来源:中国科学报 发布时间:2016/3/1 9:38:59
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2月19日《科学》杂志精选

 

有关远古埃塞俄比亚人基因组文章的勘误

《科学》杂志将对2015年10月8日的网络版报告“远古埃塞俄比亚人基因组揭示了在整个非洲大陆的广泛的欧亚混合”刊登一则勘误启示。这项研究的结果受到了作者所犯的生物信息学错误的影响。他们得出的从欧亚大陆西部迁徙到非洲东部——或更精确地说从一个基因来源接近于早期新石器农耕者——的结论没有受到影响。然而,这一迁徙的遗传学影响的地理范围则被高估:从欧亚大陆西部的返流主要影响的是东非和只有少数的撒哈拉以南人群。因此,所发表文章的标题和摘要没有精确地表述该混合的地理范围,它们都已经得到了相应的更正。

利用肠道真菌分解生物质

研究人员记录一个由真菌分泌的能分解植物生物质的酶库,并描绘了这些酶是如何发挥协同功能的。这些结果或能帮助简化生物燃料的生产并降低其生成成本。木质纤维素或植物干物质是地球上可得到的最丰富的能用于生产生物燃料(包括乙醇)的材料。然而,目前将这样的生物质转变为燃料的方法需要昂贵的预处理工艺。存在于食草动物肠道内的真菌能高效地分解木质纤维素。因此,Kevin Solomon等人采集了有着不同饮食的食草哺乳动物的粪便样本,分离了3种先前未被鉴定的培养物:粗壮厌氧鞭菌、加利福尼亚新美鞭菌及菲尼斯瘤胃壶菌。来自这些真菌的酶的分解木质纤维素的能力堪比那些目前所用的市售酶,并在有些时候其性能甚至超越这些市售酶。尤其是瘤胃壶菌展现了增幅多达300%的分解植物细胞壁某成分的能力。作者们指出,酶的协同作用(而不是多元性)才是瘤胃壶菌分解生物质卓越能力的一个关键驱动因子。他们的数据表明,某些酶能快速起效及密切协调以分解植物细胞坚固的外层。为了对这一协同作用有更多的了解,他们让培养的瘤胃壶菌接受一剂葡萄糖,接着让其接触草芦并对RNA转录的变化进行监控。通过这些变化,研究人员发现了17种转录物,它们能共同调节生物质的降解过程,因而能充当用于生物技术的有用的降解酶。

肠道微生物帮助维持身体成长

两项新的研究展示了营养不良是如何影响肠道微生物群的,并确认了某些特定种类的微生物能够抵消营养不良的负面影响。这些发现对全球数百万营养不良儿童具有重要意义,因为营养不良除了其他不良反应外还会致使他们生长停滞。在第一项研究中,Laura Blanton等人揭示营养不良是如何在婴儿肠道中改变微生物种类的组合,而这转而会阻碍儿童的身体成长。此外,他们发现了两种微生物——当它们被植入到肠道微生物群发育与年龄不相称的小鼠肠道内时——可对抗生长受损。先前的研究提示,我们肠道内的微生物品种会随着我们的成长而改变,而营养不良可损害肠道微生物种群。Blanton和同事首先在马拉维的一个婴儿群体中证实了这种作用;他们揭示营养不良婴儿所带有的肠道菌群更像代表更小孩子而不是与其年龄相称健康个体的肠道菌群。同时,Blanton等人证明,与正常对照相比,一种不成熟的微生物群与生长停滞关联。该研究团队接着将采集了马拉维健康或营养不良婴儿的粪便样本,并将它们移植到缺乏任何肠道微生物的5周大小鼠的肠道内。肠道由健康婴儿粪便微生物菌群拓殖的小鼠的体重和瘦体质增长明显高于肠道由营养不良婴儿粪便微生物菌群拓殖的小鼠。

第二项研究发现了两株肠道微生物,它们能通过生长激素信号传导而影响出生后小鼠的生长,这能缓冲慢性营养不良造成的不良反应。Martin Schwarzer等人先前在果蝇肠道内发现了某种植物乳杆菌株会影响果蝇的生长,因此该研究团队在含有同样菌株的小鼠中对这些影响进行了探索。首先,他们通过将缺乏肠道微生物的无菌(GF)小鼠与对照小鼠进行比较而确立了在肠道菌群和身体增长之间的一种联系。对每组小鼠体内循环的生长激素浓度的分析揭示了GF小鼠的该浓度显著低下。研究人员还发现,在将小鼠从一种营养贫竭膳食转换成含有固体食物膳食之后,与对照小鼠相比,GF小鼠无法恢复其正常生长。

(本栏目文章由美国科学促进会独家提供)

《中国科学报》 (2016-03-01 第2版 国际)
 
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