“不一样”的秘密与价值
已有 2929 次阅读
2011-3-18 15:46
|个人分类:科技风云|系统分类:观点评述|
基因组, 研究人员, 同源染色体, 幕后花絮, 巴斯大学
文/杨书卷
“我们发现了一种名为Grb10的基因,与通常的基因表达规则不符的是,如果来自父母双方的不同,可以有完全不同的功能。”英国巴斯大学再生医学研究中心Andrew Ward所在的研究小组,发现并证明了一种基因的异常之处,这一研究成果刊登在近期出版的英国Nature杂志。
所有动物的细胞中,每个基因组都是成对出现:一条来自父亲,另一条来自母亲。同源染色体基因表达活性不同的现象,称为基因印记。多数情况下这两条基因都是活跃的,但对某些基因而言,其中一条被关闭时,基因仅能表达来自一方的同源基因,而另一方不表达。Ward的研究小组正是根据这一状况设计小鼠行为实验研究,揭示出了基因背后这条令人吃惊的“幕后花絮”。
在这项强制遭遇测试中,研究人员发现,缺乏父方Grb10基因表达的小鼠更喜欢控制其他小鼠,与脑中父方Grb10基因活跃的小鼠相比,更有可能获得同伴的“尊重”,这在哺乳动物中可是一种处于统治地位的标志。此外,这些小鼠还更有攻击性,可能扯断同笼的正常小鼠的胡须。而缺乏母方Grb10基因表达的小鼠通常会变得又大又重。
“好像是父母双方以不同的策略来帮助后代,一方致力于身体,而另一方致力于精神:即母亲的基因表达涉及胎儿成长、新陈代谢、脂肪储存,而父亲的基因表达调控着成人的社会行为。”Ward对这一现象也充满迷惑,从而激发出他下一步的探索计划:“一种基因居然能影响大脑和肌肉两个方面,这太让人惊讶了。Grb10与胚胎发育有关,对人类健康非常重要,今后我们将主要研究Grb10基因如何进化出这种双重功能。”(3月2日《科技日报》)
生命体中成千上万的基因,储存着生命孕育生长、凋亡过程的全部信息,这一“生命的密码”,在记录和传递着遗传信息,其复杂设计很多时候远远超出了我们的想象!那么,生命体中,还有哪些我们不知道的“不一样”的秘密呢?
美国德州大学西南医学中心的研究人员在2月25日出版的Science杂志上报告说,老鼠实验表明,新生哺乳动物的心脏在受损后完全能够自我愈合。现今,心脏病已成为发达国家威胁人们健康的头号杀手,这一发现为治疗人类心脏病提供了“不一样”的思路。
实验中,研究人员将刚出生1周的小鼠15%的心脏切除,结果发现,在3周内,受损的心脏重新完好地长出来,其外观和功能与正常心脏无异,而心脏中的心肌细胞是新生细胞的主要来源。
此前的研究已经证明,一些能够重新长出鳍和尾巴的鱼类和两栖类动物等低等生物,可以部分再生其受损的心脏。该研究报告作者之一、内科医学助理教授希Hesham Sadek说,“此次发现,新生哺乳动物的心脏也能够自我修复,只不过,它在发育老化的过程中‘忘记’了这一技能。”Sadek也对下一步的计划信心满满:“我们认识到,哺乳动物的心肌再生是有可能的,这使得未来将可以通过药物、基因或者其他方法以唤醒成年老鼠乃至成人的心肌再生能力。现在,我们将趁心脏仍具备再生能力时对这个短暂的‘窗口期’加以研究,并找出心脏是如何以及为什么会在生长发育的过程中‘关闭’这一非凡能力的答案。”(2月25日美国Science)。
几十年来,材料科学家试图造出一种“不一样”的金属,既能比钢坚硬,又能像塑料一样轻易被模压成各种复杂形状。现在,由Jane Schloer带领的美国耶鲁大学材料科学小组就研制出“刚柔相济”的块体金属,使这一梦想初步实现。
这种合金材料与普通金属的晶体结构不一样的是,它的原子排列没有规则,在低温低压条件下,不会像普通金属那样晶化,这样它就能像塑料一样随意塑形。该小组已造出一些具有复杂形状的物品,这些物品不到一分钟就能成形,而且比普通钢材坚硬一倍。由于实际应用的深度需求,材料科学的发展令人瞩目,许多看似“不可能完成”的任务都取得了完美的成功(2月28日美国每日科学网站)。
不过,中国科技大学地球和空间科学学院教授沈延安的关于地球历史上最大一次生命灭绝事件的原因“不一样”的研究,带给人类的则是更多的“警示”作用。
古生物化石记录表明,在过去5.4亿年,地球上共发生了5次生物大灭绝事件。其中发生在距今2.5亿年前的二叠纪末生命灭绝事件最为惨烈,造成了超过90%的海洋生物物种消失和大量陆地生物灭亡。长期以来,世界各国地球科学家对此次大灭绝事件的现象和原因莫衷一是。沈延安通过对阶段性异常的多种硫同位素研究发现,提出了新的理论模式:硫同位素异常是厌氧海水(海水中缺少氧气)的间歇性上涌造成的,而二叠纪末富集CO2的大气、厌氧海水的间歇性上涌等造成了当时地球表层环境的不断恶化,从而导致生命大灭绝。这一结论对研究现代全球气候变化具有重要启示意义:大气中CO2的不断升高有可能导致海洋缺氧,如果此类海洋环境进一步恶化,将对人类的生态环境
造成灾难性的破坏(2月22日Natural
Communication)。
越来越多地知晓自然界“不一样”的秘密,就是了解其潜藏的价值,可能会带给人们巨大的惊喜;但在另一方面,也表明有更多的自然现象,其复杂性人类还无法把握。从某种意义上说,我们知道的越多,我们不知道的也就越多,因此,当人类在探索自然规律、呈现出杰出的创造性的同时,也必须对大自然保持必要的敬畏之情,这也是人类作为自然界最高智慧应有的理智态度。■
https://blog.sciencenet.cn/blog-336909-423825.html
上一篇:
精益求精,力争地球深部探测的跨越式发展下一篇:
科技新闻媒体关注指数排行榜(2011-03-01至2011-03-10)