当前位置: 主页 > 神经科学 > 科研资讯

2005年9月9日《科学》杂志中文摘要

2005-12-22 23:09 未知 美国《科学》周刊 阅读 0
核心摘要: 本期《科学》杂志摘要涵盖多项研究:一种能收集能量的背包,利用行走时的垂直运动发电;三个大脑基因(Microcephalin、ASPM、SIGLEC11)与人类进化相关;食品色素THI通过抑制S1P降解酶影响免疫细胞迁移,为免疫抑制疗法提供新靶点;高浓度二氧化碳促进植物生长但减少土壤碳储量,可能加剧温室效应;工业革命前人类焚烧森林导致大气甲烷增加;NASA深度撞击任务揭示彗星内部结构。

收获能量的背包

科学家发明了一种能收集能量的背包,利用背负物体的上下运动产生电能。这种背包的改进可能使救援人员、探险者或士兵在野外携带更少的备用电池,因为他们使用的便携电子设备(如手机、GPS、夜视镜)需要电池。人行走时,髋骨每步上下移动约5厘米,背包也随之运动。新背包将这种垂直运动的机械能转化为电能:背包的装载部分相对于框架的垂直运动驱动齿轮,齿轮连接发电机。一个38公斤的负载可产生7瓦电能。在相关评述中,Arthur Kuo解释了为何该背包消耗的代谢能量仅略高于背负相同重量普通背包。

大脑基因与人类进化

人类大脑的巨大尺寸和复杂性是物种的显著特征,研究人员发现了三个可能对人类进化有贡献的基因,但需更多研究确认其具体作用。最近研究发现,调节大脑大小的基因Microcephalin和ASPM在灵长类进化中经历了正选择。Patrick Evans等发现Microcephalin基因约3.7万年前出现的变异频率快速增加,表明正选择。Nitzan Mekel-Bobrov等发现ASPM基因5800年前出现的变异也通过正选择快速传播。目前尚不清楚这些变异带来的实际益处。通讯作者Bruce Lahn表示,这些基因可能只是众多影响大脑发育基因中的两个。在一篇简报中,研究人员报告了首个已知只在人类大脑而非类人猿大脑中存在的基因SIGLEC11,它编码与唾液酸结合的受体。在非人类灵长类中,该基因的原始形式在免疫细胞中表达,而假基因SIGLECP16无功能。Toshiyuki Hayakawa等发现,人类中假基因的一部分似乎拼接到SIGLEC11基因前半部,这可能是通过基因转变发生的。新拼接的Siglec11蛋白出现在人类大脑的小胶质细胞中,但类人猿相应脑细胞中没有,其功能尚不清楚。

食品色素与免疫系统功能

食品色素焦糖常用于啤酒和烤肉酱。一项小鼠研究表明,焦糖中的THI(2-乙酰基-4-四羟基丁基咪唑)抑制淋巴结中的白细胞迁移到淋巴和血液中,从而影响免疫反应。已知THI抑制胸腺白细胞迁移到外周淋巴器官。信号分子1-磷酸鞘氨醇(S1P)参与白细胞迁移。新研究显示,THI通过抑制降解S1P的酶来抑制白细胞迁移,导致S1P在淋巴结中积累。这提示在淋巴组织中维持S1P梯度及S1P降解酶循环可能为选择性免疫抑制疗法提供靶点。相关评述指出,该研究有助于理解饮食与免疫系统的联系。

森林会固定增加的二氧化碳吗?

给欧洲树木施加高于当前浓度的二氧化碳后,土壤释放的二氧化碳量增加。如果森林有类似响应,未来大气二氧化碳浓度可能高于预期。土壤微生物呼吸可能对大气二氧化碳增加产生正反馈。James Heath等发现,尽管二氧化碳增加促进了光合作用和植物生长,但土壤碳储量下降。增加土壤养分未能缓解下降。研究人员用稳定碳同位素追踪了碳在环境和增加二氧化碳条件下的进出土壤运动。

工业化前人类导致甲烷水平增加

工业革命前,人类大量焚烧亚马逊丛林和南美草原,这可能是大气甲烷增加的原因之一。甲烷浓度从1750年至今几乎翻倍,主要源于生物质和化石燃料燃烧、土地利用变化和气候变化。Dominic Ferretti等报告,1750年前的人类活动也对全球甲烷收支产生重大影响。通过分析南极冰芯中甲烷的碳同位素组成,他们重建了过去2000年的大气甲烷记录。结果显示,公元0-1000年间关键碳同位素量意外增加,1700年左右下降。作者提出,人类点燃的野火可能是增加原因,而自然变冷、潮湿气候及美洲殖民后土著人口减少可能导致1700年左右的下降。

NASA“深度撞击”计划

NASA的深度撞击计划于今年7月将撞击器飞船撞向彗星Tempel 1,产生大量数据。彗星含有太阳系形成初期的原始冰、尘埃等残余物质。此前科学家对彗星内部的认识主要来自理论模型。2005年9月8日《科学特快》的三篇论文和本期《科学》的一篇新闻报道介绍了深度撞击试验获得的数据。

    发表评论