文章轉(zhuǎn)自《環(huán)球科學(xué)》 生物會(huì)可能根據(jù)需要產(chǎn)生適應(yīng)性突變嗎？ 1944年，哥倫比亞大學(xué)的遺傳學(xué)博士生伊夫琳·威特金做實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)偶然的失誤。她在紐約冷泉港實(shí)驗(yàn)室做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，不小心用致死量的紫外線照射了數(shù)百萬(wàn)個(gè)大腸桿菌（E. coli）。當(dāng)她第二天回去檢查樣品的時(shí)候，那些大腸桿菌都死了——除了其中一個(gè)樣品中的四個(gè)細(xì)胞，它們存活了下來(lái)，并且能夠繼續(xù)生長(zhǎng)。這些細(xì)胞奇跡般地耐受了紫外線的照射。威特金猜測(cè)，這個(gè)培養(yǎng)基里的細(xì)胞恰好出現(xiàn)了能讓它們生存下來(lái)的突變，似乎是個(gè)非常幸運(yùn)的巧合——巧合到她開(kāi)始懷疑這究竟是不是個(gè)巧合。 在接下來(lái)的二十年間，威特金一直致力于研究這些突變?yōu)槭裁磿?huì)出現(xiàn)以及是怎么出現(xiàn)的。她發(fā)現(xiàn)了一種被稱為SOS反應(yīng)的機(jī)制，這是一種細(xì)菌基因組被破壞時(shí)采用的DNA修復(fù)機(jī)制，在這個(gè)過(guò)程中幾十個(gè)基因變得活躍、突變率上升。一般來(lái)說(shuō)，這些額外的突變多數(shù)對(duì)生物體是有害的，但它們使適應(yīng)環(huán)境成為了可能，比如發(fā)展出的紫外線和抗生素抗性基因。 從那時(shí)起，困擾進(jìn)化生物學(xué)家的問(wèn)題就是，這種現(xiàn)象是自然的安排嗎？這種突變?cè)黾觾H僅是基因自我修復(fù)過(guò)程中的一個(gè)附帶的結(jié)果；還是，像一些研究者聲稱的那樣，突變率增加本身就是一種進(jìn)化出的適應(yīng)性，有助于細(xì)菌在壓力環(huán)境中更快地進(jìn)化出有利的特征？ 這個(gè)問(wèn)題極具挑戰(zhàn)性，科學(xué)家不僅需要有力地證明惡劣環(huán)境能...
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2017
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09
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文章轉(zhuǎn)自：環(huán)球科學(xué) 科學(xué)家已經(jīng)可以用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培育出迷你大腦 傳說(shuō)，阿爾伯特 · 愛(ài)因斯坦的大腦與眾不同。 1955 年，在他過(guò)世之后，病理學(xué)家托馬斯 · 斯托爾茲 · 哈維（Thomas Stoltz Harvey）取出這位偉大物理學(xué)家的大腦，切片后保存了起來(lái)——哈維自己就近乎癡狂地私藏了幾片。其余的那些在博物館里落了腳，成為了“天才”一詞令人生畏的象征。然而，迄今為止無(wú)人能通過(guò)這些天才的碎片重現(xiàn)一個(gè)天才的大腦。 今年7月，作家菲利普 · 波（Philip Ball）在《大西洋月刊》上發(fā)表了一篇名為《為什么哲學(xué)家如此癡迷缸中之腦》的文章，他聲稱“在倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員的幫助下，我擁有了自己的‘迷你大腦’?！蔽闹袑?xiě)道，研究人員們提取了他的皮膚細(xì)胞，將其轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞，讓其發(fā)育為大腦組織。這種方法被稱為細(xì)胞核重編程和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，可將成熟的體細(xì)胞重新誘導(dǎo)回早期干細(xì)胞的狀態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)及其主要貢獻(xiàn)者劍橋大學(xué)發(fā)育生物學(xué)家約翰 · B · 戈登（John B. Gurdon）和京都大學(xué)物質(zhì)-細(xì)胞統(tǒng)合系統(tǒng)據(jù)點(diǎn) iPS 細(xì)胞研究中心主任長(zhǎng)山中伸彌，獲得了 2012 年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。就像尚在胎兒時(shí)期的神經(jīng)元一樣，轉(zhuǎn)化后的皮膚細(xì)胞重...
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文章轉(zhuǎn)自：環(huán)球科學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)雖然極具參考價(jià)值，但有時(shí)并不能反映藥物在人身上的效果。 新藥來(lái)到我們的藥店之前,都需要經(jīng)歷嚴(yán)苛的從實(shí)驗(yàn)室到多項(xiàng)人體試驗(yàn)的過(guò)程。 在這一過(guò)程中當(dāng)然會(huì)有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，比如針對(duì)2型糖尿病藥物的小鼠試驗(yàn)。 雖然小鼠并不是人類，但它們是有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，因?yàn)樗鼈兣c人類在生物學(xué)上確實(shí)有著很多相似之處。但有時(shí)候人們卻無(wú)法解釋為何在小鼠身上試驗(yàn)成功的藥物在人身上失敗了?，F(xiàn)在科學(xué)家們終于破解了該類現(xiàn)象的成因。 來(lái)自瑞典隆德大學(xué)和倫敦帝國(guó)理工的研究者們發(fā)現(xiàn)了小鼠和人類之間此前未知的區(qū)別：在負(fù)責(zé)分泌胰島素的胰腺β細(xì)胞表面，兩者擁有不同的G蛋白組合受體（GPCRs）。 G蛋白組合受體在許多細(xì)胞表面被發(fā)現(xiàn)，這類受體能夠通過(guò)不同分子類型的G蛋白接受化學(xué)信號(hào)。人體有約1000種不同類型的G蛋白受體，每一種都精準(zhǔn)地對(duì)特定的分子信號(hào)做出響應(yīng)。 在人體內(nèi)，這些受體的功能多樣，包括對(duì)某些味道和氣味的識(shí)別，免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，神經(jīng)信號(hào)的傳輸?shù)鹊取?#160;這是為何這類G蛋白受體常作為藥物靶點(diǎn)。當(dāng)前研究這類藥物的體內(nèi)運(yùn)輸十分熱門，據(jù)估計(jì)大概40%現(xiàn)代處方藥是作用于這類受體類型的。 但是，當(dāng)該類受體藥物用于治療2型糖尿病時(shí)，我們極少獲得成功。這很可能是因?yàn)槔鲜蠛腿艘认佴录?xì)胞的G蛋白受體并不一致。 科學(xué)家們此前已經(jīng)知道這可能就...
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轉(zhuǎn)自：環(huán)球科學(xué)在抗擊疾病的征程上，科學(xué)家要關(guān)注不僅的人類自己，其他動(dòng)物也會(huì)給我們帶來(lái)啟示。 近年來(lái)，裸鼴鼠、大象和弓頭鯨引起了癌癥研究者的注意。乍看之下，這三種動(dòng)物幾乎毫無(wú)相似之處：裸鼴鼠這種嚙齒類動(dòng)物住在地下；大象于陸地漫步；弓頭鯨在海中遨游，但這三者確有相似之處。首先，它們的壽命都相對(duì)較長(zhǎng)：裸鼴鼠可以活過(guò)三十歲，壽命比大多數(shù)同體型的物種長(zhǎng)得多；有些大象最長(zhǎng)能活七十年；弓頭鯨的平均壽命則長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)世紀(jì)。 其次，這三個(gè)物種基本都對(duì)癌癥免疫。人們常常會(huì)忘記，動(dòng)物和我們一樣，也在與癌癥殊死搏斗。近幾年，研究人員意識(shí)到，研究不同物種的癌癥或許能有所收獲，這也開(kāi)辟了一個(gè)名為比較腫瘤學(xué)（comparative oncology）的新領(lǐng)域。比如，一篇2015年的綜述中提到，狗患癌癥的概率比人類高十倍，而裸鼴鼠、大象和弓頭鯨則“似乎對(duì)癌癥完全免疫”。 研究人員認(rèn)為，補(bǔ)全這張“患癌風(fēng)險(xiǎn)圖譜”能為癌癥的遺傳基礎(chǔ)提供彌足珍貴的新見(jiàn)解。 由動(dòng)物理解疾病 科學(xué)家從寵物身上得來(lái)的數(shù)據(jù)已經(jīng)證明，這種研究方法行之有效。研究者寫(xiě)道：“給狗配種無(wú)意中形成了一種高危繁殖模式，通過(guò)這種方式生下的狗患上該品種特有疾病的幾率較大。”同時(shí)，許多純種狗的遺傳變異受限，降低了研究者找出癌癥相關(guān)基因的難度。而且狗的壽命較短，生理機(jī)能也和人類相似。因此，想要評(píng)估針對(duì)癌癥預(yù)防...
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2017
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07
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流式細(xì)胞術(shù)（Flow Cytometry, 簡(jiǎn)稱FCM）是一種可以快速、準(zhǔn)確、客觀，并且能夠同時(shí)檢測(cè)快速直線流動(dòng)狀態(tài)中的單個(gè)細(xì)胞的多項(xiàng)物理及生物學(xué)特性，加以分析定量的技術(shù)，同時(shí)可以對(duì)特定群體加以分選。流式細(xì)胞儀（Flow Cytometer）集激光技術(shù)、電子物理技術(shù)、光電測(cè)量技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、細(xì)胞熒光化學(xué)技術(shù)、單克隆抗體技術(shù)為一體的一種新型高科技儀器。AttuneNXT?：第二代聲波聚焦流式細(xì)胞儀于2014年正式上市，作為流式細(xì)胞術(shù)的革命性突破，Attune NxT流式細(xì)胞儀采用聲波聚焦原理，將待分析細(xì)胞聚焦于流動(dòng)室中心軸，從而對(duì)快速流動(dòng)細(xì)胞精準(zhǔn)分析的一項(xiàng)全新高科技技術(shù)。AttuneNXT?第二代聲波聚焦流式細(xì)胞儀六大特點(diǎn)：1. 聲波聚焦 最大流速可達(dá)1ml/min；高進(jìn)樣速率時(shí)保持高靈敏度；更大的流動(dòng)室設(shè)計(jì)，不容易造成樣品堵塞2. 平頂光 最穩(wěn)定最有效的均一激發(fā)；更小的數(shù)據(jù)差異性(CV)；每年僅需校正一次；平行排列交叉干擾小3. 可拆裝光片 方便拆裝；可自由插換濾光片分光鏡4. 絕對(duì)計(jì)數(shù) 注射器式上樣泵，精確定量上樣體積，完成樣本絕對(duì)計(jì)數(shù)5. 樣本退回 支持未使用樣本退回功能6. 兼容性強(qiáng)...
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液體活檢、機(jī)器視覺(jué)、太陽(yáng)能燃料，這些新技術(shù)是否能改變我們的未來(lái)？ 《科學(xué)美國(guó)人》與世界經(jīng)濟(jì)論壇聯(lián)合發(fā)布了2017年全球十大新興技術(shù)。這份榜單由《科學(xué)美國(guó)人》、《科學(xué)美國(guó)人》全球顧問(wèn)委員會(huì)、世界經(jīng)濟(jì)論壇全球?qū)＜揖W(wǎng)絡(luò)、世界未來(lái)委員會(huì)共同選出，涵蓋了在醫(yī)療、計(jì)算機(jī)、環(huán)保等領(lǐng)域的最新技術(shù)，它們?cè)谔岣呱钯|(zhì)量、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、保護(hù)地球環(huán)境等方面具有無(wú)限潛能。 “新興技術(shù)正在重新定義工業(yè)，它們使傳統(tǒng)的界線變得模糊，在我們前所未見(jiàn)的尺度上創(chuàng)造新的機(jī)遇，”世界經(jīng)濟(jì)論壇管理委員會(huì)成員、第四次工業(yè)革命中心主任Murat Sönmez說(shuō)，“所有機(jī)構(gòu)都必須通過(guò)正確的政策、規(guī)劃與合作方式，讓技術(shù)革新為人類構(gòu)建更美好的未來(lái)，同時(shí)避免技術(shù)泛濫帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。” 自2012年起，世界經(jīng)濟(jì)論壇開(kāi)始評(píng)選年度十大新興技術(shù)。在此前五年的榜單中，3D打印、CRISPR-Cas9、光遺傳等技術(shù)已經(jīng)成為我們生活、研究中的重要元素。而在今年的榜單中，又有哪些將改變?nèi)祟惖奈磥?lái)？ 2017年全球十大新興技術(shù)一覽： 1. 液體活檢液體活檢技術(shù)的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類在攻克癌癥的道路上又前進(jìn)了一大步。與傳統(tǒng)的組織活檢相比，液體活檢具備多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：首先，對(duì)于組織活檢無(wú)法企及的部位，液體活檢可以成為替代品。其次，組織活檢只能反映出樣品中的信息，而液體活檢可以檢測(cè)出患者的整體...
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