自然
周四, 27 1月 2011 12:38
巴拿马地震风险比先前认为更高
这些发现说明巴拿马运河正在扩大（图片来源：Earth Consultants International）
根据一项研究，巴拿马的地震风险远远比此前认为的更高，但是官员说这带来了不必要的忧虑。
与此前的发现相反，科研人员发现巴拿马中部的两个断裂带——Limon 和Pedro Miguel——是活跃的而且容易产生大地震。
Pedro Miguel断裂带穿过巴拿马运河的两个水闸，该运河正在进行一场大型拓宽工程。
发表在12月号的《美国地震学会公报》上的这篇论文说，巴拿马城也可能面临特别的风险，因为它靠近这两个断裂带，而且它的建筑法规没有全面考虑到这种风险。
这篇论文说，如果两个断裂带同时滑移，破坏将会增加。
“我们有证据证明在1621年它们一起破裂了，产生了3米的位移，我们估计那是一场7级的地震——一场大地震，”该研究的作者之一的Eldon Gath告诉本网站说。
Garth还说，如果自从1621年以来积累的应力在今天释放，地震的震级大约是6.7——这足以导致大范围的破坏。
他说，由于这个断裂带的上一次地震发生在将近400年前，下一次地震预计很快就会发生——但是可能在未来100-200年的任何时候发生。
但是该论文的最终结论——它质疑的巴拿马建筑的预防措施——惹怒了运营和维护运河的巴拿马运河机构（PCA），它委托进行了这项研究作为运河拓宽工程的一部分。
该机构在给《新科学家》的一封公开信中说：“这篇论文……对关于运河以及巴拿马城周围的地震风险的合理研究进行了错误、杞人忧天的社论式的分析。”
该机构说它过去就知道这些风险。
该机构的工程副主席告诉本网站说：“我们不反对该论文的技术发现，但是没有发出警报的理由。”
他说来自该研究的信息已经被用于设计巴拿马运河的新设施，而且巴拿马城正在修改建筑法规从而把这些新发现纳入其中。
PCA的地震咨询委员会成员Lloyd Cluff说：“这篇论文提供了令人信服的证据表明反复的位移沿着这两个断裂带释放出了大地震。”
他警告说，让建筑更安全需要很长的时间。（来源：科学与发展网络 María Elena Hurtado）
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科学
周四, 27 1月 2011 12:36
研究发现精子低渗适应关键蛋白
图1：免疫荧光定位显示AQP3蛋白在小鼠和人的精子尾部的主段（principal piece）呈现特异表达。绿色信号表示AQP3蛋白。
大多数哺乳动物雄性与雌雄生殖道之间存在一个天然的渗透压差（以小鼠为例：雄性附睾~415 mOsm, 雌性子宫~310 mOsm）。精子从雄性生殖道进入雌性生殖道，经历了一个生理状态下的“低渗应激”。这种应激一方面有利于激活精子运动（从进化上保留了鱼类精子的特征），但低渗环境同时也是一把“双刃剑”，可导致精子细胞过度肿胀对其功能产生潜在伤害。为了消除低渗导致的负面影响，精子在进化中形成了一套高效的液体调节系统以应对这种生理性“低渗应激”导致的细胞肿胀。然而，在此过程中起关键作用的精子蛋白尚未被发现。
中科院动物研究所段恩奎研究组与浙江省医学科学院石其贤教授，吉林大学白求恩第二医院麻彤辉教授合作研究发现：一个水通道蛋白（AQP3）在小鼠和人的精子尾部呈现特异的细胞膜定位。AQP3缺陷的精子在进入雌性生殖道后，虽然能够实现运动激活，但很快表现出大量精子尾部发生弯曲变形。渗透压梯度实验及精子游动中实时录像监测等手段进一步证实AQP3缺陷精子对低渗导致的细胞膨胀抵御能力下降，在相对低渗的雌性生殖道环境中发生细胞膜进行性膨胀，进而对精子尾部产生机械性牵张并最终导致尾部变形。体内外功能实验表明，由于存在尾部缺陷，大量AQP3敲除鼠精子不能有效地穿越子宫-输卵管结合处狭部，导致精子进入输卵管与卵子相遇的机会降低，从而表现出雄性小鼠生育力下降。
此研究首次揭示了AQP3是精子在雌性生殖道中实现低渗适应的一个关键蛋白，在“低渗应激”介导的精子运动激活和细胞过度肿胀这一对利弊权衡（trade-off）中起到消除负面影响的作用，从而最大优化精子功能。鉴于AQP3在人精子中的表达与小鼠呈现相同模式，其在男性不育/低生育力患者中的作用尚待进一步研究。
本研究于12月7日在线发表于《细胞研究》（Cell research）。（来源：中国科学院动物研究所）
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科学
周四, 27 1月 2011 12:27
适量饮酒仍会增加心房纤颤风险
曾有不少研究显示，适度饮酒能降低某些心脏病的发病风险。不过，日本研究人员通过汇总分析相关研究数据发现，适度饮酒并非完全有利于心脏健康，甚至还会增加房颤风险。
日本筑波大学儿玉晓等研究人员以过去14项相关研究数据为基础，并依据这些研究中较为通用的标准，将男性每天通过饮酒摄入酒精24克（相当于酒精浓度5%的啤酒约500毫升）和女性摄入酒精12克，作为划分是否属于适度饮酒的界线。
分析结果显示，每天摄取酒精量每增加10克，房颤风险就上升约8%，而过去研究认为，大量饮酒会使房颤风险急剧上升，适量饮酒则可大大降低房颤风险。
参与本项研究的筑波大学教授曾根博仁说，本项研究未考虑酒的种类以及饮酒时摄取的食物等因素的影响，他们会在今后的进一步研究中考虑这些因素。上述研究成果将在《美国心脏病学会杂志》（JACC）上发表。（来源：新华社）
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JACC发表论文摘要（英文）
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科学
周四, 27 1月 2011 12:18
研究揭开一超巨星“反常”之谜
法国和德国研究人员1月26日报告说，他们借助三维技术，揭开了一颗超巨星的“反常”之谜。
研究人员在《天文学和天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上介绍说，这颗超巨星名为HD62623。通常情况下，此类天体能够发出耀眼的光芒，同时表面风力极大，使得尘埃等物质几乎无法存留。然而HD62623却是个“异数”，它的四周始终环绕着大量等离子体和宇宙尘埃，这让科学家们百思不得其解。
为了揭开其中奥秘，研究人员动用了欧洲南方天文台位于智利的“甚大”望远镜，并结合高分辨率光谱成像技术和无线电干扰测量法中的自动校准技术，合成了这颗超巨星的三维图像。
三维图像分析显示，HD62623附近存在一个小型天体，与前者相比，它的光芒要暗淡许多，但正因为它的阻挡，大量气体才会围绕在超巨星周围，没有被大风吹散。
研究人员称，此项研究的意义不仅在于揭开了超巨星“反常”的奥秘，其使用的三维成像技术对今后观测其他行星也很有帮助。（来源：新华网 李学梅）
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科学
周四, 27 1月 2011 12:16
研究发现小毛足鼠低温适应特点
图1 冷驯化对雄性小毛足鼠光照相和黑暗相体温的影响（星号表示组间差异显著，垂直破折号线表示冷驯化开始的时间）
小毛足鼠（Phodopus roborovskii）在我国主要栖息于北方沙漠地区，如内蒙古浑善达克沙地。小毛足鼠体重很小，一般在13-18克。小体型的动物由于体表面积与体积之比较大，热量散失快，因此维持体温的能量代价也较高，面临低温胁迫时尤甚。小毛足鼠主要以植物种子为食，是沙地生态系统的重要成员。为了解其低温条件下热生理学和能量学等适应性特征，中国科学院动物研究所动物生理生态学研究组的研究人员使用无线遥测技术监测了低温驯化条件下小毛足鼠的体核温度和活动性，用开放式代谢仪测定了动物产热能力的变化，使用运动检测系统来记录动物的每日活动强度和时间分配，并对能量摄入等指标进行了测定。
研究发现，1）小毛足鼠的体温和活动性表现出很强的似昼夜节律，夜间体温和活动性显著高于白天，为典型的夜行性动物。冷驯化期间小毛足鼠的平均体核温度下降0.21摄氏度，体温下降主要发生在黑暗相（活动相），而光照相（休息相）的体温维持稳定在35.9摄氏度，表明小毛足鼠在光照相的体温可能是其恒温维持的最低水平。休息相时维持较低的体温，可使动物在保证正常生理功能的同时节约总体能量支出，具有适应意义。尽管小毛足鼠体重很小，但在低温和充足食物的实验条件下没有监测到在小体型动物中（或同一属动物黑线毛足鼠中）存在的异温现象（如日蛰伏）。2）冷驯化条件下小毛足鼠的产热能力显著提高。3）冷驯化期间，小毛足鼠的食物摄入、消化道的总长度和重量也显著增加，消化率和能量摄入相应提高，体重维持相对稳定。4）小毛足鼠在冷驯化期间保持较高的运动水平，且每日高强度运动开始的时间也没有改变。这说明动物在低温条件下依然保持活跃的活动状态，这些发现与小毛足鼠夜间觅食的习性相一致。
总之，小毛足鼠在面对低温时，尽管体温调节的代价很高，但在能量供应充足的条件下，会采取积极的策略：如增加能量摄入和消化能力、提高产热能力等，从而维持稳定的体温和体重，同时动物每天活动的强度和开始的时间不变，也没有表现出小体型动物中常见的异温性特点。然而，当小毛足鼠在23摄氏度的环境温度下进行24小时食物限制时，动物可表现出低于30摄氏度的低体温，这种低体温现象的发现在该物种中尚属首次，其意义尚在进一步研究中。
该项研究工作已在《比较生理学期刊B》（Journal of Comparative Physiology B ）上发表。（来源：中科院动物研究所）
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科学
周四, 27 1月 2011 12:12
杜氏肌营养不良症治疗或有新法
近日美国布朗大学的研究人员在美国《国家科学院院刊》（PNAS）上发表论文称他们开发了一种新的有潜力的治疗方法，利用一种天然的人类蛋白显著地减慢了杜氏肌营养不良症小鼠的肌肉损伤改善了小鼠的肌肉功能。
杜氏肌营养不良是一种X染色体隐性遗传疾病，主要发生于男孩。据统计，全球平均每3500个新生男婴中就有一人罹患此病。患者在学龄前就会因骨骼肌不断退化出现肌肉无力或萎缩，导致不便行走。大概在7岁到12岁时，会彻底丧失行走能力，通常到20多岁就会因为心肌、肺肌无力而死亡。目前针对该病，医学界尚无有效疗法。
“我们的目标是找到一种能够改善患者病情的治疗方法，”文章的资深作者、布朗大学的神经科学系教授Justin Fallon说：“这是探索疾病治疗道路上非常重要的一步。”
今年秋季，布朗大学已决定将他们发现的杜氏肌营养不良治疗的关键蛋白biglycan的知识产权给予新兴公司Tivorsan制药，希望Tivorsan能够将这种有潜力的治疗方法通过人体试验迅速带入临床。
研究证实Biglycan能够修复肌肉组织中的utrophin蛋白。Utrophin蛋白正常仅在年幼的儿童的肌肉中高度表达，随着年龄增大Utrophin蛋白表达逐渐减少，在成人仅在一些部位有少量的表达。研究证实Utrophin能够替代抗肌萎缩蛋白（dystrophin）的作用，恢复杜氏肌营养不良患者的肌肉功能。
Fallon研究小组在一系列的试验中证实将biglycan注入血液中可招募utrophin到达肌肉细胞膜上，进而utrophin帮助细胞建立并保持了正常的功能。在一项试验中，研究人员发现与未处理组小鼠相比biglycan治疗的小鼠肌肉组织中的“中央核”肌纤维减少了50%。生物学家们认为肌纤维病理改变是杜氏肌营养不良肌肉组织损伤的重要指标，病理肌纤维减少则意味着治疗小鼠的肌肉组织损伤得到了抑制。
此外，研究人员还对治疗小鼠进行了标准化的肌肉压力测试。在测试中小鼠的肌肉受到牵拉，然后再使肌肉重新收缩。这一测试将最终导致健康肌肉力量减弱。研究人员发现相比与未处理组小鼠，接受biglycan治疗的杜氏肌营养不良小鼠的肌肉力量丧失的速度要慢30%。
Fallon说：“通过长达数月的实验检测证实biglycan的治疗效应能够长期维持。在此过程中我们还进行了几项基本的副作用测试，表明治疗对于肝肾功能未造成任何损害。”
由于在杜氏肌营养不良模型小鼠中biglycan获得了明显的疗效，Fallon非常渴望确定这种治疗方法是否能够改善成千上万儿童的病情和生活质量。“接下来最重要的就是在人类开展进一步的检测了，”Fallon说。（来源：生物通：何嫱）
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PNAS发表论文摘要（英文）
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科学
周四, 27 1月 2011 12:04
新法可快速区分胆碱及其衍生物
大鼠肝脏组织的二维1H-14N HSQC谱图
以核磁共振为手段的多项研究表明，胆碱（Choline）及其衍生物可以作为癌症诊断的生物标记物，并且已经在乳腺癌及前列腺癌的研究中取得了重要进展。然而在临床诊断中，胆碱及其衍生物含量的测定却非常困难，其原因是在核磁共振1H谱中，这些物质的的谱峰存在严重重叠，难以互相区分，甚至难以将它们与其它代谢物区分开。
之前，中科院武汉物理与数学研究所生物分子核磁共振研究组与美国Case Western Reserve大学的毛希安博士合作，发展了一种核磁共振二维谱的新方法（Journal of Magnetic Resonance, 206(2010), 157-160），在溶液中实现了对胆碱及其多种衍生物的快速区分与测定。该方法利用了胆碱分子中的高丰度14N核，该核处于高度对称的环境中，因而可以避免由于四极矩效应造成的14N核快速驰豫，这使得检测的灵敏度和分辨率都得到显著的升高。
最近，他们将该方法的应用扩展到生物组织的胆碱化合物的检测，成功得到大鼠肝脏中含胆碱化合物的二维核磁共振谱图，在谱图中可以清晰的区分Cho，PCho，GPCho这三类化合物的谱峰。通过与标准样品中谱峰积分的比较，进一步得到了这三类化合物的含量。
利用此方法可在正常及病变生物组织中进行胆碱及其衍生物的定量分析，具有重要的应用前景。该工作已发表在《美国化学会志》上（Journal of the American Chemical Society, 132(2010),17349–17351）。（来源：中科院武汉物理与数学研究所）
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JACS发表论文摘要（英文）
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科学
周四, 27 1月 2011 11:43
新法可优化制备小桐子生物柴油
近日，以中科院西双版纳热带植物园方真研究员为首的生物能源组，在小桐子生物柴油制备工艺上取得进展，相关研究成果发表在《能源》（Energy）（Deng Xin, Fang Zhen*, Liu Yun-hu, Yu Chang-liu. Production of biodiesel from Jatropha oil catalyzed by nanosized solid basic catalyst. Energy 2011; In press. ）、《天然产物研究与开发》、《化学反应工程与工艺》和《材料导报》等学术期刊上，并申请专利2项。
中国科学院西双版纳热带植物园采用转基因技术对小桐子进行遗传改良研究，获得高产、高油和抗逆的转基因小桐子优良品种-皱叶黑高桐，并在云贵地区大规模种植。小桐子一年可开花结实1-2次，成熟的小桐子种子机械冷轧，小桐子油酸值较高(10.5 mg KOH/g)，用常规方法制备生物柴油，小桐子油利用率低，生产成本高，制备的生物柴油稳定性差。
为了提高小桐子油的利用率，降低生物柴油制备过程的生产成本，提高小桐子生物柴油的稳定性，实现小桐子油连续化商业生产，邓欣助理研究员和方真研究员在大量实验的基础上，提出超声波协同纳米固体碱催化制备生物柴油。超声波辐射传递能量，直接作用于反应底物分子，使之剧烈震动，能显著提高反应速率。同时所选用的纳米固体碱具有阳离子可调变性、阴离子可交换性和记忆功能，超声波协同该催化剂催化小桐子油与甲醇进行酯交换反应，大大缩短反应时间，降低能耗，催化剂能重复使用，可显著降低生产成本。（来源：中科院西双版纳热带植物园）
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《能源》发表论文摘要（英文）
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科学
周四, 27 1月 2011 11:28
研究首次发现蝙蝠栖身于猪笼草
猪笼草捕虫囊中部阴影就是栖息的蝙蝠
科学家近日在印尼婆罗洲发现，蝙蝠栖息在食肉植物的捕虫囊中。这种异于寻常的生存方式，给双方都带来好处——食肉植物得益于蝙蝠粪便中的营养素，而蝙蝠则安全的藏匿于植物的捕虫囊中。
新刊登在期刊《生物学快报》（Biology Letters）的研究报告称，科学家发现这些独特的植物亚种和哺乳动物有着非比寻常的关系。
猪笼草——食肉植物的一种，长于营养元素稀缺的土壤环境中，需要依赖捕食昆虫来获取成长所需的足够的氮元素。
而在婆罗洲的泥沼地和石南林中发现的莱佛士猪笼草，以超长捕虫囊著称。而在早前的研究发现，它所捕食的昆虫数量，只有其他婆罗洲食肉植物的1/7。
乌尔曼·格拉夫(Ulmar Grafe)博士及其研究小组研究这种植物如何补充氮元素的摄入的时候，却惊讶的在其捕虫囊中发现了长毛蝙蝠。格拉夫博士说，“我们完全没有料到会发现蝙蝠居住在捕虫囊中。”而被发现的小型哈氏长毛蝙蝠生活在捕虫囊中部，避开了其底部的消化液。
去年，科学家发现树鼩把另一种食肉植物——马来王猪笼草的捕虫囊当做“天然厕所”。但是，这还是首次在食肉植物的捕虫囊中发现哺乳类动物活体。（来源：中国新闻网）
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周四, 27 1月 2011 21:05
研究发现头部遭连续轻度撞击也会损害大脑健康
外伤将对大脑产生持久影响
美国《国家地理杂志》报道，美国进行的一项新研究发现，即使头部受到轻度撞击也会导致大脑随时间推移不断退化。此项研究将目光聚焦橄榄球选手，比赛中，橄榄球选手与对方球员之间经常发生肢体冲撞，头部受到撞击更是家常便饭。根据这项新研究，头部受到撞击导致行为和认知功能发生的变化与阿兹海默氏症（老年痴呆症）患者出现的症状类似。无论是身体正面相撞还是头盔相互冲撞，橄榄球选手可能都会因为头部遭撞击次数的不断增多面临大脑长期损伤风险。
自上世纪20年代以来，科学家便发现头部重复遭到击打可达到拳击手大脑退化，这种疾病被称之为“拳击手痴呆症”。美国西北大学神经外科医生、国家橄榄球联盟头部、颈部与脊骨委员会副主席亨特·巴特杰尔表示：“橄榄球比赛成为一个典型，重复遭到轻度撞击对选手大脑健康构成威胁。”最近进行的研究发现，一次又一次的轻度撞击最终也能产生巨大影响，橄榄球、冰球选手和士兵都是危险人群。
北卡罗来纳州大学的橄榄球选手每季比赛中头部遭到撞击的次数平均为950次。在这所大学，神经学家凯文·古斯基维兹和同事用6年时间分析来自视频记录和安装在头盔上的加速计的撞击数据。他和巴特杰尔指出，他们计划于2011年在美国橄榄球联盟各个球队身上测试类似技术。古斯基维兹说：“5次高位撞击和5次低位撞击对大脑产生的影响究竟哪一个更大？我们并不知道。我们正试图发现撞击导致的脑震荡将对选手造成何种影响。”
古斯基维兹认为现场监视和教育指导是解决这一问题的关键。对橄榄球比赛所致脑损伤的关注促使橄榄球联盟制定相关新规定，州政府出台新法律，国会也举行了听证会，所有这些举措都旨在保护年轻的运动员。巴特杰尔指出，负责为士兵研制头盔的军方专家正与橄榄球联盟展开合作。新的头盔制造材料以及用于场上场下检测的技术成为最近在纽约举行的橄榄球联盟会议上的焦点。
借助于更为先进的大脑成像技术、血液和脊髓液检测手段以及基因标记，医生能够在早期诊断慢性创伤脑部病变。这种疾病与拳击手痴呆症一样，但患者并不仅限于拳击手。目前，这种疾病的决定性症状——大脑内出现异常微管相关蛋白块——只能在进行大脑切片、染色并借助显微镜情况下才能观察到。波士顿大学外伤性脑病研究中心副主管安·麦克基表示，慢性创伤脑部病变通常在遭受脑外伤后多年才会出现，“我们决不希望在患者死后才得到确诊”。
古斯基维兹计划创建数据库，跟踪调查所有在运动生涯中遭受脑外伤的运动员，以帮助解释他们在后半生出现的神经系统变化。他说：“到时候分析这些数据的人可能是我的孙子，而不是我本人。”（编译：shooter)
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