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2007年10月19日《科学》杂志研究进展摘要

2007-10-26 10:33 Sophie Candille 等 Science 阅读 0
核心摘要: 本文总结了2007年10月19日《科学》杂志的四项研究进展:狗的遗传突变揭示β-防御素在毛色决定中的新功能;珊瑚虫隐色素基因响应月光调控同步产卵;起源号飞船数据表明三种太阳风同位素组成相同;受贻贝启发的多巴胺基超级胶可粘合多种表面。这些发现拓展了我们对遗传、生物钟、太阳系形成和材料科学的理解。

狗的遗传突变揭示β-防御素的新功能
基因研究人员发现,一个控制狗毛色的基因出乎意料地编码一种属于β-防御素家族的蛋白质,该家族过去被认为仅与抵抗微生物有关。在大多数哺乳动物中,毛色由两个基因决定:负责深色的黑皮素受体-1(MC1R)基因和负责浅色的鼠灰色(Agouti)基因。然而,在狗身上,毛色还涉及第三个基因。Sophie Candille及其同事将该基因定位在狗DNA上被称为K位点的小区域内,该基因能解释大多数品种狗的黄、黑或斑纹颜色的差异。随后的生物化学和小鼠实验也支持这一结果。这个与毛色有关的基因编码CDB103蛋白,它是β-防御素家族的一员。β-防御素是一类参与先天免疫的小蛋白质家族。防御素这一超出免疫功能的新作用将引导研究人员发现其涉及的其他新功能。

科学家揭示珊瑚虫月光下产卵的原因
每年的晚春,一种造礁珊瑚虫在满月后的月光下产卵,本期一篇报告描述了引起这一过程的原因。是什么导致澳大利亚大堡礁上的珊瑚Acropora millepora每年一次在半夜同步产卵一直是个谜。Oren Levy及其国际研究小组揭示,一种原始的名为隐色素(cryptochrome)的蓝光感受受体很可能是其原因。隐色素在高等动物和植物中调节生物钟的导引。研究人员在珊瑚A. millepora中发现了隐色素基因。对珊瑚的cry1和cry2基因的检验显示,它们暴露在光暗周期下时表现出每日节律,但在恒定黑暗中不表现。cry2的表达随满月而变化。文章作者写道,除了可能引起大堡礁上珊瑚的同步产卵外,这些珊瑚中的隐色素表明,基本的生物钟对光的响应存在于多细胞生物体发展的早期。

三种太阳风的成分相同
本期一篇报告指出,对“起源号”宇宙飞船带回地球的三种太阳风样品的分析显示,它们在氖和氩的同位素组成上没有显著差异。这些发现排除了某些太阳风生成模型,研究人员用这些模型来了解太阳的形成以及形成太阳系的太阳星云的早期情况。起源号宇宙飞船于2004年坠落地球,它带回的被称为太阳风的太阳等离子体样品被抢救出来。起源号采集了三种不同风速的太阳风粒子,研究人员认为这三种风可能反映了太阳上不同的物质来源。当Alex Meshik及其同事比较了氖-20与氖-22以及氩-36与氩-38的比率后,发现这三种风中惰性气体的同位素组成相同。在一篇相关的研究评述中,Kurt Marti解释说,这一发现为我们太阳系的形成及其形成的环境提供了更多信息。

基于生物材料的超级胶
材料科学家从自然界中得到提示,成功地将多巴胺用作有机和无机表面的万能胶。将两种材料粘合在一起是一个常见的工程挑战。虽然科学家在实验室制造出各种各样的胶,但大多数只在有限条件下可用。Haeshin Lee及其同事从贻贝中得到启示,贻贝的胶蛋白能粘到几乎所有的表面。他们用一个叫左旋多巴(levodopa)的小分子简单地模拟具有结合与粘合性能的贻贝蛋白,左旋多巴是合成多巴胺过程中的一个生物中间体,多巴胺在大脑调节中起作用。Lee及其同事在与酸碱度匹配贻贝的海洋环境的容器中制造了稀释的多巴胺溶液,然后将金属、塑料和陶瓷衬底放入溶液中。一层薄薄的高分子胶生长到衬底上,这种胶能同样地粘合到复杂的和有图案的表面。这种材料还有一个好处:它能经受次级反应,比如金属化或自组装单层的形成,从而扩大了其应用范围。

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