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科学家们发现三手烟会影响人体细胞



由加州大学河滨分校的科学家领导的一个小组发现,二手烟通过挤压细胞并与它们作斗争来破坏呼吸系统的上皮细胞。这些发现可能有助于医生治疗暴露于三向烟雾的患者。

研究负责该分子生物学,细胞和系统的教授Prue Talbot表示,我们的数据显示人体细胞受到三向烟雾的影响。 HRT的健康效应已经在培养细胞和动物模型中进行了研究,但这是第一项显示三手烟对人类基因表达的直接影响的研究。

结果出现在JAMA网络公开赛上。

当从点燃的香烟尖端散发的呼出的烟雾和烟雾落在衣服,头发,家具和汽车的表面上时,产生三手烟或THS。不严格吸烟,THS是指吸烟留下的残留物。

该研究论文的第一作者,Talbot实验室的研究生Giovanna Pozuelos说:THS可以重新进入大气层,并且可能被不吸烟者不情愿地吸入。它尚未得到广泛研究,这就解释了为什么没有法规来保护不吸烟者。

研究人员从旧金山加利福尼亚大学实验室环境中接触HRT三小时的四名健康非吸烟者那里收到鼻子碎片。因此,UCR研究人员努力从划痕中获取高质量的RNA – 这对于检查基因表达的变化是必要的。 RNA测序鉴定了过表达或亚表达的基因。他们发现382个基因显着过表达;其他七个基因表达。然后他们确定了受这些基因影响的途径。

Pozuelos说:仅3小时吸入HRT可显着改变健康非吸烟者鼻上皮细胞的基因表达。吸入会改变与氧化应激相关的通路,氧化应激会损害DNA,而癌症可能是一种潜在的长期结果。暴露于THS三小时极不可能导致癌症,但如果有人住在THS的公寓或家中或经常驾驶THS所在的车辆,这可能会对健康产生影响。

由于鼻上皮中的基因表达与支气管上皮相似,研究人员指出他们的数据与呼吸系统的更深层细胞有关。在研究的样本中,研究人员还发现短暂暴露于HRT会影响线粒体活动。线粒体是充当强细胞的细胞器。如果不加以控制,观察到的效果可能导致细胞死亡。

Pozuelos解释说,该团队专注于鼻上皮,因为鼻腔通道是THS进入人体肺部的一种方式。另一种常见的暴露途径是通过皮肤,研究人员尚未研究,但计划在未来。

研究人员已与加利福尼亚州圣地亚哥和辛辛那提的团体合作,研究长期暴露于HRT以及进入HRT家庭的可能性。

UCR干细胞中心主任塔尔博特说,很多人不知道THS是什么。我们希望我们的研究能够提高对这种潜在健康风险的认识。许多吸烟者认为我在外面吸烟,所以我的家人不会暴露。然而,吸烟者在室内携带尼古丁和其他化学品等衣服。人们必须了解HRT是真实的并且可能是有害的。

郑重声明:本文的版权归原作者所有。转载的文章仅用于传播更多信息。如果作者信息标记错误,请先与我们联系以修改或删除它们。谢谢。

国际空间站的模具受到高剂量的电离辐射



与太空中的所有人类栖息地一样,国际空间站也存在霉菌问题。国际空间站的宇航员每周花几个小时清理车站内的墙壁,以防止霉菌成为健康问题。

这里提出的新研究发现,真菌孢子也可以在航天器的外壁上存活。

根据科隆德国航空航天中心(DLR)的微生物学家Marta Corteso的说法,两种最常见的真菌,即ISS,曲霉菌和青霉菌的孢子,在暴露于X射线的情况下以200倍的剂量生存。周五在2019年的天体生物科学大会(AbSciCon 2019)上进行的一项新研究。

Pennicillium和Aspergillus物种通常无害,但大量吸入孢子会导致免疫系统衰弱的人患病。霉菌孢子可以承受极端温度,紫外线,化学品和干旱条件。这种弹性使死亡变得困难。

我们现在知道,真菌孢子比我们想象的更能抵抗辐射,我们需要在清洁太空船内外时考虑它们,Cortesao说。如果我们计划长期任务,我们可以计划与我们一起使用这些真菌孢子,因为它们可以在太空旅行中存活下来。

新研究还提出了一项全球保护协议,旨在防止太空船的其他行星和卫星受到地球上的微生物的污染,可能需要将真菌孢子视为更严重的威胁。

但真菌并不都是坏事。 Corteso研究了真菌物种在空间条件下生长的能力,其目标是使用微生物作为人们长距离导航所需材料的生物工厂。真菌在遗传上与人类的关系比与细菌的关系更为密切。他们的细胞具有复杂的内部结构,就像我们一样,需要建立聚合物,食物,维生素和其他有用分子所需的细胞设备,宇航员可能需要长途跋涉离开地球。

霉菌可用于生产抗生素和维生素等重要物质。 Corteso说,它不仅是坏的,人类病原体和食物扰流剂,它还可以用于生产抗生素或长期任务所需的其他物品。

礼貌模拟实验室中的空间辐射,用电离的X射线辐射,重离子和高频紫外线照射真菌孢子,这些紫外线不会到达地球表面但存在于太空中。电离辐射通过破坏DNA和其他必要的细胞基础设施来杀死细胞。地球的磁场保护低地球轨道(如国际空间站)的航天器免受来自行星际空间的强烈辐射。但飞向月球或火星的宇宙飞船将被暴露。

孢子暴露于多达1000个灰色X射线,暴露于500个重灰色离子并暴露于高达3000焦耳/平方米的紫外线。灰度是电离辐射的吸收剂量或焦耳/千克组织的辐射能量的量度。五个灰烬足以杀死一个人。半灰是辐射病的极限。

预计这次为期180天的火星之旅将使航天器及其乘客暴露在约0.7灰的累积剂量下。预计曲霉菌孢子很容易在这种轰击中存活。这项新研究没有解决其在太空中承受辐射,真空,冷和低重力组合的能力。旨在测试微重力真菌生长的实验将于2019年底启动。

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遥远的未来海洋:炎热和富氧



海洋正在失去氧气。近年来基于直接测量的大量研究表明了这一点。这些结果并不令人惊讶,因为随着温度的升高,水可以溶解较少的气体。除了全球变暖之外,沿海水域的富营养化等因素也会导致持续的脱氧。如果全球变暖持续下去,未来某个时候海洋会完全耗尽吗?这个缺氧阶段实际上在地球历史上发生过几次,伴随着大规模的大规模物种灭绝。它们还伴随着大气中高浓度的二氧化碳和高温全球。

GEOMAR亥姆霍兹海事研究中心的科学家们今天在国际期刊“自然通讯”上发表了一项关于海洋氧含量发展的模型模拟8000年。在他们的情景中,他们认为大部分化石将被化石资源摧毁,到本世纪末排放量将继续上升,到2300年将达到零。在这个模型中,地球再次被加热6度和温度保持在这个高水平,直到模拟结束。

令人惊讶的结果与海洋的氧含量有关:经过几个世纪的减少,海洋的氧气供应再次增加,甚至达到工业化前不到4,000年的水平。乍一看,虽然预计世界海洋中已存在的最小氧气面积将进一步扩大,但随着全球气温升高,该模型将产生意外的氧气增加似乎是矛盾的。

从基尔754研究中心可以知道,这个缺氧区是大型生物的死区,如鱼类或头足类动物。然而,一些吸入硝酸盐而不是氧气的细菌在那里茁壮成长。它们从我们称之为反硝化作用中提取能量。 Oschlies教授解释说,它是氮循环的重要组成部分,使有机物呼吸过程中消耗的氧气小于光合作用过程中消耗的氧气。

在新模型的模拟中,研究人员首次将氧循环与氮循环结合起来进行全球长期模拟。研究人员发现,随着最小氧气面积的延长,越来越多的有机物质不再被氧气吸收,而是通过反硝化和硝酸盐吸入。几千年后,相关的氧气经济已经超过了由变暖引起的海洋氧气的损失。然而,我们不能说恢复,因为海面附近的氧气面积将保持不变。该研究的共同作者安吉拉兰多尔菲说,大部分额外的氧气都会进入深海。

然而,存在一个新问题:在炎热的气候中,地球历史中发生的缺氧阶段难以用新的发现来解释。在海洋中生物,物理和化学过程的复杂相互作用中,重要因素和反馈过程尚未完全了解。这就是为什么这项研究现在也很重要。这指出了知识差距,例如反硝化和固氮之间的相互作用,这也可能与持续的海洋变化有关,Andreas Oschlies说,总结了这项研究的重要性。

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德国环境保护主义者为“拯救蜜蜂法案”收集了175万签名



今年,德国环境保护主义者收集了175万份拯救蜜蜂的法律,要求立即过渡到有机农业。然而,为了在全世界创造健康的生态系统,全球社区的人们需要采取类似的行动,基于对昆虫的同情 – 不仅仅是蜜蜂和蝴蝶 – 根据Smith-Sonia热带研究所和Greg Yves Basset的昆虫学来自Lamarre ,南波希米亚大学,写作科学。作者提出了立即以科学为基础的行动,以减轻昆虫的衰退。

新的一个是明确要求我们的研究以每个人都能理解的方式呈现,因为社区需要特定的信息来证明当地政策倡议的合理性,巴塞特说,他在一个项目中监督9个国家的昆虫。监督工作。史密森学会的ForestGEO研究项目。

需要制定具体规定,以保护世界上各种各样的昆虫,并限制自然栖息地的破坏,限制公园和保护区内的道路建设,并在不使用杀虫剂的情况下提供食物。服务,Bassett说,保护昆虫与保护大型哺乳动物或稀有蛙类不同。你不能在动物园里制造数以百万计的昆虫。

昆虫学最近的一篇文章表明,成功的昆虫保护计划有一个明确而简单的目标和战略选择的受众。通过针对蜜蜂,蝴蝶和其他美丽,熟悉的昆虫,可以制定立法,以保护栖息地免受鲜为人知,不太吸引人但同样重要的物种的影响。

然而,关于不同类型的昆虫正在做什么的信息仍然存在巨大差距,特别是在热带地区。即使在温带地区,昆虫数量的下降也得到了相当充分的记录,一些害虫种类正在增加。

对一个地区收集的昆虫进行称重并说昆虫群落正在增加或减少是没用的。巴塞特说。我们需要更具体的信息。这是昂贵的,我们也受到识别物种的努力的阻碍,特别是在热带地区。我们现在正在做的是通过它们的主要功能对昆虫进行分组:传粉者,分解者,捕食者,其他昆虫物种,然后确定每个群体在世界特定地区的表现。

例如,一些主要的昆虫捕食者是其他昆虫。当我们消灭这些物种时,它会导致小昆虫的种群爆炸,其中一些昆虫携带危险的疾病:更多的昆虫生物量并不一定意味着我们正在保护昆虫的多样性。

巴塞特于2017年发表了一篇论文,该论文表明蝴蝶对环境变化的反应与白蚁不同。这表明昆虫需要作为不同的实体进行研究,每个实体都有不同的生态要求和不同的威胁。

当人们提到减少全球昆虫时,来自热带地区的信息非常有限,大多数昆虫都生活在这里。大多数数据来自远离农药使用和栖息地破坏的储量。该文章呼吁对热带昆虫进行更多研究。

巴塞特称,巴罗科罗拉多岛是巴拿马热带雨林中的史密森研究站,面积仅为15平方英里,有600多种蝴蝶。我们只能说其中约有100个正在下降。其余的,我们没有数据。在热带地区,坚果中有超过300比1的昆虫。先进的科学期刊将发布美洲虎衰退的图表,但不超过300个图表显示昆虫种类减少。

巴塞特指着STRI巴拿马总部露台树上的窗户。小灌木中可能有数千种。我不是在开玩笑。

巴塞特说,为环境保护,交通运输和农业创建可持续发展的系统将取决于具有生物学意识的人,了解共同创建知识立法的人,例如在德国。

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美国宇航局的TESS任务发现了它最小的行星



美国宇航局的交通开采测量卫星(TESS)发现了一个火星与地球大小之间的世界,它绕着附近明亮的新星运行。行星L 98-59b标志着TESS发现的最小行星。

另外两个世界绕同一颗恒星运行。虽然所有三个行星的尺寸都是已知的,但是需要对其他望远镜进行额外的研究,以确定它们是否具有大气,如果有,则需要哪些气体。世界L 98-59几乎是具有最佳监测潜力的小型系外行星(即太阳系外的行星)数量的两倍。

这一发现是TESS,美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心以及位于加利福尼亚州山景城的SETI研究所的天体物理学家Wesser的重大科学和工程成就。林科斯托夫说。对于小行星大气研究,你需要围绕明亮恒星的短轨道,但这些行星很难找到。该系统有可能成为一项引人入胜的未来研究。

由科斯托夫领导的一篇关于调查结果的文章发表在6月27日的“天文学”杂志上。

地球的L 98-59b大小约为80%,比TESS先前的记录小约10%。其主要恒星L 98-59是一颗M型矮星,约占太阳质量的三分之一,距离南方星座Volans约35光年。尽管L 98-59b是TESS记录,但在美国宇航局的开普勒卫星收集的数据中发现了较小的行星,包括开普勒-37b,其仅比月球大20%。

系统中的另外两个系统L 98-59c和L 98-59d分别是地球大小的1.4倍和1.6倍。所有这三个都是由TESS过渡发现的,当每个行星在它前面经过时,恒星的亮度会周期性地降低。

TESS监视一个2496度的天空区域,称为扇区,一次27天。当卫星在7月完成第一年的观测时,L 98-59系统将出现在构成南部天空的13个区域中的7个区域。科斯托夫的团队希望这将使科学家能够改进三个确定的行星,并找到更多的世界。

马里兰大学和帕克达德大学的共同作者兼天体物理学家乔纳森布兰德说,如果你有一个以上的行星在一个系统上运行,他们可以就重力进行互动。 TESS将在足够的扇区中观察到L 98-59,它可以探测轨道上的行星大约100天。但是,如果我们非常幸运,我们将能够看到未被发现的行星对我们目前所知的行星的引力效应。

像M 98-59这样的M阴离子占我们银河系恒星人口的四分之三。但它们不超过太阳质量的一半,而且温度较低,表面温度低于太阳的70%。其他例子包括TRAPPIST-1和附近的恒星Proxima Centauri,它们有七个行星系统,大小与行星有一个确定的行星。由于这些小而冷的恒星如此常见,科学家们希望更多地了解围绕它们的行星系统。

L 98-59b,最里面的世界,每2.25天运行一次,非常接近它接收的恒星,并且接收地球从太阳获得的能量的22倍。中间行星L 98-59c每3天运行7天,其辐射约为地球的11倍。 L 98-59d是迄今为止在该系统中发现的最遥远的行星,每7.5天运行一次,爆炸的能量约为地球辐射能量的四倍。

没有行星位于恒星的可居住区域,并且液体水可能存在于恒星的一定距离处。然而,所有这些都占据了科学家所谓的金星,这是一系列恒星距离,其中具有早期类地气氛的行星可能会经历不受控制的温室效应,将其转变为类似于金星的大气层。根据它的大小,第三个行星可能是像金星这样的岩石世界,或者像海王星一样的岩石,在深层大气层下有一个小岩心。

TESS的目标之一是在一颗非常明亮的附近恒星周围的一个小型带中创建一个小型岩石行星目录,供NASA即将推出的用于大气研究的詹姆斯韦伯太空望远镜。 TRAPPIST-1世界中有四个是主要候选人,科斯托夫团队对行星L 98-59也提出了同样的建议。

TESS的使命满足了我们理解我们来自哪里以及我们是否在宇宙中独处的愿望。

如果我们看看L 98-59的太阳,地球和金星的过渡将使我们认为行星几乎相同,但我们知道它们不是,戈达德的合着者和天体物理学家约书亚施利德说。我们仍然有很多关于为什么地球适合生活并且金星没有问题的问题。如果我们能够找到并研究其他恒星周围的类似例子,例如L 98-59,我们可以解锁其中的一些。

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在基因库中采用生物信息学



植物生物多样性的保护是分布在世界各地的约1,750个基因库的任务。到目前为止,他们已经储存了植物样本,有时还有其他表型或遗传信息,共计约7400万种植物。预计随着对改进的,更快的和更便宜的测序和其他独特技术的获得的改进,良好表征的种质等离子体的量和需要与生物材料一起储存的详细信息将快速且连续地增长。位于Gatersleben的Leibniz植物遗传和收获植物研究所(IPK)的科学家团队现在通过发表一份意见书来研究未来基因库的挑战和可能性。自然遗传学。

在二十世纪早期到二十世纪中叶,越来越明显的是,作物品种逐渐被现代作物品种所取代,并且存在消失的危险。为了避免遗传多样性和生物多样性的丧失,建立了第一个遗传库,其任务是保护这些植物遗传资源。今天,基因库作为生物储存库和植物生物多样性的储存库,但更重要的是,作为一个将遗传和植物材料信息转化为免费但仍然有价值的资源的图书馆。因此,科学家,植物育种者甚至来自世界各地的任何人都可以请求和使用存储在全球1750多个基因库中的数据用于研究或植物育种目的。

位于Gatersleben的Leibniz植物遗传与培养研究所(IPK)的种质库目前拥有世界上最全面的农作物和野生近缘种群,共收集了2,933和776属的151,002种。种质。来自植物的大多数种质样品在-18C下作为干燥种子储存,而营养繁殖的种质在田间(非原位)永久生长或在-196C储存在液氮中。基因库IPK允许用户查看和检查储存植物的种质及其相应的护照数据,以及以非商业规模申请植物材料。

博士撰写的新观点

科学家已经确定了需要关注的基因库面临的三大挑战。其中两个是由数万个种子批次的基本管理要求引起的,即跟踪种质身份的能力以及避免基因库和基因库之间不必要的重复的需要。第三个挑战是保持种质的遗传完整性,这是由于使用非原生境保存的固有缺点,例如差异存活,遗传漂变和储存和再生中的侵蚀。

然而,作者提出,在基因组的指导下,更强有力的基因库方法可能有助于应对这些挑战。例如,传统上,基因库材料的护照数据描述了种质的分类和起源。通过添加单核苷酸多态性(SNP)作为包含特征,这些基因型信息可用作分子护照数据,以补充和纠正传统护照记录,并有助于清洁和防止重复,提高质量和完整性。采集。

通过将生物信息学和大时间分析转化为植物科学,专注于保存种质资源的传统基因库将转变为生物遗传资源的中心,这些资源结合了植物材料的储存和价值。基因组和分子表征。

目前基因库的资助情景不允许系统生成提交给基因库的每种植物样本的分子护照数据。然而,采取了整个集合的高通量基因分型方向的第一步。 IPK领导的一个国际研究联盟证明了这一点,该联盟通过基因分型在分子水平上收集了22,000多种大麦品种。透视文件的一些作者也参与了案例研究并创建了BRIDGE Web信息门户。 BRIDGE,称为生物多样性计算,以填补基因组信息与基因库中遗传多样性的教育用途之间的差距,

虽然BRIDGE为Gateslebener基因库的发展铺平了道路,作为促进和有效利用作物生物多样性的全面推广,但DivSeek等国际合作正在建立支持基因库,全球育种者和研究人员的国际框架。更有效地管理和动员植物遗传多样性,从而开始弥合生物信息学,遗传学家和基因库策展人之间的差距。因此,自由共享数据的全球生物数字资源中心网络有助于推动植物科学和植物育种研究的进展,并可能在不久的将来成为现实。

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遗传活动数据库拯救了数千只大鼠



这些数据发表于Nature Communications,可通过在线应用程序获得,该应用程序显示了来自十种不同疾病的小鼠血液中每种小鼠基因(超过45,000个基因)的活性。还检查了肺部样品中涉及肺部的六种疾病。

以前,研究人员必须创建,感染和消除小鼠样本,提取和测序RNA以研究他们感兴趣的基因。使用实验室为本研究创建的新应用程序,研究人员可以检查各种疾病中任何基因的活性,而无需自己的小鼠。这可以防止数千只小鼠被用于个别实验。

由克里克集团领导人Anne OGarra领导的研究团队由Christine Graham协调,与来自英国和美国克里克的许多合作者合作。他们使用下一代RNA-seq测序技术来测量不同疾病的遗传活动。因为基因需要将其DNA转录为RNA才能发挥作用,RNA分析可以揭示每个基因的活性 – 在这种情况下,在感染或挑战过敏原后。

安妮解释说,遗传活动可以向我们展示身体对感染和过敏原的反应。成千上万的基因参与任何免疫反应,因此我们实验室的生物信息学博士后研究员Akul Singhania使用先进的生物信息学方法将基因分组到模块中。这些模块代表共同调节的基因组,并且可以注释以确定它们已知的生理功能和效果。例如,仅在过敏模型中看到的38种过敏相关肺模块中的一种包含超过100种基因,并且另一模块与含有超过200种基因的T细胞相关。

通过对肺组织和血液进行测序,我们还可以看到血液中的免疫反应如何反映肺部的局部反应,反之亦然。这将有助于我们了解我们可以从血液的遗传特征中学到什么,因为对于大多数疾病,医生无法从患者身上获取肺部样本。

使用新的应用,世界各地的研究人员可能会发现感染了各种病原体的小鼠的肺和血液中的遗传活动:寄生虫弓形虫,流感病毒和呼吸道合胞病毒(RSV),伯克希尔伯克霍尔德氏菌,真菌白色念珠菌或过敏原。屋尘螨。他们还可能看到李斯特菌,巨细胞病毒小鼠,疟疾寄生虫Plasmodium chabaudi chabaudi或感染小鼠伯克霍尔德氏菌慢性血液中基因的活性。

在这项研究中,该团队分析了与这些疾病相关的遗传特征,以帮助了解免疫反应。他们在肺部发现了广泛的免疫反应,离散模块由与I型或II型干扰素,IL-17或过敏反应相关的基因主导。已知I型干扰素响应于病毒而释放,而II型干扰素(IFN-g)激活吞噬细胞以杀死细胞内病原体,并且IL-17吸引嗜中性粒细胞以引起早期炎症免疫应答。有趣的是,干扰素基因的特征与血液模块中的肺相似,但IL-17和过敏反应则不然。

令人惊讶的是,与I型干扰素相关的基因在感染弓形虫寄生虫的小鼠的肺和血液中具有高活性,并且对伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pseudomallei)中的细菌有反应。还观察到了这种情况,但程度较轻。这挑战了与I型干扰素相关的基因必然表明病毒感染的观点,正如实验室先前在结核病中所显示的那样。

我们发现,不起干扰素通路作用的小鼠对抗弓形虫感染的能力较差。对于I型和II型干扰素,这种情况是相互关联的。我们发现两者都起着关键作用。寄生虫的一部分是控制血液中的中性粒细胞,大量的中性粒细胞会对宿主造成伤害。

从过时到机会

该研究项目于2009年开始,使用称为微阵列的技术检测肺和血液样本中的遗传活性,几乎完成并准备好在2015年之前进行分析。微阵列是一种成熟的技术,但制造商突然停止提供所需的试剂在最终样品处理之前。当设备没有完成测序时,该项目遇到了麻烦。

由于这种微阵列技术不再可能,团队需要采取不同的方法。目前,有一项名为RNA-Seq的技术可用,为量化遗传活动提供了更好的方法。

在Anne和制造商之间进行谈判之后,她的团队在2016年底提供了免费的RNA-Seq试剂和再加工样品。它们还为生成的大量数据提供存储。

由于来自微阵列实验的组织和血液样品被冷冻保存,Anne Labs的Christine Graham能够返回到相同的样品并再次处理它们,这次用于RNA测序。由于样品的优异储存,这可以在不使用其他动物的情况下实现。尽管到2018年Christine需要花费大量的时间和精力,但团队仍然拥有所有必要的测序数据。

随着许多数据的处理,Akul Singhania决定解决所有问题。使用先进的生物信息学技术,它以有意义的视觉形式汇集了数千个基因和数百万个数据点,我们称之为模块并创建应用程序以使任何人都可以访问数据。

在项目实施十年后,我们现在可以开放获取基因表达,世界上任何人都可以使用它来寻找他们喜欢的基因,看看它们是否受到I型或II型干扰素信号传导的调控。 “安妮说。没有人说科学很容易,但当然值得。

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专家们揭示了植物如何为每个细胞提供恒定的空气流



科学家们已经发现了植物如何建立空气通道网络 – 叶子的肺部 – 将二氧化碳(CO2)输送到细胞。

自19世纪以来,植物学家已经知道叶子有毛孔 – 称为气孔 – 并且包含复杂的内部空气通道网络。但到目前为止,还不可能理解这些通道是如何在正确的位置形成的,以便为每个植物细胞提供恒定的CO来源。

由谢菲尔德大学可持续食品研究所的科学家领导并在Nature Communications上发表的这项新研究利用遗传操作技术揭示了叶片上的毛孔越多,它形成的空气越多。这些通道充当细支气管 – 小通道将空气输送到人和动物肺的交换表面。

他们与诺丁汉大学和兰卡斯特大学的同事合作,表明CO通过毛孔的移动更有可能决定空气通道网络的形状和尺寸。

这一发现标志着我们对叶片内部结构的理解以及组织功能如何影响其发育的重要一步 – 在进化生物学等领域可以产生超出植物生物学的影响。

该研究还表明,小麦植物已经繁殖了几代,毛孔较少,空气通道较少,这使得它们的叶子更密集,可以用更少的水生长。

这一新愿景强调了科学家通过改变叶子的内部结构,使水等节水作物在水方面更有效的潜力。这种方法是由可持续食品研究所的其他科学家发起的,他们为在极端干旱条件下生存的气候和小麦开发了水稻。

谢菲尔德大学可持续食品研究所的安德鲁弗莱明教授说:“到目前为止,植物制作错综复杂的机票的方式对科学家来说仍然是惊人的神秘。

这一重要发现表明,空气通过叶子的运动形成了它们的内部功能 – 这对我们如何思考植物进化产生了影响。

人类无意中影响植物如何使用更少的水来影响植物呼吸的事实表明,我们可以指导这些气道网络开发能够在天气破裂时预期的极端干旱中存活的作物。

Leverhulme兰卡斯特大学早期职业研究员Marjorie Lundgren说:科学家长期以来一直怀疑气孔的发育和叶片内空气空间的发展是协调的。但是,我们不确定哪一个正在推动另一个。所以这是先到先得,鸡肉还是鸡蛋?

使用一组涉及X射线断层成像的巧妙实验,我们的协作团队使用具有非常不同叶子结构的物种来回答这些问题。虽然我们已经证明开口的开发开始了空域的扩展,但我们更进了一步。这表明开口需要交换气体以使空气空间膨胀。这描述了一个与生理学相关的更有趣的故事。

X射线图像是在诺丁汉大学的Hounsfield工厂拍摄的。该设施主任Sacha Mooney教授说:直到最近,在植物科学中使用X射线断层扫描或计算机断层扫描的重点是将隐藏的一半植物 – 根部 – 可视化,因为它们在土壤中生长。

与我们在谢菲尔德的合作伙伴合作,我们现在开发了一种技术,可以在3D中可视化植物叶子的细胞结构 – 让我们看看叶子内复杂的空域网络如何控制它们的行为。这非常令人兴奋。

谢菲尔德大学可持续食品研究所汇集了多学科专业知识和世界一流的研究设施,以帮助实现粮食安全并保护我们赖以生存的自然资源。

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非多彩娱乐官网美洲梨树出现在美国的森林中



在20世纪90年代,一种受欢迎的进口树已成为邻居的最爱,现在可以在东部森林中挤压一些原生树木。

辛辛那提大学的生物学家Theresa Culley警告说,俄亥俄州的部分地区可能为时已晚,以防止Callery梨的蔓延。但她也要求其他国家在入侵树木开始占领森林之前保持警惕。

Culley今年在加州大学麦克白本科技大学举行的植物学经济学会会议期间向来自世界各地的植物学家介绍了他的发现。

她说,像许多入侵物种一样,Callery Pear,也被称为Bradford Pear,是我们对自己做的一个问题。这棵树是以中国历史学家Joseph-Marie Callery命名的,他于20世纪30年代将样品送到欧洲。这棵树一个世纪后引起了美国植物学家的兴趣。

她说,一旦它被命名为城市的年度街道树。到20世纪90年代中期,它们开始出现在自然界中。现在人们已经注意到它们已经开始传播,这是一个问题。

梨树的原始线是自相矛盾的,不能与其他相同类型的树一起繁殖。它们成为畅销产品,因为无论天气或土壤条件如何,它们都能快速增长。春天的树木绽放美丽的白色花朵,秋天的树叶变成鲜艳的紫色。

梨多年来一直是绿树成荫的街道的一个受欢迎的补充。

Culley说,我称它们为棒棒糖,因为它们具有完美的形状。

但是房子的主人多彩娱乐官网很快就知道成熟的树木有非常脆弱的树干,容易在大雪或大风中劈裂和破碎。

俄勒冈州景观设计师兼顾问大卫利斯特曼说,布拉德福德梨是一棵美丽的树,寿命大约为15年。但是天篷会变得如此沉重,以至于它会在暴风雨中变成一半。

制作人的解决方案是引入更强大的多样性。但除了固体树干之外,还有其他东西可以取代树木:遗传多样性。突然,老梨树现在可以用新品种授粉。它的受精花开始产生果实,鸟类被带到森林里。一个怪物诞生了。

今天,Listman说野生新人对本土树木的生存构成了威胁。它的叶子将化学物质倾倒入土壤并杀死当地的竞争者。

大多数入侵植物往往比原生植物有优势。 Callery梨的叶子在深秋举行 – 直到圣诞节。他说,这将持续一个月或两个月,与10月份的本地物种竞争。他们入侵需要视觉清洁的州际高速公路。因此,公路部门应该做更多的割草或处理。

他说尽管有些鸟类吃水果,但梨树对野生动物的益处并不像许多本地物种那么大。

利斯特曼曾在加州大学的Culley入侵植物委员会任职,该委员会帮助俄亥俄州农业部确定了可能有害的入侵物种。

利斯曼说,梨树不仅沿着这条路走来。林业调查发现它们远离最近的细分区域。野生梨生长在茂密的森林中,带有令人不快的尖刺。

在最近的一次实地考察中,Culley在里斯本Nidicht自然保护区的树林中选择了自己的路径来展示珍珠般的弹性。加利福尼亚大学在Uptown校区以北约15英里处有一个森林保护区,用于一些生物科学和研究项目。它毗邻俄亥俄州蒙哥马利的约翰逊保留区。

这条路上有几座纪念碑,纪念1999年F4龙卷风的受害者,造成4人死亡,并摧毁了附近约130所房屋和企业。这场风暴造成长达10公里的破坏,导致两国数百棵树木倒塌多彩娱乐官网。

风暴期间,许多古老而庄严的树木倒塌,Callery梨现在正在蓬勃发展。 Cull多彩娱乐官网ey在郁郁葱葱的绿色树冠下停了下来。阿穆尔金银花是亚洲另一种入侵植物,在东部森林中爆发并被这种基础植物覆盖。

UC多彩娱乐官网每三年在保护区进行一次植物调查。正在进行的研究表明,梨树可能正在取代许多被另一种入侵物种 – 祖母绿螨杀死的灰树。

过去,沿着高速公路沿着森林边缘发现了梨。 Culley说,我们现在看到梨子侵入了森林的中心。一旦它们被构建,就很难将它们移除。你的根深,所以你必须切割它们并用草甘膦喷洒它们。许多土地经理根本无法摆脱它们。

入侵物种是全世界的一个大问题。根据政府问责局的数据,美国仅花费2.6亿多美元打击水生入侵者。根据渔业服务和美国生命野生,受联邦濒危物种法保护的三个物种中几乎三分之一受到入侵物种的威胁。入侵者的竞争和捕食是物种灭绝的主要原因。

Culley先生说,许多州担心Callery梨的经济利益丧失。那么,我们如何才能将Callery Pear的经济价值与其作为入侵者的成本相协调?

俄亥俄州农业部正在与多彩娱乐官网苗圃种植者合作,以消除Buckeye的Callery梨。 2018年,俄亥俄州的立法者通过了一项禁止销售或分销Callery梨的法律,直到2023年,以便生产者有机会培育替代品。

Natorps Nursery的俄亥俄州生产商Kyle Natorp说店主有许多梨替代品。他说现在很少有客户要求梨树。

有山,海獭和樱桃树。 Natorp表示,作为一家公司,我们努力发展客户的需求,而不是试图从零开始建立市场。

他们的托儿所鼓励种植几棵树,而不是同一种树木,还有一些建筑工人喜欢树木的一致性。

它的形状,颜色和花朵是一样的。他说,听起来不错,但这不是一个好的园艺练习。一种疾病可以将他们全部带走。

Culley说在梨成熟之前树木应该小心。

她说,我们正警告该州北部的人们正在扩散。这些树是为了最好的意图而引入的。他们现在很疯狂,我们必须处理它并从错误中吸取教训。

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超导体NbSe2的特殊基态



施加足够大的磁场会对材料的超导状态造成损害,即使在非常低的温度下,它也会直接转变成绝缘体 – 或者传统上认为是这种情况。现在,东京工业大学(东京工业大学),东京大学和东北大学的科学家们报告了这些超导体奇怪的多态跃迁:从超导体到特殊金属和绝缘体。

超导体的特点是零电阻或完全释放外部磁场的能力,具有迷人的视角,适用于基本物理和应用,如磁铁用超导线圈。考虑到系统电子之间的高度有序关系,可以理解这种现象;由于整个系统的相干性,电子形成有限的对并且没有碰撞地流动,导致完美的导电状态而不消耗能量。然而,当引入磁场时,电子不再能够保持它们的相干关系并失去超导性。对于给定温度,材料保持超导的最高磁场称为临界场。

通常,这些关键点由相位变化标记。如果变化是突然的,就像冰的融化一样,那就是一阶过渡。如果通过驱动整个系统变化的变化逐渐且连续地进行转换,则称为二阶变换。研究超导体在关键场影响下的过渡路径,可以深入了解所涉及的量子过程,并使我们能够设计出更智能的超导体(SC),用于先进技术。

有趣的是,二维超导体(2DSC)是研究这种类型相变的理想候选者,这些新候选者中的一个是NbSe2的单细胞层。因为超导体的较小尺寸(厚度)意味着形成超导对的电子的可能伴侣的数量很小,所以最小扰动可以限定相变。此外,从小规模电子应用的角度来看,2DSC是相关的。

在这些材料中,增加施加到临界值的磁场导致朦胧状态,其中磁场穿透材料,但电阻仍然是最小的。仅当磁场进一步增加时才会破坏超导性。这种材料是常见的绝缘材料。这被称为从超导体到绝缘体的相移。由于在非常低的温度下观察到这种现象,系统中的量子波动变得与传统的热波动相当或甚至更大。所以这被称为量子相移。

为了理解超细超导体NbSe2中场相临界力之间的相变和模糊或混合状态的路径,一组研究人员在条件下测量了材料的磁阻或SC的电阻率响应。简而言之,Ichinokura教授得出结论,使用四点探针,我们估算了单层NbSe2中每个量子相界的临界磁场。他们发现,当向SC施加小磁场时,电子的相干通量被破坏,但电子对仍然存在。这是由于涡流的移动;移动涡流产生有限的阻力。该最小电阻的起源被解释为进入特定金属状态的物质,称为玻色金属(BM),当磁场进一步增加时,该物质变为绝缘。该团队还发现,在临界温度附近的正常状态和SC状态之间的转换是由量子波动驱动的,并且还反映了类似的多个转换路径。 Ichinokura教授对结果感到兴奋。他说:基于Bose金属模型的比例分析解释了两个步骤的转变,表明玻色子的基本状态的存在。

由于原子厚度 – 厚度样本较薄,本研究支持超导体中多相跃迁的理论命题,并进一步推进了研究的局限。这是研究涡旋涡旋的过渡路径;漩涡将我们从哪里带走?只有科学可以解释这个!

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