记忆网格

在本期新闻快讯中,我们将了解受感染的细胞是如何增加感染率的,植物是如何选择传粉媒介的,以及为什么人类的记忆会存储在网格中。另外,解决…
2010年1月25日

在本期新闻快讯中,我们将了解受感染的细胞是如何增加感染率的,植物是如何选择传粉媒介的,以及为什么人类的记忆会存储在网格中。另外,还能解开马达加斯加的一个谜团!

在这一集里

牛痘,一种痘病毒颗粒。

受感染的细胞会弹回来加速病毒的传播

科学家们发现了一些病毒用来加快传播速度的一个诀窍——被感染的细胞将入侵的病毒反弹到新的细胞上。

通过录像,帝国大学病毒学家杰夫·史密斯和他的同事们能够看到牛痘病毒,一种用于根除天花的痘病毒家族的成员,牛痘病毒在显微镜下感染了一片培养细胞

通过测量受感染细胞附近的健康细胞开始显示感染迹象的速度,研究小组能够计算出牛痘病毒传播的速度。结果证明,它的速度至少是正常速度的四倍。

此前,科学家们认为,病毒从一个被感染的细胞中出现,会感染周围的邻近细胞,然后这些细胞又会感染周围的细胞,以此类推,导致感染呈放射状扩散。但视频片段显示,情况并非如此。事实上,受感染的细胞在离最近的受感染邻居几个细胞之外突然出现。

通过标记细胞和病毒的不同成分,研究小组发现,当一个细胞被病毒感染时,它会在其表面添加两种称为A33和A36的病毒蛋白,这标志着它被“击中”了。如果一种新病毒试图进入以这种方式标记的细胞,这两种蛋白质就会通过一种被称为肌动蛋白尾部的结构触发细胞将病毒驱逐出去,这种结构类似于分子弹簧。这使病毒向其他可能尚未被感染的细胞方向反弹。

标记实验甚至表明,同一病毒颗粒可以以这种方式重新发射多次!这一发现令人兴奋,因为正如研究人员在他们的论文中所指出的那样科学在美国,许多其他病毒,包括人类病原体,如感冒疮病原体,单纯疱疹,在细胞中传播的速度与牛痘相同。

这表明其他病毒可能使用相同的技巧,因此可能成为未来抗病毒药物的重要目标。

美洲土著烟草花。

狡猾的植物挑选它们的传粉者

植物使出各种聪明的招数来说服动物前来拜访并为它们的花授粉。

许多动物都被美味的气味和富含糖和能量的花蜜所吸引。但是,如果这些来访的动物不仅拿走了花蜜——在这个过程中给植物授粉——还留下了一群饥饿的、啃食植物的后代,那该怎么办?

一项新的研究展示了一些植物是如何想出一个巧妙的解决方案的。美洲土著烟草它们对自己进行了重新编程,以吸引另一种传粉者,这种传粉者不会产生食草幼虫。

发表于期刊当代生物学德国马克斯·普朗克化学生态学研究所的伊恩·鲍德温和他的同事们专注于一种烟草植物——烟草attenuata则——它对飞蛾幼虫的吐痰做出反应,在被入侵三天后,它开始在早上开花,而不是在飞蛾横行的晚上。

研究人员在野外观察了数千株烟草植株后发现,在受到飞蛾毛虫的袭击后,烟草的花朵开得不那么大,花蜜也不那么甜。但这并没有影响到白天飞行的蜂鸟,它们开始到达并承担起主要传粉者的角色。研究小组还研究了缺乏一种叫做茉莉酸盐的关键激素的转基因烟草植物,这种激素被认为会引发一系列其他植物防御机制。

与野生植物不同的是,不含茉莉素的植物在毛毛虫的唾液被摩擦到剪下的叶子上时,开花的时间并没有改变。但当喷洒这种激素时,它们确实做出了反应,这揭示了茉莉酸盐在毛毛虫攻击和开花之间的化学途径中所起的关键作用。

为什么这些植物一开始要费劲地吸引飞蛾,而不是一直使用无害的蜂鸟呢?尽管这些蛾子会产下饥饿的毛毛虫,但它们是更有效的传粉者,可以从几英里外吸引过来。与此同时,蜂鸟不会飞那么远,它们说它们拜访花朵往往会导致单个植物之间更多的近亲繁殖。

总而言之,这些烟草植物的最佳策略是利用可靠的飞蛾传粉者,直到它们饥饿的后代出现。然后改变策略,开始吸引蜂鸟,这是值得的:确实非常聪明。

人类大脑的PET图像

基于网格系统的人类空间记忆

科学家们发现,至少在寻路方面,人类使用的是与大鼠和小鼠相同的神经地图系统!

伦敦大学学院的科学家对人类志愿者进行了研究人类大脑能量消耗的PET图像克里斯蒂安·多勒(Christian Doeller)和他的同事们已经证明,大脑中一个名为内嗅皮层的区域包含一个神经网格系统,该系统代表了一个人的周围环境。

网格由等边三角形组成,当一个人移动时,通过改变神经细胞的放电活动来“绘制”和跟踪他们的位置,这些神经细胞构成网格的一部分,代表他们所处的世界的一部分。

对这一发现的见解最初来自对觅食啮齿动物的研究,在这些研究中,科学家们记录了动物四处走动时单个神经细胞的情况。这首先让科学家们意识到,这些动物是通过使用这种网格系统来确定它们的运动方向,相对于各种视觉地标来找到路的。

在人类身上进行这种测量是不现实的,也不符合伦理。相反,伦敦大学学院的研究小组建立了一个计算机模拟来预测,如果使用相同的自我定位系统,在老鼠大脑中会发生什么,那么人类的活动模式将会是什么。

然后,42名人类志愿者在通过虚拟现实耳机显示的3D环境中移动时,接受了脑部扫描。令人难以置信的是,大脑扫描仪能够在受试者的内嗅皮层中捕捉到从老鼠大脑工作中预测到的神经特征,表明人类和啮齿动物一样能找到路!

马达加斯加野生动物之谜解开

超过80%的植物和90%以上的动物生活在马达加斯加,是地球上其他地方找不到的。

马达加斯加最大的谜团是这些物种是如何到达那里的?马达加斯加的马达加斯加现在,发表在《自然》杂志上的一项新研究为一个理论提供了强有力的证据,该理论认为马达加斯加哺乳动物的古代祖先从非洲大陆漂流了数百公里,依附在漂浮的植被筏上。其中包括马达加斯加最著名的居民:狐猴,一种与人类相似的灵长类动物,但与世界上任何其他灵长类动物都不同。

香港大学的Jason Ali和美国珀杜大学的Mathew Huber利用计算机气候模型重建了古代洋流,他们表明,大约在狐猴被认为到达马达加斯加的时候(6000万年前),海面上有从莫桑比克北部向东流向马达加斯加的洋流;使洋流向相反的方向流动,这种变化发生在马达加斯加岛逐渐向北漂流到现在的位置的过程中。

阿里和胡贝尔发现,在每个世纪的三到四个星期里,东流的强度足以在一个月左右将一根原木从莫桑比克推到马达加斯加。一种小型哺乳动物,包括狐猴的祖先,有可能紧紧抓住并存活了那么长时间。

这看起来似乎不太可能,但基因研究表明,所有哺乳动物的祖先只用了不到12次的殖民化事件就来到了马达加斯加,包括食肉动物、啮齿动物和一种叫做腾趾动物的疯狂动物群。在数千万年的时间里,这当然是可能的。

这一新证据反驳了另一种理论,即马达加斯加的动物是通过一座古老的大陆桥走到那里的。这一替代理论并不能解释为什么其他非洲动物,包括许多大型群体,如羚羊、大象和猿,也没有穿越到马达加斯加。

除了帮助我们了解马达加斯加神奇的野生动物是如何进化的,它还向我们展示了生物学可以告诉我们多少关于地球地质的信息。

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