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进入11月,中国学者参与的多项研究在Nature杂志上公布,其中包括冰期后大型哺乳动物灭绝之谜,裸鼹鼠基因组,以及宇宙有机大分子谜团。
生物通报道:进入11月,中国学者参与的多项研究在Nature杂志上公布,其中包括冰期后大型哺乳动物灭绝之谜,裸鼹鼠基因组,以及宇宙有机大分子谜团。
Species-specific responses of Late Quaternary megafauna to climate and humans
由哥本哈根大学,哥本哈根大学,中国地质大学等处的研究人员首次同时使用了遗传学,气候学和考古学数据来揭示这些大型哺乳动物那段时间到底经历了怎样的演化历史。
团队主要负责人,哥本哈根大学(University of Copenhagen)的Willerslev教授介绍说:“我们的研究结果完全推翻了过去所认为灭绝是由单一触发因素所造成的理论,新的研究数据表明,气候变化和人类活动对不同物种的影响结果不尽相同。”
宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)生物学教授Shapiro则解释道:“在距今200万到1.2万前,地球经历了多次的气候波动,在气候寒冷时期,地球表面被大规模冰川所覆盖,我们称其为冰期,两次冰期之间是相对温暖的间冰期。我们所研究六种大型哺乳动物都是属于寒温带动物,在间冰期期间,它们需要找到合适的避难场所才能得以生存,在顺利度过了多次冰期-间冰期循环后,为何它们大部分没有在最后一次冰期结束后幸存下来一直科学家们仍待解决的问题。”
为此,研究人员们综合多方面的研究数据,包括这些哺乳动物的DNA信息,古气候信息,考古证据等等。DNA遗传信息可以提供它们种群数量的变化历史,古气候信息则提供过去的温度和降水信息,而考古证据能让我们了解到古人类活动对这些哺乳动物产生了哪些影响。
Genome sequencing reveals insights into physiology and longevity of the naked mole rat
由韩国梨花女子大学(Ewha Womans University, Korea)和华大基因共同主导完成的裸鼹鼠基因组公布。该研究首次从基因组、转录组水平上对裸鼹鼠奇特的生物学特性进行了诠释,不仅有助于科学家们更加清楚地阐明裸鼹鼠能在黑暗、低氧等恶劣环境中生存并且能够保持长寿和抗癌的生理机理,同时对促进其他生物学和生物医学研究也具有十分重要的意义。
裸鼹鼠是一种分布于东非部分地区的挖掘类啮齿目动物,也是目前仅有的两种真社会性哺乳动物之一(另一种是达马拉兰鼹鼠)。它们居住在地下洞穴,全身无毛,牙齿外突,状如香肠,是世界上最丑陋的动物之一。由于它们终生生活在黑暗的地下,眼睛高度退化,几乎完全丧失了视觉,仅依靠身体两侧的触须来辨认方向。裸鼹鼠虽属哺乳动物,但是它们却像冷血动物一样,通过与环境的热交换来调节体温,这种现象在哺乳类动物中实属罕见。
科研人员采用新一代测序技术对一只雄性裸鼹鼠进行测序、组装和注释,判断出裸鼹鼠的基因组大小约为2.6Gb,并预测其含有22,561个基因。通过研究分析发现,裸鼹鼠和大鼠、小鼠的祖先约在7300万年前分化,其基因组有93%的区域与人或大鼠、小鼠保持较好的共线性关系。同时,研究人员利用比较转录组的方法,研究了不同年龄之间、暴露在不同氧气浓度下的裸鼹鼠的转录表达差异,鉴定出一批可能与衰老、低氧适应有关的基因。
研究人员发现:TERT等衰老调控基因的稳定表达,可能与裸鼹鼠的长寿相关;p16Ink4a与p19Arf的独特调控机制可能是裸鼹鼠抗癌的重要因素;HIF1a和VHL的特异突变可能是裸鼹鼠具有低氧耐受性的原因之一。此外,研究人员还发现在裸鼹鼠基因组中有200多个基因发生了功能缺失,其中有10多个基因与视觉相关,这可能与裸鼹鼠视力的退化有重要关系。这些基因的缺失为研究人员从分子水平上深入探讨裸鼹鼠视力退化、体温调节发生障碍、无疼痛感、无毛等奇特生物适应性退化研究奠定了坚实的科研基础。
Mixed aromatic—aliphatic organic nanoparticles as carriers of unidentified infrared emission features
香港大学的研究人员发现在宇宙中年轻恒星周围的化学工厂中,能够产生远比我们之前想象地要复杂地多的分子。
我们对于宇宙中发生的化学作用知之甚少,科学家们很大程度上只能去猜测自然界是如何进行复杂分子的合成工作。至此之前科学界便已了解,在年轻恒星的周围可以形成相对简单的分子,而稍复杂的分子也可以稍后在相对更加低温的环境中形成。
而这项研究表明,宇宙光谱中一部分“无法识别的红外辐射”可能实际上来自年轻恒星周遭形成的大型分子。科学家们还认为这样的分子有可能在地球形成早期曾经被带到地球上。
(生物通:万纹)
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