據美國《探索》雜誌報道,目前,該雜誌列舉了2008年度100項重大科學新聞,其範圍包括了天文學、自然生物學、物理學、醫學等領域的重大突破和發現。以下為微生物部分:
1、美國FDA與中國藥品食物監督接軌
隨著中國食品和藥物業績的攀升,今年也相繼出現了一些不良事件,諸如:牛奶中發現三聚氰胺。為了更加規範藥品食物的健康運行,2008年11月,中美兩國達成協議,美國食品及藥物管理局(FDA)在北京、廣州和上海分別設立辦公室,今後中國也將在美國設立相應的辦事機構,進一步促進加強兩國在食品藥物監管方麵的國際合作。
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2、海洋環境中“死區”逐漸增大
由於人類大肆捕撈,目前全球海洋一半的魚類已消失,超過一半的珊瑚已不存在。海洋汙染使海底環境日趨惡化。2007年8月,斯克裏普斯海洋學協會海洋生態學家傑裏米·傑克遜(Jeremy Jackson)在美國《國家科學院學報》(PNAS)上發布文章稱,海洋多細胞生物的大量消失滅絕,將直接導致生態多樣性的動物和植物的數量減少,從而使微生物占據生態係統主導地位。
3、零售DNA測試
在未與“零售DNA測試”服務23andMe奠基人安妮·沃西基見麵之前,我隻知道關於她的三件事情:她剛懷孕;她的丈夫是GOOGLE公司的塞奇·布瑞恩;以及她曾經去過耶魯。但是經過與她在咖啡屋裏進行一個小時的聊天,我知道了她更多的“秘密”,自從沃西基與合作人琳達·阿維共事後,她也對自己進行了“零售DNA測試”,結果顯示:喝咖啡經常會使她感到頭暈;她喜歡將鞋子裝飾得很漂亮;很喜歡吃新鮮出爐的麵包;她的未出生兒子有50%概率遺傳帕金森氏症。
獲悉並分享你的基因秘密是23andMe“零售DNA測試”的核心內容,但同時這項最新技術也頗具爭議。你隻需花費399美元便能進行唾液DNA測試,該測試將評估你的90多項身體狀況,比如:禿頭、失明等。據悉,23andMe並不是全球唯一一家進行DNA測試的公司,但是該公司卻能夠提供最優質的服務。
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4、不再需要終生服用藥物的有效的腎器官移植
人體器官移植是一項重大挑戰,需要免疫性藥物輔助治療,以及接受者和捐獻者匹配的人類白細胞抗原(human leukocyte antigen)標記,並且免疫細胞接受者能夠識別異種蛋白。今年1月份,美國波士頓馬薩諸塞州總醫院的研究人員研製出一種新技術,能夠在接受者和捐獻者的情況下,順利實現腎器官移植。通過向患者輸入捐獻者的骨髓細胞,在5位移植患者中有4位在術後1年便不再服用抑製性藥物。
5、塑料製品安全性遭到置疑
2008年,塑料製品的安全性遭到了嚴厲的抨擊,聚碳酸脂塑料中發現一種起到雌性激素的化學物質——雙酚A(BPA),該物質通常用於製造塑料瓶。今年10月份,通過對雙酚A的科學研究分析,加拿大政府宣稱未來將調控禁止雙酚A用於製造嬰兒飲水瓶。其他一些國家也相繼推出這樣的禁令,但是就在9月份,美國食品藥物管理局(FDA)曾聲稱用雙酚A製造塑料瓶是安全的。
6、流感源自亞洲
今年4月份,發表在《科學》雜誌上的一項最新研究顯示,肆虐全球的流感病毒都有一個源頭,自從2002年開始研究分析,現跟蹤至亞洲東部和東南部。
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7、科學家從幹細胞生產出人體血液
今年8月份,科學家首次在實驗室成功地利用胚胎幹細胞人工培育出O型陰性血液。由於O型陰性血也被稱為“萬能血型”,能夠與任何其它血型相匹配,這就使得人類未來將不必再為血源緊張而發愁。
8、細胞重組有助於治療糖尿病和其他疾病
今年8月份,科學家已成功把活老鼠體內的普通細胞轉化為能生產胰島素的細胞,為治療糖尿病邁進一大步。醫生將來可能用病人自己的細胞去對抗疾病,而不用從胚胎抽取出來的幹細胞。理論上,這種細胞轉換技術還可用在肝、皮膚、脂肪細胞上,借以對抗多種疾病。
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9、兩種治療老年癡呆症的有效藥物
目前,二種非傳統治療藥物對於老年癡呆症的初期治療取得了可喜療效,這兩種藥物分別為:Rember和Dimebon,它們可以減緩老年癡呆症對患者造成的智力減退。經臨床測試顯示,這兩種藥物對於老年癡呆症並沒有副作用。
10、沙門氏菌爆發食物安全危機
自今年4月10日出現第一例沙門氏菌患者以來,在近4個月裏已有兩人死亡。在“罪魁禍首”最終將發現之前,共浪費了價值1億美元的西紅柿。據悉,沙門氏菌病是由沙門氏菌引發的腸道傳染病。沙門氏菌是通過食物傳播的一種病菌,禽肉、禽蛋是導致人類感染這種病菌的主要源頭之一。豬肉、牛肉、穀類、水果和蔬菜也可攜帶這種病菌。患者的臨床表現包括頭痛、惡心、腹痛、嘔吐、腹瀉、發熱等。最終,研究人員才發現沙門氏菌的病源來自於2007年春天從墨西哥進口的一種辣椒粉。
11、基因療法使盲人恢複視力
今年11月份,一項新型基因治療方法可以使數十名先天性黑蒙(Leber congenital amaurosis)的失明患者重新恢複視力,據悉,導致該失明疾病的根源在於人體缺少或損失一種叫做RPE65的基因。
12、鋰能夠有效治療肌萎縮側索硬化症(ALS)
很少有疾病能夠像肌萎縮側索硬化症(ALS)一樣導致嚴重的神經組織退化,該病症還有一個名稱就是“Lou Gehrig”症。今年2月份,意大利比薩大學解剖學教授弗朗西斯科·福奈(Francesco Fornai)的最新研究顯示,鋰能夠有效改善ALS症的病情發展。據悉,鋰能夠有效地治療雙極性情感疾病(bipolar disorder)。在這項研究中,16位ALS患者接受了藥物結合治療方法,其中所服用的藥物riluzole和鋰碳酸鹽。其28位ALS患者隻單獨接受riluzole藥物治療,經過15個月的藥物服用觀測,8位僅服用riluzole藥物治療的患者已死亡,而服用鋰碳酸鹽的患者人群卻沒有出現死亡。
13、發現第一種噬病毒體
巨病毒分離毒株來自英國布拉福德市的一個冷卻塔。最初因其大小(是已知最大病毒的三倍大,而且大於很多細菌),該病毒被誤認為一種細菌,它是在名為“Acanthamoeba polyphaga”的原生動物中發現的。當它被識別為一種病毒時,它被稱之為一種模仿病毒(mimivirus,因其與細菌相似而得名)正式稱謂為APMV。現在,一種新的、甚至更大的APMV毒株已從巴黎一個水冷卻塔中分離出來。引人注目的是,該病毒並不是孤立的,其本身還被一種“衛星病毒”所寄生。被稱為Sputnik的這種病毒在“建造”在被APMV共感染的阿米巴中的“病毒工廠”中複製。比照噬菌體,Sputnik被看作是人們所發現的第一種噬病毒體。它也許隻是一座噬病毒體冰山之一角,因為對海洋水域所進行的宏基因組學研究顯示,存在大量與巨病毒密切相關的基因序列,從而導致人們懷疑:它們是一種共同的浮遊生物寄生蟲。這種名叫Sputnik的病毒,可以從宿主病毒和其他微生物上“攻擊掠奪”基因,進而實現顯著的基因混合效應。
14、抗瘧疾基因可降低艾滋病患病幾率
美國空軍研究人員通過對1200名艾滋病患者的深入分析研究,從中發現了非洲後裔在艾滋病感染方麵的一個新的基因危機。之前科學家都知道非洲人群中存在著一種抵抗瘧疾的基因,然而,這種基因存在著一定的矛盾性,它同時降低了艾滋病的感染幾率。
15、合成基因組人造生命誕生
今年1月份,有“科學怪人”之稱的美國生物學家克雷格·文特爾和他領導的研究小組日前宣布,他們已人工複製成功一種支原體的基因組,完成“造物”的最關鍵一步。
據稱,這個支原體就是能導致性病傳播的生殖支原體,它擁有485個基因、58萬對堿基,是已知的基因組最小、最簡單的生命形態。由於無法自我複製,病毒不被認為是完整的生物。文特爾研究所的科學家將製造人造生命的研究分為“三步走”,“而整個過程是從四瓶化學物質開始的”。在第一步中,他們首先製造了4個DNA堿基A,G,C和T,這4個堿基可重複配對58萬次,合成數百萬DNA片段。第二步就是將這些片斷“組裝”成DNA鏈,並形成完整基因圖譜。文特爾說,這次的成功標誌著第二階段的完成。
該實驗室研究人員漢密爾頓·史密斯在《科學》雜誌上發表論文稱:“我們的實驗證實創造大型基因組現在是可行的,是可以逾越的。”
16、歐洲藍眼睛源於10000年前的基因突變
據今年1月份發表在《人類遺傳學》雜誌上的一項研究報告稱,人類之所以長著藍眼睛是由於1萬年前一次基因突變所形成的,此後這種藍色眼睛基因人群便迅速在歐洲人口之中蔓延。
17、美國食品及藥物管理局批準克隆動物肉製品銷售
今年1月份,美國食品藥品管理局(FDA)宣布批準克隆動物的奶製品和肉製品上市銷售,並宣稱這些有爭議的食品可以像來自正常動物肉製品那樣安全食用。
美國食品藥品管理局稱“我們得出的結論是克隆動物,比如克隆牛、豬和山羊的肉和奶,可以安全食用。”此前,美國食品藥品管理局耗時6年研究是否允許以克隆動物為原料製成的食品上市銷售。美國食品藥品管理局2006年宣布克隆動物製品與正常飼養的牛的製品沒有任何區別,但FDA通告生產商在確定的指導政策出台前不要上市銷售克隆動物製品。
18、科學家僅需5分鍾觀測艾滋病毒誕生
今年6月份,美國洛克菲勒大學一位病毒學家和一位生物物理學家,利用一種特殊的、隻照亮細胞表麵的顯微鏡,親眼見證了幾十個分子在一個活的細胞表麵聚集,最終形成一種可怕的病毒——艾滋病病毒的過程。這是人類第一次看到艾滋病病毒的產生過程,將對艾滋病的治療和治愈產生巨大的影響。
19、隕石從太空帶來生命遺傳物質
1969年,有著4.6億年曆史的默奇森隕石(Murchison)墜落至澳大利亞境內。早期研究者在該隕星墜落地點提取到DNA及RNA成份,然而誰都無法明確是堿基分子來自太空還是僅僅為土壤汙染。今年6月份,倫敦帝國學院的澤塔·馬汀(Zita Martins)和他的同事們經過一係列研究後宣布他們在隕石上發現了遺傳物質的關鍵組分。這一發現支持了一個觀點,即40億年前小行星對地球的撞擊開啟了生命之旅。
馬汀稱,她發現這顆隕石包含著兩種分子:一種來自RNA的核苷酸基,另一種是黃嘌呤,它是合成DNA和RNA的中介物質。她還對比了兩者中兩類碳原子(碳13 與碳12)的百分比,相比之下,黃嘌呤含有更多的碳12。馬汀說:“這是第一次證實隕石中所含苷酸基是‘天外來客’,從該研究結果得知生命起源化學物質就可能已流露出孕育生命的跡象。”
20、微生物偷竊基因無性繁殖千萬年
一直通過無性繁殖“傳宗接代”的淡水微生物曾讓科學家感到非常吃驚,現在他們通過研究發現,這些微生物能從其他物種“竊取”基因,因此它們或許能很好地幸存下去。他們發現,起源於細菌、真菌甚至植物的基因,組成了蛭形輪蟲的DNA。蛭形輪蟲是在4000萬年前放棄有性生殖的微小動物。
21、“精銳”免疫係統可以預防艾滋病
一些個別人感染艾滋病病毒,卻很少生病。科學家暗示著這些人群叫做“精銳受體”,他們的免疫係統能夠控製整個強度的艾滋病毒。研究人員發現測試者體內含有一種叫做“CD8+ T”細胞。科學家指出,這二種機理不僅可以直接壓製病毒複製,還可以選擇變異病毒,抑製其病毒性發作。
22、罕見的基因突變導致精神分裂症
許多小型的基因突變可能會促成精神分裂症的形成,而這些基因突變中的每一種都是罕見的。盡管像精神分裂症這樣的複雜疾病常常具有家族性,但似乎沒有一種單一的基因突變可以引起該種疾病。目前有關基因對精神分裂症影響的研究工作假設是“常見疾病—常見等位基因”模型。該模型提出,精神分裂症是由普通基因突變的結合所引起的,其中每種基因突變都貢獻了其適度的影響。
23、低脂飲食不如低碳飲食效果好
今年7月份,一項發表在《新英格蘭醫學》雜誌最新研究顯示,吃低碳食物比脂肪食物對於減肥效果更明顯。研究人員對三種食物進行了測試,低碳食物、高脂肪食物和低碳水化合物食物(地中海式食物),最終科學家們發現低碳食物能夠更好地控製體重減少。
24、唾液可以加速傷口愈合
荷蘭研究人員的一項研究表明,人類唾液中有一種蛋白能有效加速潰瘍、外傷等傷口的愈合。研究人員在數個培養皿中培養從人的口腔內采集的上皮細胞,讓細胞增殖並布滿整個培養皿內表麵,然後在每個培養皿內的細胞層中都劃掉一小片製造出“傷口”,接著用人的唾液對“受傷”的細胞層進行處理。16個小時後,人唾液處理過的細胞層“傷口”基本愈合。這表明,人唾液中含有特殊成分,能夠加速口腔細胞“傷口”的愈合。研究人員使用多種技術把人的唾液分離成單一成分,並進行細胞“傷口”測試,發現起作用的是蛋白。
25、細菌生物首次被發現具有驚人記憶能力
今年2月份,日本科學家的一項最新研究首次證實,在一種原生質粘菌中發現了記憶能力和神經活動性。該研究成果有望揭示智慧和智力的最初起源。
日本北海道大學的Toshiyuki Nakagaki和同事曾經證實,阿米巴門菌能夠穿過迷宮,解決很簡單的謎題。而在最新的研究中他們發現,當對一種名為多頭絨泡菌的阿米巴門原生質粘菌施加一係列周期性刺激後,它能夠學會其中的變化模式並能夠按照預期,在下一次刺激到來之前改變自身的行為。更重要的是,研究人員發現即使當刺激停止,這一記憶仍會在多頭絨泡菌體內維持數個小時。
26、抗抑鬱藥可用於治療弱視
今年4月份,意大利研究人員發現一種藥物可治療弱視,該研究發表在4月份出版的《科學》雜誌上。據悉,這種藥物是普羅薩克(Prozac),曾是一種主要用於治療精神紊亂的藥物。在由意大利和芬蘭科學家組建的研究小組最新實驗中,他們對老鼠進行了測試,結果發現它對於老鼠大腦視力組織具有一定的可塑性,該現象僅形成於早期發育階段。目前,科學家們推測普羅薩克可用於治療兒童早期視力下降。
27、科學家用病毒製造微型電池
今年8月份,美國麻省理工學院研究人員宣稱,僅有半個人體細胞大小的微型超前主義電池將由病毒微生物構成。麻省理工學院工程師現已完成這種微型電池三個部分中的兩部分設計,該微型電池可向植入式醫學傳感器或實驗室計算機芯片提供動力,以及那些非常小的物體。此外,它還可以超乎想像地植入其他生命體內。據悉,這種微型電池可以在某裝置表麵進行蓋印或打印。
28、辣椒產生辣椒素避免真菌攻擊
今年8月份,一項科學研究顯示,辣椒產生辣椒素主要是用來保護它們不受真菌的攻擊感染,辣椒素是形成辣椒辛辣味道的主要化學物質。據悉,研究人員對玻利維亞超過200英裏長區域中的辣椒的辣椒素濃度和真菌病害率如何變化進行了調查,從而得出了上述結論。辣椒容易受到在其表麵打洞取食的小蟲傳播的真菌的感染。一旦真菌進入果實中,即便是微量的真菌也足以毀掉辣椒種子。
29、快速受精揭示開花植物多樣性之謎
目前據科學家評估,世界上有已知的270000種已知被子植物,或開花植物,但僅有大約900種裸子植物,其中包括針葉樹、蘇鐵綱植物和銀杏樹等不開花植物。美國田納西大學諾克斯維爾分校進化生物學家約瑟夫·威廉姆斯(Joseph Williams)稱,被子植物和裸子植物之間的差異性在於被子植物存在至關重要的受精過程。他研究顯示,被子植物通過花粉管攜帶花粉中的精子與卵子快速結合,因此形成了世界上開花植物多樣性。
30、細菌可以控製氣候
美國路易斯安那州大學生物科學係副教授布倫特·克裏斯特納(Brent Christner)表示,在全球範圍內降水區域的大氣層中有一種非常有效的“造雨細菌”。它們能夠形成冰晶體,而這種冰晶體在雲層中是形成雨雪的重要元素。這種存在於大氣層中的細菌被稱為“造雨細菌”,可能引發形成雲層中的冰核顆粒,進一步影響全球氣候水循環。這項研究具有重要意義,填補了人們對大氣層冰核科學性理解的空缺。該研究報告將發表在11月17日出版的美國《國家科學院學報》(PNAS)期刊上。
31、鴨嘴獸具有爬行動物、鳥類和哺乳動物的基因特征
鴨嘴獸長著鴨子的嘴和腳;下蛋卻又用母乳喂養後代;一半時間生活在陸地上,一半時間又待在水中……集如此多的古怪特性於一身,難怪當這種澳大利亞特有的動物剛被介紹給歐洲人時,許多著名的生物學家會認為,鴨嘴獸不過是一個拚湊出來的噱頭。雖然科學界早已接受了鴨嘴獸的獨特存在,但直到今年5月份,由美國華盛頓大學韋斯利·沃倫率領的研究小組成功破譯了鴨嘴獸的基因圖譜,它在進化樹中的精確位置才得到確定。通過比對鴨嘴獸與其他動物的基因圖譜,研究者指出,乳汁的產生開始於距今1.66億年前,那時,哺乳動物剛剛從蜥形類動物中分化出來,鴨嘴獸的祖先就出現於這個階段。此外,在許多與功能相關的基因上,鴨嘴獸既擁有哺乳動物的類似基因,也擁有鳥類的類似基因。
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