生物学最新成就

最新生物学研究成果

一、阿尔茨海默病研究新发现

在对果蝇和小鼠的研究中，研究者证实了一种造成Alzheimer病人伤害性脑斑块积累的蛋白实际上是一种分子运输系统的重要部分，在脑中作为蛋白运输的信号。此外，研究者还分析了这种称为“淀粉样前体蛋白（APP）”的蛋白质，这种蛋白可导致脑运输通道的阻碍并最终神经细胞死亡。

这一发现是描述APP运输作用的第一批数据，而且对于Alzheimer患者脑内蛋白的细胞间运输功能，此提出了一个关于β-淀粉样蛋白的伤害性斑块沉淀物的新假说。

这一发现的研究者是Howard Hughes医学院，加州大学圣地亚哥医学院细胞和分子药物教授，Lawrence S.B. Goldstein博士。研究结果发表于11月8日的Neuron 杂志和12月6日的Nature杂志。

“虽然这还只是对APP轴突输送和β-淀粉样蛋白产生部位二者之间相互联系的初步了解，但是我们的工作对Alzheimer病人的治疗提供了一种新的可能的方式，即直接地针对β-淀粉样蛋白和APP运输” Goldstein说，“重要的是我们需要更多的研究来了解APP产生β-淀粉样蛋白的机制。”

他还说，人体内所有的细胞都能产生β-淀粉样蛋白，但是只有神经系统会被这种蛋白伤害。“这就是我们要研究神经元易于被APP损伤的原因。”

虽然科学家已经知道了APP形成的斑块产生于β-淀粉样蛋白，但是他们并不清楚这种蛋白是怎样在哺乳动物体内发生作用的，也不清楚APP是在哪里转化为β-淀粉样蛋白的。

在2000年11月 Neuron 研究首次公布的研究结果中，Goldstein领导的小组描述了APP与一种轴突内物质转移信号的关键酶之间生化反应第一个证据，这种酶使得中枢神经系统在轴突内进行长距离的物质传送。

在2001年11月8日出版的 Neuron 中，研究者用果蝇作材料，确定了APP在轴突运输中的关键作用。缺失APP会导致轴突物质运输功能的丧失。在另外的一系列实验中，当他们在果蝇体内引入了过量的APP，则轴突系统则阻塞并死亡。

在他们最近的Nature发表的文章中，研究小组用一个小鼠模型鉴定了决定分子移动的运输系统——被称作β-secretase (Bace)和presenilin的酶系，这些酶也作用于APP 转化为β-淀粉样蛋白的过程中。 这一过程发生于轴突运输过程中细胞中的APP, Bace和 presenilin。

“一旦产生了β-淀粉样蛋白，轴突运输就可能被阻断，” Goldstein说，“我们认为这种阻断可以看作运输通道阻碍和神经元死亡的标志”。（基因潮）

二、追踪病原体：新的数据库开发成功

Cornell大学12月4日消息：食品科学，工程和计算机系的学生联合开发出了基于网络的软件和数据库，用于追踪和比较细菌的遗传印记和特征病原体追踪软件使得从事追踪毒性菌源及其蔓延的科学家进行冗长的菌株对照程序的耗时，从原来的几天或几小时缩短至几分钟。.

“在进行病源体追踪以前，实验室使用了三种不同的数据库和两种表格程序”，Cornell 大学食品科学系的助理教授Martin Wiedmann说道：“我们寻找工程和计算机系学生合作的原因是因为我们虽然目的明确，但我们不知道怎样将这些想法组合起来。”

“在进行病源体追踪以前，实验室使用了三种不同的数据库和两种表格程序”，Cornell 大学食品科学系的助理教授Martin Wiedmann说道：“我们寻找工程和计算机系学生合作的原因是因为我们虽然目的明确，但我们不知道怎样将这些想法组合起来。”

该数据库的新颖之处在于使菌株特征比较和分子亚型影象（DNA指纹技术）变得更简洁，研究者可以使用这种工具从不同实验室快速收集菌株的亚型数据，来分析许多感染性疾病的爆发和流行，并总体评估细菌的生物多样性。

在1999年Wiedmann首次应用他的原始数据库从而协助降低了李斯特杆菌病爆发的死亡人数。1998年十月和1999年2月之间，全国有100多人因为食用了单核细胞增多性李斯特罕见杆菌污染的热狗而遭受感染，Wiedmann的工作使Atlanta疾病控制中心(CDC)确定了疾病爆发的原因，结果污染的热狗立即被禁售，成为历史上最大的食物禁售事件。病原追踪的早期版本发现15个样品中有7个具相同的遗传指纹，这意味着这7个病人感染了同一菌株，CDC也注意到了李斯特杆菌病感染病例的上升，但直到有Wiedmann的指纹技术以后，他们才认识到了所寻找的菌株。

Wiedmann实验室开发新的数据库的学生之一，Michael Chung，先是开始组织了数据库所需要的病原体特征，这些特征包括区带DNA序列及其显型特征，然后与开发该软件的计算机系的学生团队合作，建立了网络服务器，并发展了软件的图象识别能力。

项目在2000年秋末完成，然而Chung说该程序还不能转移到多台计算机中使用，增加新特性也比较困难。但在过去的一年内，Chung和Cornell大学已毕业的学生Steven Cai，在校三年级学生Mike Bohlander，已经极大的改进了该程序使得其能在大型网络服务器上安装并能处理大容量的数据和查寻。

数据库中含有数以千计的指纹数据，及食物污染病原体，酸败有机体及其他如单核细胞增多性李斯特杆菌，假单胞菌，弧菌，溶血链球菌，乳酸菌的数据。为Cornell 大学“世界冠军机器人足球”团队(RoboCup)开发过图象识别软件的99级计算机系学生Thibet Rungrotkitiyot，开发了病原体追踪的图象识别软件，为不同菌株遗传印迹进行图象比较。

病原体追踪软件的编程是由计算机系2000级学生Xiaozheng Zhong，Joe Cheng-Yu Huang ，2001级的David Wang，Rungrotkitiyot, Jian-Ning Janet Cheng，Ernie Ho共同完成的。文库和搜索引擎由Cai Chung, Wiedmann 和 Roger Jagoda研究员开发。项目经过Cornell 大学食品科学系的副教授Kathryn Boor的努力，得到了美国农业部和Dairy Management公司的支持。

母爱来自恐龙？

2004年09月21日15:33 国际先驱导报 人们通常认为父母对子女的爱护行为由鸟类进化而来，但最新古生物学的研究成果显示，鸟类的这种行为很可能是继承自恐龙 国际先驱导报文章 在恐龙灭绝后，类似于鳄鱼这样的爬行动物以及鸟类，对自己的后代都有本能的关爱行为，它们孵育和喂养自己的子女，并为自己的子女挡风遮雨，保护子女的安全。古生物学家一直迷惑不解的是，这种养育行为是从爬行类和鸟类开始独立进化的，还是继承自它们共同的祖先——恐龙？ 最近，中美科学家所做的一项联合研究对动物养育行为的起源提供了初步的答案。他们所利用的正是中国辽宁发现的一处非常奇特的恐龙化石遗迹。 中国有着丰富的恐龙化石资源，在中国的内蒙、辽宁、广东、四川、河南等省都发现了大量的恐龙化石群。这处恐龙化石遗迹是辽宁省农民发现的，恐龙化石现在保存在大连自然博物馆。 这处恐龙化石遗迹的主角是一个成年鹦鹉嘴龙，但令人称奇的是这只成年鹦鹉嘴龙的周围蜷缩着34只小鹦鹉嘴龙，这处遗迹将一幅舐犊情深的场面完整地展现在人们面前。“这是生活在1.25亿年前的一个恐龙家庭，而不是35只互不相干的恐龙凑巧聚在了一起。”研究的参加者之一，美国蒙大拿州立大学的戴维·瓦里基奥教授说，“人们通常认为父母对子女的爱护行为由鸟类进化而来，但这项发现显示，这种关爱行为是一种更为原始的本能，鸟类的这种行为很可能是继承自它们的祖先——恐龙。” 鹦鹉嘴龙生活在1亿多年前的亚洲东北部，也被称为“鹦鹉蜴”，因为它们有着鹦鹉一样的喙。鹦鹉嘴龙强壮、敏捷，用两个后腿行走，以坚硬的植物枝干和果实为食。这处化石遗迹保存的相当完好，研究人员没有发现分离的骨骼，这表明当时这些恐龙是在活着的状态下被迅速埋葬的。而且它们死亡的姿态并不是像通常那样侧卧在地上，而是直立并且头向上伸着。当时发生了什么，让这35条鹦鹉嘴龙定格在这一刻？ 有人猜测是火山爆发的火山灰掩埋了这些恐龙，但戴维· 瓦里基奥认为火山灰埋葬的速度不会这么快，不可能形成今天这样的场景。他更倾向于当时突然发生了塌方或洪水，使这一家子恐龙顷刻之间就被埋葬，直立并向上伸着头的化石让我们看到了它们当时垂死挣扎的景象。 有些种类的恐龙，如兽脚龙和鸭嘴龙被认为也可以筑巢，但辽宁鹦鹉嘴龙化石是第一个显示恐龙具有养育行为的清楚的例证。现在还无法确定这个长75厘米的成年恐龙的性别，但无论雌性还是雄性动物都有照顾后代的本能，许多鸟类父母双方都具有照顾子女的天性。从化石还无法判断幼鹦鹉嘴龙的大小，但幼龙的骨骼发育良好，已经完全骨化，说明这些幼龙当时非常健康，也间接说明了成年龙对这些幼龙照顾得很好。 密歇根大学的古生物学家杰夫·威尔逊说：过去通过化石来识别古生物的养育行为非常困难，因为生物的行为和生物外表或结构不同，无法从只能显示单一时间断面的化石来推断。而辽宁鹦鹉嘴龙化石的可贵之处是不仅显示了恐龙的个体，而且显示了个体之间可能的关系，也可以说显示了一种生活状态，这是非常罕见的。1.25亿年前的一次灾难如同一架相机，清楚地拍摄了一群幼小恐龙围绕在母（父）亲身旁的画面。但动物的养育行为是复杂的，如果恐龙具有这种行为，那么它们达到何种程度还不得而知。也许成年恐龙只是为了能看到自己的子女，而简单地把幼龙聚拢在一起？ 人们常常认为恐龙是一种很笨的动物，现在越来越多的事实证明恐龙可能远比我们想象的聪明和复杂。我们可以设想，作为地球上多种动物的祖先，恐龙把养育子女的技能传给了后代，凭借这样的技能，这些后代在经过了亿万年痛苦的进化后终于走到了今天。