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2005年12月2日《科学》杂志中文摘要

2005-12-22 23:09 Science杂志 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:始祖鸟化石显示其爪子类似恐龙,支持鸟类恐龙起源说;ATP被确认为味觉神经递质;人工耳蜗可恢复聋猫听觉神经突触;火星雷达探测揭示北极下方分层沉积和掩埋盆地;新方法可预测抗体效果;专题探讨蛋白质、DNA和离子穿越细胞膜的机制。

最早的鸟有类似恐龙脚的爪子
始祖鸟(Archaeopteryx)是已知最早的鸟类。新研究报告称,对保存最完好的始祖鸟化石研究发现,其爪子与兽足目恐龙相似。这些标本提供了鸟类爪子和头骨的重要细节,加强了现代鸟类由兽足目恐龙进化而来的观点(该观点虽被广泛接受,但并非完全一致)。这个新发现的喜鹊大小的化石显示,始祖鸟能超伸展其第二趾,这是与近亲“恐爪龙”的又一相似之处。新标本保存完好的头骨部分与兽足目恐龙头骨明显相似。Gerald Mayr及其同事报告称,与现代鸟类不同,始祖鸟的第一趾并非反转,而是指向内侧,类似人类拇指,这意味着该鸟没有所谓的“栖居爪”。作者指出,这一细节表明始祖鸟与现代鸟类的相似性比以往认为的更少。这个被称为“Thermopolis标本”的化石来自德国巴伐利亚的索侯芬石灰岩沉积,大约生活在1.5亿年前的侏罗纪。
报告:A Well-Preserved Archaeopteryx Specimen with Theropod Features, Gerald Mayr, Burkhard Pohl, and D. Stefan Peters

味觉的神经递质
新研究提出,ATP是将信息从味蕾传递到神经系统的信使,使人能品尝食物味道。过去认为血清素是这一分子信使,但后来发现缺乏血清素受体的小鼠仍有正常味觉,因此重新寻找神秘的神经递质。每个味蕾包含多种细胞类型,它们与味觉神经纤维及彼此间均有通信。Thomas E. Finger及其同事报告称,缺乏两个关键ATP受体的小鼠,其味觉神经对味觉刺激无响应,且无法区分大多数味道差异。这些发现,加上味蕾在刺激下释放ATP的事实,表明ATP确实是这些突触的神经递质。
报告:ATP Signaling Is Crucial for Communication from Taste Buds to Gustatory Nerves, Thomas E. Finger, et al.

了解人工耳蜗如何工作
对电刺激如何影响聋猫大脑的深入了解,或许能解释为何类似方法可帮助先天性失聪儿童获得听觉。对内耳听觉神经的人工电刺激,使先天性耳聋的猫恢复了听觉神经突触的许多正常特征。听觉神经将内耳与脑干连接,将环境声音传至大脑。研究人员为先天性耳聋的猫植入人工耳蜗,绕过不工作的内耳直接刺激听觉神经。经过三个月的定期刺激后,David Ryugo及其同事比较了听力正常猫、先天性耳聋猫以及植入人工耳蜗的先天性耳聋猫。他们观察了称为“Held端球”结构中的突触,发现聋猫的突触有许多异常,但植入人工耳蜗的猫的突触大多正常。这些突触的恢复可能使听觉神经信号真实地传递到脑干。作者称,为失聪儿童植入人工耳蜗可能以类似方式工作,为大脑提供准确且有益的声音表象。
报告:Restoration of Auditory Nerve Synapses in Cats by Cochlear Implants, D. K. Ryugo, E. A. Kretzmer, and J. K. Niparko

雷达探测火星环境
一个国际研究小组报告了首次火星表面以下雷达探测结果,揭示火星北极下方1公里深的分层沉积,以及一个可能是撞击盆地的掩埋浅层结构。Giovanni Picardi及其同事分析了欧洲航天局火星快车飞船搭载的火星地下和电离层探测高新雷达(MARSIS)早期探索期发回的火星深部(几百到几千米深)首次雷达回声数据。火星北极下方有分层沉积,由上层(主要成分为水冰)和下层(可能与冰混合的沙)构成。研究人员称,MARSIS似乎探测到了这些沉积的底部。来自火星北部Chryse Planitia山谷地的数据揭示了一个约250公里的半圆结构,作者提出这是一个掩埋的撞击盆地。MARSIS还可用于探测其他火星环境,另一篇文章报告了对火星电离层雷达测量的详细结果。D. A. Gurnett及其同事描述了记录到的几种电离层回声,例如斜回声被认为部分产生于与火星复杂地壳磁场的相互作用。
科学特快报告:Radar Soundings of the Subsurface of Mars, Giovanni Picardi, et al.
科学特快报告:Radar Soundings of the Ionosphere of Mars, D. A. Gurnett, et al.

预测抗体效果
一种预测某些抗体行为的新方法可能有助于癌症治疗和疫苗开发。Jenny Woof在一篇相关研究评述中指出,针对特定抗原的单克隆抗体正成为癌症研究的热点,并越来越多地用于抗微生物疗法。不同类别的抗体或“免疫球蛋白”在免疫系统中具有不同功能,免疫球蛋白IgG进一步分为不同子类,其免疫响应效力差异很大。每个IgG子类对吸引抗体分子“恒定区”的抑制或激活受体有一定范围的结合亲和力。Falk Nimerjahn和Jeffrey Ravetch显示,IgG抗体的两个受体比率(即激活细胞响应与抑制细胞响应受体的比率)可用于预测该抗体在活小鼠体内的作用。若该方法适用于人类,则可能用于预测抗体在临床应用中的效果。
报告:Divergent Immunoglobulin G Subclass Activity Through Selective Fc Receptor Binding, Falk Nimmerjahn and Jeffrey V. Ravetch
研究评述:Tipping the Scales Toward More Effective Antibodies, Jenny M. Woof

专题部分:穿越细胞膜
本期专题聚焦细胞让蛋白质、DNA和离子穿越生物膜的机制。构成生物膜的脂双层具有半渗透性,小而不带电荷的分子几乎能自由穿越,但离子、蛋白质和DNA通常被膜阻挡。然而,细胞需要将蛋白质、DNA和离子运进或运出脂双层,这种运输机制被认为是生命构成的基本原则之一。专题部分的三篇综述介绍了当前对这些细胞和组织生理基本过程的了解。
专题介绍:Crossing the Bilayer, Stella M. Hurtley

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