蛋白质,大米,大城市和疟疾

在本周的新闻快讯中,我们将了解到蛋白质模拟物如何用于对抗艾滋病毒,一个基因是对抗真菌的关键,为什么大城市还活着,以及疟疾可能……
八月二十四日
提出的劳拉的灵魂

在本周的新闻快讯中,我们将了解到蛋白质模拟物如何用于对抗艾滋病毒,一个基因是对抗真菌的关键,为什么大城市还活着,以及疟疾可能遇到了它的对手。另外,我们回顾一下本周的科学史和喀拉喀托火山的猛烈喷发……

在这一集里

HIV病毒颗粒

蛋白质保镖

蛋白质奶昔、蛋白质受体、蛋白质标记物、蛋白质信号和蛋白质酶——似乎没有什么是你不能用蛋白质做的!科学家们合成化学蛋白质已经有一段时间了,最近下线的是一种抗艾滋病病毒的蛋白质模拟物。本周,威斯康辛大学麦迪逊分校的科学家们在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上报道说,他们设计了一种分子,这种分子的外观与天然蛋白质非常接近,可以欺骗和阻止细胞通讯等生物过程。

艾滋病毒病毒通过蛋白质进行交流——从艾滋病病毒到埃博拉病毒、流感病毒和疱疹病毒。病毒细胞需要与宿主细胞交谈才能感染它们。所以,如果你能为这些蛋白质建立一种夜总会保镖,那么你就有可能阻止病毒的传播。似乎你需要蛋白质来对抗蛋白质才能做到这一点。

塞缪尔·格尔曼(Samuel Gellman)和他的团队构建了一些这样的分子,通过赋予它们肽键,使它们与蛋白质相似。因此,他们在实验室中将这种蛋白质添加到人类细胞中,并将这些细胞暴露于艾滋病毒中,以此来测试这种蛋白质bouncer。这些蛋白质模拟物实际上似乎阻断了HIV产生的蛋白质,从而防止了人类细胞的感染。这些蛋白质模拟物的特别之处在于科学家们可以操纵它们的形状。

普通的蛋白质最终会被一种碰巧飘过的酶分解,但这些研究人员制造的蛋白质是一种不寻常的形状,大多数酶根本无法识别,也不知道该怎么处理。这些蛋白质模拟物的另一个优点是它们比药物分子大得多,这使得它们在阻断其他蛋白质相互作用方面更有效。

研究人员还不知道这种药物是否可以安全地用于人体,所以也不能保证这种药物很快就会被开处方。这意味着他们为研究开辟了一条令人兴奋的新途径,科学家们可以控制他们合成的蛋白质的形状。

一种水稻

消灭真菌攻击

本周对水稻来说是个好消息,研究人员已经找到了保护水稻免受真菌侵袭的基因。来自日本的一个研究小组在《科学》杂志上发表了一篇文章,他们发现了一种关键的保护元素,可以抵御一种叫做blast的疾病。稻瘟病是一种严重危害水稻生产的真菌。引用一些数据:稻瘟病影响全球至少85个国家的水稻,据信每年摧毁的水稻足以养活6000万人。

水稻抗稻瘟病基因已经在一些水稻品种中自然发现,特别是粳稻。它被称为Pi21,它产生一种可以与重金属结合的蛋白质。由福冈修一(Shuichi Fukuoka)领导的研究小组测试了两种水稻:一种带有pi21基因,另一种没有。他们发现,在具有pi21的植物中,真菌菌丝(这些细胞是随着真菌在植物中生长而分支出来的细胞)不能生长到邻近的细胞中。他们认为,制造蛋白质的基因可以与重金属结合,这对保护植物免受真菌入侵非常重要。

研究人员还不确定分子水平上到底发生了什么,而且,与我们之前谈到的保护性蛋白质不同,这种基因一开始并不能阻止真菌在宿主细胞中生长。这种基因似乎只能阻止真菌从宿主细胞中生长出来。但真正特别的是,这种基因可以被克隆并繁殖到其他种类的水稻中。因此,任何其他类型的水稻都有可能从这种抗真菌性中受益。

东京大城市

它是活的:城市也是生物

我相信你听过人们说“城市的心脏,城市的肺,几乎肯定是动脉”这样的话,但现在科学家们越来越多地将城市环境视为自己的生活,呼吸实体。在本周的美国化学会会议上,这是主要的辩论。

Charles Kolb在会议上做了一个关于"城市新陈代谢"的演讲在这里,城市几乎被视为动物,吸收能量和营养,然后排便并排出一堆废物。所以要进去的是食物,水,燃料和建材。排放出来的是气体(如果你喜欢,也可以是屁),比如甲烷和二氧化碳,以及污水、热量和污染物。

东京在科尔布的模型中,人类与工厂、工业、垃圾填埋场、宠物、害虫和发电站一样,被视为城市的代谢物。我们可以瞄准的一个关键代谢物是交通工具,例如汽车、卡车和公共汽车。科尔布声称,通过使用他的城市新陈代谢模型,他可以揭示进和出的平衡或不平衡。

这就是我的想法。通过比较不同城市的城市代谢,Kolb希望确定可以做出改变的领域。因为一些国家在控制城市地区的增长方面遇到了更大的问题,而另一些国家正在处理其城市环境产生的废物。即使在最干净的城市,空气质量也是一个巨大的问题,不同的代谢物会根据城市的位置产生不同的影响。

一只蚊子在咬手指

自制抗氧化剂对抗疟疾

在美国国家科学院院刊上报道了一种天然的防御疟疾的方法。这种神奇的东西被称为血红素加氧酶1或简称HO1,它通常由身体释放,至少可以缓解疟疾的症状。

一只蚊子在咬手指当一个人感染了被称为疟原虫的疟疾寄生虫时,寄生虫会在宿主的红细胞内复制。一旦疟原虫繁殖得足够多,红细胞就会破裂并释放出血红素群。当血液在全身运输氧气时,这四个铁中心可以与氧气结合。但是当这些血红素群从血细胞中释放出来时,它们会干扰氧气的运输,导致大量细胞损伤并最终死亡。但HO-1实际上可以分解血红素群,从而防止很多损伤。

当HO1自然产生时,它只会介导疟疾的症状,但事实证明,市场上已经有一种叫做n -乙酰半胱氨酸(NAC)的药物与HO-1具有相同的作用。它不直接针对疟原虫但它能分解这些血红素群。正如Miguel Soares和他的团队在老鼠身上所展示的那样,这可以显著降低疟疾感染的严重程度。

米格尔和他的团队认为,这种方法不会产生抗药性疟原虫,因为它们不是直接针对寄生虫的。它们只是在血管中繁殖。所以希望这不仅能治疗疟疾,还能治疗其他传染病。

喀拉喀托火山

09:03 -本周科学史-喀拉喀托火山爆发

这周的科学史见证了1883年印度尼西亚喀拉喀托火山的灾难性喷发。火山喷发以及随后的火山碎屑流和海啸造成至少4万人死亡,摧毁了城镇和村庄,并对全球气候产生了数年的影响……

本周科学史——喀拉喀托火山爆发
莎拉Castor-Perry

这周的科学史见证了1883年印度尼西亚喀拉喀托火山的灾难性喷发。火山爆发和随后的火山碎屑流和海啸造成至少4万人死亡,摧毁了城镇和村庄,并对全球气候产生了数年的影响。它被认为是火山学历史上最重要的火山爆发之一,也是有史以来最大的火山爆发之一,这是我们第一次有足够的全球记录和测量来了解发生了什么。

斯特龙博利火山喷发世界上大约有1500座活火山,其中75%位于环太平洋火山带。喀拉喀托火山位于苏门答腊岛和爪哇岛之间的巽他海峡,位于一个被称为俯冲带的区域,在这里,印度-澳大利亚构造板块被推到欧亚板块之下,导致大量的火山和地震活动。正是这种俯冲引起的地震导致了2004年节礼日毁灭性的海啸。喀拉喀托火山如此剧烈的原因是,它正好位于俯冲带改变方向的点上,向北转向,在岩石中产生额外的张力和裂缝。

喀拉喀托的火山是层状火山——边缘陡峭,由凝固的熔岩、火山灰和岩石交替构成——它们周期性地猛烈喷发。它们是最常见的一种火山,如果你让某人描绘火山,他们很可能会想象出这种火山。其他的例子还有维苏威火山、埃特纳火山和圣海伦火山。

喀拉喀托火山喀拉喀托火山喷发的记录可以追溯到5世纪th1883年,在几个月的地震之后,火山于5月开始第一次喷发——蒸汽和火山灰开始从喀拉喀托的一个较小的火山锥中喷涌而出。这次喷发只是未来几次喷发力量的一小部分。

在星期日的下午th8月,喀拉喀托的三个火山锥开始喷发,发生了几次爆炸。大量的火山灰和岩石被射入大气层,并开始落在周围地区。27日凌晨发生了两起更大的爆炸th火山碎屑流——由燃烧的热气体、火山灰和岩石组成的云从火山上冲下来,穿过海面,引发了在巽他海峡周围蔓延的海啸。第三次大爆炸发生在上午10:02。这次爆炸是如此猛烈和响亮,以至于在三千多英里外的毛里求斯都能听到,所产生的力量估计比第二次世界大战结束时投在日本的原子弹要大2万多倍。冲击波在世界各地回荡了七次。随着熔岩从火山喷发出来,岛屿下面的岩浆库清空,喀拉喀托岛一半以上的面积塌陷入海。

海啸袭击泰国喀拉喀托火山造成的大多数死亡是海啸造成的,海啸摧毁了苏门答腊岛南部和西爪哇海峡周围的低洼地区。海浪如此之大,把一艘船冲进了近两英里的内陆。火山碎屑流,就像公元79年维苏威火山爆发时吞没庞贝城和赫库兰尼姆城一样,摧毁了45公里外的村庄。这次火山喷发造成的死亡人数超过3.6万人,仍然是有记录以来最大的一次火山喷发。

但喀拉喀托火山的影响在接下来的几年里影响了世界各地。爆炸释放到大气中的二氧化硫增加了云层的反射率,使全球气温下降了0.5度。在接下来的四年里,全球的冬季降雪量都创下了纪录。2006年发表在《自然》杂志上的一份报告表明,喀拉喀托火山可能在100多年的时间里对海洋产生了冷却作用,在一段时间内抵消了人为的气候变化。

今天,所有的活火山都受到监测,以监测任何可能预示即将爆发的活动变化,如地震活动、气体排放、岩浆或气体积聚引起的地面变形、温泉温度的变化,以及通过火山口释放蒸汽等观测。在大多数火山地区,这类活动一直在进行,但只有当活动发生变化和增加时,警钟才会响起。

在全球范围内,有5亿人生活在火山的危险区域内,因此能够发出早期预警并开始疏散是至关重要的。我们的星球可能是暴力和致命的,但自喀拉喀托火山爆发以来,我们的知识一直在积累,希望未来的任何火山爆发都不会带来如此灾难性的死亡人数。

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