研究表明虱子在传播鼠疫方面效率很高

研究表明虱子在传播鼠疫方面效率很高人体虱的荧光图像，其Pawlowsky腺感染了鼠疫耶尔森菌（橙色/红色）。资料来源：DavidM.Bland鼠疫耶尔森氏菌是许多大流行病的罪魁祸首，包括中世纪的黑死病，当时整个欧洲有数百万人死于黑死病。它在啮齿动物和跳蚤之间自然循环，跳蚤有时会通过叮咬感染人类；因此，跳蚤和老鼠被认为是鼠疫大流行的主要驱动力。以人类血液为食的体虱也会携带鼠疫耶尔森氏菌，但人们普遍认为体虱传播鼠疫耶尔森氏菌的效率太低，不会对鼠疫的爆发产生重大影响。然而，为数不多的关于虱子传播效率的研究却存在很大分歧。为了帮助澄清体虱在鼠疫传播中的潜在作用，布兰德及其同事进行了一系列实验室实验，让体虱吸食含有鼠疫耶尔森氏菌的血液样本。这些实验使用了膜饲喂器，模拟温暖的人体皮肤，使科学家能够在实验室环境中研究传播的可能性。他们发现，体虱在吸食了含有与实际人类鼠疫病例中相似病原体水平的血液后，会感染鼠疫耶尔森氏菌，并能够进行常规传播。他们还发现，Y.pestis可以感染体虱体内的一对唾液腺，即Pawlowsky腺，而Pawlowsky腺受到感染的虱子比只在消化道受到感染的虱子更容易传播病原体。据认为，Pawlowsky腺会向虱子的口器分泌润滑剂，因此研究人员推测，在受感染的虱子体内，这种分泌物可能会使口器沾染鼠疫耶尔森氏菌，从而在被咬伤后传播给人类。这些发现表明，体虱可能比以前认为的更有效地传播鼠疫耶尔森氏菌，它们可能在过去的鼠疫爆发中发挥了作用。作者补充说："我们发现，人体虱子比人们曾经认为的更善于传播鼠疫耶尔森氏菌，而且传播方式不止一种。我们描述了一种基于叮咬的新机制，在这种机制中，虱子特有的一组附属唾液腺（称为Pawlowsky腺）会感染鼠疫耶尔森菌，并在吸血前将含有鼠疫杆菌的润滑剂分泌到昆虫的口器上。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431811.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431811.htm

挑战主流观点：4.5万年前的古代DNA揭示了隐藏的人类历史

挑战主流观点：4.5万年前的古代DNA揭示了隐藏的人类历史"人们普遍认为我们人类祖先的遗传学没有像其他动物那样因环境压力而发生变化，因为我们的沟通能力和制造及使用工具的能力增强了，"Souilmi博士说。然而，通过比较现代基因组和古代DNA，研究人员发现了50多个最初罕见的有益基因变体在古代人类群体的所有成员中变得普遍的案例。与许多其他物种相比，这种类型的适应性遗传变化的证据在人类中是不一致的。因此，这一发现挑战了关于人类适应性的主流观点，使我们对人类如何适应他们在地球上传播时遇到的新环境压力有了新的和令人兴奋的认识。共同牵头人、阿德莱德大学兼职研究员和澳大利亚国立大学DECRA研究员雷-托布勒博士说，检查古代DNA对于揭示人类进化的秘密至关重要。托布勒博士说："我们相信人类群体之间的历史性混合事件可能隐藏了现代人类基因组中的遗传变化迹象。我们检查了来自1000多个古代基因组的DNA，其中最古老的基因组大约有45000年的历史，以了解某些类型的遗传适应在我们的历史上是否比现代基因组的研究更常见。Huber教授说："使用古代基因组是至关重要的，因为它们在重大的历史混合事件之前，这些事件从根本上重塑了现代欧洲人的遗传血统。这使得我们能够恢复现代基因组的标准分析所看不到的历史性适应迹象。"研究论文的资深作者ChristianHuber教授是阿德莱德大学的兼职研究员和宾州州立大学的助理教授。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334779.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334779.htm

科学家在突破性基因研究中设计出含有50%合成DNA的酵母菌

科学家在突破性基因研究中设计出含有50%合成DNA的酵母菌实验室培养皿中生长着24,000个酵母菌群，每个菌群都能产生不同的色素，从而创造出一件艺术品AleksandraWudzinska，纽约大学朗贡医疗中心博克实验室；细胞出版社提供世界上第一个完全人工合成的生物体诞生于2010年，此后数年经过不断调整，使其能够自行生长和分裂，甚至移动。但这种生物和其他类似生物都是细菌，它们的基因组非常简单，只有一条染色体。其他科学家一直在努力创造更复杂生命形式的合成版本，包括合成酵母项目（Sc2.0），他们的目标是创建一个完全合成的酿酒酵母基因组，这将使它成为第一个人造真核生物--包括所有植物和动物在内的一大类生命。酵母将其DNA包在16条染色体中，该项目之前已经合成了其中的6条。在新一批研究中，Sc2.0科学家又增加了8条染色体，并进行了一系列实验，探索酵母的生物学特性，以及在合成版本中可以安全地做出哪些改变。对基因组的主要改动之一是删除大段重复的DNA。这些区域并不特别编码任何东西，但它们会相互重组，导致结构发生重大变化。研究小组表示，通过删除这些区域，他们可以更好地控制基因组，使其更加稳定。含有31%合成DNA的酵母细胞在另一项研究中，研究人员创建了一个全新的染色体，其中含有编码转运核糖核酸（tRNA）的DNA片段。研究小组说，这些DNA序列很容易出现不稳定的情况，因此把它们从基因组中通常的位置剪切出来，放入自己的染色体中，也有助于提高整个基因组的稳定性。其他研究小组将酵母的生存能力推向了极限，他们对染色体的结构进行了重大改变，如将染色体融合在一起、将染色体的"臂"倒置或故意将染色体折叠得不正确。他们发现，酵母细胞能够承受的变化程度令人惊讶，而且仍然能够茁壮成长。接下来，Sc2.0科学家开始将尽可能多的合成染色体组装到一个活的酵母细胞中。他们采用了一种渐进技术，即用每种酵母菌都带有一条合成染色体的菌株进行杂交，然后挑选出获得了父母双方变异的后代。通过世代重复这一过程，他们最终得到了含有6.5条合成染色体的酵母菌株。最后，他们利用在该项目中开发的一项新技术，将另一条染色体替换到这一菌株中，从而得到了基因组由7.5条合成染色体组成的酵母菌，这意味着它是第一个合成DNA超过50%的菌株。尽管科学家们花了15年时间才行至半路，但他们预测后面的工作将一马平川，只需再花一年时间，他们就能培育出100%合成的酵母菌株。最后两条染色体已经合成，有望在未来几个月内发表论文。之后就是繁琐的编辑和调试工作，以确保酵母仍能存活。这个项目的成果-完全合成的酵母菌株对世界的帮助远比你想象的要大得多。目前，酵母不仅能生产食物，还能生产抗生素、药物、生物燃料和一系列其他有用的分子。可以对酵母进行改造，使其更有效地进行生产，或扩大其生产范围，以解决其他重大问题。这项研究的10篇论文发表在《细胞》、《分子细胞》和《细胞基因组学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396821.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396821.htm

越发展越致命：考古遗址中的DNA揭示了鸡病毒的进化飞跃

越发展越致命：考古遗址中的DNA揭示了鸡病毒的进化飞跃由考古学家和生物学家组成的研究小组从过去1000年的考古鸡身上恢复并重建了古老的MDV序列。通过比较来自现代鸟类和古代鸟类的病毒基因组，他们确定了导致现代病毒毒力增强的基因改变。根据古老的基因序列，他们还能够利用细胞测定法复活古老的生物过程，证明古老的菌株比现代的菌株要温和得多。这一突破不仅揭示了MDV的进化史，而且有望开发出更有效的疗法来防治这种毁灭性的家禽疾病。这项新研究基于从欧洲和近东140个考古遗址中发掘出的鸡骨中分离出的DNA。这些古老的基因组显示，MDV在1907年首次被描述之前至少1000年就已在欧洲鸡群中广泛传播。这凸显了保存考古遗迹的重要性，尤其是考虑到它们能够揭示病毒性进化的宝贵信息。马雷克氏病病毒颗粒在受感染细胞核中复制的电子显微镜图像。图片来源：皮尔布莱特研究所生物成像小组最初描述这种疾病时，老鸡只出现轻微症状。随着20世纪50和60年代鸡肉消费量的急剧增加，MDV不断演变，尽管已开发出多种疫苗，但其侵袭性却越来越强。第一作者StevenFiddaman博士（牛津大学生物学系）说："我们的发现不仅揭开了马雷克氏病病毒的进化史，还为加深我们目前对病原体毒力的理解奠定了基础。通过将古老的DNA技术与现代基因组学相结合，我们打开了一扇了解过去的窗口，可以指导未来管理病毒性疾病的策略。"这项研究的首席考古学家纳奥米-赛克斯教授（埃克塞特大学）说："这项研究强调了保存在考古学和博物馆藏品中的生物材料的深远意义，因为我们无法预见对它们的研究在未来会有怎样的变革性应用。"该研究的共同第一作者劳伦特-弗朗茨教授（慕尼黑大学）说："我们的工作彰显了跨学科合作的力量，将古遗传学家、病毒学家、考古学家和生物学家聚集在一起，揭开了一种对经济和农业具有重大影响的病原体的复杂进化史。"共同第一作者格雷格-拉森教授（牛津大学）评论说："我们已经看到，减轻疾病往往会产生一种选择压力，从而增强病毒的毒性。通过对古老病毒基因组的测序，我们能够观察到这一过程的发生，这表明在过去的一个世纪中，MDV的毒力有了多么显著的提高。"共同第一作者阿德里安-史密斯教授（牛津大学生物学系）说："古DNA为我们提供了一个独特的视角，让我们了解MDV作为一种致命的鸡病毒的出现，并可能为我们提供适用于控制其他具有医学和兽医学重要性的病毒感染的经验教训。"皮尔布莱特研究所荣誉科学家VenugopalNair教授说："这篇论文中关于毒力起源的发现，尤其是与古老的马立克氏病病毒基因序列相关的发现，将为探索这种病毒毒力增强的分子机制提供巨大的科学机遇，而这种病毒的毒力增强恰好与20世纪60年代以来家禽养殖业的强化相吻合"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418455.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418455.htm

新工具确定了将基因引入人类DNA的安全位置

新工具确定了将基因引入人类DNA的安全位置"我们已经创建了编辑基因组的地图，"共同通讯作者、圣裘德血液学系的YongCheng博士说。"通过这个工具，我们提供了一种新的方法来确定安全整合基因盒的地方。我们创建了一步一步的指示，所以任何人都可以按照步骤，轻松找到特定组织中的安全港湾位置。"基因疗法，即给病人一个功能失调的基因副本，在治疗一些遗传性疾病方面已初步成功。然而，该领域一直存在着安全问题，例如无意中激活了一个致癌基因，在一些病人身上引起了癌症。因此，科学家们一直在寻找基因组中的"安全港湾"，或者说是可以引入一个基因而不会导致癌症或其他问题的位置。研究人员开发了一个管道，利用来自特定组织（如血细胞）的基因组和表观遗传学信息来搜索安全港湾位置。共同第一作者DewanShrestha（左），通讯作者YongCheng博士（中），以及共同作者RuiqiongWu（右）。资料来源：圣裘德儿童研究医院该工具使用来自1000个基因组计划的数据，对健康人之间高度可变的DNA序列进行比较。研究人员推断，如果一个DNA区域在健康人中经常被删除或插入，那么它很可能也能被基因疗法安全地修改。Cheng说："我们的方法是一种以组织特异性方式确定基因组安全港的新方法。没有人从这个角度尝试过。我们的第一步是找到在健康个体中显示出高频率插入或删除的基因组位点。"如果单细胞中的DNA是一根绳子，它将有两米长。但是除了线性序列之外，DNA可以利用染色质（与DNA相关的蛋白质）循环成复杂的三维结构，以适应细胞内。就像绳子一样，DNA可以有影响其功能的循环。圣裘德的工具在搜索可访问的安全港湾站点时考虑到了这些环路和其他结构的存在。Cheng说："我们的工具评估了DNA的三维结构，因为人类的DNA不是一个一维的线性结构，它实际上是三维的，因此，在DNA的线性序列中，DNA的部分可能离得很远，但由于三维结构的循环，在物理上可能是彼此相邻的。在这种情况下，3D的接近程度比线性距离更重要"。"安全的基因治疗需要两件事，"Cheng说。"第一，保持新基因的高度表达。第二，整合需要对正常的人类基因组产生最小的影响，这是人们进行基因治疗的一个主要关注点。"科学家们发现，放置在他们的工具所确定的安全港湾位置的基因随着时间的推移保持了它们的表达。研究人员还表明，如果他们把一个基因放到他们的工具所确定的安全港区域之一，它对附近基因的影响比经典的安全港所在位置来得小。这个工具被称为基因组学和表观遗传学指导的安全港湾映射器（GEG-SHmapper），可免费使用：https://github.com/dewshr/GEG-SH...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335311.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335311.htm

1600亿碱基对 拥有最大基因组的生物所携带的DNA数量是人类的50倍

1600亿碱基对拥有最大基因组的生物所携带的DNA数量是人类的50倍每个活细胞中都蕴藏着构建该生物体的全部蓝图。因此，DNA是一种密度极高的数据存储介质，一克DNA就能存储2.15亿GB的数据。现在，拥有已知最大基因组的生命形式已经被确认--它并不是你想象的那样。一种名为"Tmesipterisoblanceolata"的不起眼的蕨类植物被发现拥有由1,604.5亿个碱基对（Gbp）组成的基因组。作为参考，人类基因组有3.1Gbp。另一种可视化的方法是想象DNA链解开的样子。我们的基因组会延伸出2米（6.6英尺），和勒布朗-詹姆斯差不多高。但是，T.oblanceolata的基因组将远远超过100米（328英尺）--比自由女神像或大本钟塔还要高。不起眼的叉蕨（Tmesipterisoblanceolata）看起来并不起眼，但它在吉尼斯世界纪录大全中却一骑绝尘波尔-费尔南德斯因此，这种不起眼的蕨类植物夺得了三项吉尼斯世界纪录头衔：最大的基因组、最大的植物基因组和最大的蕨类植物基因组。它从另一种植物--巴黎蕨（Parisjaponica）--手中夺走了桂冠。这才是真正的"TARDIS"（塔迪斯）风格，光看外表，你根本不知道这株蕨类植物的内部有多大。无论从哪个角度看，它都是一种非常不起眼的植物，长达30厘米（12英寸），看起来就像你在森林里散步时看都不会看一眼的东西。但此前曾发现该家族的其他成员也含有大型基因组，因此伦敦皇家植物园、邱园和西班牙巴塞罗那植物研究所（IBB-CSIC）的科学家们开始对忘忧草进行研究。他们来到西南太平洋的新喀里多尼亚岛，采集这种植物的样本。研究小组通过分离成千上万个细胞的细胞核，用一种能与细胞核中DNA结合的染料对其进行染色，从而对基因组进行了分析。通过测量有多少染料与细胞核中的DNA结合，可以估算出基因组的大小，从而揭示了新的世界纪录。该研究小组说，耐人寻味的是，基因组并不一定越大越好。基因组大的植物往往生长缓慢，需要更多养分，光合作用效率较低。因此，人们认为T.oblanceolata已经达到了基因组大小的上限。这项研究发表在《iScience》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433391.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433391.htm