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像开灯关灯一样开关基因
最近,美国洛克菲勒大学的研究者建造了一套新装置,可以非常灵敏地控制正在繁殖的酵母细胞内的基因开关。利用该装置,科学家将能更精确地研究基因与蛋白质之间的互动关系,以及这种互动如何影响细胞的功能。
该装置是这样工作的:就像护士给病人打针时一样,首先将酵母细胞(将接受注射的“病人”)固定在一种多孔膜和软材料之间(让细胞还能在水平方向上分裂繁殖),通过电子阀控制介质的流动(这个就像注射器),介质中含有能关闭基因启动子的诱导分子(蛋氨酸),当阀门开启,诱导分子通过细管,透过多孔膜进入细胞,DNA中的基因启动子将被关闭,基因表达因此停止;当关闭电子阀,诱导分子不进入细胞时,启动子打开,基因表达,开始制造蛋白质分子。
实验证实,通过这套装置开关基因,仅10分钟时间就能改变酵母细胞内的蛋白质水平。
生活在城市的植物正在迅速进化
法国科学家的研究发现,城市环境正在迫使某些植物迅速进化、改变自己。
Crepissancta 是一种类似雏菊的一年生菊科还阳参属草本植物,它会产生两种种子:一种是大的重的,会直接掉在附近的地上;另一种是轻的种子,会飘浮在空中被风吹走,传播到更远的地方。研究者收集了生长在法国城市蒙彼里埃(Montpellier)行道树下零碎土地上的该植物的种子,并与农村地区的同种植物进行比较,结果发现,生活在城市的Crepissancta种子中有14%的重种子,而农村的Crepissancta种子中重种子只占10%。应用一个数学模型计算出,这种差异是在仅仅12年间发生的。
变化发生的原因可能是,在城市环境中,重的种子存活机会更大。研究表明,在蒙彼里埃这样的城市环境中,随风飘散的轻种子停在合适的地方并存活下来的机会比重种子要低55%。因为重种子直接落在父母生长的这片小小故土,而“走四方”的轻种子难觅乐土,在蒙彼里埃,没有被硬化的能让植物生长的土地面积仅占1%。
重种子看来更适应城市环境,但围在父母身边生活也会带来遗传隔离问题,由于栖息地分割,基因交流将被阻隔,因此减弱种群应对环境变化的能力。
类似现象在海岛植物上也曾发现,那些孤岛上的植物种子会变大变重,因此能更多地留在本岛繁殖,以免被风吹向大海。
信天翁也靠嗅觉觅食
美国加州大学戴维斯分校的研究者发现,在海上翱翔的信天翁具有非常灵敏的嗅觉,它们能用鼻子发现远在20公里之外的食物气息,对于飞行的信天翁,嗅觉在追寻食物时起到了约一半的作用。
研究者给19只在西南印度洋岛屿附近翱翔的信天翁装上了小型全球定位系统(GPS)传感器,并让它们吞下一种可以测量胃部温度变化的小胶囊——以此记录它们的进食行为。其飞行记录显示,大多数时候它们会垂直于风向飞行,这样比逆风飞行节省能量,但也会增加寻找空气中气味来源的变数,因此,它们又常常会由垂直于风向的飞行临时改为逆风飞行,这时表明它们发现了一股食物的气息。在某些情况下,它们会沿着一条锯齿状的曲折路径逆风飞向食物。类似的锯齿状移动路线,在昆虫、鱼类、螃蟹、龙虾等动物身上都曾发现,被认为与捕猎者追踪气味有关,是一种最有利于追踪气味的移动路线。
有时,信天翁直接飞向食物目标,表明其时它们主要在靠视觉觅食。
用维生素B2驱动细菌发电
美国明尼苏达大学的研究者最近发现,核黄素(即维生素B2)在希瓦氏菌(Shew anella)产生电能的过程中起重要作用,该发现为开发新的清洁能源及垃圾处理方法提供了可能。
希瓦氏菌是水和土壤中常见的细菌,几年前科学家已知道它们能将简单的有机物(比如乳酸)转化为电能,但机制不明。研究者发现,在制造核黄素的电极上细菌会自然生长,因为核黄素能将电子从细菌细胞上带到电极上。当有更多核黄素聚集时,细菌产电的速度增加了3.7倍。新发现意味着,给细菌提供更多核黄素,就能产生更多电能。该技术将可能用于处理污水,或为海洋中的远程传感器提供电源。