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2005年4月22日《科学》周刊中文摘要

2005-12-22 23:07 Science杂志 Science 阅读 0
核心摘要: 本文摘要了2005年4月22日《科学》周刊的多项研究:硫化氢诱导小鼠进入类似假死状态,可能用于手术和器官保存;Clock基因突变导致小鼠肥胖和代谢综合征,揭示昼夜节律与代谢协同调节;灵长类视觉搜索涉及并行和串行处理机制;东北太平洋鱼产量由浮游植物自下而上决定;人类细胞利用RNA干扰防御病毒;以及太阳风起源于太阳表面漏斗状结构。

硫化氢使小鼠进入“类似假死状态”
一项新研究指出,硫化氢(H₂S)能使小鼠进入一种“类似假死的状态”,其特征是代谢率和体核温度显著降低。如果类似结果适用于其他哺乳动物,这项工作可能最终带来新的手术技术、改进器官保存方法,以及更有效地为高热患者快速降温。小鼠暴露于80 ppm硫化氢气体5分钟内,氧气消耗量降低一半,二氧化碳排放量降低三分之二。在最初几分钟内,代谢率先下降,随后体核温度也降低。移除硫化氢源后,小鼠恢复正常代谢功能和活动。硫化氢在体内自然存在,它通过破坏氧化磷酸化过程中的一个关键步骤(即消耗氧气产生ATP)来发挥作用。
简报:H₂S Induces a Suspended Animation-Like State in Mice, Eric Blackstone, Mike Morrison, and Mark B. Roth

Clock基因突变的小鼠
携带控制昼夜节律基因突变的小鼠表现出代谢疾病症状,提示破坏正常的昼夜节律可能有害健康。大多数生物体的行为具有24小时周期,转录因子CLOCK是昼夜节律的关键分子调节因子。过去研究发现,Clock基因突变的小鼠昼夜行为极度紊乱。Fred Turek及其同事报告,这些突变小鼠过量进食、体重增加,并表现出代谢综合征特征,包括血糖和血脂水平升高。代谢紊乱伴随涉及食欲控制和能量平衡的神经肽表达变化。这些结果表明,在哺乳动物中,代谢和昼夜节律是协同调节的,强调了维持正常24小时周期对健康的重要性。
科学特快报告:Obesity and Metabolic Syndrome in Circadian Clock Mutant Mice, Fred W. Turek, et al.

大脑的视觉搜索过程
一项新研究为灵长类大脑如何进行复杂视觉搜索任务(如在人群中寻找朋友)提供了线索。如果你的朋友个子高、黑色短发,你的大脑会自动特别注意所有高个子的人(表现为神经活动增加),然后在这群人中逐一寻找黑色短发者。这个过程涉及两种经典搜索机制:并行处理(注意所有高个子)和串行处理(逐一寻找黑色短发)。Narcisse Bichot及其同事证明,在单一搜索任务中,并行和串行处理发生在视觉皮层V4区域。他们记录了在显示器上寻找带颜色形状的猕猴大脑V4区域的神经响应。相关研究评述指出,更好地理解生物搜索机制可能有助于改进人工搜索任务,如机场行李筛查和常规乳房摄影检查。
报告:Parallel and Serial Neural Mechanisms for Visual Search in Macaque Area V4, Narcisse P. Bichot, Andrew F. Rossi, and Robert Desimone
研究评述:Watching Single Cells Pay Attention, Jeremy M. Wolfe

常栖鱼产量由谁决定?
海洋食物链上层的捕食者还是下层的微小生物决定鱼产量?一项东北太平洋研究显示,食物链底层的浮游植物浓度在很大程度上决定鱼产量。作者分析了北美太平洋沿海每年捕捞的鱼量和卫星测量的叶绿素a浓度数据,发现鱼的数量(尤其是非迁徙的海底鱼)属于自下而上的生产,与叶绿素a浓度相关。高产量主要在美国华盛顿州和加拿大不列颠哥伦比亚省沿海。不列颠哥伦比亚沿海的浮游动物数据证实,浮游植物、浮游动物和常栖鱼之间的自下而上食物链关联延伸到小区域。
科学特快报告:Bottom-Up Ecosystem Trophic Dynamics Determine Fish Production in the Northeast Pacific, Daniel M. Ware and Richard E. Thomson

人类细胞的病毒防御机制
法国研究人员发现,哺乳动物细胞能关闭入侵的病毒。病毒感染细胞后,将自身基因插入细胞基因组,使细胞复制时产生大量病毒拷贝。已知植物和昆虫利用RNA干扰使病毒基因沉默,其中小RNA分子插入基因表达机器使特定基因沉默。动物也将RNA干扰用于调节功能,在发育过程中改变自身基因表达。Charles Henri Lecellier及其同事发现,人类细胞也利用RNA干扰阻碍一种侵袭哺乳类的病毒积累。这些发现表明,RNA干扰对直接抗病毒作用和调节功能均很重要。
报告:A Cellular MicroRNA Mediates Antiviral Defense in Human Cells, Charles-Henri Lecellier, et al.

太阳风的“老巢”
一个中德研究小组绘制了三维地图,揭示了被认为是高速太阳风源的太阳表面附近的漏斗。太阳风是由高能质子组成的粒子流,使彗星电离尾弯曲或变形,并影响地球电离层行为。太阳风大部分是高速组分,其来源尚不清楚。Chuan-Yi Tu及其同事比较了太阳表面的紫外辐射和磁场模式,揭示了快速太阳风在太阳大气中的产生位置。
研究文章:Solar Wind Origin in Coronal Funnels, Chuan-Yi Tu, et al.

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