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重大发现许多很意外 精选

已有 8005 次阅读 2010-6-13 06:31 |个人分类:研究生培养|系统分类:科研笔记| 科研思路

 

最近自己关注的两篇文章,一篇是关于动物具有合成吗啡能力的,另一篇是在Nature上关于细菌可以合成氧气的文章。两篇文章的亮点是显然的,都是属于比较意外的研究结果。当然关于吗啡合成的文章是在过去基础上的研究,因此只能发表在PNAS上。而细菌可以合成氧气的文章当属于更大的意外。联想到前一段时间有学者发现(2010430,《Science》杂志报道了一个重要的科学发现:豌豆蚜(pea aphid, Acyrthosiphon pisum)基因组内含有类胡萝卜素合成相关基因,这些基因可能缘于来自真菌的基因横向转移。首次在动物体内发现类胡萝卜素合成途径。

这些研究都属于比较意外的发现,而且这些研究的背后也都应该有一些比较有意思的故事。

PNAS上发表的论文,证明在小鼠体内具有产生吗啡的能力,而且这种合成吗啡的方式与植物一样,多年前,人们首先证明在生物体内存在吗啡受体,但当时不能证明这种受体的内源性配体是什么,

1803年由罂粟生物碱分离出的物质晶体,被证实是天然阿片的镇痛活性成份,称为吗啡。吗啡的立体化学结构是其与机体特异部位相互作用产生镇痛所必须。通过吗啡、酮唑辛和SKF-10047等一组激动药所产生的不同药理活性,确定了三种阿片类药物综合症,分别命名μκσ原型,由此导致了μκσ三种阿片受体的发现。后来发现与SKF-10047相关的σ型综合症不能被普通阿片拮抗剂纳洛酮(naloxone)所阻断,因此σ型受体不再被认为是阿片受体家族的成员。δ型受体是由Richard小组在研究内源性阿片肽和内啡肽的效应时发现的。经过近30年实验室研究,对μκδ型受体的认识已较清楚,其基因编码已被克隆,这3种受体称为经典型阿片受体。最近cDNA编码一种称之为孤立阿片受体,经鉴定与经典阿片受体有高度同源性,它的结构基团是阿片受体,因此称其为阿片样受体(opioid receptor-like,ORL1)。有药理学迹象表明每种阿片受体存在亚型,以及其他新型、较少了解的阿片受体ελιξ

70年代前后,人们证明了体内存在吗啡受体,但不能证明体内存在吗啡,后来,在1975年,吗啡受体的内源性配体脑内啡分别由两组独立的研究人员同时发现。但是这种内源性配体是神经肽,不是吗啡本身。现在吗啡回来了,是不是应该回归一下。

  苏格兰的约翰?休斯(John Hughes)及汉斯?科斯特利兹(Hans Kosterlitz)首次由猪只的脑袋中发现有αalpha)、βbeta)及γgamma3种脑内啡。当时他们称它为enkephalins(由大脑的希腊文εγκ?φαλος, 变化而成)

同一时间,另一组美国研究人员Rabi SimantovSolomon H. Snyder在牛只的脑袋中发现脑内啡。埃里?西门(Eric Simon)(日后发现人类体内的吗啡受体)把它称为脑内啡,是内生吗啡的缩写。

  已经发现的有亮氨酸-脑啡肽、甲硫氨酸-脑啡肽、α-内啡肽、β-内啡肽等多种。这些肽类除具有镇痛功能外,尚具有许多其它生理功能,如调节体温、心血管、呼吸功能。

开始人们逐渐默认动物体内不能合成吗啡这样的推测,但后来逐渐发现人尿液isoquinoline alkaloid morphine,在人脑内和尿液中存在四氢维洛林Tetrahydropapaveroline。强烈提示人体也可能具有合成吗啡的能力。现在研究者采用现代高分辨质谱分析技术,明确证明小鼠具有合成吗啡的能力。可以说是一个非常好的研究。

值得考虑的是,为什么在开始人们没有找到内源吗啡?开始可能是技术原因,后来应该更是习惯思维所有导致。所以有的老师说,文献太多也害人,可见一斑。另外需要注意的是,内吗啡的地位有多大,是否能发挥重要的作用,这些就是将来也许是已经开展的研究内容了。

 

哺乳动物身体能自动产生吗啡

 

 

发现可造氧供自己呼吸的细菌

 

 

荷兰研究人员不久前发现一种可以自产氧气供自己呼吸的细菌。这一发现有助于对地球生命演化和寻找外星生命等方面的研究。

 

荷兰奈梅亨大学等机构的研究者在新一期英国《自然》(Nature)杂志上报告说,他们发现的这种细菌能在完全没有氧气的环境中生存,但同时其体内又具备需要氧气才能完成的新陈代谢机制。研究显示,这种细菌是靠一种特殊的酶将氮氧化物分解为氮气和氧气,然后利用氧气和甲烷反应产生的能量而生存。

 

以前专家只知道光合作用等有限的几种生物制造氧气的原理,但在地球生命演化史上有遗迹表明,在植物光合作用大量产生氧气之前,就存在一些呼吸氧气的微生物,这曾在学术界引起不少争论。参与这次研究的科研人员卡塔琳娜·埃特威格说,这项发现又提供了一种新的可能,即某些微生物可以自己制造氧气供自身呼吸。

 

此外,由于这种细菌以甲烷为“食”,而火星等星球上存在一定数量的甲烷,因此有专家认为,在其他天体上可能也有这种在无氧环境下只需氮氧化物和甲烷就能生存的物种。(来源:新华网黄堃)

 

更多阅读 《自然》发表论文摘要(英文)

 

http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/201069106236879450.shtm

https://blog.sciencenet.cn/blog-41174-334852.html

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