科学家发现能在火星环境下生存的沙漠苔藓

科学家发现能在火星环境下生存的沙漠苔藓 中国科学院新疆生态与地理研究所的科学家发现了一种能在火星环境下生存的沙漠苔藓。极端环境生物是生命的奇迹，代表着生命对环境的极限适应能力。为了适应极端环境（干燥、寒冷、高温、辐射等），它们演化出了令人惊叹的特殊“本领”，是极其珍贵的战略生物资源。极端生物及其适应性的研究对于探索生命奥秘、揭示地球生命起源与演化、实现地外星球拓殖等均有重要意义。研究团队聚焦于一种沙漠苔藓齿肋赤藓（Syntrichia caninervis），揭示齿肋赤藓的生存极限及适应策略，研究表明该藓能耐受自身 98% 以上的细胞脱水、-196°C 超低温速冻、5000 Gy 以上伽马辐照而不死，且在火星模拟条件（650±30 Pa，-60°C ~20°C，95%CO2，多种 UV 辐射）下仍能存活并再生出新的植株。这一研究刷新了极端生命体对环境的“耐受”新记录，为人类探索外太空、打造宜居星球提供灵感，并为开拓地外新家园提供理想“利器”。 via Solidot

中国科学家发现让茶叶口感更佳的秘密

中国科学家发现让茶叶口感更佳的秘密 研究表明，茶叶的品质不仅取决于茶树的品种，还取决于茶树根部的微生物，改变这些微生物群落可以提高氨基酸含量，从而显著改善茶叶品质。"通过微生物组学研究，我们在不同品质的茶树根部发现了微生物群落的显著差异，尤其是与氮代谢相关的微生物，"中国福建农林大学的许通达说。"最关键的是，通过从优质茶树根系中分离和组装合成微生物群落，我们成功地显著提高了不同茶树品种的氨基酸含量，从而改善了茶叶品质"。这张照片显示的是中国福建武夷山的茶山茶叶栽培的挑战和微生物解决方案中国拥有丰富的茶树遗传资源。但是，研究人员解释说，通过分子遗传育种方法提高茶叶品质具有挑战性。人们有兴趣寻找其他方法来改造和提高茶叶品质，或许包括使用微生物制剂。早先的研究表明，生活在植物根部的土壤微生物会影响植物吸收和利用养分的方式。在新的研究中，研究人员希望进一步了解根部微生物对茶叶品质的具体影响。他们发现，茶叶根部的微生物会影响其对氨的吸收，进而影响茶氨酸的产生，而茶氨酸是决定茶叶口感的关键。他们还发现，不同茶叶中定植的微生物存在差异。通过比较茶氨酸含量不同的茶叶品种，他们确定了一组微生物，这些微生物有望改变氮代谢，提高茶氨酸的含量。接下来，他们构建了一个被称为"SynCom"的合成微生物群落，该群落与一种名为"Rougui"的高丙氨酸茶叶品种的微生物群落非常相似。当他们将 SynCom 应用于茶叶根部时，发现它提高了茶氨酸的水平。这种微生物还能让拟南芥这种常用于基础生物学研究的植物更好地耐受低氮条件。对农业的广泛影响该研究的合著者唐文新说："人们最初对从优质茶树根部提取的合成微生物群落的期望是提高劣质茶树的品质。然而，我们惊讶地发现，合成微生物群落不仅能提高低品质茶树的品质，还能对某些高品质茶叶品种产生显著的促进作用。而且，这种效果在低氮土壤条件下尤为明显"。这张照片显示的是中国福建武夷山的茶山研究结果表明，合成微生物群落可以改善茶叶的品质，尤其是在缺氮的土壤条件下生长的茶叶。由于茶树需要大量的氮，这一发现有助于减少化肥的使用，同时提高茶树的品质。这些发现可能会对更广泛的农作物产生重要影响。"根据我们目前的实验结果，加入 SynCom21 微生物群落不仅改善了不同茶叶品种对铵态氮的吸收，还增强了拟南芥对铵态氮的吸收，"许说。"这表明，SynCom21的铵态氮吸收促进功能可能适用于各种植物，包括其他作物。"例如，它可以培育出品质更好的水稻，包括蛋白质含量更高的水稻。他们现在计划进一步优化 SynCom，并评估其在田间试验中的应用。他们还希望进一步了解根部微生物如何影响茶树的其他次生代谢物。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现无需维生素B12就能生存的藻类

科学家发现无需维生素B12就能生存的藻类 缺乏维生素 B12 会导致严重的健康问题，甚至可能致命。迄今为止，人们一直认为缺乏维生素 B12 也会影响某些类型的藻类。然而，最近对暴露于各种铁和维生素 B12 条件下的棕囊藻（Phaeocystisantarctica）进行的一项研究表明，这些生物在没有 B12 的情况下也能生存。这一发现与早先通过计算机基因组序列分析得出的预测相矛盾，表明藻类对 B12 缺乏具有意想不到的适应能力。这种藻类原产于南大洋，一开始是单细胞，可以转化成毫米级的菌落。这项研究发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上，由麻省理工学院、世界卫生组织科学研究所（WHOI）、J.C. 文特尔研究所（J.C. Venter Institute）和斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography，UCSD）共同完成。研究发现，与其他关键性极地浮游植物不同的是，棕囊藻可以在有或没有维生素 B12 的情况下存活。这项研究的共同作者之一、伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）资深科学家 Makoto Saito 说："维生素 B12 对藻类的新陈代谢非常重要，因为它能让藻类更有效地制造一种关键氨基酸。当无法获得维生素 B12 时，生命就有办法更慢地制造这些氨基酸，导致它们的生长速度也变慢。在这种情况下，制造氨基酸蛋氨酸的酶有两种形式，一种需要 B12，另一种则慢得多，但不需要 B12。这意味着棕囊藻有能力适应并在 B12 含量低的情况下生存。"研究人员在罗斯海的帕尔默号考察船上对棕囊藻进行研究。资料来源：Makoto Saito研究人员在实验室培养物中研究了棕囊藻的蛋白质，并在野外样本中寻找关键蛋白质，从而得出结论。在观察过程中，他们发现这种藻类有一种不依赖于 B12 的蛋氨酸合成酶融合蛋白（MetE）。MetE基因并不是新的基因，但以前认为棕囊藻并不具备这种基因。MetE 使藻类能够灵活地适应维生素 B12 含量低的情况。"这项研究表明，实际情况更为复杂。"该研究的首席研究员、前麻省理工学院博士后迪帕-拉奥（Deepa Rao）说："对于大多数藻类来说，保持灵活的新陈代谢对B12是有益的，因为海水中的维生素供应非常稀缺。有了这种灵活性，即使它们无法从环境中获得足够的维生素，也能制造必需氨基酸。这意味着，将藻类划分为需要或不需要B12可能过于简单化了。"一座冰山漂浮在南极洲寒冷的海水中。图片来源：伍兹霍尔海洋研究所 Makoto Saito 拍摄生活在食物网底部的南极洲一直被认为完全受铁营养的控制。MetE 基因的发现还表明，维生素 B12 也可能是一个因素。由于棕囊藻中含有维生素 B12，这种藻类的适应能力使其具有在早春绽放的潜在优势，因为此时产生 B12 的细菌比较稀少。这一发现对气候变化也有影响，棕囊藻所在的南大洋在地球碳循环中发挥着重要作用，它通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气。"随着全球气候变暖，越来越多的铁从融化的冰川中进入南大洋沿岸，"Saito 说。"预测铁元素之后的下一个限制因素非常重要，B12 似乎就是其中之一。"气候建模人员想知道海洋中生长了多少藻类，以便做出正确的预测，他们已经将铁参数化，但还没有将 B12 纳入这些模型中。"我们尤其有兴趣了解藻类多样性的程度。"这项研究的合著者、加州大学圣迭戈分校 J. Craig Venter 研究所和斯克里普斯海洋学研究所的联合教授 Andy Allen 说："我们很想知道独立于 B12 的藻类在温暖的南大洋中是否具有竞争优势。由于在新陈代谢效率方面B12的独立性是有代价的，因此一个重要的问题是，需要维生素B12的品种是否会变得依赖于生产B12的细菌"。发现棕囊藻有能力适应最低限度的维生素B12供应后，发现以前被认为严格使用维生素B12的许多其他藻类也有同样的能力。这项研究的发现将为今后有关碳循环以及不同类型的藻类如何在南大洋寒冷恶劣的环境中生存的研究铺平道路。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现脊髓神经机制带来的惊人记忆能力

科学家发现脊髓神经机制带来的惊人记忆能力 日本理化学研究所脑科学中心的竹冈绫（Aya Takeoka）及其团队确定了脊髓中独立于大脑促进运动学习的神经通路。他们的研究结果发表在4月11日的《科学》（Science）杂志上，研究人员发现了两组关键的脊髓神经元，一组是新的适应性学习所必需的，另一组则是学习后回忆适应性的神经元。这些发现可以帮助科学家开发出帮助脊髓损伤后运动恢复的方法。科学家们早就知道，即使没有大脑，脊髓的运动输出也可以通过练习进行调整。这一点在无头昆虫身上得到了最显著的体现，它们的腿仍然可以通过训练来避开外界的提示。到目前为止，还没有人搞清楚这是如何做到的，如果不了解这一点，这种现象就只能是一个怪异的事实。正如武冈解释的那样："如果我们想了解健康人运动自动性的基础，并利用这些知识改善脊髓损伤后的恢复，那么深入了解其潜在机制是至关重要的。在这项研究中，将肢体位置与不愉快经历联系起来的脊髓仅在 10 分钟后就学会了调整肢体位置，并在第二天保留了记忆。而随机接受不愉快经历的脊髓则不会学习。资料来源：理化学研究所在深入研究神经回路之前，研究人员首先开发了一种实验装置，使他们能够在没有大脑输入的情况下研究小鼠脊髓的适应性，包括学习和回忆。每次试验都有一只实验鼠和一只后腿自由悬垂的对照鼠。如果实验鼠的后腿下垂过多，它就会受到电刺激，模仿小鼠想要避免的动作。对照组小鼠在同一时间接受同样的刺激，但与自己的后腿位置无关。即时学习和记忆保持观察仅仅过了 10 分钟，他们就观察到只有实验小鼠进行了运动学习；它们的腿仍然高高抬起，避免了任何电刺激。这一结果表明，脊髓可以将不愉快的感觉与腿部位置联系起来，并调整其运动输出，使腿部避免不愉快的感觉，而这一切都不需要大脑。24 小时后，他们重复了 10 分钟的测试，但将实验小鼠和对照组小鼠颠倒过来。原来的实验小鼠仍然保持着抬腿的姿势，这表明脊髓保留了对过去经历的记忆，从而干扰了新的学习。在脊髓中建立了即时学习和记忆之后，研究小组开始研究使这两种学习和记忆成为可能的神经回路。他们使用了六种类型的转基因小鼠，每种小鼠都有一组不同的脊髓神经元被禁用，并对它们进行了运动学习和学习逆转的测试。他们发现，脊髓顶端的神经元失效后，小鼠后肢无法适应以避免电击，尤其是那些表达Ptf1a基因的神经元。当他们在学习逆转过程中对小鼠进行检查时，发现沉默表达 Ptf1a 的神经元没有任何效果。相反，脊髓底部腹侧的一组表达En1基因的神经元却起了关键作用。当这些神经元在学习回避的第二天被沉默时，脊髓就像从未学习过任何东西一样。研究人员还在第二天通过重复最初的学习条件来评估记忆回忆。他们发现，在野生型小鼠中，后肢比第一天更快稳定地到达回避位置，这表明它们已经记住了。在回忆过程中激发En1神经元可将这一速度提高80%，表明运动回忆能力增强。竹冈说："这些结果不仅挑战了运动学习和记忆仅局限于大脑回路的普遍观点，而且我们还证明了我们可以操纵脊髓运动记忆，这对旨在改善脊髓损伤后恢复的疗法具有重要意义。" ... PC版： 手机版：

科学家发现不良饮食与癌症之间缺失的联系

科学家发现不良饮食与癌症之间缺失的联系 新的研究发现，一种与不健康饮食或不受控制的糖尿病有关的化学物质可能会随着时间的推移增加患癌症的风险；新的证据揭示了肿瘤的一种新的发展方式。新加坡国立大学（NUS）的研究人员发现了一些新的见解，这些见解可以阐明癌症风险与不健康饮食以及与营养不良有关的糖尿病等其他常见疾病之间的联系。这些发现对于制定促进健康老龄化的癌症预防策略也很有希望。在 Ashok Venkitaraman 教授的领导下，新加坡国立大学新加坡癌症科学研究所（CSI Singapore）和新加坡国立大学杨潞麟医学院癌症研究中心（N2CR）的科学家们与新加坡科学技术研究局（A*STAR）的同事们共同开展了这项突破性研究。新加坡癌症研究所所长文基塔拉曼教授解释说："癌症是由我们的基因与饮食、运动和污染等环境因素相互作用造成的。这些环境因素是如何增加患癌风险的，目前还不是很清楚，但如果我们要采取预防措施，帮助我们更长久地保持健康，那么了解其中的联系是至关重要的。"一种与糖尿病、肥胖症和不良饮食习惯有关的化学物质会增加患癌风险研究小组首先研究了因从父母那里继承了一份有问题的癌症基因BRCA2而面临罹患乳腺癌或卵巢癌高风险的病人。他们证明，这些患者的细胞对甲基乙二酸的影响特别敏感，而甲基乙二酸是细胞分解葡萄糖以产生能量时产生的一种化学物质。研究表明，这种化学物质会导致我们的DNA发生故障，而这正是癌症发展的早期预警信号。研究小组的研究还表明，那些没有遗传到错误的 BRCA2 基因拷贝但甲基乙二酸水平可能高于正常水平的人，如糖尿病或糖尿病前期患者（这与肥胖或不良饮食习惯有关），也会积累类似的警示信号，表明患癌症的风险较高。Venkitaraman 教授解释说："我们的研究表明，甲基乙二酸水平高的患者患癌症的风险可能更高。甲基乙二酸很容易通过血液中的 HbA1C 检测出来，它有可能被用作一种标志物。此外，高水平的甲基乙二酸通常可以通过药物和良好的饮食习惯来控制，这就为采取积极措施预防癌症的发生提供了途径。"该研究的第一作者、N2CR研究员孔立人博士补充说："我们开始这项研究的目的是了解哪些因素会增加易患癌症家庭的风险，但最终发现了一个更深层次的机制，即基本能量消耗途径与癌症发展之间的联系。这些发现提高了人们对饮食和体重控制在控制癌症风险方面的影响的认识。"肿瘤形成的新机制有趣的是，研究小组的工作还修正了一个由来已久的关于某些防癌基因的理论。这一理论被称为克努德森"两击"范式（Knudson's 'two-hit' paradigm），最早提出于 1971 年，当时有人提出，在癌症发生之前，这些基因必须在我们的细胞中永久失活。新加坡国立大学的研究小组现在发现，甲基乙二酸可以暂时使这些防癌基因失活，这表明反复出现的不良饮食习惯或未控制的糖尿病会随着时间的推移"累加"而增加患癌风险。这一新知识很可能会改变这一领域未来的研究方向。研究小组的重要发现于 2024 年 4 月 11 日发表在生物医学研究领域最具影响力的科学杂志之一《细胞》上。下一阶段的研究在新发现的基础上，研究人员计划开展进一步研究，以了解代谢紊乱（如糖尿病或不良饮食）是否会影响新加坡和其他亚洲国家的癌症风险。研究小组还希望找出他们所发现的新陈代谢、饮食和癌症之间联系的新机制，从而开发出更有效的方法来预防或推迟癌症的发生。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

科学家发现两种益生菌能促进狗狗减肥

科学家发现两种益生菌能促进狗狗减肥 美国微生物学会期刊《微生物频谱》（Microbiology Spectrum）最近发表的一项研究显示，研究人员发现两种益生菌株能有效减轻肥胖犬的体重。在这项新研究中，研究小组调查了伴侣动物的代谢疾病，并着手确定适合长期安全治疗的益生菌。这项研究的主要研究者、韩国首尔国立大学农业与生命科学学院农业生物技术系教授、博士生导师金英勋（Younghoon Kim）介绍说，最初的挑战是选择特定的代谢疾病进行研究，这让他们把重点放在了'宠物肥胖症'这一普遍问题上。值得注意的是，全球老年宠物的肥胖症发病率较高，约占各年龄组宠物总数的 50%。这些宠物中有很大一部分正在接受治疗，包括饮食干预。Kim说："在这种情况下，我们团队启动了实验，主要目标是找出能够降低宠物体内脂肪比例的益生菌。主要目标之一是提高人们对进一步研究宠物专用益生菌的迫切需要的认识，同时强调潜在应用的益生菌种类繁多。"益生菌在宠物健康中的作用除了认识到益生菌在解决特定问题方面的作用，金还主张认识到益生菌在治疗伴侣动物多种疾病方面的广泛可能性。Kim说："通过提高人们的这种认识，我的愿望是促进科学界更多的关注、资助和合作，以探索益生菌在宠物健康中的广泛应用。"为了确定适合伴侣动物的候选益生菌，Kim 及其同事仔细研究了幼犬和老龄犬肠道微生物群组成的变化，发现老龄犬体内乳酸菌、双歧杆菌和肠球菌的数量有所下降。在这一洞察力的指导下，他们决定采用这些特定菌株。特定益生菌株的成功实验在实验阶段，他们将这些选定的菌株、粪肠球菌IDCC 2102 和乳双歧杆菌IDCC 4301 与高脂肪饮食一起喂给一组小猎犬。结果令人信服，证明了这些菌株在减少体内脂肪和纠正肥胖引起的肠道微生物菌群失衡方面的有效性。Kim说："我们精心挑选的菌株在降低狗的体脂率方面取得了显著的成功。这些菌株的与众不同之处在于，它们不仅能限制饮食摄入或促进排泄以减轻体重，更重要的是，它们还能激活能量代谢。即使暴露于高热量饮食中，我们也观察到体重下降、皮下脂肪堆积减轻以及能量代谢增加。这证实了人体新陈代谢的方向已转向脂肪消耗，而不是脂肪堆积。"重要的是，由于脂肪堆积通常会导致全身炎症和激素代谢紊乱，这项研究揭示了值得注意的改善。在摄入选定菌株的小组中，研究人员观察到炎症水平降低，胰岛素分泌等基本代谢活动增强。此外，研究人员还成功地增加了共生细菌的比例，这些细菌通常驻留在人体内，起到抵御有害细菌和提高免疫力的作用。尤其令人鼓舞的是，这些变化并非转瞬即逝。相反，它们会在狗的体内持续存在，确保观察到的积极变化能够长期保持。这种持久的影响强调了将这些益生菌株纳入伴侣动物健康方案的潜在长期益处。随着饲养伴侣动物的人越来越多，人们对健康功能食品，尤其是针对宠物益生菌的认识也在不断提高。尽管人们对益生菌的兴趣与日俱增，但与针对人类的研究相比，针对所有伴侣动物（包括本研究中的狗类）的定制益生菌研究仍然明显不足。"虽然适合人类消费或商业牲畜的益生菌类型已经确定和确立，但伴侣动物缺乏标准化指南是一个明显的缺陷，"Kim 说。"我们的研究旨在解决这一不足，努力扩大适用于各种环境下宠物的益生菌范围。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：