人工細(xì)胞媲美天然細(xì)胞

人工細(xì)胞媲美天然細(xì)胞

2016年，美國(guó)生物學(xué)家克萊格˙文特爾領(lǐng)導(dǎo)的研究小組宣布，他們?nèi)斯ず铣闪恕白钚　钡募?xì)胞。這個(gè)人工細(xì)胞的基因組是科學(xué)家通過化學(xué)方法人工合成的，其余部分（細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁）則是將天然的支原體細(xì)菌清除了基因之后所得。每個(gè)人工細(xì)胞的基因組中只含有473個(gè)關(guān)鍵基因。這些基因被認(rèn)為是維持生命必不可少的

該細(xì)胞被命名為JCVI-syn3.0。它們能夠在瓊脂上生長(zhǎng)和分裂，并產(chǎn)生菌落。

但是在仔細(xì)觀察其分裂時(shí)，科學(xué)家注意到，它們并不像大多數(shù)天然細(xì)菌那樣均勻分裂，產(chǎn)生完全相同的子細(xì)胞。相反，它們產(chǎn)生的子細(xì)胞，其形狀和大小都很奇怪。追溯原因，是JCVI-syn3.0的創(chuàng)造者拋棄了一些他們認(rèn)為對(duì)生長(zhǎng)不必要的基因，而事實(shí)上，要想讓人工細(xì)胞像天然細(xì)胞一樣分裂，這些基因是不可少的。

為了讓人工細(xì)胞表現(xiàn)得像天然細(xì)胞一樣完美，最近科學(xué)家通過將一些基因重新導(dǎo)入人工細(xì)胞，來觀察它們對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂的影響。最終，他們精確鑒別出7個(gè)基因——它們是細(xì)胞均勻分裂所需要的。將這7個(gè)基因添加到JCVI-syn3.0之后，新的人工細(xì)胞就能正常生長(zhǎng)和均勻地進(jìn)行細(xì)胞分裂了。

這項(xiàng)研究對(duì)于理解需要什么樣的基因才能讓細(xì)胞正常運(yùn)作，具有重要的意義。

此外，因?yàn)樽钚〉募?xì)胞能很好地模擬地球上所有生命的最后一個(gè)共同祖先（即從它開始，才產(chǎn)生出不同的生命形式），對(duì)最小細(xì)胞的研究有助于我們理解生命的進(jìn)化。

為繁殖“放屁”的鏈霉菌

眾所周知，泥土有股泥土味。這種獨(dú)特的氣味主要來自土壤中一種叫“鏈霉菌”的細(xì)菌產(chǎn)生的揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)。但直到現(xiàn)在，我們還不知道鏈霉菌為什么要發(fā)出這種氣味。之前有人猜測(cè)，這是鏈霉菌為了警告敵人它有毒，不要靠近它。

為了找到這一問題的確切答案，瑞典一個(gè)研究小組在野外設(shè)了兩口緊鄰的陷阱，一口陷阱里培育著鏈霉菌菌落，另一口陷阱作為對(duì)照，里面沒放鏈霉菌。

揭示的結(jié)果恰恰與之前的猜測(cè)相反，鏈霉菌釋放出泥土氣味，并不是警告敵人，而是為了招徠朋友。

研究小組發(fā)現(xiàn)，以鏈霉菌為食的彈尾蟲（一種昆蟲的近親）被吸引到有鏈霉菌的陷阱中，它們對(duì)隔壁的陷阱則不屑一顧。

為了觀察彈尾蟲是否真的受到了鏈霉菌分泌的化學(xué)物質(zhì)引誘，在實(shí)驗(yàn)室，研究人員將微小的電極連接到彈尾蟲的觸角上，并將它們暴露在散發(fā)著泥土氣味的氣體中。他們發(fā)現(xiàn)，彈尾蟲大腦中的電活動(dòng)突然變得非?；钴S，而如果把它們放置在散發(fā)其他氣味的環(huán)境中，則沒有這般激烈的反應(yīng)。

研究人員隨后還發(fā)現(xiàn)，鏈霉菌在形成孢子時(shí)散發(fā)的泥土氣味最濃。當(dāng)彈尾蟲吃掉鏈霉菌時(shí)，孢子要么附著在它們的身上，要么食用后未被分解，又通過它們的糞便排泄出去，被傳播到更遠(yuǎn)的地方。

中醫(yī)曾經(jīng)傳到古羅馬

2008年，在意大利托斯卡納一處遺址出土了一具2000多年前古羅馬女子的骨骼。這名女子死時(shí)大約20歲。隨葬的大量金首飾說明她家境富裕，但她身上有營(yíng)養(yǎng)不良和骨質(zhì)流失的跡象。

大約10年前，研究人員檢查了她的DNA，發(fā)現(xiàn)她攜帶有與乳糜瀉有關(guān)的基因。乳糜瀉是一種自身免疫性疾病，患有此病的人在吃富含麩質(zhì)（即面筋，一類蛋白質(zhì)，具有彈性，能給面食帶來耐嚼的口感）的食物時(shí)，會(huì)出現(xiàn)腹痛等癥狀，還會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)流失。這名婦女是已知的最早的乳糜瀉患者。

最近，研究人員又檢查了她牙齒上的牙菌斑。牙菌斑能把牙齒上的食物殘?jiān)L(zhǎng)久地保存下來。他們確認(rèn)，其中一些是微小的淀粉顆粒，來自小麥或小麥的近親作物。這表明，這名婦女確實(shí)食用了富含麩質(zhì)的食物，可能正是這種食物引發(fā)了乳糜瀉。此外，牙菌斑還含有一些當(dāng)?shù)夭菟幍某煞?，包括薄荷和纈草。這兩種藥物都是當(dāng)時(shí)希臘和羅馬醫(yī)學(xué)界推薦的治療胃痛的藥物。

更令人驚訝的是，研究人員還發(fā)現(xiàn)了姜黃和人參的成分。這兩種植物當(dāng)時(shí)都不太可能在意大利生長(zhǎng)，但在南亞和東亞被用作治療消化道疾病的藥物。

這一發(fā)現(xiàn)表明，2000年前南亞或東亞的醫(yī)藥知識(shí)已傳到地中海地區(qū)。

章魚做夢(mèng)會(huì)變色

我們常常用彩色來形容一個(gè)人的夢(mèng)。那么，你的夢(mèng)是什么顏色的呢？不好說吧。但人家章魚做夢(mèng)確實(shí)是有顏色的——它們一旦做起夢(mèng)來，身體就會(huì)變顏色。

我們的睡眠按腦電波的不同，可分成四個(gè)階段。最后一個(gè)階段叫快速眼動(dòng)睡眠期，我們通常在這個(gè)階段做夢(mèng)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，章魚會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)不同的睡眠階段，一個(gè)是被動(dòng)睡眠階段，另一個(gè)是主動(dòng)睡眠階段。

他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里記錄了四種普通章魚的晝夜活動(dòng)。白天，它們有一半以上的時(shí)間都在睡覺。在被動(dòng)睡眠中，它們長(zhǎng)時(shí)間保持同一種姿勢(shì)，體色顯得異常蒼白，呼吸平穩(wěn)而有規(guī)律。但每隔30-40分鐘，就有1-2分鐘切換到主動(dòng)睡眠。在這一階段，它們的身體表現(xiàn)出顏色和質(zhì)地的變化，包括皮膚上出現(xiàn)細(xì)微的隆起。眼睛和手臂也在動(dòng)，吸盤也在收縮。

為了測(cè)試章魚在這種狀態(tài)下是否真的睡著了，研究人員向它們展示一些螃蟹的視頻，它們沒有反應(yīng)，與清醒時(shí)形成鮮明的對(duì)比。

鳥類和爬行動(dòng)物也有類似的睡眠模式。研究人員認(rèn)為章魚的主動(dòng)睡眠狀態(tài)可能類似于哺乳動(dòng)物的快速眼動(dòng)睡眠期——做夢(mèng)最多的階段。因此，章魚也會(huì)做夢(mèng)。不過它們的主動(dòng)睡眠期持續(xù)時(shí)間那么短，它們做的夢(mèng)應(yīng)該是很簡(jiǎn)單的，不會(huì)像我們的夢(mèng)那樣豐富多彩。