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同聚环ATP酶协调ATP水解及机制功能的方式

2009-2-28 »Author: kooland »

同聚环ATP酶见于所有生命形式中,参与很多过程,如染色体分离、蛋白解折叠和ATP合成。这种引人注目的功能多样性是由一个高度保留的结构核产生的,该结构核负责ATP的结合和水解。但这些酶是怎样协调ATP水解及机制功能的却基本不清楚。其中一种这样的环ATP酶来自一种名为phi29的噬菌体,它帮助将dsDNA基因组加载到病毒壳中。

在最新一期Nature上面,Moffitt等人发现,这一由5部分组成的运动机制将DNA包装在由10个碱基对组成的“爆发”中,每个“爆发”由4个包含2.5个碱基对的步骤组成,每个步骤相应于每个ATP的水解。这样一个非整步的大小是前所未有的,它提出了关于环内ATP水解及ATP环与DNA相互作用的有趣的机制问题。

抗菌素再添新成员

2009-2-28 »Author: kooland »

随着抗菌素耐药菌数量的不断增加,科学家也在一直寻找新的药物。他们最近在淡水水螅中发现了一种新的有潜力的杀菌剂。  
德国基尔大学研究人员发现的这种叫hydramacin-1蛋白是非常稀有的(对于临床也很珍贵),因为除了在远古动物水蛭中发现两种抗生素以外,它与其它抗生素蛋白没有共同点。  
一系列试验室研究证明,hydramacin-1能杀死许多革兰氏阳性和阴性菌,包括临床耐药菌,如产酸克雷伯氏菌(导致院内感染的常见菌)。Hydramacin可黏附到细菌表面并把周围细菌聚集到一起,然后破坏细菌的胞膜。  
通过hydramacin-1的三维结构发现,它与蝎毒的蛋白家族非常相似。科学家把hydramacin和水蛭中的两种蛋白归类到一新的家族,叫macin。

microRNA调控免疫系统

2009-2-28 »Author: kooland »

哈佛大学医学院免疫疾病研究所的科学家Klaus  Rajewsky教授在最新一期的Cell杂志发表综述文章,对microRNA控制免疫系统的基本原则问题进行了归纳总结。
对microRNA的调控研究发现,microRNA(miRNA)对哺乳动物免疫系统具有重要的调控意义。研究者发现用遗传技术敲除某一miRNA或是消减某一miRNA基因的功能(与免疫功能相关的miRNA),对免疫系统的发育会造成重大的破坏作用,导致机体发生疾病,比如说,可能引发自体免疫疾病甚至是癌症。尽管,单个的miRNA就能调节上百个靶位基因影响蛋白表达,一旦影响蛋白的表达就会对生物体的正常生理功能造成影响,也许某些关键蛋白表达量的降低会招来恶果,导致细胞功能异常,甚至产生疾病。

高粱基因组完成测序

2009-2-27 »Author: kooland »

本期Nature发表了高粱(Sorghum bicolour)的基因组序列。
高粱是一种谷物,作为粮食、饲料、纤维和燃料作物广泛种植。它耐热、耐旱,是西非萨赫勒地区很多人口的一种主食作物。将该基因组与玉米和水稻的基因组所做的对比,为了解草本及C4植物光合作用(这种光合作用在高温时尤其能够高效吸收碳)的演化提供了线索。另外,可能对高粱的抗旱性能有贡献的蛋白编码基因及miRNAs也可能被找到。高粱产量的提高一直落后于其他作物,其基因组序列的获得有可能为该作物的改良产生非常重要的促进作用。

发现大肠杆菌粘附肠壁新机制

2009-2-27 »Author: kooland »

肠毒性大肠杆菌是发展中国家最常见的腹泻原因,也是旅行者腹泻的主要原因。粘附到宿主细胞上是这种及很多其他种细菌病原体致病所必需的。

现在,研究人员发现了大肠杆菌的一个新的粘附机制,该机制依赖于体内分泌的蛋白EtpA。该蛋白与细菌鞭毛顶端的鞭毛蛋白分子的保留区域发生相互作用,在那里它形成细菌与宿主细胞之间的一个粘附分子桥。这一发现是证明EtpA(以及保留下来的鞭毛蛋白配体)有可能是针对大肠杆菌及其他运动病原体(motile pathogen)的疫苗的有效抗原目标的又一个证据.

真实世界中的DNA修复

2009-2-27 »Author: kooland »

在实验室中,研究人员经常将细胞暴露于高剂量的紫外线,以测量它们对DNA损伤的反应。但在有机体暴露于连续的或间歇的低剂量紫外线的真实世界中会发生什么情况呢?
关于环境相关的紫外线水平对酵母细胞的影响的一项研究工作表明,细胞中存在一个DNA系统,该系统很敏感,足以在暴露于低剂量紫外线之后产生反应。
这个系统即RAD6-RAD8-RAD5复制后修复通道。当复制叉被中断时,通过阻止过量单链DNA的产生,它允许细胞在其DNA受损时对其进行复制,从而避免会抑制增殖的一个细胞反应的激发。

种子休眠[种子繁殖]

2009-2-26 »Author: kooland »

1) 种子休眠 ( Seed Dormancy)
许多植物种子从完熟的果实、植体上取下并不会萌发,有时甚至在适合萌发的环境亦如此,尤以多年生木本植物最明显。一旦遇到适宜的温度、湿度和良好的通气条件,就会很快萌发。种子的这种因不具备萌发条件而暂时不萌发的情况称做 “休眠”。种子之所以具有休眠特性是植物适应环境的一种表现。种子休眠时间的长短,因植物种子的特性不同而各有差异,有的需要几周,有的需要几个月,有的需要二三年,甚至更长。
种子从完全成熟到丧失生活力所经历的时间,被称为种子的寿命。种子的寿命因植物种类的不同而不同。可以是几个星期,也可以长达很多年。在良好的储藏条件下,种子的寿命可以加长好几倍。不过,作为生产上用的种子,还是以新鲜的为好。
2) 种子休眠的机制
植物不像动物那样能够运动或移动,其一生总是固定在一个地方。当其生活的环境条件改变,遇到不利於其生存的逆境时,植物不能通过运动或移动去回避逆境,植物只能被动接受,但是这种被动接受并不是完全意义上的被动,原来植物可以透过由环境变化所带出的资讯来调节自身的生理活动(包括代谢、生长、发育与繁殖等等)去积极努力地适应环境的变化,种子休眠也是其中之一的例子。到底植物是通过那种途径来感应到环境变化呢?例如种子只会在有利的环境下萌发;又例如为什么桃花、梅花、水仙花会在春天开花,它们到底是如何得知季节变化呢?经过多年的研究成果,科学界开始了解到植物是透过细胞信号转导(Cell signal transduction)来感受到各种环境变化与刺激,从而引起相应生理反应。
 

种子萌发[种子繁殖]

2009-2-26 »Author: kooland »

1.     种子萌发分为三个阶段
阶段I - 吸胀吸水阶段
即依赖原生质体吸胀作用的物理吸水。此阶段的吸水与种子代谢无关。无论种子是否通过休眠,是否有生活力,同样都能吸水。吸水後种子体积膨胀并使种皮变软破裂,可允许氧气与二氧化碳轻易通过。
阶段Ⅱ - 迟缓吸水阶段
经阶段Ⅰ的快速吸水,原生质的水合程度趋向饱和;细胞膨压增加,阻碍了细胞的进一步吸水;再者,种子的体积膨胀受种皮的束缚,因而种子萌发在突破种皮前,有一个吸水暂停或速度变慢的阶段。许多酵素在种子吸水和荷尔蒙刺激後被活化合成。部分酵素将复合(complex)储藏性养份转换成能快速运移至根、枝梢生长点并用於生长的简单(simple)结构养份。其余酵素则参与可释放能量用於细胞分裂与生长的呼吸过程。
阶段III - 生长吸水阶段
在储藏物质转化转运的基础上,胚根、胚芽中的核酸、蛋白质等原生质的组成成分合成旺盛,细胞吸水加强。胚细胞的生长与分裂引起了种子外观可见的萌动。当胚根突破种皮後,有氧吸收加强,新生器官生长加快,表现为种子的吸水和鲜重的持续增加。
2.     萌发模式
在种子萌发时,种胚出一片叶子的叫单子叶植物;生出两片子叶的叫双子叶植物,双子叶植物萌发模式可再分为两种:
i.      种子萌发时子叶在地上(Epigeous germination)
ii.   种子萌发时子叶在地下(Hypogeousgermination)
3.        影响种子发芽的环境因子
• 足够的湿度
• 适当的温度
• 良好通气性
• 光线(有些种子需要)
• 无致病性生物
• 无盐害

育苗培养土[种子繁殖]

2009-2-25 »Author: kooland »

在平盆或穴盆使用的育苗培养土有别於平常使用的培养土,在育苗时培养土是被要求有较高的通气
a.  选择方法
市场上有现成“穴盆用”或“容器用”(Potting Mix)育苗培养土出售,这些培养土一般不含天然土壤,此外它们与一般培养土(Growing Mix)的成分不一样,正如上面提到,穴盆穴格或小容器的体积很少,故此,通气不太好,所以配方内要比正常情况多加一些通气良好的物料。然而,因为不同植物有不同通气要求,此外不同地区也有不同气候,故此,是没有一种所谓所有植物皆通用的育苗培养土。
b.   使用方法
1) 购买穴盆用“或“容器用”(Potting Mix)培养土。日本培养土分为专用的“育苗土” 
2) 打开包装
3)把培养土倒出,千万不能把它们挤压,否则会影响通气很大
4) 先把培养土弄潮湿後才可放到容器内
5) 用已消毒的铲把水和培养土均匀混合,穴盆所使用的培养土,其含水量(Moisture content)应是67%。
6) 把已湿好的培养土添到穴格内,千万不能把它们挤压。
平盆或者较大的育苗盆则可以轻轻挤压,因为培养土可占空间较大。这是穴盆与平盆或者较大的育苗盆不同的地方。
7) 移走顶部培养土
8) 把种子放到每个穴格
9) 用蛭石覆盖并加个标记
10) 把盆放到育苗间
c.   培养土添加到穴盆前所需的含水量(Moisture content)
 

神经再生调控通路

2009-2-25 »Author: kooland »

图片显示的是线虫离断的神经。左图中神经再生基因dlk-1功能正常,向上生长的轴突分支过多且缺乏生长锥,不能到达主神经(每幅图片中靠近顶部的水平生长部分)。中间图片中再生基因被过度激活,其向上生长时带有一个正常的生长锥,且分支也不太多,最终它将到达顶部的主神经。右图中再生基因被破坏,没有神经轴突的再生,只有顶部和底部的残端。
神经细胞在胚胎期具有再生能力,但成年期后大部分细胞便失去再生能力。研究发现外周神经细胞再生能力要强于大脑和脊髓的中枢神经元,但具体机制还不清楚。
研究人员将目光集中到了运动神经元轴突的再生上,轴突是每个神经细胞的缆索状部分,可以将信号传导到其它神经细胞或肌肉。
美国犹他大学的研究小组通过线虫实验发现,线虫dlk-1基因在神经再生调控时起到重要作用。当dlk-1基因大量表达时,研究人员发现神经再生速度比对照组快,而沉默或敲除dlk-1基因,神经细胞彻底失去再生功能。进一步研究表明dlk-1和其他三个基因一起调控整个神经再生通路表达,此通路属于MAPK信号通路。dlk-1基因所表达的DLK-1蛋白在调控中起到重要作用