世界十大前沿科技【前沿】

　　科学新知 　　 　　基因变异造就白马 　　毛色雪白的马常被赋予纯洁、神圣的内涵，然而，科学家研究称白马实为变异马种，它们的毛色是由于体内携带一种变异基因促使马衰老，以至华发早生。约每10匹马中有1匹马携带变异基因，携带这种基因的马出生时，毛色是棕色、褐色或黑色，随着年龄增长，毛色在6年之内渐渐变为白色。
　　白马虽美，却不利生存。由于毛色太浅，白马在野外极易被肉食动物发现，成为猎物，同时，体内黑色素缺乏使皮肤不能很好抵御阳光，大大增加它们患皮肤癌的可能。
　　
　　小鸟嗅觉也灵敏
　　德国科学家对鸟类的嗅觉基因进行了研究，发现鸟类的鼻子比想像中的更灵敏。根据假设，动物具有的嗅觉受体越多则它们的嗅觉越强。在研究分析的鸟类中，嗅觉最灵敏的是枭鹦，具有667个功能性嗅觉受体基因；褐鹬鸵则携带约600个功能性受体基因。人们相信，敏锐的嗅觉将帮助这些鸟类在夜晚觅食。研究人员表示，鸟类的嗅觉水平可能与人相当，甚至更强一些。但是基因数量仅仅是一个粗略的指标，要想清楚鸟类的嗅觉功能，还需要更多的遗传学和行为学研究。
　　
　　皮肤可制造**类物质
　　一项新的研究显示，皮肤已经加入了能制造内源性**素的器官行列中，这些**类物质对皮肤的健康是必要的。
　　皮肤中的这些化合物帮助皮脂腺保护我们免受外界因素的伤害，比如防止风和太阳造成的干燥。皮肤病学家长久以来一直猜测，精神状态可以影响皮肤，现在发现皮肤既能对神经肽作出反应，也能在外界环境的刺激下产生神经肽。以前人们以为这种物质只存在于大脑中，这项新研究对人们长久以来怀疑的大脑和皮肤之间以及压力和脓疱之间的联系给予了证实。
　　
　　雌雄两性需要不同饮食
　　饮食对个体的生存质量、寿命和生殖繁衍有重要影响，一项新研究发现，性别是决定一种饮食是否适合促进长寿和繁殖成功的重要角色。
　　科学家对澳大利亚黄斑黑蟋蟀进行长期研究，结果发现，高碳水化合物、低蛋白饮食能使雄性和雌性蟋蟀的寿命都达到最大化，但是碳水化合物和蛋白质的比例变化对两性繁殖成功率具有差异性显著的影响。当碳水化合物和蛋白质比例为8:1时，雄性蟋蟀寿命最长且繁殖成功率最高，而雌性蟋蟀在二者比例为1:1时繁殖成功率最高。
　　
　　无眠基因被发现
　　科学家在蝇类中发现一个无眠基因，该基因为正常睡眠过程所必需，是直接与睡眠调节有关的第2 个基因。这些发现增加了我们对睡眠调节过程的知识，并可能最终帮助人类改善睡眠的质量。
　　缺乏无眠基因编码蛋白的突变蝇类出现了每日睡眠时间的极端缩减（可高达85%），有些则根本没有睡眠；无眠蛋白水平适度减少的蝇类在被剥夺睡眠之后其恢复性睡眠期变得较短。研究人员提示，无眠蛋白在脑中被释放出来后通过降低神经细胞膜的兴奋性而引发睡眠的欲望。
　　
　　头条新闻
　　
　　比目鱼化石研究揭开进化谜团
　　美国科学家发现了比目鱼过渡形式的重要化石证据，终于解开了比目鱼进化过程中一个长期存在的争论。尽管未成年比目鱼的眼睛在头的两侧，但它们在成年过程中，一只眼睛会在头骨周围逐渐移动，直至两只眼睛处于头的同一侧。一些进化生物学家都认为这一特征是通过多代的进化逐渐出现的，然而，处于进化中间阶段的比目鱼（眼睛部分偏移的比目鱼）化石在之前却一直没有找到。
　　新物种曾被当作是来自意大利的不确定鱼类化石，有显著的非对称头骨。它和另一种已知物种都是原始的比目鱼，它们化石最显著的特征就是存在眼窝移动但都未越过中线。研究人员解释说，发现的是比目鱼的过渡期和其他鱼类中的安排，这些化石表明，现今比目鱼头骨的非对称性进化是在自然界中逐步进行的。
　　
　　HIV天生免疫源于特殊基因
　　有些人似乎对艾滋病具有天生的免疫力，他们经常处于艾滋高危环境中，却从不会被感染。加拿大科学家近日研究称，这可能要归功于他们体内同时表达了两种特殊基因――KIR3DL1和HLA-B*57。
　　尚未有研究能清楚地解释这种保护机制，KIR3DL1编码免疫系统天然杀手细胞（NK）表面的受体，NK细胞被激活后能摧毁受感染的细胞。HLA-B*57基因编码一个通常能在所有人体细胞表面发现的受体，它绑定KIR3DL1并会抑制NK细胞的活性。研究人员提出一个最可能的假设是，HIV阻止了HLA-B*57编码的蛋白在受感染的细胞表面进行表达，使其无法绑定KIR3DL1。结果，NK细胞保持活性并摧毁被病毒感染的细胞。当艾滋病毒开始感染人体细胞时，这一机制能迅速发挥作用，携带这两个特定版本基因的人或许就能够更有效地破坏受感染的细胞，从而降低他们感染艾滋的机会。
　　
　　科学家发现古老“RNA世界”遗迹
　　蛋白质几乎执行了所有生命的细胞功能，但是许多科学家相信情况并非全都如此，并且已经发现了RNA在细胞活性调节中发挥重要作用的许多例子。那么，RNA是如何调节基因的呢？
　　最新的研究中，美国科学家发现，仅有两个核苷组成的名为cyclic di-GMP的RNA分子能够激活一个更大的RNA结构――核糖开关。核糖开关能够调控大量的生物活性，它们位于信使RNA的单链上并传输DNA的遗传指令，能够独立决定该激活细胞里的哪些基因，这曾被认为是蛋白质独有的能力。
　　研究人员相信，数十亿年前，包含RNA的单链核苷是生命的最初形式，执行目前由蛋白质完成的一些复杂的细胞功能，他们将其称作“RNA世界”。核糖开关在细菌中高度保存，表明了它们的重要性和古老血统。理解RNA的工作机制还能导致新的医疗手段，比如，模拟cyclic di-GMP的分子能够用于解除霍乱等细菌感染。
　　
　　人类发声脑回路可能源于远古鱼
　　豹蟾鱼和它们的近亲蟾鱼都有与其他许多动物一起发声的能力。对这些鱼所做的一项新研究提示，驱动发声的脑系统非常原始，它们早在4亿多年前就已经和多骨鱼一同进化了。豹蟾鱼用它们的浮囊及附着其上的肌肉来发出多种声音以吸引配偶并保卫其领地。这些鱼有一个由节律性放电神经元组成的脑中回路，该回路支配着它们发声肌肉的收缩率，从而控制它们叫声的音调和时间长短。
　　研究人员对幼鱼中的这一神经元网络进行定位，并发现该网络的发育横跨一个包括后脑基底部及脊髓上部的特别区域。这种模式的神经元发育与其他发声的脊椎动物类似，提示驱动发声的脑中回路可能起源于遥远的多骨脊椎动物的进化。发声系统的其他方面，即特别的肌肉和发声器官（如鱼类的浮囊、鸟类的鸣管及人类的喉部）似乎是从不同的谱系独立进化而成的。
　　
　　破解日本脑炎病毒致命秘密
　　科学家日前破解了日本脑炎病毒如何让许多被感染的儿童终身受大脑和神经系统问题困扰的秘密，该发现可能帮助科学家设计出一个基于改进挽救神经细胞和干细胞并帮助它们增殖的治疗策略。
　　日本脑炎（乙脑）病毒是由蚊子传播的，大约有30亿人生活在日本脑炎流行的地区，每年亚洲超过5万人感染，其中大多数是易感儿童，约70%感染这种病毒的儿童会死亡、终身瘫痪、痉挛或者产生智力缺陷。对日本脑炎感染没有特定的疗法，流行区的公共卫生当局依靠的是控制蚊子的措施和为儿童接种疫苗。
　　在新研究中，发现日本脑炎病毒会干扰特定阶段的干细胞分化，阻止它们增殖，一种常见抗生素四环素的衍生物米诺环素可以保护感染日本脑炎的小鼠免受脑和神经损伤。这些数据提示可以考虑米诺环素作为人类日本脑炎临床实验的候选药物。
　　
　　精神分裂症与特殊蛋白缺乏有关
　　精神分裂症是一种复杂的神经疾病，它影响着大约1%的人口。尽管已知大脑的前额叶皮层和海马区与该病有关，科学家对于引发该病的生物化学根源知之甚少。与精神分裂症发生风险高有关的一个蛋白质是Neuregulin-1（Nrg-1），它在神经系统的发育和功能方面扮演着一个至关重要的角色。
　　此前的研究表明，精神分裂症患者的Nrg-1信号传导中断。研究人员证实缺少Aph1B/C-伽玛-分泌酶（它在本质上是一种分子剪刀，可以把Nrg-1剪切成正确的长度）可能在小鼠中引发类精神分裂症的症状，并且此类药理学和行为的异常可以通过针对这种分泌酶的抗精神病药物加以逆转。研究人员提出Nrg-1过程的调控不良可能会增加精神分裂症的风险，而且这在其他相关疾病中可能也有意义。
　　
　　聚焦中国
　　
　　我国首次用CT复原古人类脑
　　近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所同高能物理研究所合作，利用高清晰度工业CT对柳江头骨化石进行了扫描和三维重建，这是我国学者首次利用CT技术清晰展示的古人类脑的形态特征。20世纪50年代发现于广西柳江的人类头骨化石，是迄今在华南地区发现的保存最为完整的更新世晚期人类化石，其与北京周口店及其他古人类化石以及现代人颅内模比较，显示柳江人脑多数特征与现代人相似，颅容量位于晚期智人的变异范围而远大于现代人的平均值。研究者认为，更新世晚期人类脑的发育程度具有某些原始特征。
　　
　　天然抗肿瘤分子筛选新方法
　　如何简单、高效地从天然物质中筛选高活性、高靶向化合物是目前药物研发的热点之一。中国科学院化学研究所在近年来G四链体靶分子的识别及配体结构设计研究的基础上，发展了一种基于生物靶分子特异性识别和核磁共振梯度场扩散序谱技术的抗肿瘤活性成分快速筛选和结构鉴定方法，并将这一方法成功用于两种天然植物。该方法是在植物提取物体系中引入生物靶分子，利用生物靶分子对其配体的特异性识别作用而获取核磁共振谱学信息，从而获得被生物靶分子识别化合物的准确结构。
　　
　　我国首次发现从头起源的酵母新基因
　　长期以来，新基因被认为主要由重复基因分化产生，而从头起源的新基因十分稀少。中国科学院昆明动物研究所发现了一个从头起源的酵母新基因BSC4，从而认识了新基因的起源方式，并为进一步揭示复杂的生物分子网络是如何进化而来提供了重要的研究基础。该基因编码一个100多个氨基酸的蛋白，在近缘种及所有真菌的序列中都找不到它的同源序列。进一步的功能证据分析则提示它通过与生长静止期的酵母DNA修复网络内的基因相互作用而对酿酒酵母在营养贫瘠环境的适应性有贡献。
　　
　　揭秘剑龙类皮肤印痕化石
　　中国古生物学家详细描述了来自四川省自贡市侏罗纪晚期一件剑龙类皮肤印痕化石，这是中国发现的首例剑龙类皮肤印痕化石。该皮肤印痕化石上发现了很多巨棘龙生活时皮肤受到的破损，有利于推测恐龙生存时的细节。尤令人惊奇的是，巨棘龙鳞片表面粗糙，鳞片上存在条索状隆突，使鳞片表面形成明显的凹凸。这种凹凸构造将环境光线向不同方向进行漫反射，从而降低鳞片表面整体亮度水平。如果没有这种构造，当光线照射到巨棘龙平整的鳞片表面时，会在某些方向形成比较强的散射，不利于恐龙的隐蔽。
　　
　　亚洲栽培稻起源和驯化研究新进展
　　作为中国和世界上最为重要的粮食作物，亚洲栽培稻的起源与驯化一直是科学界高度关注的问题，争论聚焦于亚洲栽培稻是单系起源还是多系独立起源。中国科学院昆明植物研究所用微卫星位点对水稻两个亚种和野生祖先种进行分析，发现在驯化过程中粳稻比籼稻经历了更严重的瓶颈效应，导致粳稻的遗传多样性更多地丢失。研究人员对目前广为接受的水稻多系独立起源假说提出质疑，创新性地提出籼稻和粳稻至少部分来自同一野生祖先群体的非独立驯化假说。研究结果还暗示了在驯化过程中两个亚种之间可能存在着基因组渗入。
　　（责编李�）