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《科学家》杂志评选出2018年10幅年度图片

来源:本站原创 2018-12-27 23:49

2018年12月27日/生物谷BIOON/---《科学家(The Scientist)》杂志评选出2018年10幅年度图片,其中就包括5亿年前的化石脂肪以及新发现的病毒。

1.利用Tetbow技术照亮整个大脑
图片来自eLife, 2018, doi:10.7554/eLife.40350。

在过去十年左右的时间里,脑彩虹(Brainbow)--一种利用荧光蛋白标记神经细胞的技术---一直照亮大脑中的神经连接。但是这种方法有局限性。科学家们不能用它来追踪神经元中长长的轴突和树突,即将细胞连接在一起的细长的刺状突起。一种称为Tetbow的类似技术也使用荧光蛋白,或可提供一种解决方案。

Tetbow技术中产生的荧光颜色比脑彩虹技术更强烈,这允许科学家们能够追踪比之前更长的神经连接。通过将Tetbow技术与另一种让大脑透明的技术相结合,日本九州大学的Takeshi Imai及其同事们能够在短短几天内追踪整个小鼠大脑中的几个神经元。这些作者们在发表在eLife期刊上的一篇文章中表示,Tetbow应当会加快科学家们高分辨率地研究大脑大部分区域中的神经连接的能力。

R. Sakaguchi et al., “Bright multicolor labeling of neuronal circuits with fluorescent proteins and chemical tags,” eLife, 7:e40350, 2018, doi:10.7554/eLife.40350.

2.在更高的温度下,蚊子更可能传播寨卡病毒
为了更好地预测寨卡病毒可能传播的方式,研究人员收集了埃及伊蚊的唾液,研究温度如何改变传播寨卡病毒和登革热病毒的能力。他们发现当比蚊子传播登革热病毒所需的温度高出5℃时,蚊子更可能传播寨卡病毒。相关研究结果发表在Proceedings of the Royal Society B期刊上。
图片来自Blanka Tesla, Dept. Of Infectious Diseases, University of Georgia, Athens。

B. Tesla et al., “Temperature drives Zika virus transmission: evidence from empirical and mathematical models,” Proc R Soc B, doi:10.1098/rspb.2018.0795, 2018.

3.进入大学实验室的服务犬
图片来自Doris Dahl, Beckman Institute, University of Illinois。

一些研究人员需要服务犬(service dog)的帮助,但是许多机构缺乏容纳这类动物的指导方针和程序。桑普森(Sampson)是第一只进入美国伊利诺伊大学几个实验室的服务犬。

4.揭示小鼠肾脏细小病毒导致间质性肾小管病
图片来自Ben Roediger, Centenary Institute。

在过去几年中,一种自发性肾脏疾病发生在一些研究所的实验室小鼠中。具体而言,免疫缺陷小鼠,即具有先天性免疫系统疾病的小鼠,突然和过早地死于间质性肾小管病(interstitial tubulopathy)。来自多个研究机构的研究人员发现这种疾病是由一种之前未知的病毒导致的。这种“非典型”病毒被他们命名为小鼠肾脏细小病毒(Mouse Kidney Parvovirus, MKPV),属于细小病毒科。相关研究结果于2018年9月13日在线发表在Cell期刊上。这种由MKPV诱导的肾病非常类似于一种病毒性肾小管病(viral tubulopathy),其中这种病毒性肾小管病能够发生在肾移植患者身上。在未来,这就为科学家们研究病毒性肾病、肾脏纤维化和慢性肾功能衰竭提供一种新的模型。

Ben Roediger, Quintin Lee, Shweta Tikoo et al. An Atypical Parvovirus Drives Chronic Tubulointerstitial Nephropathy and Kidney Fibrosis. Cell, Published Online: 13 September 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.08.013.

5.化石脂肪

狄更逊水母化石含有胆固醇样分子的痕迹,这是动物生命的一种象征。图片来自D. Grazhdankin。

第一个复杂的生物出现在大约6亿年前的埃迪卡拉时期(Ediacaran period)。许多这样的生物在分类学上的联系是很难是区分的。狄更逊水母(Dickinsonia)---一种两侧对称的椭圆形生物---的化石是特别难以分类的。Bobrovskiy等人对从狄更逊水母化石中获得的脂质生物标志物进行分析,发现这些化石几乎仅含有胆固醇,即一种仅在动物身上发现的标志物。因此,狄更逊水母是一种基础动物。这支持了如下的一种观点:埃迪卡拉时期的生物群体可能是大约5亿年前在寒武纪(Cambrian)观察到的动物形态大量出现的前兆。. I. Bobrovskiy et al., Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals, Science, Vol. 361, p. 1246, 21 September 2018.

6. 软体机器人(Soft robot)

图片来自Jacobs School of Engineering, UC San Diego。

2018年4月,Caleb Christianson等人设计出一种无框架的能沉入水下的介电弹性体驱动器(dielectric elastomer actuator, DEA)。这种介电弹性体驱动器使用一个充满液体的内腔作为第一个电极,使用周围的环境液体作为第二电极,从而简化可驱动的能沉入水下的柔软设备。他们利用这种介电弹性体驱动器开发出一种能游泳的软体机器人,该软体机器人模仿鳗鱼的动作,并且是为海洋探险而设计的。

Caleb Christianson et al. Translucent soft robots driven by frameless fluid electrode dielectric elastomer actuators. Science Robotics, 25 Apr 2018, doi:10.1126/scirobotics.aat1893.

7.首次利用CRISPR-Cas9产生转基因刺胞动物
来自美国匹兹堡大学医学院的研究人员使用CRISPR-Cas9技术对一种称为Hydractinia symbiolongicarpus的盐水刺胞动物进行遗传操纵。相关研究结果于2018年6月8日在线发表bioRxiv预印本服务器上。

图片来自Steven Sanders, Department Of Surgery, University of Pittsburgh; Greg Gibson, Center For Biological Imaging, University of Pittsburgh。

刺胞动物与水母、海葵和珊瑚同属无脊椎动物门,可用作研究发育生物学、再生和衰老的模型系统。这是这些研究人员首次利用CRISPR-Cas9将外源的荧光基因插入到刺胞动物Hydractinia symbiolongicarpus的生殖细胞中,由此产生转基因刺胞动物。在几种不同的荧光标记的帮助下,特定蛋白就能够在转基因刺胞动物中观察到。

S.M. Sanders et al., “CRISPR/Cas9-mediated gene knockin in the hydroid Hydractinia symbiolongicarpus,” bioRxiv, doi:10.1101/342592, 2018.

8.毛刷
家猫在醒着的时候花费了四分之一的时间来舔毛皮,从而去除跳蚤和碎屑并降低体温。为了梳毛刷洗,猫科动物依靠舌头表面上微小的称为乳突(papillae)的角质刺。

图片来自Alexis Noel。

美国佐治亚理工学院的Alexis Noel和David Hu记录了从家猫到雪豹等6种猫科动物的尸检舌头组织的高分辨率图像和视频。他们发现这些乳突的尖端形状特别适合将口腔中的唾液吸附到毛皮上,从而有助于清洁。他们还开发出一种受到这些乳突结构启发的人工刷子,并提出它能够被人手用来移除猫毛皮中的过敏原,或者将药物涂抹到猫皮肤上。

A.C. Noel, D.L. Hu, “Cats use hollow papillae to wick saliva into fur,” PNAS, doi:10.1073/pnas.1809544115, 2018.

9.追踪眼睛

图片来自eLife, 2018, doi:10.7554/eLife.32399。
准确地诊断自闭症谱系障碍可能是具有挑战性的。Marco Turi等人在让人观察一列不断变化的小圆点时测量他们的瞳孔大小的变化可能鉴定出症状要比在自闭症谱系障碍(ASD)患者中观察到的症状较轻的人群。正如观察到的那样,具有更多ASD相关行为的人的瞳孔大小要比那些具有更少ASD相关行为的人的瞳孔大小发生更大的波动。

Marco Turi, David Charles Burr, Paola Binda. Pupillometry reveals perceptual differencesthat are tightly linked to autistic traits in typical adults. eLife, 2018, doi:10.7554/eLife.32399.

10.善待生命

图片来自美国National Park Service。

据美联社报道,美国华盛顿州奥林匹克国家公园的数百只山羊正在被迁往其他的森林。2018年6月,奥林匹克国家公园官员批准了这份长达数年的计划,其中大约375只山羊将由直升机空运并通过卡车运往北卡斯卡德山。经过数十年来控制非本地羊群的努力,专业人员正在使用镇静剂和蚊帐来捕获山羊并让它们前往北卡斯卡德山,这是它们的自然栖息地。(生物谷 Bioon.com)

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