密苏里大学研究人员的遗传学新发现有助于确定猫的首次驯化时间

密苏里大学研究人员的遗传学新发现有助于确定猫的首次驯化时间密苏里大学的一项新研究发现,人类这种生活方式的转变首次驯化了猫,随着人类开始环游世界,他们把新的猫科动物朋友带在身边。猫科动物遗传学家、马里兰大学兽医学院Gilbreath-McLorn比较医学捐赠教授LeslieA.Lyons收集并分析了新月沃土地区及其周边地区以及整个欧洲、亚洲和非洲的猫的DNA,比较了近200种不同的遗传标记。"我们研究的DNA主要标记之一的变异速度非常快,为我们提供了关于最近的猫群和过去几百年的品种发展的线索,"McLorn说。"我们研究的另一个关键DNA标记是单核苷酸多态性,这是遍布整个基因组的基于单项的变化,给我们提供了关于它们几千年前古老历史的线索。通过研究和比较这两种标记,我们可以开始拼凑猫的进化故事。"LeslieA.Lyons和ThomasJuba测试了来自世界各地的样本。从紫色标示的国家测试的样本与紫色标示的其他国家有相似的特征,而从绿色标示的国家测试的样本与绿色标示的其他国家有相似的特征。Lyons补充说,虽然马和牛在不同时期在世界不同地区经历了由人类引起的各种驯化事件,但她在研究中对猫科动物遗传学的分析有力地支持了这样的理论:猫很可能只在新月沃土地区被首次驯化,然后随人类迁移到世界各地。在猫科动物的基因一代代传给小猫后,例如西欧的猫的基因构成现在与东南亚的猫相差甚远,这一过程被称为'隔离'。"我们实际上可以把猫称为半驯化的猫,因为如果我们把它们放生到野外,它们很可能仍然会猎杀小动物,并且由于它们的自然行为,能够自己生存和繁衍,"Lyons说。"与狗和其他被驯化的动物不同,我们在驯化过程中并没有真正改变猫的行为,所以猫再次证明是一种特殊的动物。"研究猫科动物遗传学30多年的Lyons说,像这样的研究也支持她更广泛的研究目标,即用猫作为生物医学模型来研究影响猫和人的遗传疾病,如多囊肾病、失明和侏儒症。"比较遗传学和精准医学在'一个健康'的概念中起着关键作用,这意味着我们为研究猫的遗传疾病的原因或如何治疗它们的疾病所做的任何事情,有朝一日对治疗人类的相同疾病都是有用的,"Lyons说。"我正在建立遗传工具,遗传资源,最终帮助改善猫的健康。在建立这些工具时,重要的是要获得有代表性的样本,了解全世界猫咪的遗传多样性,这样我们的遗传工具箱才能对帮助全球的猫咪有用,而不仅仅是在某个特定的地区。"在她的职业生涯中,Lyons与养猫人和研究合作者合作,开发了全面的猫科动物DNA数据库,科学界可以从中受益,包括对世界各地的猫科动物进行基因组测序。在2021年的一项研究中,Lyons及其同事发现,猫的基因组结构与人类的相似程度几乎超过了其他任何非灵长类哺乳动物。"我们的努力已经帮助阻止了世界各地的遗传性疾病的迁移和传递,其中一个例子是多囊肾病,因为当我们在2004年首次推出对它的基因测试时,38%的波斯猫患有这种疾病,现在,由于我们的努力,这一比例已经明显下降,我们的总体目标是在未来的道路上根除猫咪的遗传疾病。"目前,唯一可行的多囊肾病治疗方法有不健康的副作用,包括肝衰竭。Lyons目前正在与加州大学圣巴巴拉分校的研究人员合作,为那些患有这种疾病的人开发一种基于饮食的治疗试验。"如果这些试验是成功的,我们也许可以让人类尝试一下,作为一种更自然、更健康的选择,而不是服用一种可能导致肝衰竭或其他健康问题的药物,"Lyons说。"我们的努力将继续提供帮助,能成为其中的一员感觉很好。"论文《随机繁殖的猫的遗传学支持猫驯化的摇篮在近东》最近发表在《遗传学》上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337209.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1337209.htm

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在那么多的猫科动物中 为啥祖先只驯化了猫?

在那么多的猫科动物中为啥祖先只驯化了猫?首先,与许多人想得不一样,任何动物的驯化都不是我们祖先的独特决定,或者说并不是我们组觉得某种动物好,就选择驯化它们。生物的驯化是由该物种与人类之间特别强烈的生态互动决定,简单地说就是,一种生物和人类因为某些事情有了非常强烈互动,它才有可能被驯化。家猫当然如此,并不是人类祖先选择了它,而是猫在过去和人有了强烈互动,然后自己就被驯化了。根据一些推测,过程大概是这样的:大约一万多年前,当人类第一次建立永久定居点时,猫就开始驯化自己了。农业取代狩猎采集成为主要的食物来源,这意味着早期人类定居点的人们需要在秋天储存粮食,以免挨饿。不幸的是,这导致了另一个问题:啮齿动物被谷物吸引并大量袭击粮仓。非洲野猫则被人类居住地中的啮齿动物吸引,它们主动去抓这些啮齿动物享用。与此同时,人类意识到,这些野猫不仅在消灭啮齿动物方面非常高效,而且对谷物本身毫无兴趣!这意味着,早期人类通过反复试验改进耕作方法的艰难岁月里,猫拯救了许多人的生命——如果没有猫人类拿老鼠没办法。为了鼓励猫留下来,人类为这些野猫提供额外的食物(肉)、住所和保护。经过许多代,与人类一起生活的猫寿命更长、吃得更好、繁殖更成功,并最终在基因层面上发生改变,成为一个新的物种,也就是我们今天所熟悉的家猫。这就是家猫驯化的简单故事。不过,你会发现猫与犬有着巨大的差别,许多犬总是点头哈腰的样子,而几乎所有猫总是高傲的样子。这是因为猫在杀死啮齿动物方面已经非常出色,而这正是我们需要它们做的工作,所以人类不需要像培育犬那样刻意培育猫,以创造出具有不同功能的猫品种。人类培育犬是为了拉雪橇、守卫领地、在狩猎期间驱赶猎物、帮助放牧羊群、追踪气味踪迹等等,完全不同的功能。但是猫呢?它们只需要杀死老鼠。图:豹猫化石,从牙齿可以判断它们被投喂现在,还有一个问题,为什么其它猫科动物没有这样做——去人类定居点附近捕捉老鼠?其实,这里又和很多人想得不一样!确实有很多猫科动物因为与人类相同的生态互动被单独驯化,唯一奇怪的地方是只有非洲野猫(家猫祖先)被留了下来。现代家猫被认为是在10800年前的中东附近被驯化的,但是也有明显5000年的中国也驯化过一种猫科动物。这种猫科动物叫做豹猫(Prionailurusbengalensis),它是一个完全独立的驯化事件,很明显它并没有留下来,而且它和家猫可能存在生殖隔离,在现代家猫基因中并没有豹猫的影子。科学家推测,因为全球贸易的存在——很可能是因为丝绸之路,家猫被带到了中国,从而导致豹猫被完全取代。至于为什么豹猫会被家猫取代,现在没人知道其中发生了,可能只是觉得外国来的猫比较时髦,从而结束了豹猫的驯化之路,也可能是因为家猫的品质确实比豹猫好太多了。豹猫只是人们已经知道的猫科动物驯化的另外例子,而不知道的例子可能还有更多,但结果就是它们都被现代家猫取代了。所以,并不是人类祖先只选择驯化一种猫科动物,而是多种猫科动物因为相同的生态互动选择了人类,但最终只有一种留了下来。最后如今我们已经不再那么依赖猫来对抗啮齿动物,但人类与猫的故事还没有结束,可能永远也不会结束。因为这种毛茸茸的,很可爱的,抚摸时会发出讨喜的声音的动物,非常让人放松,给人带来情绪价值相当高。参考:[1].https://www.popsci.com/cats-may-have-been-domesticated-twice/...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432832.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432832.htm

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研究人员发现有助于诊断认知能力下降原因的生物标记物虽然医生依靠磁共振成像(MRI)和计算机轴向断层扫描(CAT)来区分血管损伤和阿尔茨海默病,但也涉及一定的猜测。然而,新的研究已经确定了一种诊断性生物标志物,可能会减少一些猜测。这项研究由加州大学洛杉矶分校(UCLA)领导,重点关注人体从现有血管中形成新的血管,这一过程被称为血管生成。血管生成涉及内皮细胞之间和内部的信号网络,内皮细胞是在血管内壁发现的主要细胞类型。研究人员推测,身体试图通过促进血管生成来修复受损的脑部小血管。他们重点关注胎盘生长因子(PlGF),这是血管生成过程中的一个关键分子,已知与调节脑血流有关。作为研究的一部分,335名参与者接受了核磁共振的大脑成像和认知测试。采集的血样包括测量PlGF水平。结果显示,有认知障碍和脑成像与脑小血管疾病相一致的参与者的血浆中PlGF水平也很高。那些PlGF水平最高的四分之一的人--超过75%的被测者--出现认知障碍或痴呆的可能性是最低四分之一的人的三倍。将PlGF确定为血管疾病对认知能力下降的贡献的生物标志物,是区分这种认知障碍和阿尔茨海默氏病引起的认知障碍的重要一步。该研究的主要作者、医学博士JasonHinman说:"增加一个与传统的血管损伤措施相关的基于血液的生物标志物可以让[医疗]提供者能够区分以阿尔茨海默氏症为主的痴呆患者和有重大血管贡献的患者。现在,它是一种临床医生的最佳猜测。这项工作可以直接为这一诊断决定提供信息"。该研究发表在《阿尔茨海默氏症和痴呆症》上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346183.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1346183.htm

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意识在大脑中居于何处?新发现有助于确定它的位置科学可能越来越接近弄清意识在大脑中的位置。新研究证明了某些种类的神经连接对识别意识的意义。该研究的通讯作者、东京大学一般系统研究系的项目研究员JunKitazono进行了这项研究,据悉,该研究成果已发表在《CerebralCortes》上。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1320629.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1320629.htm

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大爪子,大问题:为什么不能给老虎或其他大型猫科动物去爪?在一项新的研究中,研究人员考察了去爪对大型猫科动物的影响,发现与体型较小的猫科动物相比,去爪对它们的肌肉能力造成了不成比例的影响。虽然在美国对外来动物进行外科手术改造是非法的,但仍有人对狮子和老虎等大型猫科动物进行去爪处理,通常是为了让幼崽在拍照或娱乐时更安全。北卡罗来纳州立大学生物科学教授、本研究的通讯作者亚当-哈特斯通-罗斯(AdamHartstone-Rose)说:"人们可能没有意识到的是,给猫去爪并不像我们修剪指甲那样;相反,它是在切除每根手指最后一块骨头的一部分或全部。和我们一样,每只猫的手指都有三块骨头,去爪实际上就是在关节处切断第三块骨头"。在这项研究中,研究人员观察了十几种外来猫的肌肉解剖结构,以确定去爪对其前肢肌肉组织的影响。这些猫科动物种类繁多,从山猫、薮猫、猫鼬等体型较小的猫科动物到狮子和老虎,不一而足。他们测量了肌肉密度和质量,还检查了有爪和无爪外来猫的肌肉纤维。他们发现,对于体型较大的猫科动物来说,去爪会导致前臂数字屈肌的肌肉组织减少73%。这些肌肉参与爪子的脱鞘。他们还发现,根据动物体型的不同,前肢力量总体下降了46%到66%,而前肢的其他肌肉并不能弥补这些减少。这项研究的第一作者、北卡罗来纳州立大学的本科生拉拉-马滕斯(LaraMartens)说:"当你考虑去爪对家猫的功能有什么影响时,你会听到抓挠、行走或使用猫砂盆方面的变化。但对于大型猫科动物来说,爪子承受的力量更大。因此,如果你改变它们,很可能会产生更极端的影响。"这是因为爪子的大小和身体质量的比例并不是1:1。爪子面积的增长速度比身体质量(与体积成正比)的增长速度要慢,所以相对于体型,大猫的脚更小,爪子必须承受更大的压力。马滕斯说:"此外,大型猫科动物更依赖它们的前肢--前肢承担了大部分重量,这些大型猫科动物用前肢抓取猎物,因为它们捕食的猎物要大得多。因此,从生物力学角度来看,去爪对大型猫科动物的解剖学破坏性影响更大。""作为科学家,我们的工作是客观地记录这种手术对动物的影响,"哈特斯通-罗斯说,"但我们很难忽视这种做法的残忍性。这些动物非常了不起,我们不应该允许以这种方式残害它们或任何动物"。这项研究成果于7月30日发表在《动物》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374621.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1374621.htm

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自持振荡现象的突破性发现有助于改进燃料生产

自持振荡现象的突破性发现有助于改进燃料生产华盛顿州立大学的研究人员在了解费托合成工艺方面取得了重大突破,这是一种将煤、天然气或生物质转化为液体燃料的关键工业方法。与许多保持稳定状态的催化反应不同,他们发现费舍尔-特罗普希过程表现出自我维持的振荡,在高活性和低活性状态之间交替进行。发表在《科学》(Science)杂志上的这一发现为优化反应速率、提高所需产物的产量提供了可能性,从而有可能在未来实现更高效的燃料生产。通讯作者、西悉尼大学吉恩和琳达-沃兰德化学工程与生物工程学院的沃兰德特聘教授诺伯特-克鲁斯(NorbertKruse)说:"通常情况下,由于安全问题,化学工业不希望出现温度变化很大的速率振荡。在目前的情况下,振荡是可控的,而且在机理上也很好理解。有了这样一个实验和理论上的理解基础,研发方法就会完全不同-这就让我们真正拥有了一种基于知识的方法,而这将大有帮助。"重新思考催化剂设计尽管费托合成工艺常用于燃料和化学品生产,但研究人员对这一复杂的催化转化过程的工作原理却知之甚少。该工艺使用催化剂将氢气和一氧化碳这两种简单的分子转化为长分子链,也就是日常生活中广泛使用的碳氢化合物。一个多世纪以来,燃料和化工行业的研发工作一直采用试错法,而现在,研究人员将能够更有意识地设计催化剂,并调整反应以引发振荡状态,从而提高催化性能。研究生张锐向克鲁泽提出了一个问题:他无法稳定反应的温度,在此之后,研究人员偶然发现了振荡现象。当他们一起研究时,发现了令人惊讶的振荡。研究人员不仅发现了反应会产生振荡反应状态,还发现了其原因。也就是说,当反应产生的热量导致温度升高时,反应物气体会失去与催化剂表面的接触,反应速度会减慢,从而降低温度。一旦温度足够低,催化剂表面的反应气体浓度增加,反应速度又会加快。因此,温度升高,循环结束。理论与实验趋同在这项研究中,研究人员在实验室中使用一种常用的钴催化剂,通过添加氧化铈进行调节,演示了该反应,然后对其工作原理进行了建模。合著者之一、布鲁塞尔自由大学的皮埃尔-加斯帕德(PierreGaspard)制定了一个反应方案,并从理论上强加了周期性变化的温度,以复制反应的实验速率和选择性。通讯作者、西悉尼大学沃兰德学院摄政教授王勇(YongWang)说:"我们能够从理论上建立模型,这真是太美妙了。理论数据和实验数据几乎吻合"。克鲁泽研究振荡反应已有30多年。费舍尔-特罗普希反应振荡行为的发现非常令人惊讶,因为该反应在机理上极其复杂。克鲁泽说:"我们在研究中有时会遇到很多挫折,因为事情并没有按照你想象的那样发展,但也有你无法描述的时刻。这太有成就感了,但用'成就感'来形容取得这一重大突破时的激动心情又太无力了。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401535.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1401535.htm

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表观遗传学的 "重启 "逆转了小鼠的衰老 可以延长寿命

表观遗传学的"重启"逆转了小鼠的衰老可以延长寿命我们的基因组包含我们完整的DNA蓝图,它存在于我们身体的每一个细胞中。但这并不是全部--还有一层信息,被称为表观基因组,位于上面,控制着不同类型的细胞中哪些基因被开启和关闭。就好像我们身体里的每个细胞都在按照相同的操作手册(基因组)工作,但表观基因组就像一个目录,引导不同的细胞进入不同的章节(基因)。毕竟,肺部细胞与心脏细胞需要非常不同的指令。环境和生活方式因素,如饮食、运动,甚至童年经历,都可能在我们的一生中改变表观遗传学的表达。表观遗传学的变化与生物衰老的速度有关,但它们是否推动了衰老的症状或本身就是一种症状仍不清楚。对于这项新的研究,哈佛大学的研究人员在小鼠身上进行了实验以找出答案。利用一个名为"表观基因组诱导性变化"(ICE)的系统,研究小组加快了小鼠体内DNA损伤和修复的自然过程,以检查这是否也加速了衰老症状。在哺乳动物细胞中,我们的染色体每分钟经历多达一百万次的DNA断裂,而表观遗传因子在返回其原始位置之前会非常迅速地协调修复。该团队设计了小鼠,其经历DNA断裂的速度比正常速度快三倍。随着时间的推移,他们发现表观遗传因子变得更加"心不在焉",在修复DNA断裂后不会返回原处,导致表观遗传组变得杂乱。果然,到了6个月大时,小鼠显示出衰老的身体迹象,与同龄的未编辑小鼠相比,它们的健康状况似乎差了很多。科学家们说,他们以此证实了表观基因组在衰老中的作用。下一步是测试我们是否能对此做些什么,因此该团队实施了一种由三个基因组成的基因治疗鸡尾酒,称为Oct4、Sox2和KLF4。这些基因在干细胞中很活跃,在之前的工作中,该团队发现它们可以用来恢复患有老年性青光眼的小鼠的视力。在这种情况下,ICE小鼠的衰老生物标志物急剧减少。他们的表观基因组变得无序,使他们的组织和器官恢复到更年轻的状态。该研究的资深作者大卫-辛克莱说:"这就像重新启动一台故障的计算机。"[它]启动了一个表观遗传程序,导致细胞恢复它们年轻时的表观遗传信息,区别在于这是一次永久性的重置。"该团队说,这一发现有可能是巨大的。通过解决衰老本身,许多由这个自然过程产生的疾病可以得到更有效的治疗。"如果正确的话,这意味着癌症、糖尿病和阿尔茨海默氏症可能有相同的根本原因,可以通过单一的治疗方法逆转来治疗或治愈与年龄有关的疾病,"辛克莱尔在Twitter上发布。虽然在实现这样的崇高目标之前还有很多研究要做,但工作已经在进行中。一篇尚未经过同行评审的预印本论文对老年小鼠系统地施用相同的基因治疗鸡尾酒,其年龄相当于人类的77岁。这些小鼠的寿命比未经治疗的小鼠长9%。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339405.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1339405.htm

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