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2005年3月18日《科学》杂志中文摘要

2005-12-22 23:07 《科学》杂志 《科学》杂志 阅读 0
核心摘要: 本期《科学》杂志摘要涵盖多项研究:全球气候变化不可逆转,海洋延迟效应将导致持续变暖;胶原蛋白变异与皮肤癌相关,揭示细胞外基质在肿瘤形成中的作用;大脑通过tRNA检测氨基酸缺乏,影响食物选择;肠道细菌利用糖分子模拟宿主细胞,逃避免疫攻击;卫星测绘显示热带甲烷排放被低估;酵母通过感知烟酸水平识别尿道环境,促进感染。

全球气候变化已不可逆转
研究人员指出,全球气候变化的进程已经启动,至少在短期内无法逆转。尽管大气中温室气体持续增加导致全球表面温度上升已是共识,但这仅是问题的一部分。由于海洋对气候变化的响应相对滞后,即使温室气体排放稳定,海洋仍将持续推动全球变暖和海平面上升。本期两项研究预测了这种海洋延迟效应。Tom M. L. Wigley使用相对简单的气候模型,计算了若大气温室气体组成稳定在当前水平,温度和海平面的可能变化;同时模拟了若排放速率不变、温室气体浓度持续增加时的后果。另一项研究中,Gerald Meehl及其同事利用一对复杂的全球气候模型揭示,即使温室气体稳定在2000年水平,到本世纪末地球表面温度仍将上升0.5°C,海平面上升320%。作者警告,若冰层融化加速,海平面上升幅度将更大。

胶原蛋白与皮肤癌
新研究发现,细胞外基质(ECM)中胶原蛋白的变异是某些人类皮肤癌的诱因。该成果有助于解释为何部分隐性遗传营养不良性大疱性表皮松解(RDEB)患者会发展为致命鳞状细胞癌,而另一些则不会。研究凸显了ECM在肿瘤形成中的关键作用,并提示ECM蛋白可能成为某些癌症的治疗靶点。Susana Ortiz-Urda及其同事发现,RDEB患者中发展为癌症的个体携带VII型胶原蛋白的变异缩短版本。该胶原蛋白片段赋予皮肤细胞致瘤特性,尤其增强细胞侵入邻近组织的能力。利用移植到小鼠身上的人类细胞进行的实验表明,靶向该胶原蛋白片段的抗体可阻碍肿瘤形成。

大脑的氨基酸缺乏检测机制
哺乳动物和鸟类具有根据食物氨基酸成分评价食物的内在能力,新研究描述了这一氨基酸缺乏检测器的生化机制。这些动物能检测“必需氨基酸”(自身无法合成,必须从食物中获取)的缺乏。文章作者指出,大脑的“氨基酸化学感知”区域(前梨状皮质)中的神经元感知到氨基酸缺乏后,将信息传递给控制食物摄取的神经回路。当单个必需氨基酸缺乏时,通常负责将氨基酸转运至核糖体的转运RNA(tRNA)参与产生氨基酸缺乏信号的前期生化步骤,该信号最终导致食物选择改变。啮齿类动物能在20分钟内检测到氨基酸缺乏并改变进食行为。

糖分子保护细菌躲避人类免疫系统
新研究发现,人类肠道中最常见的细菌属成员通过包裹自身于糖分子中,躲避免疫系统识别,该糖分子与肠道细胞表面的糖分子完全相同。这种分子模拟有助于解释一个重要生物学问题:人类如何容忍肠道中数以亿计的细菌而不发起免疫攻击?Michael Coyne及其同事报告,拟杆菌属成员利用L-岩藻糖装饰其荚膜多糖和表面糖蛋白,L-岩藻糖是肠道上皮细胞表面富含的分子。先前研究显示,拟杆菌属细菌刺激肠道上皮细胞表达L-岩藻糖等分子。

从太空测绘甲烷分布
从太空进行的全球大气甲烷测量显示,热带地区产生的甲烷量远高于过去人为估计。甲烷是仅次于二氧化碳的重要温室气体,其大气浓度在过去两个世纪中增加了一倍以上。科学家对地球上各种甲烷源对大气贡献的甲烷量尚不完全了解。德国和荷兰的研究人员利用大气扫描成像吸收光谱仪(SCIAMACHY)的测量结果,该仪器搭载于欧洲航天局的ENVISAT卫星上。仪器记录从地球表面或大气反射的太阳辐射强度,研究人员可从中推导大气微量气体浓度。Christian Frankenberg及其同事发现,热带雨林上空甲烷浓度异常高,表明这些地区的甲烷生产过去被“极大低估”。作者提出,该研究发现的新甲烷源可能是当前排放数据不一致的原因。

酵母靠烟酸识别尿道环境
假丝酵母属是尿道感染的主要原因,一项新研究描述了这些酵母如何“知道”它们处于尿道中。文章作者指出,小鼠尿道中自然低的烟酸(维生素B3)水平促使酵母产生侵入尿路上皮所需的粘附分子。研究还显示,当酵母处于高烟酸环境(如血液)时,一个抑制粘附分子生产的基因抑制系统被激活;低烟酸水平则降低该抑制系统的活性。与酿酒酵母基因组的比较显示,光滑假丝酵母通过丢失BNA基因而丧失烟酸合成能力,BNA基因在酿酒酵母中负责烟酸生物合成。光滑假丝酵母缺失BNA基因的现象表明,病原体代谢能力的丧失有助于其适应宿主环境。

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