生物学家从精子细胞的游泳行为中发现新的遗传变异

生物学家从精子细胞的游泳行为中发现新的遗传变异这项研究以精子细胞的游泳行为为中心,首次确立了突变对精子行为的直接影响,并表明基于精子行为的筛选的发展和应用可以提高它们所携带的遗传基因的质量。雄性Astyanaxmexicanus(洞穴盲鱼)资料来源:纽约大学理查德-博洛夫斯基"直到现在,占主导地位的观点是,游泳行为的这种变化反映了雄性的整体遗传学,而不是单个精子细胞的可变遗传学,"纽约大学生物系名誉教授、该论文的资深作者RichardBorowsky解释说,该论文将于今天(11月11日)发表在《科学报告》杂志上。"这项研究首次证明遗传差异可以直接影响精子细胞的游泳行为"。他补充说,这种更全面的掌握可能会提供更多关于异常精子细胞对后代的影响的知识,特别是出生缺陷。这项工作包括纽约大学在研究时的研究生、现在中国杭州西湖大学的陈海宁,重点研究雄性鱼特别是Astyanaxmexicanus洞穴盲鱼的精子细胞。该研究比较了正常鱼的精子细胞和精子生产被人为地变异的鱼的精子细胞。这使科学家们能够确定可能改变精子在使卵子受精的比赛中的机会的行为和形态特征。单个游动精子在一秒钟内的路径,说明单个精子在游动速度和曲率方面的巨大差异。资料来源:纽约大学理查德-博洛夫斯基他们的研究结果显示,正常样本和变异样本之间的鞭毛长度没有差异--这种毛发状的附属物在它们游向卵子时推动它们。然而,与正常样本相比,变异样本的速度或游动速度有更大的变化--这意味着在许多情况下,变异样本的游动速度比正常样本低或快。总的来说,虽然两种类型的精子细胞看起来相似,但它们的行为却有很大的不同,而且是在关键阶段。这些发现为繁殖的本质提供了额外的见解。长期以来,由于男性之间的遗传差异,来自不同男性的精子在特征上有所不同。这项研究确定,来自同一男性的不同精子在其特征上有所不同,因为它们的基因载荷不同。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332533.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1332533.htm

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干细胞生物学家为研究创造新的人类细胞类型

干细胞生物学家为研究创造新的人类细胞类型鲁汶大学的VincentPasque教授和他的团队已经成功地在实验室里利用干细胞生成了一种新型的人类细胞。这些新细胞与早期人类胚胎中的自然对应物非常相似。因此,研究人员现在可以更好地研究胚胎植入子宫后的情况。该研究结果发表在《细胞·干细胞》杂志上。如果一切顺利的话,人类胚胎在受精后约七天植入子宫。在这一点上,由于技术和伦理上的限制,胚胎变得无法用于研究。这就是科学家们已经开发了各种类型的胚胎和胚胎外细胞的干细胞模型,以便在培养皿中研究人类发育的原因。由VincentPasque领导的研究团队已经为一种特定类型的人类胚胎细胞,即胚胎外中胚层细胞,开发了第一个模型。Pasque教授说:“这些细胞在胚胎中产生第一滴血,帮助胚胎附着在未来的胎盘上,并在形成原始脐带中发挥作用。在人类中,这种类型的细胞出现在比小鼠胚胎更早的发育阶段,而且物种之间可能还有其他重要差异。这使得我们的模型特别重要:对小鼠的研究可能不会给我们同样适用于人类的答案。”研究人员用人类干细胞制作了他们的模型细胞,这些细胞仍然可以发育成胚胎的所有细胞类型。这些新细胞与人类胚胎中的自然对应物非常相似,因此是该特定细胞类型的良好模型。“你不会每天都制造一种新的人类细胞类型,”Pasque说。“我们非常兴奋,因为现在我们可以研究通常在发育过程中无法触及的过程。事实上,该模型已经使我们找到了胚胎外中胚层细胞的来源。从长远来看,我们的模型也将有望对生育问题、流产和发育障碍等医学难题提供更多的启示。”...PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311881.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1311881.htm

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国际知名生化和细胞生物学家管坤良回中国任教

国际知名生化和细胞生物学家管坤良回中国任教在美国工作30多年的国际知名生物化学和细胞生物学家管坤良回到中国,并加入西湖大学任教。据澎湃新闻报道,西湖大学星期天(8月6日)发布消息称,国际知名生物化学和细胞生物学家、原加利福尼亚大学圣地亚哥分校杰出教授管坤良,本月初正式加入西湖大学、西湖实验室,受聘为分子细胞生物学讲席教授。此前,管坤良自1989年从美国普渡大学博士毕业后,已在美从事科研工作30多年。公开资料显示,管坤良是浙江桐乡人,1982年获浙江大学(原杭州大学)学士学位,1989年获普渡大学博士学位,1989年至1991年在普渡大学从事博士后研究,1992年至2007年在密歇根大学任教,2007年进入加利福尼亚大学圣地亚哥分校任教,并于2013年至2023年受聘为该校杰出教授。管坤良主要从事细胞生长调控和肿瘤发生的信号转导方面的研究,截至目前已发表300多篇研究论文,是分子生物学和遗传学领域被引用最多的研究人员之一。管坤良曾在1998年获得被视为美国跨领域最高奖项之一的“麦克阿瑟天才奖”。据浙江省侨联文章介绍,管坤良首先发现了双专一性蛋白质磷酸脂酶,这一类酶在细胞生长、细胞分裂和细胞癌变过程中起着极其重要的作用,他领导的实验室对细胞生长的调控作出了重要贡献。麦克阿瑟奖金是由麦克阿瑟基金会颁发的一个奖项,每年有代表性的奖励20至40名美国人或定居于美国的外国人,颁发给在各个领域、不同年龄“在持续进行创造性工作方面显示出非凡能力和前途”的人。

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生物学家研制出光动力酵母菌 带来对进化、生物燃料和细胞衰老的新认识

生物学家研制出光动力酵母菌带来对进化、生物燃料和细胞衰老的新认识AnthonyBurnett说:“坦率地说,我们对将酵母转化为光养生物(能够利用光能的生物)是多么简单感到震惊。我们所需要做的就是移动一个基因,它们在光照下的生长速度比在黑暗中快2%。没有任何微调或精心的哄骗,它就是有效的。”很容易地为酵母配备这样一个进化上重要的特征,可能对我们理解这种特征是如何起源的意义重大,以及如何将其用于研究生物燃料生产、进化和细胞老化等问题。寻找能量提升这项研究的灵感来自于该小组过去研究多细胞生命进化的工作。该小组去年在《自然》杂志上发表了他们的第一份关于多细胞长期进化实验(MuLTEE)的报告,揭示了他们的单细胞模式生物“雪花酵母”是如何在3000代的时间里进化出多细胞的。在这些进化实验中,出现了多细胞进化的一个主要限制:能量。“氧气很难扩散到组织深处,因此你得到的组织没有能力获得能量。”“我一直在寻找绕过这种基于氧的能量限制的方法。”在不使用氧气的情况下给生物体提供能量的一种方法是通过光。但是从进化的角度来看,将光转化为可用能量的能力是复杂的。例如,允许植物利用光作为能量的分子机制涉及许多基因和蛋白质,这些基因和蛋白质在实验室和自然进化中都很难合成和转移到其他生物体中。幸运的是,植物并不是唯一能将光转化为能量的生物。保持简单生物体利用光的一种更简单的方法是利用视紫红质:一种无需额外的细胞机制就能将光转化为能量的蛋白质。该研究的主要作者AutumnPeterson说:“视紫红质在生命之树上随处可见,显然是生物体在进化过程中相互获取基因而获得的。”这种类型的基因交换被称为水平基因转移,涉及在不密切相关的生物体之间共享遗传信息。水平基因转移可以在短时间内引起看似巨大的进化跳跃,比如细菌如何迅速对某些抗生素产生耐药性。这可能发生在所有的遗传信息中,特别是在视紫红质蛋白中。“在寻找将视紫红质转移到多细胞酵母中的方法的过程中,我们发现我们可以通过将其转移到常规的单细胞酵母中来了解过去在进化过程中发生的视紫红质水平转移。”为了观察他们是否能给单细胞生物配备太阳能视紫红质,研究人员将一种由寄生真菌合成的视紫红质基因添加到普通的面包酵母中。这种特殊的基因被编码为一种视紫红质,这种视紫红质会被插入细胞的液泡中,液泡是细胞的一部分,像线粒体一样,可以将视紫红质等蛋白质产生的化学梯度转化为能量。配备了空泡紫红质,酵母在光照下的生长速度大约快了2%——这对进化来说是一个巨大的好处。“在这里,我们有一个单一的基因,我们只是把它跨环境拉到一个以前从未有过光养性的谱系中,它就这样工作了。”“这表明,这种系统真的很容易,至少有时,在一个新的有机体中发挥作用。”这种简单性提供了关键的进化见解,研究人员说明了“视紫红质能够轻易地在如此多的谱系中传播,以及为什么会这样”。由于空泡功能可能有助于细胞衰老,该小组也开始合作研究视紫红质如何能够减少酵母的衰老效应。其他研究人员已经开始使用类似的新型太阳能酵母来研究推进生物生产,这可能标志着生物燃料合成等方面的重大进步。然而,这一团队更热衷于探索这种额外的好处如何影响单细胞酵母向多细胞生物的转变。“我们有这个美丽的简单多细胞模型系统,”Burnett说,他指的是长期运行的多细胞长期进化实验(MuLTEE)。“我们想给它光营养,看看它是如何改变它的进化的。”...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1414981.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1414981.htm

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生物学家创造出一种新型人类细胞 有助于研究早期胚胎发育

生物学家创造出一种新型人类细胞有助于研究早期胚胎发育鲁汶大学的VincentPasque教授和他的同事在实验室里利用干细胞创造了一种新型的人类细胞。这种新细胞密切反映了早期人类胚胎中的自然对应物。因此,科学家们能够更好地了解胚胎植入子宫后的情况。研究结果最近发表在《细胞干细胞》杂志上。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1322977.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1322977.htm

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生物学家的思考:达尔文要是活到今天会有什么发现呢?

生物学家的思考:达尔文要是活到今天会有什么发现呢?康斯坦茨大学"集体行为高级研究中心"(CASCB)卓越集群的附属成员爱德华多-桑帕约的经历则完全相反。他被电影制片人维克多-罗尔邀请登上达尔文船长号,继续他的章鱼研究。30岁的VictorRault于2021年从普利茅斯出发,乘坐达尔文船长号出海,追随达尔文的贝格尔号的脚步。他想探索自达尔文于1832年在贝格尔号上的航行以来,生态系统发生了怎样的变化。研究人员和公民已被邀请一起旅行,并本着达尔文的精神进行实验。来自葡萄牙的生物学家爱德华多-桑帕约回忆说:"当维克多告诉我他的项目时,我感到很困惑"。他说:"我立即明白,重走查尔斯-达尔文的道路是一个很好的想法。我非常想加入进来!"来自"集体行为高级研究中心"的爱德华多-桑帕约博士和马克斯-普朗克动物行为研究所的研究员。章鱼在镜子中看到了什么?爱德华多-桑帕约在达尔文船长号上呆了10天。重点是潜水。这位在马克斯-普朗克动物行为研究所工作的生物学家,实际上是想观察章鱼和鱼的共同狩猎行为。然而,由于当时是交配季节,这些动物很少露面。如果它们出来,也是想和其他章鱼互动,根本不打猎。因此,他自发地改变了他的研究项目,改为进行镜像测试。"我们想确定章鱼是否能意识到它们在镜子里看到了另一个个体"。晚上在船上,工作人员观看了录像:"当章鱼接近镜子时,它的颜色发生了变化--但只有面对镜子的那一面发生了变化。爱德华多-桑帕约说:"那是非常迷人的观察。在进一步的实验中,研究人员现在想测试章鱼是否能认出自己。章鱼在镜中看到了什么?"爱德华多-桑帕约说:"当章鱼接近镜子时,它改变了颜色--但只有面对镜子的那一面改变了。让达尔文的研究风格与时俱进晚上,爱德华多-桑帕约阅读达尔文的《物种起源》,因为"它常常启发了我"。他想,"我们如何用今天的新方法,如机器学习和计算机视觉来更新达尔文的那种科学工作,以更好地了解动物如何在自然栖息地移动,或使用不同策略来利用社会信息?"他还没有答案,但在他下次乘坐达尔文船长号航行时可能会找到答案。对不具备必要资源的科学家的巨大支持爱德华多-桑帕约将再次登上达尔文船长号。"这次旅行是作为公民科学项目发起的,是对那些没有办法进行这种实地研究的研究人员的极大支持,特别是对来自贫困地区和研究结构不那么完善的国家的研究人员而言"。研究人员通常需要自己处理的许多工作都被接管了,比如获得许可、购买设备和筹集资金。爱德华多-桑帕约说:"我还意识到,公民可以在科学中发挥更积极的作用,而不仅仅是收集数据。"他希望这次航海旅行将成为更多令人兴奋的公民科学考察的前奏。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338951.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1338951.htm

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古生物学家发现距今1800万年的新品种虾虎鱼化石

古生物学家发现距今1800万年的新品种虾虎鱼化石勒芒大学古生物学家发现了一种新的虾虎鱼化石属,揭示了虾虎鱼这一欧洲最多样化鱼类的早期进化阶段和栖息地适应性。图为新属†Simpsonigobius的鱼化石。图片来源:MoritzDirnberger通过鉴定淡水虾虎鱼化石的一个新属,卢塞恩大学"地球生物学和古生物学"国际硕士课程的学生和卢塞恩大学地球与环境科学系教授、古生物学家贝蒂娜-莱辛巴赫(BettinaReichenbacher)取得了一项发现,为了解这些鱼类的进化史提供了重要依据。新属†Simpsonigobius小鱼在土耳其距今1800万年前的岩石中被发现,其最大尺寸为34毫米,具有独特的形态特征组合,包括形状独特的耳石(听石)。为了确定†Simpsonigobius在鹅膏鱼系统发育树中的关系,研究人员利用了一个"总证据"系统发育数据集,并对该数据集进行了改进,以便将48个活体物种和10个化石物种的48个形态特征和来自5个基因的遗传数据结合起来。此外,研究小组还首次对虾虎鱼化石物种采用了"尖端定年法"。这是一种系统发生学方法,利用系统发生树中化石(=尖端)的年龄来推断整个类群进化历史的时间。研究结果表明,新属是"现代"虾虎鱼科(虾虎鱼科和背眼虾虎鱼科)中拥有同类骨骼的最古老成员,也是现代虾虎鱼科中最古老的淡水虾虎鱼。尖端定年分析估计戈壁虾虎鱼科出现于距今3410万年前,而牛虾虎鱼科出现于距今3480万年前,这与之前使用其他方法进行的定年研究一致。此外,研究人员首次将虾虎鱼化石纳入随机栖息地绘图中,发现虾虎鱼在其进化史的初期可能具有广泛的耐盐性,这对之前的假设提出了挑战。"†Simpsonigobius的发现不仅为Gobioidei鱼类增添了一个新属,而且为这些多样化鱼类的进化时间表和栖息地适应性提供了重要线索。我们的研究凸显了利用现代方法分析化石记录以更准确地了解进化过程的重要性,"Reichenbacher说。第一作者莫里茨-迪恩伯格(MoritzDirnberger)目前是蒙彼利埃大学的博士生,他补充道:"这些发现有望为进一步研究虾虎鱼的进化以及环境因素在形成其多样性方面的作用铺平道路。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434976.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1434976.htm

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