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噬菌体颗粒喷出DNA的基础
生物通报道:噬菌体是一类能够通过注入自己的基因组DNA来感染细菌的古老病毒。现在,研究人员对这个了解甚少的注射过程的推动力有了新的了解。先前,人们推测这个注射过程的推动力是病毒颗粒内在累积压力的释放。基本上所有的噬菌体都由头和尾两部分构成:在一种蛋白质外衣(头部)内部包裹着病毒的基因组,而尾部结构能确保噬菌体附着到寄主细菌上。噬菌体的一个共同特征是在感染期间只将它们的基因组转移到细菌寄主的细胞质中,而外衣和尾巴仍然呆在细胞表面。噬菌体核酸的转运成为一个引人入胜的生物学问题:转运是单向和线性的;它要转运的分子大小是细菌DNA的50倍。有一种假说认为DNA转移的驱动力来自噬菌体外衣内D
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蛋白质为正常的精子发育传递硒
生物通报道:一篇发表在Biology of Reproduction杂志上的文章揭示出一种流通在哺乳动物血液中的蛋白质能够将饮食中的微量元素硒传递给生殖细胞,从而使这些细胞发育成正常的精子。在这之前,人们不知道这种叫做硒蛋白P(生物通注:SEPP1,selenoprotein P)的准确功能(尽管曾推测它能够起到抗氧化作用并在身体中转运硒)。饮食来源的硒对正常的精子发育和雄性生殖力至关重要。血浆中的SEPP1携带了大约60%的硒。为了了解SEPP1在哺乳动物睾丸和附睾中的生物功能,范德比尔特大学的一个研究组研究了缺少制造SEPP1的基因的雄性小鼠。这些遗传改变的雄性小鼠,其睾丸中的
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研究发现了胆固醇“好的一面”
生物通报道:胆固醇因为在心脏疾病中的负面作用,使它被打上了“罪犯”的烙印。事实上,它是正常的细胞膜所必须的物质。最近,德克萨斯州大学西南医学中心的新发现则凸现了胆固醇在细胞内的一种新作用——锚定一个与细胞分裂和癌症相关的信号途径。这些发现公布在3月4日的《科学》杂志上。细胞信号需要严格的控制,如果细胞因胆固醇量不足而使信号机器不能工作,细胞就会发出错误的信息并导致疾病的发生。细胞膜的本质是流体状态的,研究人员对细胞膜上富含胆固醇的区域进行了详细研究。由于胆固醇的存在,使得这些脂质区比细胞膜的其它区域更加刚硬,而且胆固醇在组建细胞膜上的信号机器中起关键作用。而信号分子在这些区域中的正
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癌症形成中的一种新“战略伙伴”
生物通报道:癌症生长是一个长期、复杂并且包含各种不同参与因子的多阶段过程。这种复杂性是癌症研究人员要面对的困难之一。因此,每发现或确定一种新的“参与因子”或这个过程中的先前未知的阶段,都将为抑制这类疾病提供新的机会。最近,Weizmann研究所的一个研究组发现了结肠癌发展过程中的一种重要的因子。研究人员将这些发现公布在近期的Journal of Cell Biology上。Ben-Ze’ev教授长期以来一直研究β-连锁蛋白(生物通注:beta-catenin)基因在不同癌症类型中的确切作用。已经知道β-连锁蛋白基因能够激活其他基因,并且在先前的研究中,Ben-Ze’ev教授的研究组
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研究将诵读困难与基因联系在一起
生物通报道:加的夫大学(英)的研究人员最近发现了一种可能导致儿童颂读困难的基因,即KIAA0319基因。研究人员相信这些发现将使他们更好地了解干扰儿童读写能力的大脑疾病的根本原因,并且希望接下来的研究能够找到帮助易出现颂读困难的儿童的治疗方法。研究人员分析了来自威尔士和英格兰西部的300个家庭成员。在这些家庭中,至少有一名儿童患有这种疾病。为了能发现更多有关KIAA0319基因的信息,Julie Williams和Micheal O’Donovan博士领导的这个研究组现在正在进一步深入研究这种基因。他们将集中精力研究这种基因在大脑中干扰阅读和书写能力的确切作用机制。KIAA031
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一种可产氢的厌氧性线粒体
氢化酶体是产生ATP和氢的细胞器官,并且在不同的真核生物中发现,如厌氧性鞭毛虫、chytridiomycete真菌、纤毛虫。尽管所有器官都能产生氢,但是这些生物中氢化酶体在结构和代谢上非常不同,就像线粒体亦存在较大差别。这些区别导致生物演化上的大量的争论。这儿我们就生长在蟑螂尾肠的厌氧性纤毛虫Nyctotherus ovalis的氢化酶体,它保持着基本的基因组编码的线粒体的电子传递体。系统发生分析揭示那些需氧性纤毛成蛋白质簇和那些同簇体。
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“酵母基因网络”预防氧自由基损伤
生物通报道:能够促进衰老的活性氧(ROS)或称为氧自由基能增加与炎症相关的综合症和各种人类疾病的发生率。现在,加州大学圣地亚哥分校的研究人员在酵母中发现了一种DNA修复和细胞周期控制基因的重要网络,这个网络能够起到预防ROS毒副作用的效果。DNA修复和细胞周期控制机制是抵制人类细胞癌变的重要“守护神”。但是ROS对这些分子反应的作用到目前还不是完全清楚。现在,研究人员确定出了一组共同协作抑制DNA突变和基因组重组的基因。这些基因组上的变化是与ROS有关的癌细胞的重要特征。Kolodner博士和Meng-Er Huang培养了不同种的酵母菌株,而且每种菌株都携带TSA1基因的一种突变
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研究发现抑制癌症对治疗产生抗性的新途径
生物通报道:Alberta大学和Samuel Lunenfeld研究所共同组建的一个研究组最近发现了一种与DNA修复有关的关键酶的装配机制以及工作机制。这项研究为找到促使癌细胞对攻击更加敏感的新疗法开辟了道路。研究组结晶了多聚核苷酸激酶(PNK),它是一种与细胞修复单链和双链DNA能力有关的关键酶。这种蛋白的三维结构特征的确定为研究人员提供了这种酶工作的清晰画面,并且可能有助于研制出抑制癌症自我修复和抵抗治疗能力的药物。通常,当单链或双链DNA发生断裂时,受损的末端需要在重新连接时清洁。PNK则是刨光链断裂末端所必须的一种酶。没有这种酶,细胞对电离辐射或一些能通过破坏DNA来杀死细
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有关结肠直肠癌的重大发现
生物通报道:最近,一个国际性医学研究队在了解工业化国家的第二大致命性癌症上取得了重要进展。Jeremy R. Jass博士领导的这个研究组证明在一些情况下,结肠直肠癌能够被遗传。研究人员将这些发现公布在2005年3月的Clinical Gastroenterology and Hepatology上。这种新类型综合症有多种特征,如发病年龄小、女性多于男性、多发生在结肠右侧以及一种癌基因(BRAF)常发生了突变等等。近年来,人们越来越认识到结肠直肠癌不是一种单一的疾病,而是一类疾病——每种类型都有不同的病因和特征。这种新综合症的遗传基础目前还不清楚,但研究人员推测受影响的家族具有一种
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未来的糖尿病药物可能靶向新的蛋白质反应
生物通报道:Johns Hopkins的研究人员发现两种具有不同活性的蛋白质共同作用使得肝脏变成一个制造糖的工厂。因为肝脏的糖制造对糖尿病患者来说是灾难性的,因此这些蛋白的相互反应可能成为未来的糖尿病药物的一个靶标。这项研究的相关文章公布在2005年3月3日的《自然》杂志上。 正常情况下,肝脏的产糖功能是确保食物短缺时存活的一种后备机制。但是,在糖尿病病人体内,肝脏不能感觉热量是否足够,因此在不该生产糖的时候还继续生产。 研究人员发现禁食小鼠由于两种蛋白(sirtuin1和α-PGC1)的量和活性在禁食时上升而使得肝脏的糖制造处于高速运转状态。一旦小鼠开始正常进
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果蝇突变为X染色体易碎症治疗提供线索
生物通报道:X染色体易碎症是导致弱智的一种重要的遗传病因。现在,一项对一种突变果蝇的研究可能为这种疾病提供了一种可能的疗法。这种突变果蝇表现出了这种疾病的特征。X染色体易碎症影响到6000分之一的新生儿,并且会引起睡眠失调、注意力分散(attention deficit disorder)、多动、好斗和自闭行为等并发问题。研究人员所研究的果蝇缺乏与在人类X染色体易碎症患者中发生突变的基因的果蝇版本。这种叫做FMRP的基因编码一种能与特定信史RNA结合的蛋白,并且能使它们正常行使功能。这种突变的果蝇缺乏正常果蝇调节求爱行为的能力,而这些行为则依赖于学习和记忆。在特定的求爱期中,雄性果
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阿尔茨海默症的一种触发器被确定
生物通报道:加州大学欧文分校的研究人员确定了一种在分子水平上导致大脑受损小鼠的记忆力减退的触发器。研究使用的小鼠经过了遗传改造,使其发生了与阿尔茨海默症相关的大脑损伤。这个触发器是一种叫做β-淀粉体的蛋白质,这种物质在这些小鼠的大脑神经元中发生了积累。尽管一些研究人员一直在研究β-淀粉体与记忆之间的关系,但加州大学的这个研究组则是第一次确定了β-淀粉体在神经元中的早期积累是阿尔茨海默症病人记忆力下降的触发器。研究人员将这些发现公布在2005年3月3日的《神经细胞》杂志上。所有的大脑都能制造β-淀粉体,通常健康的大脑能够将过量的β-淀粉体清除掉,但是阿尔茨海默症病人的大脑则无法控制β
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嗅觉细胞可提供精神病的线索
Monell 化学感觉中心和宾夕法尼亚大学合作进行了一项研究,发现有双极情感性疾病,也就是躁郁症的患者,其嗅觉受体神经元发生了变异。 像其他精神疾病和神经退化性疾病,躁郁症影响脑部的神经细胞。研究人员之前研究非神经细胞,如成纤维细胞或红血球,研究细胞对於躁郁症患者的影响。 但因为这是一种精神疾病,所以研究人员需要了解神经细胞发生了什麽事。溴觉受体神经元(ORNs),位於鼻皮膜中,是含有数以万计感体的神经细胞。 ORNs是一种有用的模型,可供研究精神疾病的神经系统影响。 之前的研究指出细胞中的钙代谢功能不良与躁郁症有关。ORNs中的钙量改变可以上研究人员知
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肾病和失明所具有的相同的遗传缺陷
生物通报道:密歇根大学医学院的研究人员发现了一个叫做NPHP5的基因,并且发现这种基因的突变导致了一种罕见的遗传疾病——Senior-Loken综合症。患有这种综合症的儿童会发生一种叫做肾消耗病(nephronophthisis)的囊肿性肾病和一种叫做视网膜色斑(retinitis pigmentosa)的失明。研究人员在眼睛和肾脏中都发现NPHP5的突变导致充当身体感觉器官的毛状细胞结构——纤毛的缺陷。这些新发现公布在2005年3月的Nature Genetics上。在过去的15年里,Hildebrandt和同事一直从事肾消耗病(NPHP)的研究。这种疾病导致婴儿、儿童和青年的肾
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遗传特征和肿瘤突变影响急性白血病疗效
生物通报道:St. Jude儿童医院的研究人员发现急性白血病(ALL)化疗的效果不但取决于白血病细胞后天获得的遗传成分(后天发生的遗传突变),而且还受到从父母那里继承来的基因的影响。这项研究的成果公布在近期的《血液》杂志的网络版上。这项研究提供强有力的证据证明部分根据一个个体的父母的遗传基因组成来设计出ALL治疗方法是有可能的。ALL是儿童最常见的肿瘤形式,并且会影响骨髓细胞的健康。目前,以基因为基础的个性化治疗只是针对癌细胞的遗传突变。所用疗法必须有很强的攻击性,也因此可能产生较严重的副作用。所谓的种系(germline)基因特征(生物通注:也就是先天的遗传特征)通常不被用来确定
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Celecoxib抑制前列腺癌细胞扩增的新机制
生物通报道:Celecoxib是一种具有抗癌作用的选择性COX-2抑制剂。现在,研究人员发现这种药物攻击前列腺癌细胞的方式与另一种抗炎药Vioxx(也能抑制COX-2)不同。研究人员将这些发现公布在3月1日的Clinical Cancer Research杂志上。康奈尔大学Weill医学院的研究人员发现celecoxib不但能靶向COX-2,而且还能降低一种重要的蛋白——cyclin D1的水平。这种蛋白对细胞的扩增至关重要。这项研究表明celecoxib采用了抗炎性机制以外的第二种作用机制,并因此进一步对前列腺癌细胞的扩增产生抑制。这些结果促进了人们对选择性COX-2抑制剂的总体
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NHGRI将对12种生物进行基因组测序
生物通报道:美国国家人类基因组研究中心(NHGRI,NIH的一个部分)近日宣布大规模测序研究网络(Large-scale Sequencing Research Network)将会开始测序另外12种精心挑选的生物,包括(中南美洲的)小毛猴、鳐和几种重要的昆虫。目前,确定人类基因组的重要功能和结构成分的最有效办法是将它与其他生物的基因组进行比较。新测序项目所选择的这套生物是最有可能填充基因组生化信息沟壑的种类。两个测序项目旨在深入了解用于药物研发和疾病敏感性研究的模型生物。他们将测序灵长类的小毛猴的基因组,并确定9只大鼠间的遗传变异。小毛猴是多发性硬化症、帕金森症和Huntingt
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苹果中的抗癌化合物能降低乳腺癌风险
生物通报道:据康奈尔大学的一项大鼠实验表明,每天吃一个苹果将有助于防止乳腺癌的发生。研究人员发现每天喂食相当于人类吃一个、三个和六个苹果的量的大鼠,其乳腺肿瘤发生率分别降低了17%、39%和44%。这些结果将公布在本月下旬的Journal of Agricultural and Food Chemistry杂志上。研究人员用一种乳腺致癌物质处理一组大鼠,然后给它们喂食整个苹果提取物或者空白提取物。结果,他们发现大鼠肿瘤的数量减少了。食物中存在成千上万种分子大小、极性和溶解性各异的植物化合物,而这些分子特性可能影响它们在不同的细胞、组织和器官中的吸收和分布。存在于果实和蔬菜中的植物化
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俄制成高效天然抗癌药物
俄罗斯肿瘤科学中心首次合成了系列无毒性的含硼天然卟啉药物,在实验鼠身上完成的实验中证明,它具有高效抗癌作用。 卟啉是一种复杂的分子化合物,在医学中有着广泛的应用。卟啉也是血红素和叶绿素的成分,它具有在细胞中积聚恶性肿瘤的能力。当用激光或热中子流照射肿瘤时,卟啉能够分离氧杀死细胞。另外,当它与其他的药物结合后更具有大大的活性。 现代肿瘤学多使用卟啉和硼、镉的结合体,遗憾的是衍生的卟啉对非肿瘤组织具有很强的毒性。主要原因是作为药物使用了卟啉的合成物。俄肿瘤科学中心的科研人员认为,使用天然的卟啉就可以代替卟啉的合成物,以消除衍生卟啉的毒性。比如,将卟啉与
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以发现新老基因替换机制
当基因受到伤害或功能退化时,需要有新的基因来将其替换掉,以保持生物的活力。魏兹曼研究院的研究人员经过大量数据对比发现,基因新老交替的机制就像足球比赛中的换人规则一样,如果场上队员受伤或疲劳需要更换时,本队教练需要及时安排替补队员上场,将其替换下来,以保持球队的战斗力。因此,研究人员把基因的这种替换机制,形象地比喻为“足球教练”机制。 酵母是一种遗传学研究中经常使用的原型,其80%的基因具有潜在的替补性。尽管替补性的基因与原有的基因有所不同,但是它们却具有制造一种非常相似蛋白质物质的能力。过去,许多科学家认为,基因替代者和主要基因同时发挥着遗传作用,以便向生物体提供所需数量的蛋白质。但是,经