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人工生命新突破 蠕虫开始蠕动 & 单卵子高精度全基因组测序首度完成
来源:侨报网 | 2013/12/22 3:25:14 | 浏览:1353 | 评论:3
  摘要:创造人工生命的科学项目有了里程碑的重大突破,仿造的生物现在能蠕动了。

  这个名为“开放蠕虫”的人工生命项目,其目的是完全以电脑编码创造出一个秀丽隐杆线虫的类似生命体。

  本周,科学家加上了新的编码,让这个虚拟蠕虫开始像真的生命一样蠕动。

  下一步是将身体和虚拟的蠕虫的脑连接起来,以了解更多关于它为何及如何蠕动的详情。

  “开放蠕虫”项目从2013年5月开始,缓慢地朝向创造秀丽隐杆线虫的虚拟版本前进。

  秀丽隐杆线虫是迄今被研究最为广泛的生物之一,也是第一个基因组图谱完全被绘制出来的多细胞有机体。

  科学家在电脑上以编码方式按照秀丽隐杆线虫的1000个细胞来复制,建立出这个虚拟蠕虫。

  早期的工作是建立出一个肌肉节点,并让它能够抽动,但现在研究团队有完整的蠕虫可以进行研究。

  能控制它肌肉运动的编码已经精确到让它能够摇摆运动,并让它的速度和真的秀丽隐杆线虫一样。

  这个微小的秀丽隐杆线虫能够以每秒1毫米的的速度移动。

  项目领导人John Hurliman表示它的运动和秀丽隐杆线虫游泳的方式非常相似。

  研究项目的下一步是连接它的系统,让它的神经纤维下指令让肌肉节点抽动,让整体前进。

  科学家希望很快能在网络上建立虚拟版本的秀丽隐杆线虫,让人们通过网络浏览器与它互动。

单卵子高精度全基因组测序首度完(潘锋)

12月20日,《细胞》杂志发布世界首个人类女性个人遗传图谱。由北京大学生物动态光学成像中心汤富酬研究组、谢晓亮研究组和北京大学第三医 院乔杰研究组共同组成的团队,应用单细胞基因组高通量测序技术,首次详细描绘了人类单个卵子的基因组,并将这种方法应用到人类体外辅助生殖研究中。

据悉,通过对单个卵子全基因组进行高精度分析,研究人员成功地对二倍体的人类基因组进行分型,确定了卵母细胞减数分裂中的同源重组位点,首次建立了人类女性的个人遗传图谱,并对交叉互换干扰和染色单体干扰等遗传重组特点进行了全面分析。

据介绍,通过对每个卵子两个极体的基因组进行高精度分析,研究人员能够准确地推断出卵子中基因组的完整性以及所携带的遗传性致病基因的情况,从而选择出一个正常的、没有遗传缺陷的胚胎用于胚胎移植。

根 据此项研究所进行的遗传检测,将告知每位接受体外受精并了解自己家族遗传缺陷的准妈妈,其每一个卵子是否携带已知的遗传缺陷。据乔杰介绍,那些在体外受精 过程中已经失败三次以上,并且查不出原因的女性也可以参加这项试验。该试验将验证DNA测序技术结合基因组扩增技术,能在多高的精度上检测出可能导致疾病 或者生育问题的基因组变化,例如单核苷酸变化以及更大的染色体结构或数目变化。

著名癌症生物学家和遗传学家、美国Jackson实验室总裁Edison Liu博士认为,该项研究成果“将对人类生殖史产生里程碑式的影响”。

时光倒流不是梦!科学家成功逆转老鼠的衰老

人工生命新突破 蠕虫开始蠕动 & 单卵子高精度全基因组测序首度完成

科学家成功逆转老鼠的衰老

近日 一支研究小组已经发明了一种逆转细胞老化过程的新方法,使得年老老鼠的身体在几天内变得年轻。这项发现对于理解与衰老有关的疾病,包括癌症、神经退行性疾 病和糖尿病,具有重要的启示意义。所有哺乳动物细胞产生能量的方式之一便是需氧呼吸,较大的分子分解成较小的分子并在此过程中释放能量。而这主要发生在线 粒体身上——也就是细胞的“发电站”。线粒体携带有自身的基因,但需氧呼吸所需要的某些细胞成分部分来自于细胞核,因此这两个部分必须协调自身的活动。

随着 我们逐渐衰老,线粒体的功能逐渐衰退,这可能导致类似老年痴呆症和糖尿病等疾病。为了调查为什么这种衰退会发生,哈佛医学院的安娜-格门斯(Ana Gomes)和她的同事对比了6个月大和22个月大的老鼠的骨骼肌需氧呼吸所需的细胞部分的信使RNA(mRNA)水平——这种分子会传递基因信息。他们 发现年轻和年老老鼠的细胞核里的mRNA水平并没有太大的变化,然而来自线粒体的mRNA却会随着年龄的增长而下降。

相似的变化也出现在缺少名为SIRT1的蛋白质的老鼠身上,较高的SIRT1与能量限制和增加的寿命有关。这些老鼠也具有较高的、由名为较高低氧诱导因子(HIF-1α)的细胞核产生的蛋白质水平。

究竟 发生了什么?似乎线粒体和细胞核之间的交流取决于涉及HIF-1α和SIRT1的级联事件。只要SIRT1水平保持较高且两种基因相互交流畅通,衰老的发 生就陷入困境。但另一种名为NAD+的分子会保证SIRT1运行良好,至关重要的是,细胞中的NAD+的数量会随着衰老而逐渐减少——尽管没有人知道其中 具体的原因——从而导致交流的中断。

逆转时光

研究 人员非常好奇通过增加细胞里的SIRT1的量是否能够逆转衰老的过程。为了测试这种可能性,他们向22个月大的老鼠注射了烟酰胺单核苷酸(NMN)——一 种能够增加NAD水平的分子,每天注射两次并持续一周时间。在这一周末,肌肉萎缩和验证的标记明显下降,老鼠甚至出现了一种不同的肌肉类型,后者在年轻的 老鼠身上较为常见。总而言之,这些特征是6个月大的老鼠的特征。

“我们 发现调节这一通道可以提高年老老鼠的线粒体功能,因此它提供了一个新的目标通道,能够逆转衰老的某些方面,” 格门斯说道。“这篇文章清晰的论证了NAD+的产量至关重要,缺少它会导致衰老,同时,通过某些关键中间物刺激NAD的产量可以解决这个问题。”美国密苏 里州圣路易斯华盛顿大学医学院的今井申-铃木一郎(Shin-ichiro Imai)这样说道。

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