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自然子刊综览
  文章来源:中国科学报 张笑 发布时间:2013-03-21 【字号: 小  中  大   

《自然—气候变化》

气候变化或降低工作能力

过去数十年的气候变暖导致了湿度的上升,而发表在《自然—气候变化》上的一项研究表明这种变化导致人类的劳动量在高峰月份下降到90%。这样的研究结果意味着到2200年为止,随着大部分热带与中纬度地区可能经历极热天气和极高湿度,人类劳动能力将在未来的温暖环境中下降得更快。

温室气体作用下气候变暖的一个重要方面就是绝对湿度的全球性增加。这样的一种增加被认为将限制在高温气候的高峰月份时,热带和中纬度地区的人类活动。

迄今为止,大多数与潮湿气温有关的研究只关注与热浪带来的影响,而未曾关注过持续的气温升高。John Dunne等人将湿球温度(很大程度从空气中的水分测量所得)的历史分析数据和模型预测同军方和产业关于在环境高温压力下个人安全操作的工作准则相结合,得出研究结果。他们发现在过去数十年的高峰月份中,高温环境已让人的劳动量下降到90%,而到2050年,这一数值估计将下降到80%。据模型预测,在二氧化碳达到最高浓度的设定条件下,到2200年,劳动量将下降到40%以下。研究人员表示,这种极端设定条件会让目前大部分热带和中纬度地区的人暴露在极热高温中,会妨碍其中大部分地区的人的劳动安全,而中纬度地区比如美国落基山脉东部,将会面临目前全球最热地区正在经历的高温环境。

但是,研究人员强调他们的预测并未将有关气候敏感性、气候变暖模式、二氧化碳排放以及未来的人口分布、技术和社会变化的信息考虑在内。

《自然—神经科学》

一种大脑活动模式形成永久恐惧记忆

大脑活动可以预测到一次可怕的经历何时将成为永久的恐惧记忆,这是《自然—神经科学》杂志上的一项研究得出的结论。这或许能为理解恐惧记忆是如何加深并保留这样一种大脑在焦虑环境下出错的过程提供研究依据。

Merel Kindt等人报告称,他们能通过观察大脑在经历可怕事件时的活动模式来预测之后的恐怖记忆。研究人员让受试者看一些面部和房屋的照片,其中偶尔会伴有小的电流刺激,同时用磁共振脑成像扫描记录下大脑的活动情况。数周后,这些受试者再次观看之前的照片,研究人员同时测试他们的害怕反应。结果发现,受试者产生持续的恐惧记忆时的大脑活动模式与其之前在观看照片并受到电流刺激时大脑的活动模式具有相似性,与照片本身的内容反而没什么关系。相比恐惧反应较弱的受试者,那些有着强烈恐惧反应的受试者在初始扫描阶段,面对受电流刺激时看到的照片的反应具有更大的相似性。

《自然—细胞生物学》

前列腺内腔细胞肿瘤更具侵略性

前列腺的某些细胞中产生的肿瘤比其他部位的肿瘤更具有侵略性,《自然—细胞生物学》杂志发表的一项研究给出了上述结论。这表明前列腺内腔部分产生的肿瘤一般与病情的不良预后有关。

Michael Shen等人通过研究前列腺癌患病小鼠发现由前列腺中不同类型细胞产生的肿瘤会产生独特的分子标记。进一步分析显示前列腺内腔部分产生的肿瘤比外腔产生的肿瘤要更具侵略性。当促肿瘤因子让外腔肿瘤转变成内腔肿瘤时,亦是如此。

此外,研究人员还利用小鼠前列腺细胞的遗传追踪证明了外腔细胞在前列腺再生过程和成体组织自我平衡过程的可塑性。这项发现证明外腔细胞子群似乎能按需求转变为内腔细胞,因而其或具有重要意义。

《自然—免疫学》

科学家发现无需依赖特定识别受体的抗体

抗体通常游走于体内细胞间并与细菌、病毒这样的病原体相结合,《自然—免疫学》上的一项研究称,抗体还具有诱发细胞内传感器从而激活免疫系统的功能。如果能更好地了解其中的信号通路,这或许对疫苗研发具有重要作用。

在病原体感染发生时,抗体可被载入细胞内,一种名为TRIM21的普遍存在于细胞内的抗体受体将识别出抗体。William McEwan等人发现在小鼠和人体内,TRIM21对细胞内抗体的识别会激活免疫信号,发生免疫反应,表现在促炎性细胞因子的产生以及抗病毒状态的诱发。通过TRIM21识别出的抗体能够在DNA(RNA)病毒或细胞内细菌感染的情况下激活,意味着这种抗体能作为一种独立的免疫激活通路发挥作用,而无需依赖于针对各种病原体分子特征的特定模式识别受体。

《自然—化学生物学》

新技术可用于人体内蛋白质折叠追踪

《自然—化学生物学》杂志报道了一种新改进的技术,可让科学家在活人体细胞中跟踪蛋白质的折叠和成熟情况。这项技术将在细胞基本过程研究方面具有重要应用,同时也为了解蛋白质错误折叠病理学比如阿尔兹海默氏症等提供了潜在方法。

核磁共振(NMR)光谱技术是一项重要的生物物理技术,能让科学家测定蛋白质中氨基酸的结构和流动性,因而以前常被用来观察细菌细胞中的大量蛋白质。但是,许多人体蛋白质需要辅助蛋白或特定的环境的支持,而这些条件是细菌细胞所不具备的,因而细菌细胞无法反应蛋白质折叠的真实情况。Lucia Banci、Radu Aricescu等人改进出一套新技术,可让NMR技术扩展应用于人体细胞,实现对一种重要的抗氧化蛋白质——超氧化物歧化酶-1(SOD1)的正常折叠的跟踪。研究人员发现,辅助蛋白CCS如预料的那样需要将合适的金属插入SOD1中,让人意外的是,这一过程并不依赖于相邻的二硫键的形成,与利用纯化蛋白质进行的实验获得的预期结果一样。

《自然—物理学》

研究重现类烟圈涡流结构

《自然—物理学》杂志首次报道了一种与烟圈相似的结构体系。流体中的混合湍流或快速湍流可导致涡流的产生。常见的一个例子便是吸烟者吐出来的烟圈,相当于一个涡流对叠后形成了一个闭合圈。了解这类涡流的流体动力学原理有助气象学家预测不寻常的大气效应等。但是由于局限性,实验室研究只能针对一些很简单的圈。Dustin Kleckner 和William Irvine利用3D打印水翼穿过水的方式制造出一些连环与相连的涡流。

“意外的是,这类涡流在很多方面都能找到其影子,比如超导体、超流体、日冕中的等离子体以及地球磁层。”Daniel Lathrop在一篇评论文章中称。因此,这种重现复杂涡流的手段将有助真实世界体系中的各类建模。

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