10月9日《科学》杂志精选

2010-10-11 08:45 来源: 科学时报
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基因改良玉米的经济学

  研究人员说,基因改良的玉米作物可减少其比邻的没有基因改良的作物的损害,而这两种作物的种植者都感受到了其经济效益。

  William Hutchinson及其同事对基因改良玉米对欧洲玉米螟蛾的影响进行了研究。欧洲玉米螟蛾是一种在1917年意外传入美国中西部的一种毁灭性的害虫,预计其每年所造成的作物损失达10亿美元左右。

  这种接受详细检验的基因改良玉米通过遗传工程而表达来自苏云金芽胞杆菌(Bt)的可杀灭昆虫的蛋白,人们已知该蛋白能够杀灭许多有害的昆虫。

  该研究小组发现,这一表达Bt的玉米(在过去的10年中已经被美国农业广泛采用)总的来说减少了玉米螟蛾的种群数,使得表达Bt的玉米和不表达Bt的玉米都因为有害昆虫的减少而获益。

  Hutchinson及其研究团队说,通过这种方法,种植不表达Bt的玉米也可获利,因为农夫们无需支付价格上涨的Bt玉米的种子而仍然能够从比邻的Bt玉米得到某种程度的病虫害控制。

  同时,因为美国政府已经要求种植表达Bt作物的种植者创立未经改良作物的“庇护所”以减缓害虫出现抵抗力的速度,因此这些发现证实了某些有关抑制害虫种群数的理论上的预测。

  他们还重点介绍了种植基因改良及未经改良的作物给种植者带来的经济上的好处。研究人员提出,在过去的14年中,伊利诺伊州、明尼苏达州和威斯康星州通过同时种植这两种玉米而节省了约32亿美元,而艾奥瓦州与内布拉斯加州也因为同样的原因而总共节省了约36亿美元。

  Bruce Tabashnik在一篇观点栏目中更为详细地解释了该研究的结果。

用MRI来推进放大

  我们大多数人都熟悉核磁共振(或称MRI)是一种可拍摄我们体内状况照片的医学工具。如今,一个研究小组还用MRI来放大显微镜下才可见的流经微流控器件的少量液体。

  所谓微流控器件是一种所谓“芯片上实验室”的装置。这一技术应该对改进和特制这些类型的装置有用。例如,这能使它们结合到便携式医学检验之中以当场给出结果,或将它们整合到效能更高的反应器中来合成化学物质。

  当氢原子在受到射频脉冲轰击之后回复到正常的排列位置时,MRI可探测到水中氢原子的能量。原则上,它可能会非常适用于追踪在微流控通道中的流体动力学。

  但是,这些通道常常被装配到大型的阵列之中,而MRI的螺圈如果大到足以能够对整个阵列进行检测的话,它将丧失其大部分的拍摄发生在任何一个通道中的贴近照片所需的敏感度。

  Vikram Bajaj及其同事展示了一种方法,在这种方法中,微流控芯片上的液体分子的旋转被一个常规大小的螺圈做了光谱标记,但接着他们用一个更小、更敏感的螺圈来分析其下游。液流在离开该芯片之后会递增性地流经该更小且更敏感的螺圈。

  文章的作者说,该技术可能还对拍摄流经有孔隙的物质或身体最小血管的液体有用。

与阿尔茨海默氏症及罕见皮肤病有关的突变

  据一项新的研究披露,一种罕见皮肤病的基因突变让人们对一种信号转导通路有了新的了解,该通路是阿尔茨海默氏症的一个药物标靶。

  反常性痤疮是毛囊的一种慢性炎症性疾病,其关键性的特征包括引流窦道、痛性皮肤脓肿及破相疤痕。文章的作者在本期的 Brevium中说,德国哲学家Karl Marx被认为就患有这种皮肤病。

  为了研究这种疾病的基础遗传机制,Baoxi Wang及其同事分析了6个有反常性痤疮特征的汉人家庭成员的基因组序列。他们发现了看来会通过令一种叫做伽马-分泌酶减活而引起该疾病的数个突变基因。

  人们已知这些伽马—分泌酶基因中的两个基因的突变会引起一种早发型的阿尔茨海默氏症及非阿尔茨海默氏症型痴呆症。令人感兴趣的是,对罹患反常性痤疮患者的初步分析没有发现阿尔茨海默氏症的迹象。

  如果进一步的研究证明了这些突变是通过不同的机制引起这两种疾病,这将对伽马—分泌酶在阿尔茨海默氏症中的作用机制及阿尔茨海默氏症的治疗药物应该如何以这种酶为标靶具有重要的意义。

我们对地球的氮循环做了些什么?

  研究人员说,现代氮循环是在大约27亿年之前出现的,当时是地球上刚刚出现微生物的时候,但人类的影响已经在上个世纪中急剧地改变了这些重要过程的演进。

  如今,在一篇Review文章中,Donald Canfield及其同事对我们星球的从诞生一直到当代的氮循环进行了追踪。他们的分析将有助于披露人类对氮循环的变化究竟扮演了什么角色。

  研究人员提出,人类的活动可能对自地球在数十亿年前第一次出现微生物以来的氮循环带来了最大的影响。他们说,在1960~2000年期间,世界各地所使用的氮肥增加了800%,而来自肥料的固定氮随后又令水中生物窒息并向大气中注入了大量的氧化亚氮,这是一种强力的温室气体。

  尽管微生物可能在将来有助于氮循环平衡的某种恢复,但这些研究人员说,地球的氮循环已经因为人类的农业和工业活动而永久性地改变了。他们推荐了几种可在世界各地减少氮使用的新的可持续性的方法。