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生物技术
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发表于2018年11月15日 18时11分 星期四
来自地球已经这么乱了再乱也无所谓了
基因驱动是基因工程的一种受争议应用。一种特定性状从上一代传递到下一代的概率通常是 50%,基因驱动可以将这种概率提高到将近 100%。比如我们想要消灭传播疟疾的蚊子,利用基因驱动可以使得蚊子的后代全部是雄性,从而导致它们的灭绝。这种技术代表着人类在历史上首次拥有改变野生种群基因的能力。它也引起了有关道德和实践方面的担忧。通过消灭蚊子战胜疟疾的前景令包括它得到了比尔盖茨的支持,但环保组织认为基因驱动太危险而不能使用。在反转基因组织的推动下,联合国本国举行在生物多样化会议讨论是否禁止在野外测试基因驱动技术。盖茨基金会也发起了反宣传活动。
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发表于2018年11月15日 16时13分 星期四
来自大逃杀
酵母菌是真核生物,是分子生物学研究的重要模式生物。它约有六千个基因,其中一千多个基因是不可或缺的“必要基因」(Essential gene)”。这些必要基因一但被剔除,细胞必死无疑。台湾中研院的研究团队意外发现,酵母菌的一个必要基因 PRP28 可以被删除,而酵母菌还能活着。在负责剪接 RNA 的剪接体 (Spliceosome)中,PRP28 是一个不可或缺的。失去了 PRP28,RNA 剪接无法进行,细胞就会死掉。研究团队发现,将 PRP28 搭配的零组件进行互补性的改变,细胞就可以不需要 PRP28。但这种缺少 PRP28 的酵母菌因为 RNA 剪接效率低,导致生长得比较差。研究人员进一步探索,这种生长比较差的酵母菌能否再回到原本充满活力的生长状态?也就是说,当永远失去 1 个必要基因之后,生物系统要如何应变以补偿这个损失?利用酵母菌,他们做了一个缩时演化实境秀:让缺少了必要生长基因的酵母菌在实验室演化,产生适应性突变,并一路观察生长速度是否加快,最后达到最佳状态。失去 PRP28 的酵母菌经过了 300 个世代演化之后,出乎意料地回到了健康的状态,上演了绝处逢生。研究团队深入调查后,发现演化后的酵母菌可藉由降低上游转录(Transcription)的效率,让转录与 RNA 剪接(Splicing)再度同步化,像是一种负负得正的概念,借此重新优化细胞整体基因的表现。
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发表于2018年11月14日 15时50分 星期三
来自原力与你同在
我们知道肠道微生物对人体健康有巨大的影响,那么一部分微生物是否可能会居住到我们的大脑里?阿拉巴马大学伯明翰分校的神经解剖学家 Rosalinda Roberts 在神经学学会年度会议上报告了他们的意外发现,他们检查死后数小时保存的脑组织切片,寻找健康的人与精神分裂症者的大脑差异,结果却发现了细菌。她的团队在检查的每一个大脑组织里都发现了细菌,这些大脑一半来自身体健康的人,另一半来自精神分裂症患者。研究人员谨慎的表示,这项研究处于初步阶段,他们从尸体上收集的脑组织样本可能污染了。但如果是真的,细菌直接影响大脑的可能性令人振奋
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发表于2018年11月12日 21时02分 星期一
来自心理效果极佳
很多人日常服用营养补充剂如维生素D和鱼油,希望能避开癌症和心脏病等人类死亡的主要杀手。但有关补充剂可能益处的证据却是模棱两可的。根据发表在美国心脏学会会议上的研究,两项涉及到大约 2.6 万名年龄 50 岁以上无癌症或心脏病史的健康成年人的实验结果都是阴性,服用鱼油和维生素D都没有降低心脏病或癌症的发病率。在实验中,部分参与者每日服用 1 克鱼油和 2,000 国际单位的维生素D,部分人服用相同剂量的鱼油和安慰剂,还有一部分对照组的人全部服用安慰剂。五年后,研究人员并没有发现任何整体性的好处。但研究人员发现鱼油对心脏病发作有统计学上显著的影响:鱼油降低了 28% 的心脏病发作风险。研究人员称,受益最大的是通常在饮食中不吃太多鱼的人群以及非洲裔。
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发表于2018年11月09日 21时27分 星期五
来自门不当户不对
对家谱网站家族树的分析发现,基因对长寿影响没有以前认为的那么大,但长寿与婚姻关系之间存在强相关性,即人擅长找到寿命相似的人作为伴侣。研究报告发表在《Genetics》期刊上。Alphabet 资助的 Calico Life Sciences 公司使用家谱数据调查了基因在长寿中的角色,研究人员分析了出生在 19 世纪到 20世纪初的 40 多万人,发现基因对寿命的影响大约占 15 到 30% 之间,即最多 30% 的寿命差异能被基因之间的差异来解释。分析还显示,兄弟姐妹的寿命高度相关,但后代的寿命没什么相关性;夫妻之间寿命也有相关,这能用相同的生活方式和共同环境来解释。但通过婚姻带来的亲戚的寿命之间也存在相关性,这就不能用生活环境来解释了。可能的解释是所谓的门当户对。
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发表于2018年11月06日 20时53分 星期二
来自大汗的天下
内蒙古民族大学生命科学学院的研究人员对 175 名蒙古族人进行全基因组测序,以揭示蒙古族的遗传结构,研究结果发表在《自然—遗传学》上。在千年前的成吉思汗时代,蒙古族一度统治了欧亚大陆,对于蒙古族人如何影响其他地区、其他民族的遗传结构,人们不得而知。 这项研究选取了来自中国北部和蒙古的六个不同部落/地区的 175 例样本,包括阿巴迦族、卡勒哈族、奥拉特族、布里亚特族、索尼德族和霍钦族,其中男性 72 例,女性 103 例。所有样本的父母双方均为蒙古族,以蒙古语为第一语言。研究收集样本外周血以获得基因组DNA并测序,共获得 11724 Gb 的总基因组序列。研究发现,各部落中阿巴迦族、卡勒哈族、奥拉特族和索尼德族差异最小,蒙古部落之间的分化程度超过了其他东亚人,此外还有少量分化发生在蒙古族人和美国混血儿之间。研究进一步表明,欧亚大陆北部人口之间发生了大量的基因流动,亚洲北部、东部和东南部人口之间的联系更为紧密。
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发表于2018年10月26日 15时52分 星期五
来自转基因染色
天津大学和中科院的研究人员在《ACS Synthetic Biology》期刊发表报告制造出蓝色的玫瑰蓝玫瑰不存在于自然界中,因此被赋予了无法实现的希望等神秘象征含义。目前市场上销售的蓝玫瑰是白玫瑰染色而成。中国研究人员将来源于细菌的蓝色色素成功表达在白色玫瑰花瓣中,使其呈现蓝色。研究人员将链霉菌的次级代谢产物谷氨酰胺蓝靛素合成酶基因(idgS)和负责该蛋白翻译后活化的基因(sfp)构建在植物表达的载体中,并通过农杆菌介导使其转入白色玫瑰花瓣中,在培育 12 小时后发现玫瑰花瓣转入点周围呈现出蓝色。进一步研究证实花瓣中的蓝色化合物就是谷氨酰胺蓝靛素。研究人员表示接下来将与园艺学专家合作,使来自细菌的蓝色素可以稳定遗传,从而获得以谷氨酰胺蓝靛素为花瓣色素的蓝色系列花卉。
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发表于2018年10月17日 18时48分 星期三
来自有追求
苏黎世大学的一项研究发现携带特定自私超基因的家鼠,从一个种群迁移到另一种群的行为,比其同类更为频繁,首次表明一种基因可以影响哺乳动物的迁徙行为。通常,生物繁衍生息依赖于多基因协同作用,但是,总有一些基因喜欢追求与众不同。t单倍型(t haplotype)就是这样一种自私的超基因。它是家鼠体内自然产生的各种遗传基因的综合体。研究人员对苏黎世某谷仓里的四组自由放养的野生家鼠进行遗传分析、无线电发射机和个头计数,证明t单倍型携带者更容易在群体之前切换,或彻底离开谷仓。它们的迁移概率比正常动物高出 50%。这项研究也证实了一个预言:人口越大,迁徙行为越明显。
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发表于2018年10月06日 10时50分 星期六
来自生态系统
千面 写道 "以往人们都认为饮食习惯会影响肠道微生物分布,但最近的研究表明饮食习惯还会影响腺体上的微生物分布。研究者们对地中海饮食和西方饮食两种饮食习惯的灵长类模型动物的乳腺进行了微生物分布研究,结果表明,地中海饮食能提高乳腺上乳酸杆菌的数量(肿瘤组织的乳酸杆菌含量相比于正常组织更低)和胆汁酸等微生物代谢物的含量,还会降低活性氧含量,为人们预防乳腺癌提供新的方法。"
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发表于2018年09月13日 20时05分 星期四
来自理论基础
佐治亚州立大学的研究人员在《Molecular Cell》期刊上发表论文报告在禁食或限制卡路里时产生的分子对血管系统具有抗衰老作用。在这项研究中,研究小组探讨了限制卡路里摄入与延缓衰老之间的联系,他们发现了一种在禁食或限制热量条件下产生的重要小分子——β- 羟基丁酸酯(β-hydroxybutyrate,βOHB)。这是一种酮体,或含有酮基的水溶性分子,在食物摄入量低,碳水化合物限制饮食,饥饿和长时间强烈运动的时候由肝脏产生。研究人员发现β- 羟基丁酸酯可以促进细胞分裂,并防止这些细胞衰老。此外,他们也发现当β- 羟基丁酸酯与某种 RNA 结合蛋白结合时,会增加一种称为 Octamer 转录因子(Oct4)的干细胞因子在小鼠血管平滑肌和内皮细胞中的活性。Oct4 能增加抵抗 DNA 损伤诱导的衰老的关键因素,这可以使血管保持年轻。
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发表于2018年09月03日 18时00分 星期一
来自下一步创造超人
根据发表在《科学》期刊上的一项研究,科学家报告他们成功利用 CRISPR 基因编辑技术修复了四只猎犬的 Duchenne 肌肉萎缩症。这是 CRISPR 首次用于治疗大型动物的肌肉萎缩症。Duchenne 是肌缩蛋白基因突变导致的,该基因编码了正常肌肉功能所需的蛋白质。患有 Duchenne 肌肉萎缩症的人通常只能依靠轮椅,由于肌肉持续萎缩晚期病人需要依靠呼吸机呼吸,最终他们会发展出心脏和呼吸衰竭。
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发表于2018年08月15日 15时35分 星期三
来自适者生存
根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究,科学家发现人类的大脚趾是脚部最后演化出的部分之一。当人类的祖先开始用脚走路,他们仍然会挂在树上,用脚趾抓住树枝。地面的行走和树上的活动有巨大差异,但利用现有的脚趾其行动仍然十分高效。他们最终演化强有力的大脚趾能在步行和跑步时更高效的推动脚前进。研究人员制作了人类祖先和灵长类近亲的 3D 趾骨关节扫描,然后与现代人类进行对比,揭示了人类前脚的时间和顺序。研究发现,相比其它脚趾,大脚趾演化的时间要迟得多。
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发表于2018年08月14日 21时21分 星期二
来自
从 1959 年起,Dmitry Belyaev 在西伯利亚西南进行了独一无二的红狐驯化实验。在选择性饲养了数代之后,驯养的狐狸变得安静且友好,它们有着娃娃脸,下垂的耳朵和弯曲的尾巴。现在,研究人员在《Nature Ecology & Evolution》期刊上发表报告,对比了温顺、攻击性行为的狐狸基因组,他们确定了 103 个基因组区域,其中一些区域负责驯服或攻击行为。研究人员将 103 个基因组区域与其他哺乳动物的区域进行比较,发现了一些令人信服的相似之处。例如,他们确定了狐狸行为的某些区域与狗驯化过程中的重要区域之间存在重叠,以及与人类 Williams-Beuren 综合征相关的区域匹配,这是一种遗传性疾病,特征为极其外向和友好。还有一个基因也引起了研究人员的兴趣:SorCS1。这个基因涉及到突触的形成、功能和可塑性,以及其他功能。尽管从未有人知道它对社会行为做出了贡献,但SorCS1显然与狐狸的一种特殊行为有关。
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发表于2018年08月09日 20时09分 星期四
来自超级蚕诞生
蛛丝是一种神奇的材料,比钢铁更牢固,但同时又轻又柔韧。但获取蛛丝非常困难,因为蜘蛛具有领地意识,而且乐于同类相食。科学家已经识别出产生蛛丝所需要的基因。根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究,中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所的一个研究团队利用基因编辑技术将蜘蛛基因植入到家蚕,在家蚕丝腺和蚕茧中大量表达蜘蛛丝蛋白。家蚕是唯一可以通过人工养殖大量获取丝纤维的动物,由于蚕丝蛋白和蜘蛛丝蛋白在结构上有一定的相似性,因此利用家蚕遗传改造大量获取类蜘蛛丝纤维是一个可行性高的策略。植入蜘蛛基因的家蚕产生的丝比蛛丝直径小 16%,承受压力的强度也略有降低,但延展性有提升,相比普通蛛丝它能拉长 1.5 倍而不会断裂。
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发表于2018年08月06日 18时26分 星期一
来自量子突变
FOXP2 基因被认为对人类语言的进化至关重要,但发表在《细胞》期刊上的一篇论文(PDF)给出了相反的证据,FOXP2 基因并没有在现代人类最近的历史中发生变化,并且之前的发现可能只是一个错误的信号。FOXP2 基因最初在一个有着长期语音和语言障碍的家族中被发现,它也是第一个被发现的参与语言生成的基因。后来的研究表明它对于人类语言的进化具有重要作用。FOXP2 基因与人类语言能力有关,其缺陷会导致语言障碍,患者拥有正常的认知能力,但不会说话。2002 年有一项研究提出,智人的 FOXP2 基因中有两个独特突变,它们是在过去 20 万年里产生的,可能导致人类祖先语言能力增强,促成了智人的崛起。这篇论文后来在科学文献中被引用了数百次。在最新研究中,科学家开展了更广泛的基因组比对,发现这两个突变并不独特,当初的发现只是样本选择有偏差导致的假象。语言是实现复杂社会合作的基础,因而与人类文明的诞生密切相关。新研究并没有否定 FOXP2 基因在功能上与语言的关系,但显示人类语言的进化历程比原先认为的更复杂。
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发表于2018年07月30日 15时25分 星期一
来自为了孩子
欧洲法院裁定包括基因编辑在内的基因诱变技术应被视为转基因技术,因此使用不涉及在生物之间转移基因的 CRISPR 等技术培育出来的植物,应接受欧盟转基因相关法律的监管,必须经过与传统转基因植物同样漫长的审批过程。这无疑是对包括科学家在内的基因编辑支持者的巨大打击。许多研究人员认为,在评估新技术创造的产品时,监管机构应该采取更宽松的措施。而这一裁定没有基于科学,将阻碍欧盟在植物生物技术领域的科研投入。环保组织及其盟友对此裁定表示欢迎。它们认为,基因诱变产物也应该遵守适用于其他转基因生物的欧盟规则。欧洲法院也指出,一些基因诱变生物 “传统上已在一系列应用中使用,具有长期的安全记录”,这些基因诱变生物可免于欧盟转基因相关法律的监管。
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发表于2018年07月26日 20时35分 星期四
来自学霸学渣
就教育而言,是基因还是环境更重要?刊登在《Nature Genetics》期刊上的一篇论文尝试回答这个问题。研究分析了超过一百万人,寻找遗传变化与受教育时间的关系。受教育时间是衡量学业成就的一个非常粗糙的标准,虽然两名大学毕业生在学业成就上可能天差地别,但高中后放弃学业和攻读研究生的人之间应该存在比较明显的差异。因此受教育时间与学业成就是相关的。研究确定了 1,271 个与受教育时间相关的基因组区域,但每个基因的平均差异只影响 1.7 周的受教育时间,综合起来这些区域只能说明 12% 的受教育时间差异,比父母的受教育程度引起的变化还小。
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发表于2018年07月17日 15时40分 星期二
来自为了拯救生命
一项研究显示,我们不应该匆忙在人体身上尝试 CRISPR 基因编辑技术。CRISPR 可能会造成更大的 DNA 重排反应或删除,这意味着基于 CRISPR 的疗法并没有我们以前认为的那样安全。CRISPR Cas9  基因编辑技术通过剪切特定位置的细胞 DNA,当细胞尝试修复损伤时候,少许 DNA 字母会发生变化,这一效应可被利用去关闭基因。但对小鼠和人类细胞的研究发现,CRISPR 会导致删除或重排 100 个以上字母长度的 DNA,有时候长度甚至达到数千。这增加了癌症的风险。研究人员认为不应该匆忙上基因编辑疗法。
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发表于2018年07月13日 20时48分 星期五
来自坐月子的重要性
根据发表在《Science Advances》期刊上的一项研究,成年时的 DNA 标记可追溯到怀孕初期的营养差异。研究显示怀孕前后吃健康均衡饮食可能能降低后代的疾病风险。我们从父母继承的基因的表达受控于一组复杂的指令,被称为表观遗传的标记控制了细胞内的许多重要过程。研究人员研究的是名叫 metastable epialleles 或 MEs 的基因组特定区域,它的表观遗传是在受孕后前几天标记的。研究人员使用了来自中国人胚胎的公开数据。
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发表于2018年07月04日 16时00分 星期三
来自吃多了就适应了
考拉每天要食用大量的桉树叶,而桉树叶是有毒的,考拉是如何免于被毒死的?根据发表在《Nature Genetics》期刊上的研究,29 家机构的 54 名科学家完整测序了考拉的基因组。考拉有 2.6 万个基因,相比之下人类基因数大约 2 万个。在对考拉的基因组进行测序并且确定哪些基因活跃在心脏、肝脏和其他组织中后,研究人员发现,这种有袋类动物极大地扩展了尝到苦味的味蕾数量。此外,这种动物还拥有一个帮助它们评估叶子水含量的基因的额外拷贝,以及针对专门饮食比大多数动物拥有更多的 “甜味” 味蕾基因。这些额外的基因细微地调整着考拉评估其餐点营养价值的能力。科学家报告称,最终,考拉的基因组拥有了数量异常多的能去除叶子中毒素的基因。基因组数据还揭示了考拉免疫系统如何对衣原体作出反应。衣原体是一种性传播细菌,被认为源自几个世纪前由欧洲人带来的牲畜。这一信息或有助于加速疫苗研发。