2017年9月 8


免疫细胞可通过触发真菌孢子自杀而中止真菌感染

American Association for the Advancement of Science

科学家发现,为了保护机体免于感染,肺部的免疫细胞会利用吸入的真菌性病原体的细胞死亡程序,这可帮助解释为什么大多数人在吸入霉菌孢子时不会受到伤害,它可能为那些确实被感染的人提供新的治疗策略。人类每天吸入的霉菌孢子数在1000至1010个之间。为了防止有害的真菌感染,嗜中性粒细胞和其它会"吞噬"细胞体的免疫细胞可帮助将吸入的霉菌孢子从肺部清除。然而,那些免疫系统已被结核病、自身免疫性疾病、AIDS或化疗(仅举数例)削弱的人会更容易地因为接触霉菌而得病。为了给这些人研发有效的治疗方法,需要对抗真菌免疫有更清楚的了解。Neta Shlezinger和同事在小鼠中就肺部的免疫细胞如何对抗烟曲霉进行了研究;烟曲霉是全球最常见的真菌性肺炎的病原体。他们发现,肺部的嗜中性粒细胞会吞噬真菌孢子并接着激发真菌本身的"程序性细胞死亡"通路,从而阻止真菌萌发(fungal germination)及侵入宿主。重要的是,作者还发现了一种烟曲霉蛋白——AfBIR1,它相当于真菌中的人类存活素蛋白,它已知能抑制细胞死亡、延长肿瘤生长、抵御细胞死亡;接触过度表达AfBIR1真菌孢子的小鼠很容易发生致命性真菌感染。用药物抑制编码AfBIR1的BIR1可增加真菌细胞死亡及感染气道的清理,表明阻断AfBIR1或是一种治疗侵袭性曲霉病的可行方法。

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VIDEO: 视频描绘了宿主诱导的真菌程序性细胞死亡及它在肺部对抗无处不在的吸入性真菌孢子免疫中的作用。
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Credit: Generated by Terry Helms, Medical Illustrator, Department of Communications, Memorial Sloan Kettering Cancer Center

 

沙石开采与交易的潜在影响

American Association for the Advancement of Science

Aurora Torres等人在一则《视角》中强调,基础设施建设需求的日益增加正在提醒一系列必须解决的环境与社会问题,凸显了科学在可持续性解决方案中所起的作用。在1900年至2010年间,全球用于建筑和运输基础设施的自然资源体量增加了23倍,其中沙子和碎石占了这些主要材料的最大比重。然而,对沙石的开采往往监管不力,沙石常常被猖獗地非法开采和交易。作者提到了众多有害的沙石开采方式,如通过侵蚀、对底栖生境和悬浮泥沙造成物理干扰而损害生态系统。随之而来的环境退化还会给人类带来负面影响——如威胁水和食物安全以及增加疾病蔓延。采砂常常还会刺激社会和政治冲突,包括国家暴力犯罪活动及国家间的政治关系紧张;例如,印度的"沙石黑手党"被认为是最强大和有组织暴力犯罪集团之一。作者强调,需要用一种跨学科的科学方法来帮助阐述沙石开采和交易的潜在影响,并为将来确立更具可持续性的沙石开采的框架结构。作者得出结论,随着对沙石稀有性复杂环节关注的增加,国际社会开始了解如何更具可持续性地使用沙石并避免发生公用沙石悲剧。

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IMAGE: Sand mined near the river is shoveled into trucks in Pak Beng, Laos, a small town next to the Mekong River. This material relates to a paper that appeared in...
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Credit: Aurora Torres, PhD, German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv)

 

揭示记忆形成和储存的新型学习法则

American Association for the Advancement of Science

研究人员如今报道了一种新的脑学习机制,它对被广为接受的记忆是如何形成并储存的观点提出了质疑。他们的发现会对人类是如何能够记住新的地方及在那里发生事件的基础过程提供了解。过去的研究提示,记忆的形成是神经元网络得到加强的结果,这些网络源于密切关联的神经细胞活动。这一原则被称作赫布学习法则,后者假定:"如果神经元一起放电,它们就是连线在一起的神经元"。相互连接神经元刺激的短暂爆发(数十毫秒)可改善信号传导(被称作长时程增强,或LTP)。相比之下,Katie Bittner和同事发现了另外一种学习法则,它被称作行为时间尺度突触可塑性(BTSP),其历时要长得多(以秒计数)。这一结果意味着,它们之间形成长时间持续的关联性不需要具有因果关系的相互连接的神经元。作者说,这一更长的时间尺度可让整个事件序列(如穿越的地方)得到储存,它会导致对行为有重要意义的地方(如得到奖励的地点)得到高度体现。由Julija Krupic撰写的相关《视角》更为详尽地讨论了这一研究,它为BTSP学习的潜在使用提供了更多的了解。

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人造平滑表面给使用回声定位的蝙蝠制造了"盲点"

American Association for the Advancement of Science

众所周知,蝙蝠能用其精巧的回声定位在充满障碍物的区域内穿行,但如今一项新的研究揭示,蝙蝠的这一功能在面对平滑垂直表面(它们很有可能是人造物)时会变得不甚好使。这些结果可帮助解释在建筑物附近常常会被发现的受伤或死亡的蝙蝠,凸显了人类发展对野生动物所造成的负面影响。在黑暗中飞行的蝙蝠高度依赖回声定位,即它们在其环境中会通过发出高频声波并用回声来探测、分类并定位其所在环境中的物体。然而,数次观察到的蝙蝠会与平滑垂直表面(如玻璃窗)相撞的情况表明,蝙蝠对平滑垂直表面的识别存在困难。为了更详细地探索这一问题,Stefan Greif和同事对大鼠耳蝠(Myotis myotis)在黑暗中飞行穿过一个连续的、矩形飞行通道时的情况进行了监测。在黑暗隧道的角落,研究人员放置了一个垂直或水平的金属板。在蝙蝠的自然栖息地中,平滑的垂直表面颇为罕见,但蝙蝠会遭遇以水形式存在的水平平滑表面。在对21只蝙蝠进行测试时,有19个蝙蝠会与垂直金属板至少相撞一次(平均占通行次数的23%),但它们从来没有与水平放置的金属板相撞过。研究人员发现,当蝙蝠与垂直金属板相撞时,它们发出的叫声较少,它们在金属板前所花时间较少、会以更窄的锐角接近金属板,其飞行速度相对于那些想避免碰撞的蝙蝠的飞行速度相对更快。作者报告称,他们在洞穴外对3种不同蝙蝠所做的实地实验中也得到了相似的结果。Peter Stilz在一则《视角》中对这些结果进行了讨论。

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IMAGE: 只马上要飞的大鼠耳蝠
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Credit: Stefan Greif