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怪异科学集:和iScience一起庆祝万圣节!

Cell Press CellPress细胞科学 2020-01-12

万圣节来了,不论你是在去万圣节派对的路上,还是在实验室里做科研,都可以和小编们一起来看看怪异科学集。


吸血鬼树没有闪闪发光,但他们随随便便就把邻居的生命吸了光。


一项新研究详细揭示了“不死树桩”与其周边树木的关系——可能是由于树木为获得更大的根系系统,导致了“树已成桩”但还依然具有生命力的现象。研究结果阐明了一种认知转变,即将树木作为个体的观念转变为将森生态系统理解为“超级机体”(organisms)。



这个万圣节不想雕刻南瓜?也许雕刻空心纳米材料更适合你。


尖晶石氧化物可作为低成本的高效催化剂,其研发十分有必要。然而,合成具有稳定控制的结构且高效稳定的尖晶石体系仍然具有挑战性。该研究通过简单无模板方法展示了如何设计用于低温CO氧化的复杂纳米结构钴基双金属尖晶石催化剂。这一尖晶石纳米结构可提供高表面积和独特的表面化学性质,以产生丰富的活性位点,继而显示出高水耐性和高催化活性的特点。理论模型表明,这一设计可防止催化剂在富湿条件下失活,其设计理念可以扩展到其他的混合过渡金属氧化物。




你的万圣节服装需要一些令人毛骨悚然的刺吗?河豚可以给您一些启发。


硬骨鱼类的皮肤在发育过程中长出许多类型的附属物,但人们对这些结构的生长基础知之甚少。河豚在其典型生长过程中会发育出一些巨型皮肤附属物,即皮刺。该研究证明了河豚无鳞棘的生长原因是保守的基因相互作用,这些相互作用是一般脊椎动物皮肤附属物形成的基础,包括羽毛和头发。来自CRISPR-Cas9和小分子抑制的遗传信号通路若被进一步修饰,则会导致脊柱覆盖范围的减少,从而解释了河豚身上皮肤附属物的多样化机制。以各种形态呈现的皮肤结构可以帮助河豚适应各种生态位。



你也害怕黑暗吗?试试这个自发光的鲨鱼!随着数个世纪以来生物荧光的发展,它将消灭夜晚出现的所有怪物。


随着海洋探测技术的发展,人们发现了黑暗的海底世界中有许多发出荧光的生物,也越来越了解海洋环境中生物荧光的广泛性质。然而,负责这种发光表型的分子多样性主要限于绿色荧光蛋白(GFP)、类GFP蛋白和荧光脂肪酸结合蛋白(FABPs)。在本研究中,研究者描述了人们未曾了解过的一组溴化色氨酸-犬尿氨酸小分子代谢物,它们在两种鲨鱼发出绿色生物荧光中发挥着关键的作用。该研究阐明了这组物质的结构、抗菌和光谱特征。总体而言,这项研究详述了负责海洋生物荧光的小分子家族,并为后人研究其在中枢神经系统信号传导、抗微生物感染和光保护中的作用提供了一定的指导。




每个人都可能有虚拟好友,那么虚拟磁场呢?


本研究展示了一个可以增强费米子配对和超流动性的虚拟磁场,并通过精确的二体解和均值场理论证明了上述效应。该效应与真实磁场的作用相反,为形成具有高超流体转变温度的强费米超流体提供了理论基础。



有一些海洋生物入侵您的个人空间吗?我们也是!罪魁祸首竟然是生物化学。


大多数活跃于海底的无脊椎动物具有浮游性幼体期,该阶段结束之后它们会定居在同种成体上或附近,从而形成聚集体。尽管来自成年成虫的沉降信息素被认为是聚集体形成的关键驱动因素,但令人惊讶的是,三十多年来几乎没有人确切地发现了这种信息素。本研究展示了在侵入性沙筛贝Mytilopsis sallei中,三种嘌呤(腺苷、肌苷和次黄嘌呤)以协同且精确的比例(1:1.125:3.25)释放,通过诱导特定的幼虫沉降和变态产生信息素。这项研究为我们理解侵入性生物的生态学和传播过程提供了重要的见解,并表明嘌呤的组合和比例可能对基于嘌呤的信号传导系统至关重要。



细菌的骗局:避免氰化物中毒。


生活中存在保护合作团体不被欺骗者利用的机制。最近针对铜绿假单胞菌的观察结果表明,有一种典型的欺骗者控制机制,合作者细胞(cooperator)通过氰化物中毒惩罚或“管制”欺骗者细胞(cheater)。这些欺骗者细胞缺乏多效性群体感应调节剂,该调节剂可控制包括氰化物在内的协同分泌物的产生,并且可能还控制氰化物的抗性。然是,本研究直接测试并驳斥了氰化物管制模型。与该假设相反,欺骗者细胞不受氰化物的影响。在与富含氰化物或缺乏的合作者细胞的共培养中,欺骗者细胞突变体的生长同样良好。而且,它们对外源性氰化物的抵抗力与野生型细胞相同。该研究结果突出了基因结构在合作行为演变中的作用。




-我要以高分辨率拍下你的大脑!

-拍我不行,拍果蝇可以。


人们如今可以利用许多超分辨率技术观察低至纳米精度的细胞结构。但是,当前的超分辨率技术主要依赖于波前工程,或者信号闪烁或波动的宽域成像,因此成像深度受到限制。本研究提出一种能够以约200μm深度、20nm横向分辨率对完整的果蝇大脑进行成像的技术。研究结合了多种容易获取的技术,提供了完整果蝇大脑中紧密缠结的树突纤维的三维分辨率。该方法为全脑神经网络研究铺平了道路,且适用于其他高分辨率生物成像。



万圣节上打扮成奇怪动物的小伙伴很多,但你见过长毛的蜗牛吗?


白垩纪中期的缅甸琥珀中储存了十分丰富的动物化石。借助这类琥珀,本研究发现了多毛蜗牛的最古老化石记录,并提出了一种对蜗牛长毛的解释——为了适应热带森林环境。研究者认为,蜗牛的毛发可帮助其在觅食期间增加对植物的附着力,而这种适应可能是由开花植物的同时期扩张引起的。白垩纪陆地多毛蜗牛的这种进化适应也导致了物种的多样化。



夜太黑,应该怎么找到回家的路?来问问聪明的蚂蚁吧!


本研究结合单独跟踪、变化的模块化巢结构以及空间分辨的化学特征,通过多种技术探究了Camponotus法拉特蚁如何在黑暗的环境中实现准确的“导航”。研究结果发现,与地面上的蚂蚁导航不同,在地下暗巢里“导航”的蚂蚁不能依赖于远程信息,而是利用重力、化学线索和多目标记忆代替视觉线索。此外,在遭遇灾难或巢穴被摧毁之后,蚂蚁响应环境的变化十分迅速,且能够重新调整信息源的相对权重。



节日大餐吃多了?来点蓝莓拯救一下代谢吧!


蓝莓的代谢改善作用早已得到认可,但其具体机制仍不清楚。本研究发现,使用蓝莓提取物(BE)进行治疗可改善小鼠的肥胖相关代谢综合征(由饮食和遗传因素引起)。进一步探究其机制后,研究者表明这一作用与棕色脂肪组织的能量消耗增加有关——BE治疗可激活棕色脂肪组织和肝脏中的胆汁酸受体TGR5和FXR。通过降低血清结合胆汁酸的含量并增加游离胆汁酸,BE治疗还可改善肝脏的脂质代谢。另外,这些观察结果与双歧杆菌和乳杆菌扩增等肠道菌群的变化密切相关。




Trick or Treat!


无论是"妆神弄鬼",还是苦读论文,大家明晚早点回家噢!



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