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4月第1期《自然》《科学》《细胞》精选

2007-4-10 9:14:00 信息来源: 生物谷 
  •   4月第1期《自然》《科学》《细胞》精选
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气候模型预测美国西南部新尘暴

    科学家用19个气候模型的预测作的研究指出,美国西南部和墨西哥北部本世纪中将会明显地干旱化,而且可

能会变得像20世纪30年代北美尘暴时期那样干旱。其实,近来持续较久的旱灾可能就是这种气候变化的开端。这对当地居民靠廉价和现成水源的工农业经济将是很大的挑战。Richard Seager和同事研究了政府间气候变化专门委员会的第四次评估报告用的19个气候模型。这些模型显示,与上次该地区持续多年的旱灾不同,新近的干旱不是由热带太平洋海水表面温度的变化引起的,而是由亚热带的干燥区向极地方向扩展造成的。研究人员预测,这种更干燥的气候将不同于该地区历史上有记录的任何气候状态。

北大西洋深水也许有助于南极冰架融化

    Jean-Claude Duplessy 和同事的一项研究指出,12.5万年前的北大西洋深水温度比现在的高,那时的温度也许帮助南极洲冰架融化以及使间冰期海平面升高。目前的气候趋势提出,可能在下一个世纪到来的一个更温暖的世界,将有与最近的末次间冰期类似的温度,所以这项新研究也许对考虑这些变化对未来海平面的影响有帮助。Duplessy和同事用来自深海钻芯的氧同位素重构了北大西洋深水温度,估计那时比现在的温度高0.4摄氏度。研究人员说,这些更暖的海水迁移到南部,也许帮助了南极冰架融化。

分子马达”运动可能不需要微管网架介入 

    4月6日《科学》杂志发表的一项最新研究表明,“分子马达”蛋白kinesin的运动方式与科学家之前猜测

的并不相同,可能不需要微管网架(microtubule lattice)。 

    一般认为,kinesin是一种与细胞微管结合而起运输作用的马达蛋白。Kinesin是由两条轻链和两条重链构成的四聚体,外观上具有两个球形的“头”(具有ATP酶活性)。它的运动方式是一步一步节节进行的,通过水解三磷酸腺苷(ATP)来为每一步提供能量。而在每步之间,“分子马达”会停下来,直到ATP被绑定至其中一“头”。但是,科学家对于ATP通道(ATP gating)的精确机制一直存在争议。 

    一种观点认为,kinesin在步与步之间只有一头与微管相连,另一头无法与下一个绑定位点连接,除非ATP诱导kinesin发生构象变化。但还有一种观点认为,kinesin停下时两头都与微管相连,而两个连接头之间的应力(strain)使马达无法前进,直到ATP与其中一头绑定。但是,无论哪种模型,ATP绑定后都会激发一种与微管网架(microtubule lattice)相关的机制。 

    但最新的研究结果质疑了微管网架存在的必要性。领导该研究的是位于英国剑桥的玛丽居里研究院(Marie Curie Research Institute)的Maria Alonso以及论文高级作者Robert Cross,他们发现,一种微管成分——微管蛋白亚基(tubulin subunit)能够引导ATP的自我运转,从而使kinesin不用于微管结合。 

    凝胶过滤实验表明,未聚合的微管蛋白能在溶液中与kinesin绑定。通过测定溶液中的ATP酶活性,研究人员发现,自由微管蛋白可以促使kinesin头部的ATP水解,从而激发ATP循环。因此,论文作者认为,之前的两种kinesin运动理论都不成立。Cross表示,“我们的研究结果表明,微管几何结构与ATP通道机制完全无关。”研究人员推测,在运动间歇,kinesin一头的微管绑定位点一直处于“掩蔽”(masked)状态,而只有ATP与其另一头绑定才能除去这一障碍。 

    但是,此次研究的结论并没有得到完全的肯定。美国斯坦福大学的Steven Block最近发表了关于应力对kinesin运动的作用的相关文章,他表示,最新研究的结论并不能排除马达运动中应力的影响。即使kinesin是与自由微管蛋白结合,也存在微管蛋白亚基引发一些应变的可能。此外,微管蛋白亚基或许会很短暂地聚合成极小的微管,研究人员未必能够发现这一现象。 

    而哥伦比亚大学的Steven Rosenfeld则表示,该研究结果确实能够表明kinesin的运动可以不需要应力的控制,但并不意味着这就是“分子马达”运动调控的唯一方式。

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