
封面故事:亨廷顿氏症的病理研究
病理学家早就用显微镜来观察与疾病有关的变化了,但是否所有变化都不好却并不总是很清楚。在亨廷顿氏症中,聚谷氨酸盐扩张引起亨廷顿蛋白聚集成“内包体”,随后发生的神经元死亡被认为是由后者引起的。现在,一种新的自动显微镜被用来研究这一体系:该显微镜一旦聚焦于一个神经元,在经过任一时间间隔后,它会回到同一神经元。令人吃惊的是,“内包体”并不引起神经元死亡,而是降低发生突变的亨廷顿蛋白的水平,提高存活率,说明它们的形成是身体的一种适应机制。通过识别病理的、偶然的、或有益的变化,可以更好地了解疾病,更好地寻找治疗目标。本期封面所刊登的为一个神经元的三幅图片的拼接图。
谷氨酸盐运输分子的晶体结构
谷氨酸盐运输分子在大脑和周围神经系统中扮演一个重要角色,利用离子梯度来在谷氨酸盐从突触前神经元中释放之后将其从突触缝隙中清除掉。现在,Yernool等人确定了一种细菌的谷氨酸盐运输分子的晶体结构,该分子与人类的谷氨酸盐运输分子EAAT2有37%的相同点,其晶体结构让我们清楚地看到了这些运输神经传输物质的分子是如何工作的。该分子有一个引人注目的结构:它是一个简单的碗形三聚物,其作用是作为水溶剂的一个容器,这个容器半穿过细胞膜。“碗”的底部有三个基质结合点,其侧面为发卡状的螺旋体,它们的同步运动可能是交替接触细胞膜两边的关键。
火星上发现黄钾铁矾矿物说明什么?
黄钾铁矾矿物最近在火星上的发现,被认为是火星上至少Meridiani Planum地区曾经有水的证据。这是因为,在地球上,黄钾铁矾是在存在含有稀硫酸的地下水的环境中形成的,例如在矿山排水区域附近,或在富含硫的火山喷孔附近。因此,要形成黄钾铁矾,需要一个湿的、氧化性的和酸性的环境。但在地球上,从地质学的时间概念来讲,该矿物只有在干旱环境中才能持久存在,而在潮湿环境中,它会迅速分解,产生氢氧化铁。那么,火星上有玄武岩残留物的黄钾铁矾的持久存在能告诉我们关于火星历史的什么东西呢?模拟火星条件下化学风化过程的热力学模拟实验表明,黄钾铁矾若要一直存在,那么从其形成后不久开始就应当一直保持干燥条件。
关于鸟类与恐龙关系的新发现
化石通常并不能反映很多关于行为的情况。但在中国富产化石的辽宁省发现的一个引人注目的化石标本却保留了行为证据,该证据进一步揭示了鸟类与恐龙之间的关系(鸟类被假设是恐龙的前身)。新发现的中国鸟脚龙化石没有像经常所发生的那样变成扁平状,而是以三维形式保存下来,呈现代鸟类特有的睡眠或休息姿势。只有鸟类和少数哺乳动物在其折叠起来的翅膀上休息,而今天只有鸟类将头埋在一个前肢和躯干之间。这是证明很多鸟类特征出现在恐龙演化早期的又一证据。鸟类今天所采取的姿势在保存热量方面似乎是重要的,说明这些早期的食肉恐龙也可能是热血动物。
穴居动物视力的演化
穴居动物之所以没有视力,一直被归因于眼睛基因所发生的“功能丧失”突变。在对视力没有选择压力的条件下,这些突变逐渐积累了下来,而没有受到任何惩罚。但是现在,对没有视力的穴居鱼墨西哥脂鲤(Astyanax mexicanus)和其具有正常视力的、亲缘关系很近的、生活在地表的鱼类所做的一个对比表明,视力演化过程不是从眼睛本身开始的。相反,由于“刺猬”调节基因的放大表达而在发育中的胚胎的中间线上所出现的变化,引起基因的过度激发,后者随后又诱发晶状体细胞自杀,并使眼睛生长受到抑制。这样,穴居动物可能会选择一种目前尚未识别出来的性状,它跟与眼睛相关的基因共享调节成分,当对视力的需要不再很关键时,该性状就会承受选择压力。
果蝇躲避CO2的先天性行为
果蝇会躲避其他果蝇以前曾受到压力的小室,这一现象导致果蝇的一种躲避CO2的先天性行为被发现。摇晃或电击果蝇,会引起一种所谓的“压力气味”的释放,在该气味中CO2是一种活性成分。CO2激发果蝇的一组传感神经元。当它们的突触(神经键)被通过遗传手段阻断时,果蝇就不再躲避CO2。有趣的是,蚊子会因CO2的排放而被其热血寄主所吸引。简言之,果蝇不喜欢CO2,蚊子为CO2所吸引。鉴于嗅觉机制在演化过程中在昆虫身上保留了下来,关于果蝇是怎样探测CO2的知识也许还可帮助开发干扰CO2的探测的驱虫药。
关于大脑成像机制的一项新研究
关于大脑成像机制的一项新的研究工作表明,当人类必须识别如面部和房屋等目标的“嘈杂”的、退化的图像时,大脑的背外侧额叶前部皮质通过比较专门用于感觉不同目标类别的腹颞皮质的各个部分的输出来做决定。这些发现表明,人类大脑也许用一种简单的减法来做关于高层次目标的决定。


