【解析】略
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科目：高中生物
来源：2012届甘肃省兰州一中高三上学期期中考试理科综合试题（生物部分）
题型：综合题
（每空1分，共14分）（Ⅰ）突变型面包霉菌须在基本培养基上添加适当的氨基酸才能生长（氨基酸依赖型）。现有两个氨基酸依赖型红色面包霉菌突变株a和突变株b，进行如下实验：实验一：将上述两个突变株分别接种于下面6种培养基上，两个突变株不能在l、3、5培养基上生长，而在2、4、6培养基上都能生长。培养基的成分如下表所示，则突变株a和b需要表内A—J中的　　　氨基酸才能生长。培养基号基本成分增加的氨基酸种类１&无２&Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ&（注：基本培养基是野生型菌株可以生长的培养基）实验二：假定突变株a和b必需的氨基酸为Ｘ，在野生型体内，按下图所示的途径合成Ｘ（反应①、②、③分别由不同的酶所催化）。添加瓜氨酸时，突变株a能生长，但添加鸟氨酸不能生长；无论添加瓜氨酸还是鸟氨酸，突变株b都不能生长。　　　　反应①&&&&&&&&&&反应②&&&&&&&&&反应③底物&&&&&&&&&&&　　鸟氨酸&&&&&&&&&瓜氨酸&&&&　　氨基酸X突变株a不能生长的原因是　　过程受阻，突变株b则是　　　过程受阻，反应受阻的根本原因是　　　　　　　　　　　　　。实验三：氨基酸Y是人体需要量较多的氨基酸，为使面包霉菌在代谢过程中产生更多的氨基酸Y，根据下图判断。酶①&&&&&&&&&&&&酶②&&&&&&&&&&&酶③底物&&&&&&&&&&&&&鸟氨酸&&&&&&&瓜氨酸&&&&&&&&&氨基酸X&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&酶④&氨基酸Y应该对面包霉中控制　　　　　合成的基因进行诱变破坏；诱变之前，遗传信息的传递途径是　　　　　　　　　　　　　　　　。（Ⅱ）回答下列有关微生物的问题：（１）图一为某细菌合成某种氨基酸的代谢调节示意图（甲乙丙丁表示中间产物）。图一&&从微生物代谢的调节来看，酶Ⅰ是________酶。氨基酸在细胞中积累过多，会抑制酶Ⅱ的活性，这种调节方式与①相比有　　　　　　　　　的特点。（2）下表是某微生物培养基成分。请根据此表回答下列问题：编号①②③④⑤⑥⑦成分S（NH4）2SO4K2HPO4MgSO4FeSO4CaCl2H2O含量10g0．4g4．0g9．25g0．5g0．5g100mL①如果用此培养基鉴别饮用水是否含有大肠杆菌，其成分中除添加琼脂外还应该添加_________________。②某同学用此培养基分别培养绿藻和酵母菌。他将培养装置放于光亮处，并连续测定培养液中绿藻和酵母菌个体的数量，绘制成曲线图二。从同化作用类型分析，造成两种生物这种生长现象的原因是　　　　　　　　　　　。③目前通过发酵工程可以生产治疗糖尿病的胰岛素。图三表示含有人胰岛素基因的大肠杆菌生长曲线，其中BC段属于________期，其中AC段大肠杆菌种群数量变化呈________型增长；大肠杆菌代谢产物（胰岛素）积累时期相当于曲线的________段；当细胞出现多种形态，甚至畸形时，大肠杆菌群体生长进入到图中的________段。
科目：高中生物
来源：学年重庆市高三最后一次模拟考试（理综）生物部分
题型：综合题
回答下列I、Ⅱ两个题
I(16分)下表是一位患者的血液生化检验报告单中的部分检测结果，据此回答以下问题：
谷丙转氨酶
(1)谷丙转氨酶参与人体细胞内的生理作用是________________。
(2)该患者多次空腹抽血体检，其血液中葡萄糖含量均为表中8.65左右，那么可以初步判定其患病的病因最可能是______________而引起的；推测该患者血脂含量___________(填偏高或偏低)
(3)检测表明该患者喜好高脂膳食，医生建议应多吃一些含__________较多的食物。
(4)赖氨酸是人体必需氨基酸，其是否也是小鼠的必需氨基酸呢?某生物兴趣小组就此问题进行了探究：
&&& 实验原理：必需氨基酸是动物体不能合成、只能从食物中获得的氨基酸。当动物缺乏必需氨基酸时，就会直接影响_________，出现营养不良，体重增加缓慢。
&&& 备选材料与用具：20只生长发育状况相同的正常幼年小鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、天平等。
&&& 实验步骤：
&&& 第一步配食：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸，配制成食物A；
&&& 取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入_______________________，配制成食物B。
&&& 第二步分组：将20只大鼠平均分成甲乙两组，分别称量并记录其体重。
&&& 第三步饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A:_______________________________。两组大鼠其他饲养条件相同。
实验结果预测及结论：
_________________________________________
赖氨酸是大鼠的必需氨基酸
II(10分)题30图表示夏季玉米在一昼夜内对CO2的吸收和释放情况。请回答：
(1)玉米_________时有机物的积累总量最多。
(2)当乙图中S1、S2、S3三者的关系为__________(数学表达式)时，该玉米才能正常生长。
(3)玉米在洪涝期间会发生烂根现象，原因是_____________
(4)若是大豆将出现“午休”现象，导致此现象的主要环境因素是______________________。
&(5)图为玉米的全部叶片在25℃时，光照强度与氧气释放速度的关系示意图。若将植株的叶片剪掉一半，请在图中画出植株剩余叶片光照强度与氧气释放速度的关系曲线(假设每个叶片的生理状态基本相同)。
科目：高中生物
来源：学年山东省枣庄市高三4月模拟考试（理综）生物部分
题型：综合题
I．干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官的潜在功能。右图表示干细胞继续发育的三个途径，据图回答下列问题。
（1）氨基酸被B细胞从外界吸收，在游离核糖体中合成多肽，共穿过____层磷脂双分子层。
（2）若D细胞分泌物是某种分泌蛋白，则
其开始合成到分泌出细胞，体现了生物
膜的 ___特点。脂质的合成与图
中的&&&&&&&&& (填数字序号)有关。
（3）个体发育过程中，导致C细胞和D细胞不同的根本原因是&&&&&&&&&
。
&&&&&& 如果在增殖过程中细胞受到致癌因子的作用，DNA分子受损，使&&&&&&&&&&&&&&&&
发生突变，则会产生癌细胞。
（4）D若是人体细胞，则人在安静状态和剧烈运动状态下，消耗同样多的氧气，产生的二氧化碳量前者&&&&&&&&&&&&
后者（填多于、少于或等于）。
（5）植物细胞与图中A细胞有丝分裂过程相比，前者的主要特点是&&&&&&&&&&&&&&&&&&
。
&&&&&& Ⅱ。某研究小组的同学利用样方法研究某地A,B 0C三个不同区域的植物群落，同时还测量了各种土壤特征和环境因素，结果见下表：&&&
非生物因素
距地面1.5米的光强
土壤湿度（%）
土壤的有机物（%）
土壤深度（cm）
土壤含氮量（mg·kg-1）
&&&&&& 根据表中数据回答下列问题：
&& （1）根据调查结果判断，物种丰富度最大的区域是&&&&&&&& 。B区域草、蕨类植物、灌木、松树以及落叶树都有分布，体现了群落结构的&&&&&&&&&&&&
现象。
（2）A区域可看成一个生态系统，除了表中列举的以外，生态系统的结构还应该包括&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
。
（3）调查A区域草本植物上的蚜虫密度，应该采用&&&&&&&& 法。据表中非生物因素分析，落叶树在C区域不能生长的主要原因是&&&&&&&&&&&&
（任说一点理由）。
（4）右图代表A区域所形成的某条食物链，若戊种群的能量为5.8×109kJ，乙种群的能量为1．3×108kJ，丁种群的能量为1．5×108kJ，则甲种群最少可获得的能量是&&&&&&&
kJ。&&&
（5）将C区域的植物全部去除，改为农田，容易造成生态系统抵抗力稳定性降低，其原因是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
。
科目：高中生物
来源：2011届山东省宁阳一中高三上学期期中考试生物试卷
题型：单选题
下表表示某人体三种不同细胞中的基因存在及表达情况：&基因存在情况基因表达情况&甲乙丙丁甲乙丙丁胰岛B细胞√√√√√&&√眼晶状体细胞(胚胎中)√√√√&√&√神经细胞√√√√&&√√下列有关说法不正确的是(　　)A．甲基因可能是控制胰岛素合成的基因B．丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因C．三种细胞不同的根本原因是细胞中遗传信息不同D．三种细胞都有甲、乙、丙、丁四种基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵恶性高热是一种较为罕见的疾病，是由氟烷等挥发性麻醉药物所触发的一种骨骼肌异常高代谢状态，病情危重，常危及生命。恶性高热易感者的骨骼肌细胞膜有缺陷，导致由5000多个氨基酸组成的钙离子通道蛋白RYR1结构异常，在诱发药物氟烷等挥发性麻醉药物的作用下，该钙离子通道持续开放，钙离子持续大量外流，使全身肌肉痉挛，产热急剧增加，体温迅速升高，在没有特定治疗药物的情况下，一般的临床降温措施难以控制体温的升高。同时产生大量乳酸和CO2，出现酸中毒、低氧血症、高血钾、心律失常等一系列变化，最终可导致死亡。（1）研究发现某种麻醉药物是通过抑制突触传递来实现麻醉作用的，在该药物作用后，检测突触间隙中神经递质的含量，与作用前相比较并未减少，则可推测该药物很可能是通过作用于来发挥作用的。若用该药物作用于下图中的突触，然后刺激左侧神经元一次，电流计指针将偏转次。（2）恶性高热的病因说明基因可通过控制直接控制生物体的性状。（3）恶性高热的原理可以说明（）（多选）A．无机盐对于细胞和生物体的生命活动有重要作用B．细胞膜具有控制物质进出细胞的作用C．肌细胞中钙离子的含量越高越好D．内环境稳态对生命活动的正常进行具有重要意义（4）在发病时，患者细胞内的（生理过程）显著增强，释放大量热量，此时细胞内活动显著增强的细胞器是，此时机体中位于的体温调节中枢通过神经-体液发送信息，使机体汗腺分泌增加，毛细血管，但体温仍然迅速升高，这说明。 - 跟谁学
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在线咨询您好，告诉我您想学什么，15分钟为您匹配优质老师哦马上咨询& > && >&& >&恶性高热是一种较为罕见的疾病，是由氟烷等挥发性麻醉药物所触发的一种骨骼肌异常高代谢状态，病情危重，常危及生命。恶性高热易感者的骨骼肌细胞膜有缺陷，导致由5000多个氨基酸组成的钙离子通道蛋白RYR1结构异常，在诱发药物氟烷等挥发性麻醉药物的作用下，该钙离子通道持续开放，钙离子持续大量外流，使全身肌肉痉挛，产热急剧增加，体温迅速升高，在没有特定治疗药物的情况下，一般的临床降温措施难以控制体温的升高。同时产生大量乳酸和CO2，出现酸中毒、低氧血症、高血钾、心律失常等一系列变化，最终可导致死亡。（1）研究发现某种麻醉药物是通过抑制突触传递来实现麻醉作用的，在该药物作用后，检测突触间隙中神经递质的含量，与作用前相比较并未减少，则可推测该药物很可能是通过作用于来发挥作用的。若用该药物作用于下图中的突触，然后刺激左侧神经元一次，电流计指针将偏转次。（2）恶性高热的病因说明基因可通过控制直接控制生物体的性状。（3）恶性高热的原理可以说明（）（多选）A．无机盐对于细胞和生物体的生命活动有重要作用B．细胞膜具有控制物质进出细胞的作用C．肌细胞中钙离子的含量越高越好D．内环境稳态对生命活动的正常进行具有重要意义（4）在发病时，患者细胞内的（生理过程）显著增强，释放大量热量，此时细胞内活动显著增强的细胞器是，此时机体中位于的体温调节中枢通过神经-体液发送信息，使机体汗腺分泌增加，毛细血管，但体温仍然迅速升高，这说明。恶性高热是一种较为罕见的疾病，是由氟烷等挥发性麻醉药物所触发的一种骨骼肌异常高代谢状态，病情危重，常危及生命。恶性高热易感者的骨骼肌细胞膜有缺陷，导致由5000多个氨基酸组成的钙离子通道蛋白RYR1结构异常，在诱发药物氟烷等挥发性麻醉药物的作用下，该钙离子通道持续开放，钙离子持续大量外流，使全身肌肉痉挛，产热急剧增加，体温迅速升高，在没有特定治疗药物的情况下，一般的临床降温措施难以控制体温的升高。同时产生大量乳酸和CO2，出现酸中毒、低氧血症、高血钾、心律失常等一系列变化，最终可导致死亡。（1）研究发现某种麻醉药物是通过抑制突触传递来实现麻醉作用的，在该药物作用后，检测突触间隙中神经递质的含量，与作用前相比较并未减少，则可推测该药物很可能是通过作用于&&&&&&&&&来发挥作用的。若用该药物作用于下图中的突触，然后刺激左侧神经元一次，电流计指针将偏转&&&&&次。（2）恶性高热的病因说明基因可通过控制&&&&&&&&&&&&&&&&&&&直接控制生物体的性状。（3）恶性高热的原理可以说明（&&&）（多选）A．无机盐对于细胞和生物体的生命活动有重要作用B．细胞膜具有控制物质进出细胞的作用C．肌细胞中钙离子的含量越高越好D．内环境稳态对生命活动的正常进行具有重要意义（4）在发病时，患者细胞内的&&&&&&&&&&&&&&&&（生理过程）显著增强，释放大量热量，此时细胞内活动显著增强的细胞器是&&&&&&&&&&，此时机体中位于&&&&&&&&&&的体温调节中枢通过神经-体液发送信息，使机体汗腺分泌增加，毛细血管&&&&&&&&&，但体温仍然迅速升高，这说明&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。科目: 高中生物难易度:教材: 高中生物人教版最佳答案（每空1分，共9分）（1）突触后膜上的受体&&&&& 1（2）蛋白质的结构（3）ABD（4）呼吸作用&&&&线粒体&&&&下丘脑&&&&舒张人体维持稳态的调节能力是有一定限度的解析试题分析：（1）麻醉药物能抑制突触传递，突触间隙中神经递质的含量并未减少，说明没有抑制突触前膜释放神经递质，则抑制突触后膜上的受体来发挥作用的。刺激左侧神经元一次，会引发局部电流，使电流表左接触点先变为外负内正，电流表偏转；而麻醉药物抑制突触传递，则兴奋不能传递到下一个神经元，因此电流计指针只偏转1次。（2）钙离子通道蛋白RYR1结构异常导致恶性高热，说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（3）根据题意中“钙离子通道持续开放，钙离子持续大量外流”，说明细胞膜具有控制物质进出细胞的作用；“钙离子持续大量外流，而使全身肌肉痉挛”，说明无机盐对于细胞和生物体的生命活动有重要作用；体温升高，产生一系列的症状说明内环境稳态对生命活动的正常进行具有重要意义；故选ABD。（4）患者发病时，细胞内的呼吸作用显著增强，释放大量热量，主要场所是线粒体；下丘脑是体温调节中枢，使机体汗腺分泌增加，毛细血管舒张，增加散热量，但体温仍然迅速升高，说明人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。考点：神经调节、基因对现状的控制方式，体温调节等。点评：本题有一定的综合性，意在考查学生识记和理解能力。知识点: 高中生物综合库,生命活动的调节,人和高等动物的神经调节相关试题大家都在看推荐文章热门知识点
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侏罗纪公园不会出现 恐龙DNA太久远无法克隆
据国外媒体报道，基于最新发现的DNA衰变周期，科学家发现恐龙灭绝时间太久，无法进行克隆。
由于DNA半衰变周期为521年，因此早在6500万年前灭绝的恐龙无法完好保存恐龙DNA。在科幻电影《侏罗纪公园》中科学家从8000万年前琥珀中保存的吸食恐龙血液的蚊子提取恐龙DNA，随后创建了拥有各种恐龙的侏罗纪公园。然而，目前最新一项研究显示恐龙化石中DNA保存时间不会像之前科幻电影所想像得那么长，研究人员不会提取太早的基因物质，使霸王龙复活过来。迄今为止，格陵兰岛发现最古老的DNA样本历史可追溯至80万年前，是冰核保存的昆虫和植物。但是研究人员并未从生物化石中发现最古老的DNA，这是因为DNA的衰变周期仍是一个谜团。现在澳大利亚科学家一项研究报告显示，对三种灭绝恐鸟的158块腿骨化石进行DNA比较分析，可以测定DNA衰变周期。这些腿部骨骼化石历史可追溯至600-8000年前，重要的是它们都来自同一地区。据悉，恐鸟是一种不会飞行的灭绝鸟类，它们曾生活在新西兰岛。澳大利亚莫道克大学远古DNA实验室研究员迈克-邦斯称，由于温度、氧化和其它环境因素，使得科学家很难探测到DNA降解的基本周期。这些恐鸟骨骼化石来自于同一地区的不同年代，曾经历过相同的环境状况，便于我们进行对比性DNA降解研究。基于这项研究，邦斯和研究小组发现DNA的半衰期为521年，意味着某一生物死亡之后521年，一半的DNA化学键将分解，剩下的DNA化学键将在下一个521年二分之一分解，逐年类推。这一衰减周期比之前模拟实验预测性慢400倍，这意味着在理想的环境状况下，生物死亡之后骨骼DNA的所有化学键将在大约680万年完全分解。邦斯说：&如果这一DNA衰减周期是非常准确的，冰冻化石骨骼中的DNA残骸可保存大约100万年。&但是他提示更多的研究需要检测分解DNA的其它变量。他指出，其它影响DNA保存的因素包括：挖掘之后的存储时间，土壤化学成份，以及生物死亡之后的年代。通过更精确地绘制全球DNA碎片如何进行衰减，我们希望能够精确预测DNA的存在状况。来源：生物谷
专家称“类艾滋病”说法欠妥 公众无需为此恐慌
针对8月下旬以来让一些公众闻之色变的所谓&类艾滋病&，公共卫生专家、中国疾病预防控制中心流行病研究首席专家曾光在接受新华社记者采访时表示，由于发病机制等与艾滋病并不相同，&类艾滋病&的说法欠妥，更无需为此产生恐慌。&8月23日，国际医学权威期刊《新英格兰医学期刊》刊载由台湾地区、泰国及美国等医学研究人员的文章，标题是&泰国和台湾成人始发的免疫缺陷症&。文章说，研究人员于泰国、台湾两地的4家医学中心共收集了200多个病例，这些病例同时具备了成年期间免疫功能缺陷和相关性感染疾病两个特点。&文章说，此病症大部分患者生成了称为&自身抗体&的一类物质，阻断了&伽马干扰素&在免疫系统中清除感染的讯号通道。&由于免疫力极度低下的症状在艾滋病中也同样会出现，部分媒体和公众将这种研究病例称为&类艾滋病&或&亚洲新型成人始发免疫缺陷症&，并将其与中国的&恐艾&研究联系起来。&曾光认为，这两种说法都不妥当。研究文章中提到的病例不传染、不遗传，从发病机制到传播途径、临床过程都与艾滋病有所区别，将其称为&类艾滋病&只考虑了免疫学角度上的某些相似。而从公共卫生角度来看，研究中提到的病例与艾滋病完全不同，&类艾滋病&的说法是不准确的。此外，研究仅针对泰国和台湾地区的200多例病例，并不能说明这种疾病在且仅在亚洲地区存在，因此不能称之为&亚洲新型成人始发免疫缺陷症&。&曾光说，免疫力低下类疾病早有发生，除先天的免疫缺陷疾病外，还有因各种原因后天获得的，如癌症和放、化疗后产生的各种病症，以及精神因素所致的疾病等。《新英格兰医学期刊》刊载的研究，用新的研究方法和视角探索成人始发的免疫缺陷症，但并没有说明这些病例罹患的是一种新的疾病。&对于和中国&恐艾&人群的关联，曾光说，研究中提到的病例和中国&恐艾&人群都有免疫力低、不传染的特点，但在很多特征上并不相同。中国&恐艾&研究，主要是通过互联网所征集的研究对象，是&自诉阴性艾滋感染&或&自诉原因不明病毒感染&的人群，年龄多为20岁至40岁。&恐艾&调查中，除开展临床检查外，还开展了流行病学、微生物学、免疫学、心理学方面的研究，排除了该病是艾滋病病毒或原因不明病毒感染，否认了其相互间传染传播的可能。免疫学检测发现该人群免疫指标虽然总体较正常人偏低，但其中多数个体值仍在正常范围内。心理量表测定发现，该人群大多有精神障碍方面的因素。总体上，这些研究对象临床症状较轻，在心理问题解决后，有患者自诉症状消失或缓解。&而免疫缺陷症研究提到的病例，主要从临床就医者中收集对象，只有同时具备&成年期始发的免疫功能缺陷&并合并有机会性感染疾病的人才能入选，年龄为50岁左右。他们症状较重，自愈的可能性较小。&曾光同时补充说，并不排除两者的研究对象有部分重叠的可能，但国外的这一研究不会对中国&恐艾&的研究和结论产生影响。&&另外需要强调的是，这两种研究对象都不传染，不具备突发公共卫生事件的特点，社会不必恐慌。&曾光说。&来源：中国生物技术信息网
Science：利用DNA来编码书籍和其他数字信息
日 讯 /BIOON/ --一个美国研究小组利用DNA微芯片(DNA microchip)成功地编码出一本5.27兆比特的书籍，然后他们利用DNA测序来阅读这本书。他们的实验证实DNA能够被用来长期储存数字信息。来自哈佛大学维斯生物工程研究所(Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering)的George Church和同事们将遗传学家乔治-丘奇(George M. Church)撰写的大约有5.34万个单词的书籍《再生》(Regenesis)编码到DNA序列中，连同一起的还有11张JPG格式的图片和一段JavaScript程序。利用这种新方法所产生的数据是之前科学家们利用DNA编码的数据的1000多倍。DNA是由核苷酸组成的，而且在理论上，至少每个核苷酸能够被用来编码两个比特的数据。这意味着这种数据密度是每立方毫米含有大量的1百万千兆比特(1 million gigabits)数据，而且只需四克DNA在理论上就能够储存每年创造出来的所有数字数据。这要比诸如闪存盘之类的数字储存媒体所储存的数据更加密集，而且也更加稳定，这是因为DNA序列在它们被编码出来后上千年时间内也能够被读出。在这项实验中，研究人员成功地利用短DNA序列而不是长DNA序列来编码数据，而这会降低写入和读取数据的困难和成本。Kosuri博士说，这种过程类似于储存数据到硬盘上，其中在硬盘中，数据是被写入在被称作扇区的小硬盘块中。他们首先将这本书、程序和图片转化为HTML格式的文件，然后将这些文件编译为由0和1组成的大小为5.27兆比特的二进制序列。利用一个DNA核苷酸(即一个碱基)对应一个比特，这个5.27兆比特的二进制序列按照顺序被分布到多个96比特长的核苷酸片段中。核苷酸A和C用0来编码，而核苷酸G和T用1来编码。每个核苷酸片段也含有一个19位地址来编码这个段在全部序列中所处的位置。每个核苷酸片段被合成多个拷贝以便有助于校正错误。在这本书和其他信息被编码到DNA之中后，DNA液滴被附着到微阵列芯片上以便储存。这些芯片在 4&C下保持三个月，然后它们被溶解和测序。每个核苷酸片段的每个拷贝被测序高达3000次以便达成共识。利用这种方式，他们降低这个5.27兆比特序列中的位错误数降至只有12个。这种实验程序刊登在《科学》期刊上。尽管它不能被用来储存可重写的数据，但是能够被用来特别长期地储存数据。利用DNA的一种优势就是更加密集的信息能够被储存，但是另一个主要优势在于DNA是一个生物分子，而且它总是能够在生物学上被读取同时也不需要诸如CD或DVD的特殊设备。这种系统的主要劣势在于在当前，用来合成和测序DNA的技术非常昂贵从而使得它不能成为一种人们能够日常使用的实用系统。另一个问题就是尽管科学家们能够对诸如上千年历史的木乃伊之类的来源的DNA进行测序，但是DNA倾向于形成碎片，因此，还需要开展研究以便改善DNA在几个世纪乃至更长时间之后的稳定性。来源：生物谷
Nature：基因改良的奥林匹斯或将来临
设在波士顿的优越风险管理公司的一名常务董事史蒂夫&格兰斯和他的同事胡安&恩里克斯7月18日在英国《自然》杂志网站撰文指出，有越来越多证据表明，世界顶级运动员都或多或少携带有一些特殊的&增强表现&的基因。例如，几乎每个接受测试的奥运会男性短跑选手体内都有a-辅肌动蛋白3（ACTN3）基因的577等位基因，这种基因也存在于85%的非洲人以及50%的欧洲人和亚洲人体内，不过，其他缺乏577等位基因的数十亿人可能要重新评估自己想在奥运会上获得奖牌的&美梦&是否切实可行了。未来的奥运会将出现三幅图景。第一幅场景是，奥运会将继续成为那些天生拥有遗传优势的运动员集中大展示的&舞台&。第二幅场景是，利用让步赛（给强者不利条件或使弱者略占优势的）&&目前几个非奥运项目的运动中也采用了这种比赛，来让那些天生并不具备优势基因的运动员在赛场上获得更加公平的竞争机会。第三幅图景是，如果被证明是安全的，通过基因疗法让那些天生并不携带某些基因的运动员&升级&，但&基因掺杂&这一医学实践目前被禁止使用。在未来的几百年内，我们可能都将生活在第一幅图景中。科学家们已经证实，20多种基因变异与运动能力有关。例如，携带有ACE基因的&I&变异的运动员，比没有携带该变异的运动员更容易在爬上8000米高峰的比赛中取得成功。尼泊尔加德满都谷地雪尔帕人中，有94%的人拥有&I&变异；而其他种族的人群中，仅仅45%到70%的人拥有该变异。这一变异会提高人的耐受力。对英国跑步运动员进行的研究发现，这种基因变异在那些耐力较好的运动员中最常见。但是，这样的变异在人群中出现的几率比较大，因此，运动员们可能需要某些特定的基因变异才能获得精英地位。随着越来越多的个人基因组被排序，研究人员开始探究一些罕见的变异，这些变异会真正将超级运动员和世界级的运动员区分开来。例如，芬兰的越野滑雪选手、七枚奥运会奖牌得主埃罗&门蒂兰塔的红细胞生成素受体（EPOR）发生的一种基因突变让他能比正常人多产生25%的红细胞，这就让他的血液中携带着比普通人更多的氧气，因此，有助于他在运动比赛中脱颖而出。来自：生物谷
新物种出现仅需6000年
一个新物种的出现究竟能有多快？澳大利亚海星给出了答案&&6000年。加州大学戴维斯分校的进化及生态学教授Rick&Grosberg说，这真是一件不可思议的事情。Grosberg一直致力于研究海洋中新物种如何出现。在陆地上，动植物能通过被山脉、河流等地理条件阻碍而渐渐变得不同，最终无法再相互杂交，但在海洋中，情况又是怎样的呢？&&&&Grosberg对生活于澳大利亚海岸的两种近亲面包海星（cushion&seastar）进行了研究，Cryptasperina&pentagona和C.&hystera。这两种海星在外形上一致，但生活于不同的区域：后者分布于前者生活区南部外很远的一些沙滩和孤岛中。它们的繁殖策略也完全不同：前者有独立的雌性和雄性个体，精子和卵子在海洋中相遇并繁殖，成长为幼虫后，它们会在浮游生物周围漂浮几个月，随后才安定下来并逐渐成年；后者则为雌雄同体生物，在体内孵化幼体，然后才将幼体产出。Grosberg说，后者的生活史与众不同。&&&&研究者对这两种海星的DNA序列进行了分析，以期获得这两种海星的分异时间。研究结果显示它们大约在2年前分异，这表明，它们肯定不是慢慢积累基因突变而分异的，而是在短时期内快速分异。&&&&在过去的11000年间，珊瑚海冷热海水的界限经常发生南北迁移，因此，一小部分海星祖先，甚至或许只是一个个体，迁移到了Cryptasperina&pentagona栖息范围的南部区域，并被洋流给隔离开来，最终形成新种。来源：中国生物技术信息网
Cell：深度测序揭示人类多样性起源
在书写被发明很久之前，当最早的人类穿越非洲迁徙到欧洲时，他们并没有为自己的旅行记下一本账。然而他们的故事却已被牢牢地铭记，至少在某种程度上以另外一种形式：他们后代的脱氧核糖核酸（DNA）。对现存3个非洲狩猎部落进行的一项史无前例的DNA筛查如今填补了这个史前故事的一部分章节。这些发现暗示了新疾病的威胁、农业的开端、俾格米人矮小的原因，以及与一个未知人种的联姻。&对于那些想要搞清人类何以为人的科学家来说，来自世界各地的大量人类遗传信息都是可以利用的。但是美国宾夕法尼亚大学的遗传学家Sarah&Tishkoff指出：&只有相当少的研究聚焦于非洲人，尽管这里曾是所有人类的老家。&因此她和博士后Joseph&Lachance，连同一个多国研究小组，对今天生活在非洲的3个狩猎部落进行了DNA测序研究。他们分别是来自坦桑尼亚的哈扎人和桑达维人，以及喀麦隆的俾格米人，这些都是世界上最古老的种族。这些部落长期以来一直让人类学家感到困惑。他们依然都是狩猎者，但桑达维人曾与农耕部落通婚并已涉足农业；他们同时生有浅色的皮肤。相比之下，肤色黝黑的哈扎人在很大程度上保持了本色，尽管他们生活在距离桑达维人仅仅150公里的类似环境中。而生活在茂密丛林栖息地中的俾格米人依然是这颗星球上最矮小的人，其成年男性身高甚少超过1.5米。&在最新出版的《细胞》杂志刊登的这项新研究中，研究人员分别详细筛查了来自每个部落的5名个体的DNA&&平均扫描每个基因组达60次。研究人员寻找了遗传编码中具有指示器作用的变异，从而有助于解释个体与族群之间的差异。他们发现了超过1340万个遗传变异，其中有300万个变异之前从未在人类中被发现。在这3个部落中，与嗅觉和味觉有关的遗传区域存在着显著的差异，这意味着每个部族的感官都已经适应了他们遇到的新气味和新食物。其他变异的特征模式包括与免疫系统活性和母乳中脂肪含量有关的基因。而有一种与大麻素受体&&响应四氢大麻酚（大麻的活性组分）的一种细胞表面蛋白质&&有关的变异却是哈扎人所独有的，Tishkoff的研究小组注意到，哈扎人会抽大量的大麻烟。这3个部落同时在产生参与损伤修复的血液化合物的基因中也有不同的变异。&研究小组同时发现了导致俾格米人身材矮小的新线索。在之前对俾格米人基因组进行的一项研究中，Tishkoff和同事已经发现了与脑垂体产生的调节身高的人类生长因子有关的基因变异。新的研究在名为HESX1的一个基因&&它在胚胎发育过程中被激活并控制脑垂体自身的生长&&中发现了俾格米人特有的44个变异。这一基因的突变引发了脑垂体紊乱，并最终导致身材矮小，但这些突变之前在俾格米人中并未被发现。另一方面，这44个变异在已经发表的非非洲人基因筛查中并未出现；而其在俾格米人中的普遍性表明它可能是有益的。&美国哈佛大学的人类进化生物学家Mary&Ellen&Ruvolo认为，尽管这些基因变异到底如何帮助俾格米人依然是个谜，但每个部族都以不同的形式拥有它们便是一个强有力的证据，表明它们参与了人对环境的适应过程。她认为这项研究向生物学家提出了新的挑战&&搞清这些变异的作用是什么。例如，与嗅觉和味觉有关的变异在3个部族中存在差异的事实意味着这些变异在适应当地饮食中扮演了一个重要角色。Ruvolo说：&伤口愈合基因同样非常有趣。我们是不是都受益于相同程度的康复，或者是否有些人比其他人复原得更好呢？&&然而最让研究人员着迷的是，这项研究发现的遗传证据显示，所有3个部落都与一个未知且更为古老的种族&&大概类似于欧洲尼安德特人在非洲的&副本&&&进行了繁衍。不但哈扎人、桑达维人以及俾格米人都拥有一大段来自未知种族的DNA，而且数万年以前，同时代的欧洲人也与尼安德特人有过亲密的接触。Tishkoff强调，科学家并不指望能够找到这个神秘种族的化石标本，更不必说提取可用的DNA加以分析，但她预计，例如新研究所使用的这些遗传方法将有助于辨识这一未知的非洲祖先。&美国大学公园宾夕法尼亚州立大学的人类学遗传学家Mark&Shriver表示：&这项研究为未来探索人类与更早的种群之间的融合建立了一个标准。&Shriver说，辨识非人类的祖先有助于我们以多种途径，而非一条途径了解自身的起源。他说，例如，之前的研究曾认为现代人通过与尼安德特人杂交而获得了大量的免疫系统基因；而其他的人类特征或许直接来源于其他的人族。来源：中国生物技术信息网
奥运背后的科学家们
奥林匹克运动会是荟萃了人类体能极限、运动技巧的全球盛会，但奥运背后也离不开科学的支持。在伦敦奥运金牌争夺战即将拉开序幕之际，英国《自然》杂志介绍了一批在幕后默默为奥运作贡献的科学家们的工作。
跟踪预测流行性疾病的科学家伦敦奥运会期间，医疗研究人员卡姆兰&卡恩并不会出现在伦敦附近，他在数千公里之外的加拿大多伦多大学工作，但他将密切关注伦敦奥运会。奥运会组织者预计，奥运期间将有数百万人从世界各地来到伦敦，伴随着他们一起到来的，可能还有各种病毒和细菌。卡恩是一个国际研究小组的成员之一，该研究小组的宗旨是在人群大量抵达伦敦之时，对潜在的新的流感病毒等疾病的传播进行预测，并采取应对措施。很可能，他们什么也不会发现。但是为防&万一&，卡恩必须时刻保持清醒的头脑。已往的历史表明，疾病大规模暴发往往与人群大量集中有关，包括2010年在加拿大温哥华举行的冬季奥运会上的麻疹大流行，2008年在澳大利亚悉尼天主教青年节时的流感大暴发等。&像奥运会这样的盛大群众集会，我们必须要考虑到对公众的健康威胁，特别是有可能在全球范围内传播开来的传染性疾病，&英国健康保护署负责奥运会公众健康问题的布赖恩&麦克洛斯基说道。为了评估这类威胁，卡恩将重新启动曾于2008年运行的Bio.Di aspora项目，这是一个基于网络的计算机程序，它将汇集数10亿人的飞行路线信息，使研究人员能够看到人们是如何在世界各地移动的。评估这些人携带病原体的风险，并与在奥运会期间实时获取的疾病监测信息联系起来。例如，如果一种新的流感病毒在亚洲出现，卡恩就可以绘制出疾病的传播路径图，并以此来预测其在伦敦暴发的可能性。这种类型的预警将为当地卫生官员带来至关重要的时间，向公众发出警告并采取预防性行动。麦克洛斯基说道，事实上奥运会将是对Bio.Di aspora项目和全球卫生系统效率的一个重大考验。卡恩希望，从全球人员大流动中获得的数据，可反馈给&大规模集会药物&的研制者共享，宗教集会、音乐节和体育赛事等大规模集会都会吸引更多的人，以及来自更偏远地方的人，对公众构成比以往任何时候都要严重的健康风险。他比喻说，&全球运输就像联络世界各地的动脉，人们通过这些动脉移动，就像一种生理现象。正常的生理活动若被打乱或改变，就会出现某种不可预知的事件，这类事件将对全球健康和安全产生潜在影响，我们需要更好地了解它们。&
研究流体动力学的科学家在2008年北京奥运会上，游泳运动员破了25项世界纪录，比其他任何运动项目都多，许多人将此成绩归功于可大为减少阻力的高科技泳衣。但是，继北京奥运会之后，国际上规范游泳竞技规则的机构重新规定，限制运动员从泳衣上获得优势，于是一些运动员转而寻求其他方式来获取优势，例如，英国游泳运动员将目光转向了流体动力学研究员斯蒂芬&特诺克。特诺克的研究专业是流体力学，特别是在船舶设计方面，对于他来说，他的研究专业与研究人体周围空气或水的流动之间，并无很大的区别。在过去3年中，他曾指导了英国南安普敦大学运动工程实验室（PSEL）的工作。该实验室此前曾与英国自行车队合作，以设计出更符合空气动力学的骑乘位置，这对&英国队&自行车运动员从北京奥运会上带回14枚奖牌至少起到了一部分作用。游泳运动员也需要类似的帮助，他说，&英国游泳项目缺乏的是在游泳过程中对流体动力学的理解。&为提高运动成绩，体育工程师使用绞车系统拉动游泳选手在水中行进，运动员可选用绞盘线的张力来感受评估水的阻力和推进力。运用科学方法来提高游泳成绩是一个巨大的挑战。&比如，难道你能将自行车车手置于风洞中，然后让他去感受&降低阻力的最佳骑坐位置吗？&&特诺克说道，&要获得仪器仪表检测的最佳位置是一个极为复杂的过程，但从流体动力学上来说，却相对要简单一些，因为通常来说，骑坐自行车和身体的位置是相对固定的。&但对于游泳运动来说，要受到一系列因素的影响，其中包括沿身体长度的水体流动，手臂和腿部的运动，从四肢传送到水中的力，以及水的压力和运动对身体形态的影响力等。&运动员要面对如此多的变数，而这一切极为迅速地发生在一个非常嘈杂的环境中，在每一次游泳测试中，完全重复相同的条件是非常困难的，&特诺克说道，&当你面对所有这些不确定性时，无疑是极具挑战性的。&PSEL的研究团队设计了一些技术性的解决方案。主要是利用一种轻便绞盘帮助运动员训练，通过绞盘拉动游泳选手前进的速度稍快于他们通常的游泳水平，他们将这种技术称之为&超速游泳&。在对英国一些优秀游泳选手进行测试训练中，特诺克的研究小组测量绞盘线的张力，以对水的阻力变化进行评估，研究人员并通过录像进行研究，例如，调整姿势甚至泳帽的位置，都有可能改变水的流量和速度。&当游泳运动员从水中出来时，我们对他们的表现已经非常了解了。&特诺克说道，他们了解到的信息都将全部反馈给教练员和运动员。特诺克的研究团队还要解决运动员训练中的一些更为广泛的问题。例如，使用绞盘系统对运动员自愿者和蜡制人体模型进行测试，他探索了体毛对水流阻力的影响，其答案是：修光体毛者游泳速度更快。研究小组还利用计算机建立模型，分析骨骼肌肉系统工作对提高游泳动作效率的影响。特诺克和英国游泳运动员的协同研究和训练在奥运会开始之前结束，他希望，对人体流体力学的研究成果将反馈到海洋生态系统的研究中，如设计在水下压力下更符合水力动力学形态的方向舵。与此同时，他还在提高自己的游泳技能，他说，&在我的孩子学习游泳时，我就可以将我学到的东西向他们炫耀一番了。&
为兴奋剂检测日夜工作的科学家在今年夏天的100米短跑赛上，外号&闪电&的乌塞恩&博尔特将与一位更年轻的短跑选手约翰&布莱克展开激烈对决，他将努力保持&世界上跑得最快的人&的头衔。然而，在奥运会上另一场激烈的战斗也将在奥运村以北35公里哈洛的一个郊外实验室里展开，在这里，反兴奋剂专家将使用&分子武器库&中最先进的工具，去&跟踪追击&某些运动员为提高运动成绩而服用的各种各样的兴奋剂。实验室将对几十种兴奋剂，包括类固醇和其他违禁物进行筛选。伦敦国王学院药物控制中心的资深科学家克里斯蒂安&巴特利特目前正负责哈洛实验室的工作。该实验室将指导生物药物的检测工作，如对促红细胞生成素（EPO）和人体生长激素的检测。反兴奋剂科学具有一定的保密性，巴特利特说道，他不能透露将出现在伦敦奥运会上的具体的药物检测技术，他只能透露一点，&我们已经拥有最先进的设备，经过过去一年多时间对新技术的开发和验证，将大大增加这一领域内反兴奋剂检测技术的灵敏性。&巴特利特和他的150位同事所面对的第一个挑战，就是要处理7000名奥运会和残奥会运动员在比赛期间提供测试的尿液和血液，包括赛前数天提取的测试样本和比赛结束之后立即提取的测试样本。测试样本一式两份每隔1小时送交实验室，一份用作测试，一份冷冻备份，实验室将一天24小时不间断地工作。巴特利特目前已经离开在伦敦南部的家，住在了实验室的附近，他知道即使在周末他也不会有时间观看奥运赛事。他负责测试的绝大多数样本都将被证明是&清白&没有问题的，但如果实验室发现任何违禁物质，科学家们将立即通知国际奥委会和其他体育管理部门，启动调查程序，并采取可能的制裁行动。但与此同时，世界各地一些非法实验室也以化学方法研制出了一些逃避检测的药物，如促红细胞生成素（EPO）。巴特利特说，对此他的团队已经作好准备，严阵以待，例如，通过检测任何形式的基因工程蛋白来检测EPO的存在，因为基因工程蛋白的酸性往往低于天然蛋白。参加伦敦奥运会的运动员将经历奥运史上最严格的检测，但这能保证他们&绝对清白&吗？巴特利特对此持谨慎的乐观态度。许多国家在运动员出发前往伦敦之前就已经对他们进行了检测，还有一些运动项目开始使用标明了运动员血液数据资料的&生物护照&。&总之一句话，来伦敦的运动员千万不要心存侥幸，&巴特利特说道。来源：生物谷
人工视力：电子生化眼
人造感光器将让盲人们恢复视力。　　
&&& & 米卡&特霍（Miikka Terho）知道苹果和香蕉的区别。他可以告诉你苹果是圆的，吃在嘴里是甜的，咬起来很脆，而香蕉则长而弯曲，如果放的时间太长会变软。但是，如果要他不摸、不闻，也不品尝，就说出两种水果的区别，他就没有办法了。特霍是个完全失明的盲人。但是，在2008年的三个月里，他恢复了用视觉来区分苹果和香蕉的能力，这归功于研究人员植入到他左眼里的一个微芯片。尽管试用的时间很短暂，但这项新技术的初步成功，却永久地改变了特霍和其他很多盲人的境况。& & 特霍在芬兰一家体育奖学金组织工作，他患有色素性视网膜炎，这种遗传病破坏了视网膜上的感光细胞。16岁以前，他的视力还是正常的，但从那时起，他的夜间视力就开始衰退。20多岁时，他的日间视力也开始衰退。35岁时，特霍的左右眼都失去了中央视力（由视网膜中央的视锥细胞实现的视觉功能，负责精细的视觉）。40岁时，他只能用外围视力（由视网膜上的视杆细胞实现的视觉功能，负责感受光线强弱）感觉光线。& & 2008年11月，一切都发生了改变。德国图宾根大学的埃伯哈特&泽雷纳（Eberhart Zrenner）将一块芯片植入特霍的视网膜。这块芯片替代了视网膜损坏的感光细胞（即视杆细胞和视锥细胞）。在健康的视网膜中，感光细胞将光转化为电脉冲，后者穿过几层特化的组织，其中一层由双极细胞组成，最后到达大脑。芯片上有1 500个小方块，它们排列在一个约1平方厘米的网格上，每个小方块都含有一个光电二极管、放大器和电极。当光线照在一个光电二极管上时，就会产生微弱的电流，经过放大器增强后，传送到电极上，刺激附近的双极细胞产生信号，通过视神经传送到大脑。照射在光电二极管上的光线越多，产生的电流就越强。& & 植入视网膜的芯片为特霍打开了一扇面向世界的窗户，可以看见约1米外一张A4打印纸大小的范围。通过这扇窗户，特霍可以分辨出人和物体的基本外形和轮廓，尤其是在明暗反差强烈的时候。但是，植入芯片并没有足够的电极来产生清晰的图像。另外，通过芯片，他眼里只有灰色的东西，感觉不到色彩，因为芯片还不能区分不同光线的波长。& & 尽管有这些局限，在接受手术后的几天内，植入芯片还是戏剧性地改变了特霍与这个世界互动的方式。他10年来第一次能够看见和辨认一些物体，比如餐具和水果，读出大字体印刷的字母，向房间里的人打招呼，认出自己的亲人。另外两位大约在同一时间内接受芯片移植的患者，可以在阴暗的背景中找到明亮的物体。& & 3个月后，泽雷纳不得不取出了芯片，因为移植芯片后，患者很容易受到皮肤感染：患者体外挂着一个袖珍的电池组，通过一条穿透皮肤的电线，向眼睛里的芯片输送电能，这会在皮肤上留下开放的创口。此外，使用者必须要在计算机旁边，让计算机通过无线信号控制电脉冲的频率，还有视野的亮度和对比度。& & 2008年以来，泽雷纳已经使植入芯片变得更安全和轻便。最新的芯片是无线的，到目前为止已经移植到了10个人的眼睛内。这种芯片有两个电磁线圈，一个埋藏在患者耳后的皮肤下，并伸出一根细细的电线，与视网膜上的芯片连接。另外一个电磁线圈放在一个小型塑料盒里，位于皮肤表面，靠近耳朵的地方。这样，两个线圈形成了一个完整的电路，向植入的芯片供电。通过旋转外部线圈上的按钮，病人可以调节视野的亮度和对比度。为了进一步改善技术，泽雷纳希望在一个视网膜上并排植入3个芯片，使病人有更大的视野。& & 尽管对于由感光细胞受损引起的失明患者（比如色素性视网膜炎、无脉络膜、黄斑变性等），人工感光器有所帮助，但对青光眼或者其他与视神经退化有关的病变则力有不逮。&& & 另一个研究小组也在临床研究阶段初步取得了成功：美国加利福尼亚州第二视力（Second Sight）公司开发的视网膜植入设备Argus II也能治疗色素性视网膜炎，尽管使用的是不同的技术手段。Argus II并没有植入病人的视网膜内，而是通过安装在眼镜上的微型相机来捕捉图像，并将这些图像转换成电脉冲，传递给植入到视网膜表面的电极。与泽雷纳的植入芯片不同的是，Argus II并不能在视网膜上模拟由光波引起的生理反应，而是产生一幅由亮点和暗点拼成的图片，患者需要经过训练才会解读这些图片。& & 即使只是恢复灰度视力，也花费不菲。目前，一旦通过了完整的测试并获得审批，Argus II的安装费将会达到每只眼睛10万美元，而泽雷纳的视网膜植入芯片的价格也不会低于这个数。泽雷纳还必须进行额外的临床实验，才能让欧洲咨询委员会允许眼科医生使用这种芯片。Argus II已经获得了审批，可以在欧洲大部分地区进行销售，但在美国和其他国家还没有上市。不过，临床实验的初步成功和这项技术的改进速度表明，视网膜植入设备在不久之后将得到更广泛的运用。来源：环球科学
Nature Neurosci：神经元控制暴饮暴食
最近耶鲁大学医学院研究人员发现大脑中一组神经元能控制饥饿，同时这些神经元不仅与暴饮暴食有关，也与非食品的行为相关如这些神经元与促发药物滥用、吸毒有关。相关研究论文发表在6月24日的Nature Neuroscience杂志上，这项研究是由耶鲁大学生物医学研究所博士后Marcelo O. Dietrich和Tamas L. Horvath教授等人带领完成。在尝试开发治疗诸如肥胖症和等代谢紊乱疾病的道路上，研究人员越来越多地关注大脑中的大脑奖励回路。Dietrich等研究人员发现：在患有上述疾病的患者中，食物可能会变成一种类似&药物滥用&型的可卡因。Dietrich说：运用遗传方法，研究人员发现食欲增加实际上可以预测大脑对可卡因欲望的上升与否，对食物兴趣欲望的减少了，大脑对可卡因的欲望也会增高。Horvath和他的团队研究了两类转基因小鼠。在一组中，他们敲除一种能控制下丘脑神经元中促进饥饿产生的信号分子。在另一组中，研究人员用白喉毒素干扰相同的神经元，影响其发育过程。两组小鼠分别给予各种非侵入性的测试，衡量它们如何回应焦虑、可卡因刺激等环境。研究人员发现，对食品兴趣较小的老鼠对可卡因等药物更有需求和欲望。Horvath和他的团队认为下丘脑控制如体温、饥饿、干渴疲劳和睡眠等重要功能，是的脑功能发育的关键。调控饥饿的神经元是极为重要的，其功能受损可能会改变的机体的行为动机和认知行为。来源：生物谷
焦虑情绪与大脑前扣带皮层有关
Localized microstimulation of primate pregenual cingulate cortex induces negative decision-making
5月《自然&神经科学》杂志上的一项研究表明，对猴子大脑前扣带皮层（pACC）的电流刺激会增加消极决策的概率，但服用抗焦虑药物可阻碍这种影响。pACC已被认为与人焦虑症和抑郁症有关，这项研究揭示了它是如何导致病理学行为的。Graybiel等人提供两种奖励给猴子选择，其中较大的奖励伴随着对猴子的眼睛不停地吹气，较小的奖励则没有。结果发现，当猴子在选择大小两种奖励时，其大脑内各有一些神经细胞处于兴奋状态。这两组细胞几乎混杂在一起，但在猴子选择小奖励的时候，pACC的某一块区域中会有更多的神经细胞处于兴奋状态。如果对这些细胞进行电流刺激的话，猴子将更有可能选择小奖励，但这时让猴子服用抗焦虑药物的话，电流刺激的作用将受到阻碍。患有焦虑症和抑郁症的人通常在面对成本效益交易时，具有选择障碍。该研究结果意味着，pACC在对决策过程中消极和焦虑情绪的控制调节方面起着关键作用。来源：nature
Cell:科学家发现减肥新思路
科学家成功分离出掌控可以活化脑和体内组织中褐色脂肪的蛋白质。他们的研究结果发表在5月11日的Cell杂志上。&白色脂肪通常被理解为储存脂肪的组织，而褐色脂肪（也被称为褐色脂肪组织）则燃烧脂肪用在生热过程中（thermogenesis）产生热量。来自剑桥大学代谢研究实验室的科学家们通过研究发现了BMP8B蛋白在代谢系统中（尤其是脑和周围组织中）的独特作用，使其成为了潜在的治疗靶点。科学家们相信通过燃烧褐色脂肪可以帮助肥胖人士完成减重计划，按照通常理解减重这个过程非常难以坚持完成。Andrew Whittle医生，该文章的作者之一，对记者说：&体内产生的其他蛋白也可以增强褐色脂肪的热量产生，例如甲状腺激素等，但是这些蛋白在其他器官也有的重要作用，因此他们并不适合作为减重治疗的靶点。但是，BMP8B蛋白就目前来看只针对掌控褐色脂肪的热量燃烧，这也就意味着人为的对其进行干预可以成为新的治疗手段&研究结果显示，当小鼠缺少BMP8B蛋白时，它们很难维持自己的正常体温，也较正常小鼠更为肥胖。随后研究人员使用含有BMP8B蛋白的褐色脂肪细胞注入周围组织，其褐色脂肪活化反应非常强烈，研究人员进一步将BMP8B注入脑中的特定结构后，激发了褐色脂肪组织的活化过程。结果显示，使用富含BMP8B的褐色脂肪细胞可以燃烧更多的脂肪，如果在脑中给予则可明显减轻全身的重量。Toni Vidal-Puig教授，这项研究的负责人强调，&人们可以通过某种手段达到减轻一定体重的目的，但是当体重到达一个平台后则很难继续下降。这是因为人体可以根据体重的变化调节食物的消耗以及代谢效率以维持正常的生理代谢过程。使用该方法可以在不改变代谢率的情况下，增加褐色脂肪细胞的脂肪消耗从而达到减轻体重的目的。&人们通常认为当机体代谢率增高的同时，便会增加进食的欲望，去弥补高能量代谢带来的损失。但是这项研究显示，BMP8B并没有产生类似的效应，而是单纯通过燃烧褐色脂肪而达到减重的目的。Toni Vidal-Puig教授进一步强调：&人和老鼠肯定是存在一定区别，从治疗角度看才是刚刚起步。进一步的研究需要证实该蛋白在人体内的作用是有效且安全的。&来源：生物谷
以色列研制出“通用”癌症疫苗 可攻击90%的癌细胞
&据英国《每日电讯报》近日报道，以色列科学家已经研发出了一种&通用&癌症疫苗ImMucin，其能&训练&病人自己的免疫系统发现肿瘤并发动攻击，减轻癌症症状。该疫苗能对付包括在内的90%的癌症。癌细胞通常会避开病人的免疫系统，这是因为癌细胞是由于人体自身细胞出现病变而形成的，它们并不会被看成是威胁，因此免疫系统不知道如何像对抗细菌感染或病毒那样防止肿瘤入侵。不过，科学家们已经发现，超过90%的普通固体肿瘤癌症和许多非固体肿瘤都带有一种名为MUC1的分子，包括淋巴瘤、以及多发性骨髓癌等，这种分子能被用来帮助免疫系统探测肿瘤。因此，Vaxil生物公司和特拉维夫大学的科研人员联合研制出的ImMucin疫苗就是使用一小片MUC1分子来激活免疫系统，使其能识别出并破坏癌细胞。Vaxil公司的一名发言人表示：&ImMucin疫苗不仅可以对付90%的癌细胞，还可以对抗包括肺结核在内的重大疾病。它通过激活和增强人体的自然免疫系统，从而查找并摧毁已存在的癌细胞。临床试验表明，病人服用了2到4剂量（最高为12剂量）疫苗后，就会产生强劲的免疫反应。ImMucin是一种治疗疫苗，主要提供给已罹患癌症的病人使用以帮助他们对抗疾病而非预防疾病。&科学家们在耶路撒冷哈达萨医疗中心进行了一个安全的实验，让10名罹患一种名为&多发性骨髓瘤&的血癌的病人接受了疫苗注射，迄今已有7名病患完成整个疗程。Vaxil公司报告称，结果表明，同接种疫苗前相比，这7名病人对癌细胞的免疫对抗能力都获得了很大的提升；另外3名病人接受治疗后，没有探测到癌症存在的迹象。癌症慈善机构&谨慎地欢迎&该疫苗的问世，但警告称，在批准广泛使用这种疫苗之前，还需要对其进行更进一步的测试。目前，也有其他科学家正在测试其他癌症疫苗，但收效甚微。英国癌症研究中心的科学信息主管凯特&阿恩表示：&全球也有其他科研团队正在探究针对MUC1分子的疗法。最新研究结果只是初步的结论，要想证明这种特殊的疫苗在癌症病人身上是否安全有效还需要进行更多研究工作。&研究人员希望能在病人身上进行更大规模的实验，以证明这种疫苗能有效地对抗多种不同的癌症。如果实验取得成功，这种疫苗有望在6年内上市。
揭秘造血干细胞的捐献与移植
&1990年10月，诺贝尔评奖委员会将当年的诺贝尔医学奖授予了美国华盛顿大学的医学家多纳尔&托马斯，以表彰他在造血干细胞移植方面做出的杰出贡献。1956年，托马斯完成了世界上第一例骨髓移植手术，这也是世界上第一例干细胞移植手术。托马斯也由此成为造血干细胞移植术的奠基人。日前，一名来自湖北襄阳的高三男生张文驰，牺牲了紧张的高考复习时间，前往北京为一名福建籍的患者捐献造血干细胞。该事件引起了社会的广泛关注，到底捐献造血干细胞的过程是怎么样的？疼不疼？对身体有没有伤害？实际上，很多人对骨髓捐献的概念仍然停留在&骨髓穿刺&、&敲骨吸髓& 的层面，其实不然 。在6月的&&即将到来之际，生物谷编辑与您一起了解造血干细胞的捐献与移植。
什么是造血干细胞移植？造血干细胞是所有造血细胞和免疫细胞的起源，具有自我更新、多向分化和归巢（即定向迁移至造血组织器官）的潜能，可以分化为红细胞、白细胞和血小板。将自体或异基因正常或接近正常的造血干细胞输入患者体内，重建患者的造血和免疫功能从而达到治疗某些疾病的过程，称之为造血干细胞移植。造血干细胞移植能治疗恶性血液病、骨髓功能衰竭、部分非血液系统恶性肿瘤、部分遗传性疾病等严重的致死性疾病。包括白血病、急性淋巴瘤、再生障碍性、骨髓增生异常综合症、多发性骨髓瘤、急性放射病、骨髓纤维化、阵发性睡眠性血红蛋白尿、实体瘤等。要成功地进行造血干细胞移植治疗，患者和捐献者之间的HLA（human leucocyte antigen 人体白细胞抗原）型别需要相吻合。HLA主要位点的相合率在同胞兄弟姐妹间为1/4，在非血缘关系人群中相合率更低，常见类型为1/5000，罕见类型为1/100000。因此，为患者找到HLA配型相合的人实属不易。中国造血干细胞捐献者资料库（即中华骨髓库）为等待造血干细胞移植的患者提供了寻找HLA配型相合的供者的平台。
造血干细胞采集的三个途径根据造血干细胞采集途径不同可分为三种：骨髓造血干细胞移植、外周血造血干细胞移植、脐带血造血干细胞移植。骨髓造血干细胞移植技术：在捐献者全身或硬膜外麻醉下，通过骨髓穿刺从捐献者髂骨中抽取骨髓，进行移植。这种技术提取造血干细胞，除了给捐献者带来身体上的痛楚，还有一定的风险。因此，诞生了现在普遍运用的外周血造血干细胞移植技术。外周血造血干细胞移植技术：通过用科学的方法，将骨髓血中的造血干细胞大量动员到外周血中，从捐献者一边手臂静脉处采集全血，通过细胞分离机提取血液中的造血干细胞，同时从另一边手臂将其他血液成分输回捐献者体内。与骨髓穿刺术相比，此方法更安全，同时也大大减轻了给捐献者带去的痛苦。这是我国目前普遍采取的造血干细胞移植技术。
张文驰进行造血干细胞移植脐带血造血干细胞移植技术：将脐带血中含有的可以重建人体造血和免疫功能的造血干细胞移植到患者体内，起到治疗多种疾病作用的技术。我国目前已经基本弃用骨髓造血干细胞移植技术，而采取外周血造血干细胞采集法。这方法简单、方便，至今仍没有因采集外周血造血干细胞引起对捐献者造成严重伤害的报告。
造血干细胞的捐献是否对身体有害？造血干细胞具有高度的自我更新、自我复制能力，可分化生成各种血细胞。人体献血或失血后，会刺激骨髓加速造血，1至2周内，血液中的各种成分可以恢复至正常水平。而当捐献者捐献造血干细胞后，由于血细胞的数量减少，会促使骨髓把储备的血细胞释放，并刺激骨髓产生新的血细胞。成年人的骨髓量一般在3000克左右，大部分存在于骨髓腔。成年人一般采集量为50-200毫升造血干细胞悬液，采集次数不多于2次，对捐献者本身无不良影响。在正常的生理条件下，人体外周血中的造血干细胞数量不能满足移植需要。注射细胞动员剂可使外周血中造血干细胞增加20-30倍，目前，我国使用细胞动员剂"细胞集落刺激因子"（G-CSF）。根据临床研究成果，至今仍无发现G-SCF对人体健康的危害及副作用。采集过程必须在通过中华骨髓库有专家委员会审定的移植医院或采集中心进行，所用的器材都经过严格消毒并均为一次性使用，确保了造血干细胞捐献者的自身安全。
如何成为一名捐献造血干细胞的志愿者？只要您的年龄在18-45周岁、身体健康状况符合无偿献血条件并且志愿捐献造血干细胞，可与所在地红十字会（省级分库）联系，或在当地的捐血车（站）报名，到指定地点抽取6-8毫升血液，经HLA分型检验后，把所有相关资料录入到中华骨髓库管理中心的计算机数据库中，这样就成为一名捐献造血干细胞的志愿者了。当某位患者需要进行造血干细胞移植时，由移植中心将患者的HLA分型数据传至中华骨髓库，如果检索结果得出您的HLA配型与患者吻合，您将会受到准备捐献的通知。从志愿者的HLA分型检验数据入库到配型成功的过程可能很迅速，也可能很漫长，而大部分志愿者毕生都没有得到捐献的机会。
图1、造血干细胞捐献流程图我国目前等待造血干细胞移植的患者有100多万，并且每年都有大量新增患者。每年都有很多翘首期盼的患者因等不及找到HLA配型相吻合的捐献者而离世。造血干细胞移植技术已经日趋成熟，但供者不足却成为拯救绝症患者的最大难题。机器零件坏了，换一个新的可以继续使用，人体不像机器，组织器官不能说换就换。造血干细胞移植则为活在生死边缘的患者带去了绝处逢生的希望，愿你我都有一分爱心、多一分勇气，挽救一个宝贵的生命。来源：生物谷&
Physiology: 科学家证明过度服用糖类可能降低学习、记忆的能力
注意了，那些在复习期中考试和期末考试的考生们：如果你持续进食碳酸饮料和甜食6周，只需要6周，就可能会让你变笨。&UCLA的一项老鼠实验第一次向世人展示了高果糖饮食对记忆与学习的负面作用，同时也证实了Ω-3脂酸可以对抗这种影响。
&Fernando Gomez-Pinilla是来自于UCLA David Geffen医学院神经外科的教授，他同时也是UCLA文理学院生物与生理学整合学科的教授，他认为这项研究证实了食物对人类思考的影响，长期高果糖的饮食可以降低大脑学习与记忆的能力，但是通过向食物内添加Ω-3脂酸可以将这种损害相对降低一些。早前的研究已经揭示了果糖对人体的损害，其中包括、肥胖和脂肪肝，而这项研究是第一次揭秘果糖对大脑的影响。UCLA的科研团队注意到了富含果糖的玉米糖浆，相对廉价但是比蔗糖甜6倍，所以被广泛应用于加工食物，包括软饮料、调味品、苹果酱和婴儿食物。美国农业局的统计数据显示，平均每个美国人在一年内可以消费超过40磅的玉米糖浆。&在水果中自然存在的果糖，通常包含重要的抗氧化剂，这与我们研究的所不同&Gomez-Pinilla解释道，&我们讨论的是在人工加工食品中添加高果糖含量的各种产品。&研究团队给予2组老鼠果糖溶液作为饮用水，并持续了6周的时间。其中第2组同时被饲含有Ω-3脂酸的亚麻籽油和DHA，这些物质被认为可以保护神经突触，也就是使记忆与学习成为可能的脑中神经细胞的化学连接结构。DHA是维持突触功能的重要物质，保证了脑中神经细胞可以相互传递信号，这也就是我们可以学习和记忆的基本机制，但是我们体内通常不能产生足够的DHA，所以必须通过日常饮食加以补充。在进行正式试验前，研究者先对老鼠进行了每天两次的迷宫训练并持续了5天，在这期间以标准鼠粮作为饲料。研究团队尝试测试老鼠在迷宫中的方向辨识能力，他们在迷宫中布置了一些可视化的路标以帮助小鼠学习并且记忆相关路线。在喂养试验进行了6周后，研究者测试了小鼠回忆路线并且逃出迷宫的能力，结果令人震惊。第2组小鼠较第1组更快的逃出了迷宫，且结果差异非常明显。缺乏DHA的动物反应迟钝，他们的脑中突触活性明显下降，导致脑细胞见的通信大受影响，从而影响了小鼠的思考和回忆6周前训练的记忆。 同时，缺乏DHA的小鼠也表现出了胰岛素抵抗，进一步观察小鼠脑组织表明胰岛素已经失去了其影响脑细胞的能力。&因为胰岛素可以透过血脑屏障，所以这些激素可以影响脑中神经元从而扰乱学习，导致记忆的丧失。&Gomez-Pinilla强调，他推断，果糖是导致小鼠DHA缺乏脑功能丧失的元凶。摄入过多的果糖可以影响胰岛素调节细胞使用和储存糖，其所产生的结果影响了学习与情感。众所周知，胰岛素在调节体内血糖的过程中起到了决定性的作用，但在脑中可能情况略有不同，其在某种程度上扰乱了记忆与学习。研究团队的试验结果证明了长时间高果糖饮食同时对脑和身体产生了不良影响，这是一个崭新的发现。Gomez-Pinilla告诫人们尽量降低果糖的摄入，可以尝试通过食用水果或者酸奶来代替，这也是他实验室冰箱里的常备食品。读到这里你仍然把这些警告当作耳旁风吗？那就吃点富含Ω-3脂酸的食品吧，例如鲑鱼，坚果和亚麻籽，亦或直接服用DHA胶囊。研究者认为，日常如用DHA可以保护脑组织远离果糖的危害，就像在银行中储蓄，当遇到疾病或者异常能量消耗时可以有储备以供消耗。这项研究由美国神经病和学会资助，Gomez-Pinilla的实验室将进一步研究食品摄入对脑患者康复的影响。
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