科技看點(diǎn)

科技看點(diǎn)

生物學(xué) Biology

如何讓植物更耐旱

卡特勒說(shuō)：“脫落酸受體就是細(xì)胞的指揮，它會(huì)誘導(dǎo)出植物的耐壓性。現(xiàn)在，我們洞悉了受體自由演奏這出交響樂(lè)的秘密。”

當(dāng)植物遭遇干旱天氣時(shí)，它們會(huì)自然產(chǎn)生幫助對(duì)抗干旱環(huán)境的應(yīng)激激素脫落酸。脫落酸是一種抑制生長(zhǎng)的植物激素，因能促使葉子脫落而得名。脫落酸會(huì)開(kāi)啟植物體內(nèi)的受體，產(chǎn)生包括關(guān)閉葉子上的細(xì)胞以減少水分流失、讓植物停止生長(zhǎng)以減少水分消耗等有用的反應(yīng)來(lái)幫助植物存活。植物生物學(xué)家肖恩·卡特勒解釋道，每個(gè)應(yīng)激激素受體都有一個(gè)蓋子，可像門一樣打開(kāi)或關(guān)閉。當(dāng)受體處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，才能誘發(fā)植物的耐旱性。最新發(fā)現(xiàn)有望被科學(xué)家們用來(lái)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行轉(zhuǎn)基因修改，以使其在遭遇干旱天氣時(shí)，生存能力更強(qiáng)且產(chǎn)量更高。

動(dòng)物肢體再生之謎

康斯坦茨大學(xué)貝格曼研究小組通過(guò)對(duì)斑馬魚(yú)的研究，證明視黃酸是再生過(guò)程中必不可缺的物質(zhì)。

斑馬魚(yú)是肢體再生能力最強(qiáng)的動(dòng)物之一，它的鰭、鱗和部分心臟都可以再生。斑馬魚(yú)的鰭再生之前，傷口由多層組織封閉起來(lái)，斷肢點(diǎn)下的細(xì)胞會(huì)失去自身的特性而形成胚基。研究人員發(fā)現(xiàn)，斑馬魚(yú)通過(guò)特殊的遺傳機(jī)制，讓視黃酸控制胚基形成，從而完成鰭的再生。視黃酸在動(dòng)物、包括人體內(nèi)由維生素A合成，可以激活再生所必要的基因。不過(guò)，這項(xiàng)研究成果目前還無(wú)法應(yīng)用到人類截肢再生治療上。

水生動(dòng)物也放屁

德國(guó)和丹麥科研人員最新研究發(fā)現(xiàn)，不僅人類和家畜通過(guò)肛門排放“有害溫室氣體”，水生動(dòng)物同樣也會(huì)放屁。

當(dāng)水中有硝酸鹽存在時(shí)，蚌類、淡水蝸牛等水下生物會(huì)排放一氧化二氮，即俗稱的“笑氣”。馬克斯·普朗克研究所研究員范妮·阿斯佩特貝格爾說(shuō)：“污染水中含有硝酸鹽，污染越嚴(yán)重，這種問(wèn)題氣體的排放就越多。”眼下還沒(méi)有有關(guān)水下生物排放一氧化二氮對(duì)環(huán)境影響的具體數(shù)據(jù)，但假如硝酸鹽污染持續(xù)惡化，這種氣體排放對(duì)環(huán)境可能非常有害。

技術(shù) Technology

仿真機(jī)械水母的誕生

美國(guó)近日研制出一種神奇的機(jī)械水母，不僅僅外觀像水母，而且也可以和水母一樣在水中自由、優(yōu)雅地游動(dòng)。

這種機(jī)械水母主要用于在水中偵查和監(jiān)視艦船和潛水艇、探測(cè)化學(xué)溢出物以及監(jiān)測(cè)魚(yú)類的遷徙情況。弗吉尼亞理工大學(xué)研究生亞歷克斯·維蘭紐瓦通過(guò)研究水母的游動(dòng)原理對(duì)最原始的機(jī)械水母進(jìn)行了改進(jìn)。天然的水母通過(guò)身體傘膜部位的不變壓縮和變形產(chǎn)生推進(jìn)力，而傘膜下部變形幅度比其他部位較小。維蘭紐瓦將這種所謂的變形邊緣加到最原始的機(jī)械水母身上。“我們剛剛把這種部件加到機(jī)械水母上，它就游動(dòng)起來(lái)，就連生物學(xué)家也不得不承認(rèn)它游動(dòng)起來(lái)的樣子像極了天然水母。”維蘭紐瓦興奮地說(shuō)道。

可打印人體骨骼的3D打印機(jī)

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，外科醫(yī)生們可以在手術(shù)中利用打印設(shè)備打印出各種尺寸的骨骼。

薩斯米塔·博斯說(shuō)：“如果醫(yī)生有一位病人的病變骨骼部位CT掃描圖像，我們就能將其轉(zhuǎn)為CAD圖紙并根據(jù)病人的病變情況制作相應(yīng)的代替骨骼。”這種骨骼支架的主要材料成分是磷酸鈣，其中還額外添加了硅和鋅以便增強(qiáng)其強(qiáng)度。當(dāng)它被植入人體內(nèi)之后可以暫時(shí)起到骨骼的支撐作用，并在此過(guò)程中幫助正常骨骼細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育并由此修復(fù)之前的損傷，隨后這種材料可以在人體內(nèi)自然溶解。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，這種骨骼替代打印材料已經(jīng)被證明可以支持人體骨骼細(xì)胞在其中生長(zhǎng)，并且其有效性也已經(jīng)在老鼠和兔子身上得到了驗(yàn)證。

在人體內(nèi)“游動(dòng)”的微型照相機(jī)

以色列研制出世界上第一個(gè)可以在人體內(nèi)“游動(dòng)”的微型膠囊式照相機(jī)，通過(guò)體外的核磁共振成像信號(hào)進(jìn)行磁控制。

在1966年的經(jīng)典影片《神奇旅程》中，科學(xué)家縮小了一艘潛艇及其艇員，讓他們得以進(jìn)入一名患者體內(nèi)，拯救他的生命。最近，特拉維夫大學(xué)研制的微型照相機(jī)可以尋找傷口和腫瘤，同時(shí)不會(huì)像內(nèi)窺鏡那樣讓患者產(chǎn)生不適，同樣能夠?qū)⑺幬锼腿牖颊唧w內(nèi)。加博爾·科薩爾說(shuō)：“核磁共振成像儀能夠產(chǎn)生一個(gè)巨大的恒定磁場(chǎng)，膠囊式照相機(jī)依照這個(gè)磁場(chǎng)在體內(nèi)移動(dòng)，就像一艘乘風(fēng)破浪的帆船一樣。”其實(shí)，膠囊式照相機(jī)的移動(dòng)更像是在游泳，囊內(nèi)的電子元件和微型傳感器允許操作人員操控磁場(chǎng)，控制照相機(jī)的移動(dòng)。

大腦 Cerebrum

做夢(mèng)可消除痛苦回憶

美國(guó)科學(xué)家進(jìn)行的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，做夢(mèng)可能是一個(gè)治療過(guò)程，能夠消除痛苦記憶。

科學(xué)家馬修·沃克爾表示，治愈創(chuàng)傷的并非時(shí)間，而是睡眠過(guò)程中的快速眼動(dòng)期。沃克爾和同事將34名身體健康的志愿者分成兩組，每組志愿者觀看150幅圖片，而后給自己的反應(yīng)打分。一組志愿者早晨觀看這些圖片，晚上再次觀看，中間不睡覺(jué)；另一組志愿者在晚上入睡前觀看同樣的圖片，第二天早上再次觀看。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在兩次觀看圖片間睡覺(jué)的志愿者在第二次觀看后對(duì)圖片的情緒反應(yīng)更溫和。沃克爾說(shuō)：“在最初經(jīng)歷這個(gè)事件和后來(lái)回想起這個(gè)事件之間，大腦耍了一個(gè)精妙的小把戲，將情緒與記憶分離，使得記憶不再帶有情緒色彩。這是一個(gè)治療過(guò)程。”

醫(yī)學(xué) Medicine

能引導(dǎo)血管生長(zhǎng)的創(chuàng)口貼

美國(guó)伊利諾斯大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種“微管貼”的傷口繃帶，里面含有活細(xì)胞，能按既定紋路向受傷組織釋放生長(zhǎng)因子。

研究人員在雞胚胎表面測(cè)試了微管貼的效果，由于生長(zhǎng)因子會(huì)刺激并引導(dǎo)傷口表面的血管生長(zhǎng)，一周后新的血管網(wǎng)就能按微管貼紋路的樣子生長(zhǎng)出來(lái)，首次證明了能用生物材料控制血管生長(zhǎng)。研究人員指出，這種新式創(chuàng)口貼有著廣泛的應(yīng)用前景，包括從引導(dǎo)主動(dòng)脈周圍的血管生長(zhǎng)，到增加供血稀少組織中的血管，還有望將那些給腫瘤供養(yǎng)料的血管“正常化”，改進(jìn)抗癌藥物遞送等。如果能在手術(shù)后以一種協(xié)調(diào)的方式促進(jìn)新血管生長(zhǎng)，則有望減少傷疤和傷口恢復(fù)的時(shí)間。

器官病變可取出治好后再放回

車子的零件壞了，修理一下就能繼續(xù)使用，而人體“零件”出現(xiàn)了病變，是否也能如此？

目前，美國(guó)的滕嘉敏博士和他的團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一種新技術(shù)，將人體體內(nèi)發(fā)生的病變，尤其是癌變的器官，直接取出來(lái)進(jìn)行體外治療，直到將該器官完全修復(fù)好再放回體內(nèi)。不過(guò)，研發(fā)這項(xiàng)新技術(shù)的前提條件是他們已經(jīng)可以讓器官在體外存活4天。在治療過(guò)程中，將會(huì)使用其他器官移植替換一段時(shí)間。這樣可以減少因?yàn)槌运帯⒒煹葘?duì)身體其他器官產(chǎn)生的副作用，還可以避免因?yàn)橐浦矌?lái)的排斥反應(yīng)，同時(shí)也可以大大節(jié)省移植器官所產(chǎn)生的費(fèi)用。預(yù)計(jì)，這項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的時(shí)間需要1~2年。

基因 Gene

你有少眠基因嗎？

為什么有的人一天只要睡5、6個(gè)小時(shí)就能神采奕奕，有的人睡10個(gè)小時(shí)仍然哈欠連天？

德國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)的少眠基因或許能解釋個(gè)中原因。這種名為ABCC9的基因能決定睡眠時(shí)間的長(zhǎng)短。ABCC9存在于哺乳動(dòng)物的心臟、骨骼肌、大腦和胰腺中。在果蠅身上也能找到類似的基因，證明它也是一種古老的基因。慕尼黑大學(xué)生物學(xué)家蒂爾·倫內(nèi)伯格說(shuō)：“發(fā)現(xiàn)ABCC9同樣影響果蠅夜間睡眠時(shí)長(zhǎng)的結(jié)果令我們振奮，這說(shuō)明在范圍廣闊、基因高度不同的物種中，基因控制睡眠時(shí)長(zhǎng)的機(jī)制可能有共通之處。”通常，成年人每天需要7至9小時(shí)的睡眠，僅靠短時(shí)間睡眠就能全面恢復(fù)精力的，每100人中僅有1至3人。

人類開(kāi)口說(shuō)話源于基因突變

德國(guó)馬普進(jìn)化人類學(xué)研究所的神經(jīng)生物學(xué)家薛韋斯稱，人類開(kāi)口說(shuō)話源于基因突變。

十幾年以前，科學(xué)家注意到英國(guó)的一家人，其祖孫三代都有嚴(yán)重的語(yǔ)言障礙。在對(duì)他們進(jìn)一步的研究后發(fā)現(xiàn)，這一家族成員的一個(gè)叫FOXP2的基因均不能正常工作。當(dāng)時(shí)研究人員猜測(cè)，這個(gè)基因可能和語(yǔ)言的產(chǎn)生有關(guān)。科學(xué)家猜測(cè)，F(xiàn)OXP2可以讓人類的肌肉產(chǎn)生更加復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，這樣就能夠發(fā)出更多的聲音，如果把這些聲音組合起來(lái)，就變成了詞匯和語(yǔ)句。另外，對(duì)FOXP2的研究中，科學(xué)家們還有一個(gè)很有趣的發(fā)現(xiàn)：在2.8萬(wàn)年前已消失的、被稱為“現(xiàn)代歐洲人祖先近親”的古人類尼安德特人，有著和當(dāng)今人類一模一樣的FOXP2基因，說(shuō)明他們可能也有說(shuō)話的能力。

喚醒沉睡的基因

喚醒沉睡的基因，可以治療由基因缺陷引起的“天使綜合征”，大多數(shù)患者體內(nèi)都存在一個(gè)能幫助治療此病的基因。

“天使綜合征”患者臉上始終帶著笑容，但動(dòng)作機(jī)械，智力低下。它與一個(gè)名為UBE3A的基因密切相關(guān)，如果這個(gè)基因有缺陷，就會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)育不正常。美國(guó)北卡羅來(lái)納大學(xué)的研究人員報(bào)告說(shuō)，實(shí)際上“天使綜合征”患者中出問(wèn)題的只是一個(gè)基因，許多患者體內(nèi)都還有另一個(gè)沉睡的正常的等位基因，這是因?yàn)槊總€(gè)人會(huì)從父母那里各繼承一個(gè)UBE3A基因。因此，喚醒這個(gè)沉睡的基因就能夠治療此病。研究人員在篩選大量藥物的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，一種被稱作“拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑”的藥物可以喚醒沉睡的那個(gè)UBE3A基因。

責(zé)任編輯/津沙