文章转自《环球科学》 生物会可能根据需要产生适应性突变吗？ 1944年，哥伦比亚大学的遗传学博士生伊夫琳·威特金做实验时出现了一个偶然的失误。她在纽约冷泉港实验室做的第一个实验中，不小心用致死量的紫外线照射了数百万个大肠杆菌（E. coli）。当她第二天回去检查样品的时候，那些大肠杆菌都死了——除了其中一个样品中的四个细胞，它们存活了下来，并且能够继续生长。这些细胞奇迹般地耐受了紫外线的照射。威特金猜测，这个培养基里的细胞恰好出现了能让它们生存下来的突变，似乎是个非常幸运的巧合——巧合到她开始怀疑这究竟是不是个巧合。 在接下来的二十年间，威特金一直致力于研究这些突变为什么会出现以及是怎么出现的。她发现了一种被称为SOS反应的机制，这是一种细菌基因组被破坏时采用的DNA修复机制，在这个过程中几十个基因变得活跃、突变率上升。一般来说，这些额外的突变多数对生物体是有害的，但它们使适应环境成为了可能，比如发展出的紫外线和抗生素抗性基因。 从那时起，困扰进化生物学家的问题就是，这种现象是自然的安排吗？这种突变增加仅仅是基因自我修复过程中的一个附带的结果；还是，像一些研究者声称的那样，突变率增加本身就是一种进化出的适应性，有助于细菌在压力环境中更快地进化出有利的特征？ 这个问题极具挑战性，科学家不仅需要有力地证明恶劣环境能...
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文章转自：环球科学 科学家已经可以用诱导多能干细胞培育出迷你大脑 传说，阿尔伯特 · 爱因斯坦的大脑与众不同。 1955 年，在他过世之后，病理学家托马斯 · 斯托尔兹 · 哈维（Thomas Stoltz Harvey）取出这位伟大物理学家的大脑，切片后保存了起来——哈维自己就近乎痴狂地私藏了几片。其余的那些在博物馆里落了脚，成为了“天才”一词令人生畏的象征。然而，迄今为止无人能通过这些天才的碎片重现一个天才的大脑。 今年7月，作家菲利普 · 波（Philip Ball）在《大西洋月刊》上发表了一篇名为《为什么哲学家如此痴迷缸中之脑》的文章，他声称“在伦敦大学学院研究人员的帮助下，我拥有了自己的‘迷你大脑’。”文中写道，研究人员们提取了他的皮肤细胞，将其转化为干细胞，让其发育为大脑组织。这种方法被称为细胞核重编程和诱导多能干细胞，可将成熟的体细胞重新诱导回早期干细胞的状态。这项技术及其主要贡献者剑桥大学发育生物学家约翰 · B · 戈登（John B. Gurdon）和京都大学物质-细胞统合系统据点 iPS 细胞研究中心主任长山中伸弥，获得了 2012 年的诺贝尔生理学和医学奖。就像尚在胎儿时期的神经元一样，转化后的皮肤细胞重...
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2017
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文章转自：环球科学动物实验虽然极具参考价值，但有时并不能反映药物在人身上的效果。 新药来到我们的药店之前,都需要经历严苛的从实验室到多项人体试验的过程。 在这一过程中当然会有动物实验，比如针对2型糖尿病药物的小鼠试验。 虽然小鼠并不是人类，但它们是有价值的实验对象，因为它们与人类在生物学上确实有着很多相似之处。但有时候人们却无法解释为何在小鼠身上试验成功的药物在人身上失败了。现在科学家们终于破解了该类现象的成因。 来自瑞典隆德大学和伦敦帝国理工的研究者们发现了小鼠和人类之间此前未知的区别：在负责分泌胰岛素的胰腺β细胞表面，两者拥有不同的G蛋白组合受体（GPCRs）。 G蛋白组合受体在许多细胞表面被发现，这类受体能够通过不同分子类型的G蛋白接受化学信号。人体有约1000种不同类型的G蛋白受体，每一种都精准地对特定的分子信号做出响应。 在人体内，这些受体的功能多样，包括对某些味道和气味的识别，免疫系统的调节，神经信号的传输等等。 这是为何这类G蛋白受体常作为药物靶点。当前研究这类药物的体内运输十分热门，据估计大概40%现代处方药是作用于这类受体类型的。 但是，当该类受体药物用于治疗2型糖尿病时，我们极少获得成功。这很可能是因为老鼠和人胰腺β细胞的G蛋白受体并不一致。 科学家们此前已经知道这可能就...
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转自：环球科学在抗击疾病的征程上，科学家要关注不仅的人类自己，其他动物也会给我们带来启示。 近年来，裸鼹鼠、大象和弓头鲸引起了癌症研究者的注意。乍看之下，这三种动物几乎毫无相似之处：裸鼹鼠这种啮齿类动物住在地下；大象于陆地漫步；弓头鲸在海中遨游，但这三者确有相似之处。首先，它们的寿命都相对较长：裸鼹鼠可以活过三十岁，寿命比大多数同体型的物种长得多；有些大象最长能活七十年；弓头鲸的平均寿命则长达两个世纪。 其次，这三个物种基本都对癌症免疫。人们常常会忘记，动物和我们一样，也在与癌症殊死搏斗。近几年，研究人员意识到，研究不同物种的癌症或许能有所收获，这也开辟了一个名为比较肿瘤学（comparative oncology）的新领域。比如，一篇2015年的综述中提到，狗患癌症的概率比人类高十倍，而裸鼹鼠、大象和弓头鲸则“似乎对癌症完全免疫”。 研究人员认为，补全这张“患癌风险图谱”能为癌症的遗传基础提供弥足珍贵的新见解。 由动物理解疾病 科学家从宠物身上得来的数据已经证明，这种研究方法行之有效。研究者写道：“给狗配种无意中形成了一种高危繁殖模式，通过这种方式生下的狗患上该品种特有疾病的几率较大。”同时，许多纯种狗的遗传变异受限，降低了研究者找出癌症相关基因的难度。而且狗的寿命较短，生理机能也和人类相似。因此，想要评估针对癌症预防...
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流式细胞术（Flow Cytometry, 简称FCM）是一种可以快速、准确、客观，并且能够同时检测快速直线流动状态中的单个细胞的多项物理及生物学特性，加以分析定量的技术，同时可以对特定群体加以分选。流式细胞仪（Flow Cytometer）集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、电子计算机技术、细胞荧光化学技术、单克隆抗体技术为一体的一种新型高科技仪器。AttuneNXT™：第二代声波聚焦流式细胞仪于2014年正式上市，作为流式细胞术的革命性突破，Attune NxT流式细胞仪采用声波聚焦原理，将待分析细胞聚焦于流动室中心轴，从而对快速流动细胞精准分析的一项全新高科技技术。AttuneNXT™第二代声波聚焦流式细胞仪六大特点：1. 声波聚焦 最大流速可达1ml/min；高进样速率时保持高灵敏度；更大的流动室设计，不容易造成样品堵塞2. 平顶光 最稳定最有效的均一激发；更小的数据差异性(CV)；每年仅需校正一次；平行排列交叉干扰小3. 可拆装光片 方便拆装；可自由插换滤光片分光镜4. 绝对计数 注射器式上样泵，精确定量上样体积，完成样本绝对计数5. 样本退回 支持未使用样本退回功能6. 兼容性强...
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液体活检、机器视觉、太阳能燃料，这些新技术是否能改变我们的未来？ 《科学美国人》与世界经济论坛联合发布了2017年全球十大新兴技术。这份榜单由《科学美国人》、《科学美国人》全球顾问委员会、世界经济论坛全球专家网络、世界未来委员会共同选出，涵盖了在医疗、计算机、环保等领域的最新技术，它们在提高生活质量、促进产业转型、保护地球环境等方面具有无限潜能。 “新兴技术正在重新定义工业，它们使传统的界线变得模糊，在我们前所未见的尺度上创造新的机遇，”世界经济论坛管理委员会成员、第四次工业革命中心主任Murat Sönmez说，“所有机构都必须通过正确的政策、规划与合作方式，让技术革新为人类构建更美好的未来，同时避免技术泛滥带来的风险。” 自2012年起，世界经济论坛开始评选年度十大新兴技术。在此前五年的榜单中，3D打印、CRISPR-Cas9、光遗传等技术已经成为我们生活、研究中的重要元素。而在今年的榜单中，又有哪些将改变人类的未来？ 2017年全球十大新兴技术一览： 1. 液体活检液体活检技术的出现，标志着人类在攻克癌症的道路上又前进了一大步。与传统的组织活检相比，液体活检具备多项优势：首先，对于组织活检无法企及的部位，液体活检可以成为替代品。其次，组织活检只能反映出样品中的信息，而液体活检可以检测出患者的整体...
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