3月28日《科学》杂志精选
时间:2017-12-07

  3月28日“科学”杂志精选 - 新闻 - 科学网

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  合成生物学珠穆朗玛峰

  根据一项新的研究,研究人员首次合成了一种真核生物染色体。染色体来自地球上研究最多的生物之一:面包酵母或酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)酵母已被用于制造啤酒,生物燃料和药物,但是一旦它们被安装了完全合成和可变染色体,如染色体在这项研究中设计的这些单细胞生物体可以产生这些重要的Better产品,包括新的抗生素或更环保的生物燃料虽然研究人员在本研究中只合成了16个酵母染色体中的一个,但他们的努力是至关重要的迈向构建一个完整的真核基因组。

  真核酵母的基因组由1200万个核苷酸组成;核苷酸是以特殊顺序聚集在一起的基因字母。由Jef Boeke和Narayana Annaluru领导的研究小组针对酵母的III号染色体,该染色体含有2.5%以上的这些核苷酸,他们使用软件对它们进行微小的改变,特别是去除一些重复和较少使用的DNA区域然后他们通过将单个核苷酸串联在一起构建了一个真正的染色体版本,核苷酸是基因的构建块,重要的是,他们在他们认为不重要的基因旁边放置了一个名为loxPsym位点的小标签,这样他们可以改变或者删除标记的基因看看酵母是否能存活

  研究人员将他们的合成染色体放入活酵母细胞中,并测试这些改变的细胞在不同营养物质和不同条件下生长的能力。在每种情况下,装有一些合成染色体版本的酵母的功能与天然酵母的功能没有区别。研究人员通过激活不同的loxPsym位点来改变或删除基因来进一步操纵酵母细胞。他们发现有些细胞生长较慢。而其他一些具有不同基因组合的细胞将会迅速增长。例如,通过以不同的方式重组DNA,研究人员希望能够设计能够产生比本地酵母更多的乙醇的酵母,或者在困难条件下生长得更好。这项工作确定,酵母,一个选定的真核生物,可以作为设计合成真核生物基因组生物学的基础。

  早期生活干预计划有助于贫困儿童

  更健康的成年人

  一项新的研究表明,在生命的头五年中接受过高质量干预的贫困儿童比没有接受高质量干预的贫困儿童在成年后的健康结果更好。在美国高涨的医疗费用的背景下,强调延缓疾病的发作,以及疾病发作后对疾病的治疗,这项研究揭示了干预疾病预防和促进健康的潜力孩提时代。早些时候的研究表明,那些早年生活条件差的人在成年后更容易出现健康问题。

  研究人员早就知道,在高风险青年中实施幼儿教育可以减少他们的犯罪,提高他们的收入,并鼓励这些孩子留在学校,但是研究人员并没有意识到这些项目对健康的影响。与会者尚未明确界定。今天,引用美国最早的儿童早期干预项目之一的卡罗莱纳州初期项目(ABC)的数据显示,如何参与该项目的确能够为这些成年人提供更好的身体健康;卡罗莱纳州初步项目(ABC)是为了评估一个刺激环境,以防止贫困儿童轻度发育迟缓。在1972年至1997年期间出生的四组儿童参加了该方案(2002年,五年计划的费用约为每个儿童67 000美元)。

  参与者被追踪多次,直到35岁左右。在这一点上他们接受了心血管和代谢危险因素的生物医学调查。那些参加ABC项目的人比那些出生贫困,年龄在5岁以上没有得到ABC的35岁以上老人的危险因素要低。例如,在接受治疗的男性中,他们的平均收缩压较低,而接受治疗的男性不太可能受到腹部肥胖的影响。尽管早期生活经历影响成人健康的确切机制尚未确定,但这项工作显示了高质量的干预措施的重要性,重点是儿童生命的前5年;如果没有这些干预,这些儿童缺乏一些促进或营养增长。

  全脑图将神经元和行为联系起来

  已经证明,将神经回路与活有机体的特定行为联系起来是非常困难的。然而,约书亚Vogelstein和同事开发了一种新的技术,用于调查和刺激这些神经元电路,他们用它来创建一个果蝇幼虫的神经元参考地图。据研究人员介绍,该图揭示了该图将果蝇幼虫的大部分神经元与果蝇的一般行为(如转身或逃避等)挂钩,并在动物王国中进行调查这些独特行为的基本机制提供了一个有价值的出发点。 Vogelstein和他的研究小组使用了一种称为视紫红质通道蛋白的蛋白质,对37780果蝇幼虫的大脑中的光进行响应,以有选择性地激活1054个不同的神经通路,高速摄像机捕获果蝇幼虫的形状和运动的视频,在对神经元进行刺激之后,最先进的软件将这些运动分为不同类型的行为,或者初级和次级类型的行为家族。研究人员通过光遗传学的方式筛选影响由自然刺激引发的日常行为的神经元,以前没有记录的行为类型,他们说今后也可能适用于其他生物。

  (本专栏文章由美国科学促进会专门提供)

  “中国科技报”(2014-04-09第二版国际)