在本期新闻快讯中，我们将听到癌症遗传学的突破，潜水器杰森是如何捕捉到深海火山爆发的，以及发现了一颗含水非常多的超级地球。此外，考拉的进化，我们对舞蹈动作的记忆告诉我们人类的认知，以及腿骨和颅骨之间的重要区别!
在这一集里
追踪癌症的基因变化
本周的《自然》杂志上发表了首个对癌症基因组的全面分析。
这项研究由威康信托基金会桑格研究所的团队领导，被英国癌症研究所称为“真正的开创性”。这项工作的令人兴奋之处不仅在于他们对每个肿瘤的突变进行了分类，还在于他们的技术使他们能够找出突变的原因和历史。麦克·斯特拉顿(Mike Stratton)和他的同事们观察了两个病人，一个是肺癌患者，另一个是黑色素瘤患者，他们对肿瘤细胞和健康细胞进行了测序。然后，他们可以将同类与同类进行比较，以确定癌细胞中DNA的哪些部分不同。通过这样做，他们发现了超过23,000个肺癌突变，超过33,000个黑色素瘤突变。
我们早就知道这两种癌症有很强的联系——吸烟导致肺癌，紫外线辐射导致黑色素瘤。
通过观察这些突变及其周围的基因，研究人员能够识别出每个风险因素的突变特征。
例如，许多突变与烟草烟雾中的化学物质有关，这些化学物质与DNA结合并相互作用。对于黑色素瘤，威康基金会桑格研究所研究员安迪·富特尔博士说:“我们可以在基因组中看到阳光的显著特征。”他们还发现了试图修复DNA但失败的迹象，这表明我们的身体试图修复已经造成的损伤，但经常失败。
这项研究进一步表明，癌症的触发因素并不是单一的——突变是随着时间的推移和暴露而积累起来的，在癌症本身变得明显之前跨越了数年。这些突变中的哪一种导致细胞癌变是未来几年的主要挑战。
其他癌症的风险因素不那么明显，而且基因组测序既不快速也不便宜，因此还有很多工作要做。但是像这样的研究，再加上测序变得越来越便宜，将有助于改变癌症研究、预防和治疗的格局。
海底火山:第一次喷发的镜头
科学家们第一次用相机捕捉到水下火山的喷发。
这段壮观的视频显示，直径1米的巨大熔岩气泡涌入太平洋，熔岩在地表以下1公里处流过海底。这是一种火山喷发，被称为博宁岩喷发，以前只在已经灭绝的、有数百万年历史的火山中见过。
“杰森”号无人潜航器访问了西马塔火山，这是一项重大研究项目的一部分，来自美国各地的大批科学家参与了这项研究。火山爆发被水下深处的巨大压力所抑制，这使得船只可以非常接近喷发的火山——最多几英尺远——比在陆地上或浅水中更近。我们可以从这座水下火山中学到很多东西。
收集的详细影像和样本将揭示海洋岛屿和水下火山是如何形成的许多秘密，当一个构造板块俯冲到另一个构造板块下时发生了什么，以及热量、二氧化碳和硫是如何在地球深处和表面之间循环的。
这一点非常重要，因为人们认为地球上80%的火山喷发活动都发生在海洋中，而大多数火山喷发，比如这次，都发生在深海中，而我们对此知之甚少。火山周围是地球上最恶劣的环境，然而生命却找到了生存的方式。
研究人员发现，尽管有巨大的压力和酸性水，但火山周围生活着一个多样化的微生物群落:火山正上方的水就像电池酸或胃酸一样酸。他们还在火山口附近发现了大量繁殖的虾，并采集了DNA样本，以了解它们与数千英里外海底火山上生活的虾的亲缘关系。
这一切都表明，我们对地球及其运转方式还有很多不了解的地方，并提醒我们还有很多非凡的东西等待着我们去发现。
潮湿的世界——由水构成的星球
在过去的几年里，天文学家在太阳系外发现了400多颗行星。其中大多数是类似于木星或天王星的大型气体巨行星，它们中的大多数都在母恒星附近运行。这可能反映了这样一个事实，即这种类型的行星比它们更小、更遥远的轨道上的同类更容易被探测到;但是现在的仪器已经足够强大，可以让天文学家发现更小的行星，也就是所谓的“超级地球”。
寻找遥远行星的主要方法有两种，一种是观察它们的引力如何移动它们的恒星，另一种是观察行星在其母恒星前面移动时亮度的下降。第一种方法可以告诉你行星的质量，第二种方法可以告诉你行星的大小:越大的行星阻挡的光线越多。
现在，由哈佛大学的David Charbonneau领导的研究小组使用了这两种方法，发现了一颗名为GJ1214b的行星，它围绕一颗红矮星运行。测量结果显示，这颗行星的质量大约是地球的6.6倍，但体积却是地球的19倍以上;综上所述，这些结果表明，这颗行星的密度仅为水的1.9倍左右。
解释这些发现的唯一方法是，如果这颗行星有一个小的核心和一个巨大的大气层，但这被认为是不太可能的。相反，研究小组认为它可能是一个被数千公里深的巨大海洋包围的小岩石行星。
虽然这听起来很吸引人，但它可能并不好客。研究小组预测，这里的水温约为190°C，所以很可能不是下一个海滩度假胜地!
左右文化差异
根据本周发表在《当代生物学》上的一项研究，我们记忆舞蹈动作的方式揭示了人类大脑令人难以置信的灵活性。
马克斯·普朗克比较认知人类学研究小组的丹尼尔·霍恩(Daniel Haun)研究了不同文化对舞蹈动作的记忆方式，他的灵感来自于之前的研究，该研究显示了不同文化如何使用不同的策略来描述世界——例如，我可能会认为麦克风在我面前，而来自纳米比亚的游牧狩猎采集者会认为麦克风在西方。
这两种编码物体空间关系的方式被称为自我中心(以你为中心)和非中心(以其他一切为中心)，我们的大脑可以交替使用这两种方式。然而，大脑对我们的手和脚的位置进行编码的方式，即所谓的本体感受空间，是强烈的自我中心的。
正因为如此，你可能会认为我们移动身体的方式也是以自我为中心的。-我们总是以自己为基础进行这些动作。然而，情况似乎并非总是如此。研究小组要求两组孩子学习一种简单的舞蹈——一组来自德国，另一组来自桑人或布须曼人，称为海科姆。舞蹈教练站在孩子们旁边，向他们展示了一个简单的舞蹈序列，包括从右到右摇动紧握的手，然后向左，然后向右。
一旦孩子们学会了舞蹈，他们被要求转过身来，所以他们面对相反的方向，再跳一遍。
德国学生几乎总是先把手移到右边，不管他们面对的是什么方向。然而，海科姆的孩子们会根据他们面向的方向改变动作——所以如果他们面向北方时从右边开始，那么面向南方时就会从左边开始。这表明，我们对身体动作的编码方式并不是严格以自我为中心的，而是在一定程度上由我们的文化决定的——或者正如他们所说的“文化多样性与认知多样性密切相关”。
这听起来像是一个有趣的实验，但它有一个关于我们研究大脑的方式的严肃信息——当我们试图理解认知功能时，包括跨文化视角至关重要——大脑不是孤立存在的。
豪恩说:“越来越清楚的是，我们不能简单地从对自己人群的调查推断到其他人群。为了理解人类的思维，我们需要拓宽视野，假设认知的多样性，而不是普遍性，直到事实证明并非如此。”
为什么考拉喜欢桉树
考拉，那些昏昏欲睡，可爱的澳大利亚象征，看起来像泰迪熊，但作为有袋动物，与真正的熊只有很遥远的关系。一项新的研究揭示了考拉鲜为人知的进化过程，揭示了它们的祖先没有专门的牙齿和下颚，这些牙齿和下颚可以让它们吃坚硬而有些有毒的桉树叶。
事实证明考拉是最近才发现的
适应了这种独特的饮食。来自新南威尔士大学和澳大利亚CSIRO的研究人员在《脊椎动物古生物学杂志》上发表了一篇文章，他们研究了两种考拉的头骨化石，它们生活在大约2400万至500万年前中新世的澳大利亚。
研究小组还在史前和现代考拉身上发现了一些惊人的相似之处。它们的耳朵里都有一个圆形的中空骨结构，这是它们能够发出响亮而复杂的声音的关键。考拉可能很懒，但它们可能非常吵闹，在树梢上互相吼叫，事实证明，在养成桉树叶子的习惯之前，它们已经做了很长时间了。随着澳大利亚逐渐远离热带，变得更加干燥，热带雨林减少，桉树才变得丰富起来。
可悲的是，本周也有消息称，考拉是受气候变化影响最严重的物种之一。国际自然保护联盟(IUCN)的科学家们强调了一长串物种的困境，这些物种在未来几年将不会得到很好的发展，包括小丑鱼、白鲸和帝企鹅。随着二氧化碳含量的增加，桉树叶子的营养质量预计会下降，考拉可能会面临饥饿。
为什么头骨是特殊的骨头
伊恩·麦凯博士，伦敦大学玛丽皇后学院
本-本周的新闻还有科学家
伦敦玛丽女王大学的教授帮助发现了我们头骨和四肢骨骼之间的一些根本区别。这可能是解决骨质疏松症导致的骨质疏松和骨折的关键。他们的研究成果发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上。今天我们请到了伊恩·麦凯博士来进一步解释。嗨,伊恩。感谢收看我们的节目。
伊恩-你好。
那么随着时间的推移，骨头会发生什么变化呢?
伊恩:嗯，大部分骨骼结构和强度都在逐渐丧失。这最终会导致骨质疏松症。
骨质疏松症当然来自于骨骼和毛孔或孔洞所以基本上我们认为骨头上有孔洞。
伊恩:没错。这种情况很常见，50岁以上的女性中大约有50%会以某种形式患有这种疾病。
本-那你在看什么?
伊恩:嗯，从某种意义上说，这听起来像是显而易见的科学，因为我们将把头骨和手臂的骨头进行比较。但当你考虑骨质疏松症时，有趣的是，头骨并不像骨骼的其他部分那样容易受到骨质疏松症的影响。更奇怪的是，在这个基础上，我们知道你需要机械力来维持你的大部分骨骼。如果你不走动，你的骨头就会溶解，变得不那么强壮。但头骨的情况就不一样了，它不会像你的胳膊和腿一样受到机械力的作用。可能，你的手臂和腿上的力可能要高出20到30倍。所以为什么头骨会以这种方式被保护起来是很有趣的。
本:所以，不是因为不同的机械应力，骨骼变得更弱，比如肢骨吗?
伊恩:在某种程度上是这样的。随着年龄的增长，你可以通过锻炼来保持这种状态。但头骨似乎对此完全不敏感。我们一直在做的是观察构成颅骨和手臂骨骼的细胞之间的基因差异。我们发现它们确实有很大的不同。
本:我猜这些都是发生在子宫里的因素?不同的基因被激活。有人说，“我要做的头骨永远不会患骨质疏松症。”还有人说，“我要做胳膊骨。它会很紧张。最终，它可能会变弱。”
伊恩:嗯，是的。我的意思是，我认为这只是强调了复杂的本质，人们会看到像骨头这样的组织，他们看到的是它在整个身体上的均匀分布，但事实上，如果你仔细想想，你的手臂和腿实际上能够承受不同的力，并对这些力做出不同的反应。我们在头骨上看到的是在没有正常机械刺激的情况下非常坚硬和受到保护之间的巨大差异。
本:既然这些都是遗传因素，它们真的只在子宫里起作用吗?当我们的骨骼受损时，我们必须长出新的骨头来把旧的断裂的骨头连在一起，会发生什么?
伊恩:嗯，这有两个方面。首先，很明显，当骨再生时，你再生的是与受损组织相适应的骨。但另一件事是，这种机械反应，大部分骨骼似乎都表现出来，似乎是在发育过程中获得的，在出生前的母性环境中。越来越多的证据表明，出生前发生的事情会决定你成年后的最终矿物质含量，最终的骨密度和强度。很明显，你的骨头越多，你在以后的生活中患骨质疏松症的可能性就越小。
本:很明显，这是一年中这个时候非常重要的事情。外面很冷，剑桥现在肯定是这样。人们会倒下。当你的骨骼变得脆弱时，尤其是老年人，你会对自己造成很大的伤害。我们从你的工作中学到了什么可以帮助预防这种情况或帮助保护人们免受骨骼损伤吗?
伊恩:嗯，很明显，如果有一种方法可以欺骗或使大多数骨骼，感觉它们更像头骨。这样我们就能改善和维持矿物质密度。但实际上我们还处于非常早期的阶段。我认为这对一些人来说是相当惊讶的发现这些骨细胞真的是如此不同。我认为很多人认为它们本质上是一样的。
本:嗯，很有意思。那么我们下一步该去哪里呢?你的下一步是什么?
Ian:我认为下一个重要的步骤是找出在开发过程中何时建立起机制响应性。我的意思是，有很好的证据表明你可以直接或关联母亲血液化学的变化和8、9岁孩子的骨密度的变化。但我们不知道的是，在怀孕期间，这个非常重要的设定值是什么时候建立的。
我认为这是关键因素如果我们想要干预和操纵骨密度和这种基因我们所做的将识别一些标记我认为这将是很重要的。
- 以前的为什么狗不能吃巧克力?
- 下一个圣诞大餐剖析
评论
添加注释