,并没有参与这项新研究。“这一点效果不大,但显然为我们提供了一些建设。”

为了改造T细胞来对抗癌症,科学家们给他们提供了能够识别肿瘤细胞表面分子(同名嵌合抗原受体或CARs)的基因并将其附着到肿瘤细胞上的对应物(抗原)上。该抗原 – 受体对接激活CAR-T细胞,导致其杀死肿瘤细胞。

为了创造出能够对抗艾滋病毒的T细胞,(作者: 东西数码数码)科学家们基因工程不是T细胞本身,而是产生T细胞和其他血细胞的干细胞。基因工程为“造血干细胞”及其所有后代提供了一种HIV特异性CAR:CAR的一部分(称为CD4)追捕并结合艾滋病引起的病毒,而另一种表面分子(称为C46)干扰HIV能够进入T细胞。这使得T细胞能够检测到病毒而不会感染它们。它还让他们发现和摧毁艾滋病毒感染的细胞,这些细胞与艾滋病毒本身具有一些吸引相同T细胞的表面分子。

工程化的T细胞不仅摧毁了实(作者: 东西数码数码)验室菜肴和猕猴中的HIV感染细胞,而且还持续了两年以上。这表明他们可以“提供长期持续的艾滋病毒杀伤作用”,加利福尼亚大学洛杉矶分校David Geffen医学院的免疫学家Scott Kitchen说,他领导的研究发表在PLOS Pathogens上。“我们认为干细胞方法有更大的潜力来长期抑制艾滋病毒,甚至根除病毒。”

Kitchen说,一个临床试验可能会在几年后开始,他一直在与私人基因疗法公司Calimmune等人谈论如何开发这种方法。

障碍

但是,有希望的初步结果和现实世界的艾滋病毒治疗之间存在很多障碍。

首先,CAR-T治疗癌症的价格接近50万美元。任何接近艾滋病治疗的东西在世界大部分地区都不是首发,特别是在艾滋病毒/艾滋病病例最多的较贫穷国家; 在3670万  艾滋病毒/艾滋病感染者中,约有1700万人  甚至没有接受相对便宜的抗逆转录病毒疗法,挽救了数百万人的生命。

价格“是这里的主要问题,”(作者: 东西数码数码)。“这种治疗的唯一真正可行的作用是如果它能消除病毒库和治愈感染,这在本文中尚未得到解决。那么价格标签在这种情况下可能是合理的,但考虑到一个人每天可以服用一次避孕药就可以过上相对正常的生活,很难看出CAR-T细胞疗法如何替代“今天的便宜药丸” 。

“工程干细胞”最初将是一种昂贵的方法,但希望能挽救一生中抗逆转录病毒治疗的必要性和费用,“Kitchen说。他和他的同事们正在致力于像疫苗一样提供工程细胞,可能使其价格合理。

另一个值得警惕的原因是CAR-T的抗艾滋病病毒之前已经失败。工程学免疫细胞抗艾滋病病毒的基本思想至少可以追溯到1997年,由沃克领导的研究人员  表明  ,CAR-T的先驱者可以在实验室菜肴中摧毁艾滋病毒。但是当科学家在少数患者中测试这种方法时,结果  令人失望。“他们真的什么都没做,”厨房说。

这可能是因为在CAR-Ts杀死病毒之前(作者: 东西数码数码),HIV杀死了CAR-Ts。

创建CAR干细胞,而不是CAR-T,可能会解决这个问题:工程干细胞将产生“持续攻击HIV的无休止的工程T细胞供应”,Kitchen说道,就像一支拥有无数替代士兵的军队。

这就是他的猕猴发生的事情。两个收到基因工程干细胞; 另外两个人担任控制。在猕猴进行研究的两年中,干细胞钻入骨髓并产生HIV杀死CAR-T。动物没有经历过不良反应,CAR-T杀死感染的细胞。他们只是在减少动物中的病毒数量方面做得如此之好。

另一方面,杀手细胞进入艾滋病毒易复制并以最高速率持续存在的地点,包括淋巴系统和胃肠道。沃克称这是“令人印象深刻的”,(作者: 东西数码数码)因为它提高了CAR-Ts可能将艾滋病从体内隐藏的地方消灭的可能性。

道路盐和其他污染物是否会扰乱我们的昼夜节律?

作者: 东西数码彩票

道路盐和其他污染物是否会扰乱我们的昼夜节律?

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每年冬天,美国各地的地方政府都会使用  数百万吨的食盐  来保持街道在雪和冰暴期间的通航。融雪产生的径流将路盐带入溪流和湖泊,并导致许多水体具有非常  高的盐度。

在伦斯勒理工学院,(作者: 东西数码彩票)我的同事  Rick Relyea  和他的实验室正在努力量化盐度如何影响生态系统。毫不奇怪,他们发现高盐度对许多物种都有  负面影响。他们还发现,一些物种有能力应对这些盐度增加。

但是这个能力是有代价的。在最近的一项研究中,里克和我分析了浮游动物普通物种Daphnia  pulex如何  适应日益增加的道路盐。我们发现这种接触影响了一个重要的生物节律:生物钟,可能管理着  Daphnia的摄食和捕食行为。由于许多鱼类捕食  水蚤,这种影响可能会在整个生态系统中产生涟漪。我们的工作也提出了关于盐或其他环境污染物是否会对人类生物钟产生类似影响的问题。

每日生物节律和生物钟

在研究道路盐如何影响水生生态系统时,(作者: 东西数码彩票)Relyea实验室表明,  Daphnia  pulex  可以   在短短两个半月内适应处理中度暴露。这些浓度范围从每升水15毫克氯化物(一块积木盐)到每升1000毫克高 – 这是北美高度污染的湖泊中的水平。

但是,生物体适应环境中的某些物质的能力也可能伴随着消极的取舍。我的实验室与Rick’s的合作始于努力确定盐适应性Daphnia的这些权衡  。

在  我的实验室中,我们研究了我们的昼夜节律如何  让我们跟踪时间。我们调查我们细胞中的分子如何一起工作来像钟一样嘀嗒。这些昼夜节律允许有机体预测其环境中的24小时振荡,例如从光照(白天)到黑暗(夜间)的变化,并且对于有机体的适应性是  必不可少的。

里克和我假设, (作者: 东西数码彩票)根据最近的证据显示其他环境污染物可以破坏昼夜节律行为,适应高盐度可能会破坏  水蚤的昼夜节律  。在一个重要的行为  水蚤  是  可以由生物钟控制  是  昼夜垂直迁移  -地球上最大的生物量每天迁移,发生在海洋,海湾和湖泊。白天,浮游生物和鱼类会向下迁移到更深的水域,以避免食肉动物和阳光的伤害,并在晚上背对地面进食。

根据我们对昼夜节律功能的了解,假定接触污染不会影响生物体的昼夜节律是合乎逻辑的。虽然生物钟可以结合环境信息来说明一天中的时间,但它们对大多数环境影响有  很大的缓冲作用。

为了理解这种缓冲的重要性,(作者: 东西数码彩票)设想一个生物体的日长的时间对环境温度有反应。热量加速分子反应,所以在炎热的日子里,生物体的24小时节奏可能会变成20小时,而在寒冷的日子里它可能变成28小时。实质上,有机体会有温度计,而不是时钟。

适应污染影响重要的昼夜节律基因

为了确定时钟中断是否是污染物适应的折衷,我们首先必须确定  Daphnia  是由生物钟控制的。要做到这一点,我们确定了基因  水蚤  类似于两个基因,被称为  周期  和  时钟,在作为一个昼夜模型系统的生物:  果蝇,常见的果蝇。

我们跟踪的级别  周期  和  时钟  的  水蚤,保持在恒定的黑暗中的生物,以确保光刺激并不影响这些水平。我们的数据显示,时段  和  时钟的水平   随着时间的推移而变化,具有24小时的节奏 – 这清楚地表明  水蚤  (作者: 东西数码彩票)具有功能性生物钟。

我们还追踪了 适应增加盐度的Daphnia种群中的相同基因  。令我惊讶的是,我们发现日期  和  时钟  水平的日变化  随着水蚤适应的盐度水平而直接恶化  。换句话说,由于  Daphnia  适应较高的盐度水平,它们 在一天中的时段  和  时钟水平上表现出较小的变化  。这表明  水蚤的钟确实受到污染物的影响。

我们目前不明白是什么导致了这种影响,但盐度水平与时间  和  时间水平变化减少之间的关系   提供了线索。我们知道,接触污染物会导致水蚤进行  表观遗传调节  – 化学变化影响其基因的功能,而不会改变它们的DNA。表观遗传变化通常表现出逐渐的反应,随着致病因子的增加而变得更加明显。因此,高盐度可能通过水蚤中的这些表观遗传机制诱导化学变化   来抑制其昼夜节律钟的功能。

昼夜节律时钟中断的广泛影响

我们知道环境条件会影响许多物种的时钟调节。例如,改变真菌粗糙脉孢菌  生长的糖  会  改变时钟调节的行为。但据我们所知,这项研究首次证明了生物体核心时钟的基因可以通过适应环境污染物而直接受到影响。我们的发现表明,就像机械钟的齿轮会随着时间的推移生锈一样,(作者: 东西数码彩票)生物钟可能会受到环境暴露的永久影响。

这项研究具有重要意义。首先,如果  Daphnia的  生物钟调节其参与die垂直迁移,那么扰乱时钟可能意味着  Daphnia  不会在水柱中迁移。 水蚤  是藻类的主要消费者,也是许多鱼类的食物来源,因此扰乱昼夜节律  可能会影响整个生态系统。

其次,我们的研究结果表明,环境污染对人类的影响可能比先前所了解的更广。Daphnia  时钟中的基因和过程与那些调节人类时钟的基因和过程  非常相似。我们的昼夜节律控制基因,这些基因会产生影响细胞功能,分裂和生长的细胞振荡,以及生理参数,如体温和免疫反应。

当这些节律在人体中被破坏时,(作者: 东西数码彩票)我们看到  癌症,糖尿病,肥胖,心脏病,抑郁症和许多其他疾病的发病率增加。我们的工作表明,暴露于环境污染物可能会抑制人钟的功能,这可能导致疾病发病率增加。