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《自然—纳米技术》:清除海面上的石油
据估计,最近10年以来,因事故而导致至少有20吨石油溢溅到海面上,因此,迫切需要一种能快速有效清除这种石油污染物的材料。
如今,研究人员发明了一种由纳米线网丝编织而成的薄膜,可用于在海面上对石油溢溅物的清除,新成果日前发表在在线出版的《自然—纳米技术》上。
Francesco Stellacci和同事构建了一种纳米线薄膜,能够从水混和物中收纳20倍于自身重量的石油或其他有机污染物。这种薄膜多孔渗水,像一张纸那样薄,由直径为20纳米的氧化锰纳米线圈编织而成。研究人员对纳米线的表面进行了修饰,让它们在吸收石油的同时又不透水,再加上膜天然具有的多孔性特质,这种纳米线薄膜能选择性地吸收水混和物中的甲苯和石油等有机污染物。
在同一期的新闻和观点文章中,Joerg Lahann写道:这种纳米膜展示了一种新蓝图,可指导未来应用于环境的纳米材料的设计。
《自然—细胞生物学》:细胞老化与机体早衰
细胞老化是指细胞的复制过程不可逆转地停止了。研究人员发现,两种对细胞分裂和复制起关键作用的肿瘤抑制基因左右了小鼠的衰老过程。这篇在线发表在《自然—细胞学》期刊上的论文首次揭示了细胞老化机制和整体器官衰老间的直接联系。
BubR1是一种细胞分裂蛋白质,表达出低水平BubR1的变异小鼠表现出早衰的特征:寿命缩短、肌肉萎缩和脂肪丧失等。在受影响的组织中,骨骼肌肉和脂肪中堆积了高水平的p16Ink4a和p19Arf蛋白质。通过分析BubR1—缺失小鼠体内p16Ink4a和p19Arf基因的失活结果,Jan van Deursen和同事研究了这两种基因在衰老过程中的作用。他们发现,清除p16Ink4a基因能减缓细胞的衰老过程,也能减缓机体的老化过程,反之,p19Arf的灭活会加剧这些作用。
基于p16Ink4a和p19Arf基因表达水平随衰老而增加的事实,以前的研究推测了这两种肿瘤抑制基因在衰老过程中的作用。然而,过去的研究从未证实它们与衰老过程中的直接联系,因为缺失这些基因的小鼠过早地死于肿瘤疾病。
《自然—结构和分子生物学》:预防淀粉蛋白质的形成
淀粉纤维是一种毒性蛋白质,它的堆积与阿尔茨海默氏症和帕金森氏症有关。一项新研究发现,绿茶提取物儿茶素(EGCG)可以预防淀粉纤维的形成。新结果在线发表在6月号的《自然—结构和分子生物学》期刊上,它为设计更有效防止淀粉状蛋白质形成的化合物指出一种新方法,这类蛋白质与神经退化性疾病的发生密切相关。
研究人员早已发现淀粉纤维在阿尔茨海默氏症和帕金森氏症患者体内的堆积,他们认为,这是某种开放式蛋白质的错误折叠或堆积造成的,这种堆积会毒害细胞并导致神经功能的退化。 Erich Wanker和同事发现,绿茶中的儿茶素能与这些天然的开放式蛋白质结合在一起,防止它们转化成有毒的蛋白质。而且,EGCG还能指导这些蛋白质“远离”堆积的途径,成为对细胞无害的蛋白质。
作者发现,EGCG还能与其他与这些疾病无关的开放式蛋白质结合,因此,下一步的工作将直接设计新化合物,让它们能选择性识别与淀粉纤维形成有关的蛋白质。
《自然—神经科学》:用酸性物质控制癫痫发作
癫痫是一种非常难治疗的疾病。研究人员在日前在线出版的《自然—神经科学》期刊上报告说,大脑中某种对酸性物质敏感的分子能阻止与癫痫有关的疾病的发作。这将有助于开发出针对癫痫治疗的药物。
癫痫是一种伴有或不伴有昏迷或痉挛的突然发生的以运动神经、感觉或心理失常为特征的疾病,但吸入含高水平二氧化碳的气体则可阻止这种疾病的发作。这种附加的二氧化碳酸化了大脑,但目前尚不清楚为什么酸化能阻止神经细胞的激动,从而阻止疾病的发作。
John Wemmie和同事推测,神经细胞膜中一种对酸性敏感的ASIC通道也许与此有关。为了验证这种假设,他们培育出一种缺少ASIC通道分子的模式小鼠,再让这种小鼠患上癫痫。与正常的接受同样治疗的癫痫小鼠相比,缺少ASIC通道分子的癫痫小鼠出现了更为严重的惊厥和痉挛。吸入二氧化碳有助于阻止正常小鼠这种疾病的发作,却对缺失ASIC1a的小鼠却没有效果。科学家们还发现,ASIC1a的区域有更多被抑止的神经细胞,而酸性环境中会强有力地刺激ASIC1a。
这些结果也许能解释为什么酸性能阻止癫痫的发作,并推测ASIC1a是开发癫痫治疗药物的一个新靶标。
《自然—医学》:血癌药物对付狼疮
骨骼瘤是一种白血病癌症,研究人员发现,一种治疗骨髓瘤的药物也有助于慢性自体免疫疾病红斑性狼疮的治疗。新结果发表在日前在线出版的《自然—医学》期刊上,它将有助于开发对付其他与抗体有关的疾病的治疗战略。
重症肌无力和系统性红斑性狼疮等是由长寿型免疫细胞所产生的自身抗体所导致的疾病,这种长寿型免疫细胞会产生大量的蛋白质。因为骨髓瘤细胞对蛋白酶体抑止剂药物治疗有效,而且敏感性与其蛋白质的合成速度相关。Reinhard Voll和同事推测,对患系统性红斑狼疮的小鼠来说,这些抑止剂对自身抗体所产生的细胞应该也有同样效果。
硼替佐米是一种经批准用于治疗多发性骨髓瘤蛋白酶抑止剂,他们用这种药来治疗两种患狼疮的小鼠,阻断自抗体的出现并延长了小鼠的生命。因此,用蛋白酶抑止剂去除自反应浆细胞也许是治疗自身免疫性疾病的一种新战略。
(王丹红/编译;更多信息请访问www.naturechina.com/st)
《PNAS》(EurekAlert!)
皮层里的射门
一项新的研究表明,进行体育运动,甚至只是观看体育运动,也可能有助于更好地理解语言,该研究表明冰球运动员和球迷的大脑可以更好地处理与冰球有关的语言。此前的研究已经表明从事体育运动可以改变感觉和运动神经回路,而学习一门语言可以改变大脑支持语言的区域的神经连接。Sian Beilock及其同事如今发现从事一项体育运动,甚至去观看一场比赛,可以改变大脑中涉及处理体育语言的区域的活动。这组科学家让12位冰球运动员、8位球迷和9位从未观看过冰球的人接受了一组语言测试。受试者听到关于人们日常生活的句子,或者关于冰球运动的句子,例如射门或者救球。尽管所有的受试者都迅速听懂了关于日常生活的句子,冰球运动员和球迷在理解与冰球有关的句子方面的表现要远远好于不懂冰球的人。磁共振成像分析表明当冰球运动员和球迷听到关于这种运动的句子的时候,他们的大脑的特定区域出现了活动,这些区域是用于安排和执行熟悉的身体活动。这组作者提出,这种活动的增加帮助了冰球运动员和球迷理解冰球的语言。
论文 #08-03424: "Sports experience changes the neural processing of action language," 作者Sian L. Beilock, Ian M. Lyons, Andrew Mattarella-Micke, Howard C. Nusbaum和Steven L. Small
锻炼可以逆转小鼠大脑的辐射损伤
科学家报告说,锻炼可以帮助恢复干细胞的生长,而且可以改善大脑被临床剂量的辐射损伤的年轻小鼠的注意缺陷行为。目前,许多接受脑瘤放射性疗法的人类青少年后来出现了可能与注意缺陷有关的学习和记忆问题。这些问题与辐射有关联,后者不但可以杀死癌细胞,也可以伤害海马区的干细胞。海马区是一个对于工作记忆至关重要的区域。Georg Kuhn及其同事让出生9天的小鼠暴露在相当于人类癌症患者接受的辐射剂量下。让其中一半的小鼠能使用一个转笼。在13周的时候,这些小鼠被放置在了一个开放空间中,同时这组科学家分析它们运动的模式。4周之后,这些小鼠被杀死,对它们的大脑中的新生干细胞和神经元进行了检查。这组科学家发现进行了锻炼的小鼠的大脑含有的干细胞比没进行锻炼的小鼠多大约50%,而且这些干细胞发育成神经元的可能性更高。这组作者提出,锻炼可能在一定程度上逆转儿童患者的大脑辐射损伤。
论文 #07-11128: "Voluntary running rescues adult hippocampal neurogenesis after irradiation of the young mouse brain," 作者Andrew S. Naylor, Cecilia Bull, Marie Nilsson, Changlian Zhu, Thomas Björk-Eriksson, Peter S. Eriksson, Klas Blomgren 和H. Georg Kuhn
婚姻配对的基因
一项新的研究把一个脑神经肽基因和人类男性如何与他们的配偶结合联系了起来。脑化学物质加压素已知可以增强田鼠的一夫一妻制。如今Hasse Walum及其同事报告了人类的类似结果。这组科学家从瑞典孪生与后代研究中获取了样本,一共研究了2186名成年受试者。这组科学家对加压素受体基因侧翼的3个序列进行了基因分型——此前的研究把配对行为和这个受体基因邻近的DNA联系了起来——并检验了其与受试者配偶结合度(估计一个人与他或她的配偶配对结合程度的一组标准化测验)分数的相关性。拥有“334”等位基因的男性的配偶结合度得分较低,而且表现出了结婚的可能性减少。两份334基因的拷贝让男性报告在过去一年中出现婚姻危机的机会加倍。妻子是否对她们的婚姻感到满意也和丈夫是否拥有334等位基因反向相关。这种关系是有限的,但是它提示涉及到田鼠配对行为的神经网络也可能与人类有关。
论文 #08-03081: "Genetic variation in the vasopressin receptor 1a gene (AVPR1A) associates with pair-bonding behavior in humans," 作者Hasse Walum, Lars Westberg, Susanne Henningsson, Jenae M. Neiderhiser, David Reiss, Wilmar Igl, Jody M. Ganiban, Erica L. Spotts, Nancy L. Pedersen, Elias Eriksson和Paul Lichtenstein
禽流感疫苗的新尝试
科学家报告说,一种新的基于DNA的H5N1禽流感候选疫苗在小鼠身上展现出了前景。近年来,禽流感横扫了几个亚洲国家的鸟类,而且感染了超过380人。这种病毒杀死了60%被感染的人类,公共卫生官员担心如果该病毒变得容易在人与人之间传播,那么它将导致全球大流行。迄今为止,开发流感疫苗的传统方法面临着制造和剂量的挑战。尽管基于DNA的疫苗已经展现出了前景,但是迄今为止它没能引起强有力的免疫应答。Chi-Huey Wong及其同事采用DNA疫苗方法,制成了人造DNA序列,它类似于在许多禽流感毒株中发现的DNA序列,他们可以把这种DNA注射进受试者的肌肉中。这组科学家然后施加了一个短暂的电脉冲,从而帮助这些DNA进入身体的细胞中。用这种方法接种,该DNA疫苗引发了强有力的免疫应答,而且保护了小鼠免受许多不同类型的禽流感毒株的感染。尽管流感病毒还将继续迅速突变,这组科学家提出这种疫苗策略可以提供一种迅速、廉价和容易更改的抗击禽流感的方法。
论文 #08-06901: "A consensus-hemagglutinin-based DNA vaccine that protects mice against divergent H5N1 influenza viruses," 作者Ming Wei Chen, Ting-Jen Rachel Cheng, Yaoxing Huang, Jia-Tsrong Jan, Shiu-Hwa Ma, Alice L. Yu, Chi-Huey Wong和 David D. Ho
和人类长寿有关的基因
科学家发现了一个称为FOXO3A的基因与人类的健康和长寿有强烈的相关性。此前,只有1个基因被发现和人类长寿相关,那就是营养运输分子ApoE的基因。对动物衰老模型的研究已经发现了几个胰岛素信号传导路径的组成部分,例如人体的感知胰岛素的FOXO蛋白。Bradley Willcox及其同事研究了一群定期接受健康检查的日裔美国男性。这组科学家筛查了受试者的DNA,把重点放在胰岛素路径的5个基因上。他们计算了每个基因的三个位置上出现的DNA碱基如何与一个综合健康标准集相关。FOXO3A基因上的一个位置特别突出。在组成了DNA的4种碱基(A、T、C、G)中,大多数受试者在一对染色体的这个位置上拥有的是胸腺嘧啶(T)。但是鸟嘌呤(G)取代了T的受试者在当初健康检查的时候的健康状况更好。20年后,在最终到达了98岁平均年龄的男性组中G出现的频率更高。这组科学家在这些老年人中的许多人身上发现了有两个G(GG)的等位基因,他们认为这可能是这些人在老龄时非常健康的原因。
论文 #08-01030: "FOXO3A genotype is strongly associated with human longevity," 作者Bradley J. Willcox, Timothy A. Donlon, Qimei He, Randi Chen, John S. Grove, Katsuhiko Yano, Kamal H. Masaki, D. Craig Willcox, Beatriz Rodriguez 和J. David Curb
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