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電影《親愛的》原型孫海洋兒子已找到 DNA比對成功

尋找14年後,電影《親愛的》原型父子即將認親。據@齊魯晚報 報導,12月6日,從相關渠道獲悉,電影《親愛的》原型孫海洋失散多年的兒子孫卓被找到,孫海洋與兒子孫卓DNA比對成功。孩子從山東趕往深圳,即將認親。 孫海洋找到失散多年兒子的消息引起眾多網友的關注。2003年,孫卓出生。2007年10月9日晚,孫卓被人用玩具車拐走。孫海洋尋子14年後,故事終於迎來團圓。 孫海洋的兒子孫卓被拐已經14年了,14年間,他幾乎跑遍全國,將尋找孩子的傳單發遍大街小巷,一部由他故事改編的打拐題材電影《親愛的》,讓更多人知道了孫海洋的名字,但是他的兒子孫卓在哪,沒人知道。 2007年10月9日,當時的孫海洋夫婦在深圳白石洲的城中村內,開著一家包子店,那是包子店開業的第二天,結束了一天生意的孫海洋有些累,就在屋內打了個盹,寫完作業的孫卓在門外玩耍,等孫海洋醒來的時候,發現孫卓不見了。 監控顯示,一名身穿短袖白襯衣、灰褲子、棕色皮鞋,手拎一個黑色公文包,身材瘦削的男子,用幾個李子和一個玩具車,拐走了4歲的孫卓。 資料顯示,《親愛的》是2014年出品的一部「打拐題材」電影,由陳可辛執導,張冀編劇,黃渤、佟大為、郝蕾、張譯等主演。 電影主要講述以田文軍為首的一群失去孩子的父母去尋孩子以及養育被拐孩子的農村婦女李紅琴如何為奪取孩子做抗爭的故事。來源:cnBeta

IBM中國揭秘首款2nm晶片:最小部分比DNA單鏈還迷你

IBM中國日前發布視頻,題為《》。 據介紹,今年5月,IBM宣布研製出全球首顆2nm晶片,這是繼5nm、7nm首發後,IBM在半導體領域的又一重大創新。 IBM在視頻中透露,這顆晶片中的最小單元甚至比DNA單鏈還要小。 據悉,矽晶圓由IBM研究院在其位於美國紐約州奧爾巴尼半導體研究機構設計和生產,它包含數百個指甲大小的晶片,每顆晶片可容納500億個2nm電晶體。 指標方面,2nm比7nm的性能提升了45%,能耗更是減少75%。 對於2nm的應用前景,IBM認為包括加速AI、5G/6G、邊緣計算、自治系統以及太空探索等。 另外,IBM此前,2nm晶片可使手機電池續航時間增至之前四倍,只需每四天為設備充一次電即可。 來源:快科技

BADNAI: 22年4月 食玩SMP系列

新品價格    2,000円(稅拔)/個 發售日期    2022年4月 廠商    BANDAI 1978年から1979年まで放送された日本サンライズ製作のロボットアニメ『無敵鋼人ダイターン3』をSMP で商品化。ダイファイター、ダイタンクに変型するダイターン3が完成します。サン・アタック再現用ハンドパーツや各種武器付き。●プラキット一式(全3種)1.ダイターン3Aパート(頭部&腕部&武器)2.ダイターン3Bパート(胴體&バックパック)3.ダイターン3Cパート(腳部)●取扱説明書●ガム(ソーダ味)1個 ※店頭での商品のお取り扱い開始日は、店舗によって異なる場合がございます。※畫像は実際の商品とは多少異なる場合がございます。※掲載情報はページ公開時點のものです。予告なく変更になる場合がございます。 (C)創通・サンライズ 來源:78動漫

BADNAI: 22年4月 食玩 SMP 泰坦來這!套裝

新品價格    8,100円(稅拔) 發售日期    2022年4月 廠商    BANDAI 1978年から1979年まで放送された日本サンライズ製作のロボットアニメ『無敵鋼人ダイターン3』をSMP で商品化。ダイファイター、ダイタンクに可変する「ダイターン3」と破嵐萬丈が乗り込むマッハアタッカーに変形可能な「マッハパトロール」や各種武器セットをラインナップした豪華仕様です。●プラキット一式(全1種)1.ダイターン カムヒア!セット●シール●取扱説明書●ガム(ソーダ味)1個 ※店頭での商品のお取り扱い開始日は、店舗によって異なる場合がございます。※畫像は実際の商品とは多少異なる場合がございます。※掲載情報はページ公開時點のものです。予告なく変更になる場合がございます。 (C)創通・サンライズ 來源:78動漫

BADNAI 22年4月: SMP 泰坦3 & 泰坦3配件包 官博介紹

皆さまこんにちは!食玩スーパーミニプラ擔當Kです。 本日は、2022年4月発売で準備しているSMP 新商品 「SMP 無敵鋼人ダイターン3」をご紹介いたします。! 1978-1979年に放映された日本サンライズ(現サンライズ)製作のロボットアニメ「無敵鋼人ダイターン3」は、主人公「破嵐萬丈」のかっこ良さ、全高120mの巨大なダイターン3がメガボーグと繰り広げるダイナミックな格闘シーン、そして 「世のためひとのため、メガノイドの野望を打ち砕くダイターン3。この日輪の輝きを恐れるならば、かかってこい!」などの口上が印象的な作品です。 本商品では、前作「スーパーミニプラ 無敵ロボ トライダーG7」でご好評いただいた可動、変形ギミックやプロポーションにこだわりつつ、ダイターン3ならではのポイントを盛り込んで立體化いたします。 「SMP 無敵鋼人ダイターン3」は前作「スーパーミニプラ 無敵ロボトライダーG7」と同様に全3種での展開です。完成したSMPダイターン3は頭頂部で約183㎜サイズとSMPシリーズでもやや大き目です。 それでは、パートごとにご紹介いたします。まずはAパートから。 Aパートは頭部+腕部+武裝一式のセットです。頭部にはつのと顔パーツが2種ずつ、腕部には3種のハンドパーツが付屬します。また、扇子型の武器「ダイターン・ファン」は閉じた狀態と2本を最大展開して合體させ円形にしたシールド狀態の2種あります。「ダイターン・ジャベリン」は全長約190㎜で立體化しました。 続いてBパートです。 Bパートは胴體とバックパック(変形ギミックあり)のセットです。 変形時の複雑なギミックを再現する重要な部位です。両肩とその上にある三角形部分の可動にこだわって商品化しました。 各形態でのスタンドとのジョイントパーツ2種も付屬します。  そして、Cパートです。 Cパートは両腳のセットです。 ひざから下には「ダイタンク」時に展開される「ダイ・キャノン砲」が內蔵されており差し替えなしで伸縮することが可能になっています。 これら3つを組み合わせて「ダイターン3」が完成します。 それでは劇中シーンをイメージしながらポージングしていきます。 まずは、主要武裝の「ダイターン・ジャベリン」を突くシーンです。 肩周辺は引き出し式の肩関節と三角形部分の根本に設けた可動軸のおかげでポージングに応じていろいろな表情がつけられるようになっています。 三角形部分の根本に設けた可動はこのようになっています。 通常は正面に対して水平にセットされていますが、 このように前後ハの字に回転できるようになっています。 「世のためひとのため、メガノイドの野望を打ち砕くダイターン3。この日輪の輝きを恐れるならば、かかってこい!」の時のポージング 肩部の引き出し関節のおかげで「日輪の力を借りて、今、必殺の、サン・アタック!」のポージングもこの通り難なく決まります。 前述の肩周辺の可動ギミックにより「サン・アタック」発動時のポージングがよりダイナミックにとることができるようになりました。 ダイターン3の必殺技「ダイターン・クラッシュ」も再現可能です。 そしてダイターン3のもう一つの魅力である変形についてご紹介いたします。 まずは登場時の基本形。重戦闘機「ダイファイター」です。 數か所の差し替えを経て「ダイターン3」⇔「ダイファイター」への変形が可能です。ランディング・ギアも展開可能となっています。 そしてもう一つの変形形態。重戦車「ダイタンク」です。 今回特にこだわったのがキャタピラの伸縮ギミックとダイ・キャノン砲の腳部への収納・引き出しギミックです。両方とも複雑な機構ですが開発・設計會社様にご盡力いただき再現することができました。 キャタピラの前後が伸縮可能になっておりバックパックにきちんと収まります。 ダイタンクはダイファイターの1部パーツ(アームカバーと主翼)を裝備した狀態で劇中登場しており、ダイ・キャノン砲のギミックと合わせて商品レビューの際にご紹介したいと思います。 「SMP 無敵鋼人ダイターン3」は、設定120mの巨大ロボのをSMPとしてはやや大き目な商品サイズ約183㎜に詰め込みました。 ダイファイター、ダイタンクへの変形と様々なポージングが決まる商品仕様にご注目ください。 以上、ここまでが「SMP 無敵鋼人ダイターン3」のご紹介となります。 さらに、SMPダイターン3の展開としてスペシャルなセット品をご用意しております。 それが、「SMP 無敵鋼人ダイターン3 ダイターン カムヒア!セット」です。 パッケージデザインと商品內容はこのようになっています。 ダイターン3本體にプラスして波瀾萬丈が搭乗するマッハパトロールと各種武器をセットします。 「マッハパトロール」はフロントグリルのつけ位置を変えるだけで「マッハアタッカー」へほぼ完全変形します。 ぜひ波亂萬丈になりきって、「チェンジ!アタッカー」のシーンを再現して楽しんでいただき、続けて「ダイターン カムヒア!」のかけ聲でダイターンを呼んでみてください。 それではマッハパトロール以外のセット內容についてご紹介いたします。 まずは、「ダイターン・ザンバー」です。2本付屬しておりドン・ザウサーと対峙した二刀流も再現可能です。 今回はオープニングの太陽を背にした、あのシーンを再現したく撮影しました。 そして、「ダイターン・ビッグ・ウェッブ」や「ダイターン・ファンの別形態」のものが付屬します。 このポージング用に「ダイターン・ファンを持つ指が可動するタイプのハンドパーツ」もセットさせていただきました。 腰の「ダイターン・ミサイル」は差し替えで再現します。 さらに、変形用のバックパックより小ぶりな「プロポーション重視のバックパック」をセットしています。 腰のスイング時に干渉しないよう適切なサイズ感で調整しています。また、はねとバックパックの取り付け部分のサイズは同サイズにしてありますので、小ぶりなバックパックに変形用の大きな羽を付けた狀態なども組み替え可能です。 また、11月25日発売の月刊ホビージャパン様(2022年1月號)でもご紹介いただいておりますので是非チェックしてみてください。 「SMP 無敵鋼人ダイターン3」「SMP 無敵鋼人ダイターン3 ダイターン カムヒア!セット」ともに 明日11月19日(金)13時からプレミアムバンダイや各ECサイトにて予約開始予定! 発売は2022年4月予定です。 是非チェックしてください!來源:78動漫

多到一塊硬碟都存不下的小姐姐們 未來能直接刻進你的DNA?

很怪啊,也不知道從什麼時候開始,網友們突然喜歡把各種各樣的東西刻進自己的 DNA 里。 有電影的名場面,有洗腦神曲,還有一些奇怪的像素。 當然,刻進 DNA 這個說法也只是大家的調侃,畢竟像這些數據更多的還是存在於我們的硬碟里。 但我們把時間往前翻兩年,2019 年由科學美國人所評選的十大突破性技術中,DNA 存儲技術赫然在列。 臥槽!難道未來將畫面刻進 DNA 真的能夠實現了? 大家好!我是差評君~順著這個話題,今天咱們就來聊聊數據存儲的那些事。 現有存儲方式以及局限性   自打人類文明誕生以來,如何保存信息,一直都是一個讓人類頭疼的問題。從給繩子打結,到現在的磁帶硬碟。 隨著文明的進步,存儲方式也在發生著巨大的改變,原因就在於我們想要存儲的信息也越來越多了。  咱們就從視頻網站來看 —— 在去年 3 月某視頻站啟用新視頻序號之前,該站的視頻號序號已經到達了 1 億的量級。 按一個視頻 100MB 來看,這些視頻所需要的存儲空間就達到了 9.5PB。 想要存夠這些視頻,大概需要 9500 塊 1T 容量的硬碟。 這樣看上去好像還好,但隨著該站用戶的增多,如今一天的投稿量就已經超過了十萬。 簡單估算一下,一年就能投超過 6000 萬個稿件,又因為增加了 4K 和高幀率視頻。視頻占用空間更大,估計不到一年就能用掉之前好幾年才能用掉的存儲空間。。。 如果 B 站未來發展良好的話,需要的儲存空間將會不可逆的加速增加。除了視頻之外,各種物聯網設備和車載系統也會產生大量數據。 據因特爾計算,一輛聯網的自動駕駛汽車,一天運行下來,通過各類的傳感器,將會產生大約 4GB...

科學家使用可攜式設備區分植物種群 可取代DNA分析

據媒體New Atlas報導,通常情況下,如果研究人員想檢查同一物種的兩種植物是否來自遺傳上不同的種群,必須分析它們的DNA。然而,一項新的研究發現,分析它們的葉子的反射特性是一個更快、更容易的選擇。 這項新的植物識別技術是由芝加哥菲爾德博物館的Dawson White 和緬因大學的Lance Stasinski領導的團隊開發的。 在阿拉斯加進行實地研究時,Stasinki及其同事試圖確定常綠灌木Dryas的兩個地理上分離的種群是否在基因上相同。這樣做的典型方法包括從每個種群的植物中收集樣本,然後將這些樣本送到實驗室進行DNA分析--這是一個勞動密集型的過程,可能需要幾周的時間來提供結果。 科學家們確實收集了這些樣本,但他們也使用了一種被稱為光譜儀的可攜式設備來確定從植物的葉子上反射出多少光,以及哪些波長的光構成了這些反射光。他們能夠在阿拉斯加的荒野中迅速地完成這項工作。 科學家們發現,盡管來自這兩個種群的Dryas植物看起來完全一樣,但它們已經進化到以兩種明顯不同的方式反射光線。更重要的是,當對樣本進行DNA分析時,發現這兩個種群確實有略微不同的基因組,這導致了它們葉片反射率的差異。 White說:「雖然訓練有素的生物學家通常可以走進田野,用眼睛識別物種,但需要昂貴的遺傳分析來揭示種群--基因庫中同一物種的個體群體。這對保護和進化研究如此重要。在這項新的研究中,我們已經表明,你可以用光而不是DNA來定義植物種群,其詳細程度類似。這種新方法比基因測試要快得多,也便宜得多,這可以極大地提高我們繪制和監測生物多樣性的效率。」 研究人員希望這項技術最終甚至可以被用來從空中分析遠程植物種群,使用無人機安裝的硬體。這項研究在最近發表於《New Phytologist》雜志的一篇論文中進行了描述。來源:cnBeta

一女子自帶兩套DNA 親生孩子檢測與自己無血緣關系

明明是自己的親身孩子,但是經過DNA檢測卻發現與自己無血緣關系,國外的一名女子就遇到了這匪夷所思的情況。據媒體報導,來自美國的莉迪亞·費爾柴爾(Lydia Fairchild)在2006年在華盛頓申請了政府援助,來幫助其養活自己和孩子。而這一申請,卻險些讓她失去孩子。 報導中指出,作為申請的一個環節,費爾柴爾和她的家人都需要進行DNA檢測,以證明他們之間的關系。費爾柴爾本以為這完全沒有問題,卻沒料到事與願違。 根據社會服務部工作人員的說法,DNA檢測結果顯示,費爾柴爾和她的孩子之間並沒有血緣關系。工作人員甚至懷疑費爾柴爾在騙取國家福利資金,因為DNA的結果是不會出錯的,而費爾柴爾的孩子也因此險些被執法部門帶走。 而更讓費爾柴爾更驚訝的是,DNA檢測結果顯示,孩子們與丈夫之間卻存在血緣關系。孩子明明是自己十月懷胎生下的,現在卻與她沒有關系,還面臨著政府對她的起訴,這讓費爾柴爾一時不知所措。 不過,費爾柴爾遇到的這種情況並非獨一無二,此前也有人與費爾柴爾的情況類似,而最終的結果顯示是當事人屬於「嵌合體」。 為此,費爾柴爾又進行了進一步的檢測。結果發現,她的宮頸拭子檢測顯示她有兩套截然不同的DNA,這意味著她的確是一個嵌合體。與此同時,也說明了為什麼DNA檢測結果顯示她與她的孩子沒有血緣關系。來源:cnBeta

中國科大在DNA復制、抗菌策略研發領域取得重要進展

DNA復制是生物遺傳的基礎和物種保持獨特性的根本。自1953年,美國遺傳學家沃森和英國物理學家克里克在《自然》上揭示了DNA的雙螺旋結構,並於1962年和英國分子生物學家莫里斯·威爾金斯分享了諾貝爾生理學或醫學獎以來,人類一直在探索DNA的復制過程。 DNA復制過程中,高度保守的DNA聚合酶對DNA復制至關重要。DNA聚合酶的b亞基是DNA復制過程中的持續性-啟動因子(processivity-promoting factor),DNA雙螺旋通過在b亞基上快速滑動來完成復制。 由於DNA聚合酶b亞基在細菌復制、腫瘤發生中至關重要,其抑制劑的研發備受關注。多種b亞基的小分子抑制劑已獲得FDA批准作為抗腫瘤藥物。據悉,目前所有公布的抑制劑(包括小分子、多肽)以及已知的b亞基結合蛋白均靶向b亞基環上的疏水口袋(Hydrophobic protein binding pocket)。 我校細胞動力學教育部重點實驗室張凱銘團隊通過冷凍電鏡解析噬菌體蛋白質Gp168與DNA聚合酶b亞基的復合物結構,並發現Gp168抑制細菌DNA合成的全新機制。該研究成果於2021年10月7日發表在國際著名期刊核酸研究(Nucleic Acids Research)上。 Gp168與β-clamp復合物的冷凍電鏡結構(解析度為3.2-Å ) Gp168是迄今為止發現的首個由噬菌體產生的天然b亞基抑制劑,但其是首個非靶向b環疏水口袋的b亞基結合分子。Gp168通過取代雙鏈DNA在b亞基滑動通道的位置, 阻止b亞基在DNA上的裝卸,從而抑制DNA合成,導致細菌死亡。 此外,該蛋白只包含2個a螺旋,且具有廣譜抑菌效果。該研究為多重耐藥菌的治療提供了全新的思路,Gp168將作為多肽藥物繼續動物模型驗證試驗。 該研究獲得了中國科學技術大學細胞動力學教育部重點實驗室、高端冷凍電鏡平台、微尺度物質科學國家研究中心的大力支持。西安交通大學附屬第一醫院劉冰教授、中國科學技術大學生命科學與醫學部李珊珊副研究員、西安交通大學碩士研究生劉洋為本文共同第一作者,劉冰教授、王亞文教授、張凱銘研究員為本文共同通訊作者。 在此之前,張凱銘研究員揭示了3.1 Å全長四膜蟲核酶冷凍電鏡結構,解析了新冠病毒第一個可作為藥物靶點的RNA功能元件的冷凍電鏡結構,以中國科學技術大學為合作單位分別發表在Nature和Nature Structural & Molecular Biology期刊,其中後者被評為當期的封面文章。原文連結如下: https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab875/6382387?login=true https://www.nature.com/articles/s41586-021-03803-w https://www.nature.com/articles/s41594-021-00653-y來源:cnBeta

研究:DNA正在成為世界上最微小的硬碟

據媒體報導,我們的遺傳密碼在存儲數據方面的效率比現有的解決方案高幾百萬倍,而現有的解決方案成本非常高且使用大量的能源和空間。事實上,我們可以擺脫硬碟,在幾百磅的DNA中儲存地球上所有的數字數據。 使用DNA作為高密度數據存儲介質有可能在生物傳感和生物記錄技術及下一代數字存儲方面取得突破,但研究人員一直未能克服低效率這一障礙。一旦能夠克服,該技術就能得到擴展。 現在,來自西北大學的研究人員提出了一種向DNA記錄信息的新方法,這種方法只需幾分鍾而不是幾小時或幾天就能完成。該團隊使用了一種新型的酶系統來合成DNA從而將快速變化的環境信號直接記錄到DNA序列中。該論文的資深作者指出,這種方法可以改變科學家研究和記錄大腦內部神經元的方式。 這項名為《Recording Temporal Signals with Minutes Resolution Using Enzymatic DNA Synthesis》的研究於2021年9月30日發表在《Journal of the American Chemical Society》上。論文的資深作者、西北工程學院的Keith E.J. Tyo指出,他的實驗室對利用DNA的自然能力來創造一種新的數據存儲解決方案非常感興趣。 論文的資深作者、西北工程學院教授Keith E.J. Tyo表示,他的實驗室對利用DNA的自然能力來創造一種新的數據存儲解決方案感興趣。「大自然擅長復制DNA,但我們真的希望能夠從頭開始寫DNA。體外(身體外)的方法涉及緩慢的化學合成。我們的方法寫入信息要便宜得多,因為合成DNA的酶可以直接被操縱。最先進的細胞內記錄甚至更慢,因為它們需要響應信號的蛋白質表達的機械步驟,而我們的酶都是提前表達的且可以連續存儲信息。」 Tyo是麥考密克工程學院化學和生物工程教授、是合成生物學中心(Center for Synthetic Biology)的成員,他在研究微生物及其感知環境變化並迅速做出反應的機制。 繞過蛋白質的表達 現有的將細胞內分子和數字數據記錄到DNA的方法依賴於將新數據添加到現有DNA序列的多部分過程。為了產生准確的記錄,研究人員必須刺激和抑制特定蛋白質的表達,這可能需要超過10小時才能完成。 Tyo實驗室假設他們可以使用一種新方法--他們稱之為使用Tdt進行局部環境信號的時間敏感非模板化記錄(Time-sensitive Untemplated Recording,簡稱TURTLES)來合成全新的DNA,而不是復制它的模板,從而做出更快和更高解析度的記錄。 當DNA聚合酶繼續添加鹼基時,數據以分鍾為單位被記錄到遺傳密碼中,因為環境的變化影響了它所合成的DNA的組成。環境的變化如金屬濃度的變化,被聚合酶記錄下來作為「分子滴答帶」並向科學家指出環境變化的時間。使用生物傳感器來記錄DNA的變化代表了證明TURTLES在細胞內使用的可行性的重要一步,另外還可能使研究人員有能力使用記錄的DNA來了解神經元如何相互溝通。 論文共同第一作者、Tyo實驗室的博士後研究員Namita...

《經濟學人》:DNA疫苗帶來防疫新選擇?

英國《經濟學人》周刊網站9月22日發表題為《什麼是脫氧核糖核酸(DNA)疫苗?》的文章,全文摘編如下:印度希望一種新的疫苗接種方法將能更好地應對新型冠狀病毒肺炎。8月20日,印度的藥品監管機構批准緊急使用ZyCoV-D疫苗,這是世界上首款獲准用於人類的脫氧核糖核酸(DNA)疫苗。 研發該疫苗的印度齊杜斯卡迪拉公司說,該公司計劃每年生產的這款疫苗最多可達1.2億劑,首批獲批的疫苗預計將在下月接種。 DNA疫苗還能在抗擊癌症和愛滋病等疾病方面發揮作用。它們是如何發揮功效的,與其他已經上市的疫苗有何不同? 傳統疫苗的原理是讓病毒對抗病毒自身。將明顯減弱或滅活的病毒注入體內,以此訓練免疫系統在病毒侵襲時迅速採取行動。但大量培養病毒、減弱或提取病毒的某部分可能繁瑣且費時費力,尤其是如果病毒不斷變異的話。 從20世紀末開始,科學家們就試圖開發一種更簡單的方法教會人體戰勝疾病。這帶來了新一代免疫:基因疫苗。其中大部分被用於抗擊新型冠狀病毒肺炎,比如輝瑞和莫德納公司利用信使核糖核酸(mRNA)研發的疫苗。 但ZyCoV-D等DNA疫苗在這一過程中後退一步。研發人員首先找到將生成刺突蛋白(幫助病毒附著於宿主的特定部分)的DNA,將其帶入細胞。然後,這種DNA被轉錄成mRNA,mRNA指示細胞產生目標病毒蛋白,令免疫系統做好准備。 DNA疫苗和mRNA疫苗都有可靠的安全記錄,生產成本也比傳統疫苗低得多。它們還容易改進,以應對病毒變異。但DNA疫苗比mRNA疫苗具有優勢:DNA疫苗運輸和儲存更加方便,在基礎設施薄弱的貧困國家更易分發。ZyCoV-D疫苗的儲存溫度在2攝氏度至8攝氏度之間,但在25攝氏度的環境中至少3個月內都表現出良好的穩定性。然而,輝瑞疫苗的儲存溫度低至零下80攝氏度。 在印度進行的三期臨床試驗的中期結果顯示,ZyCoV-D疫苗在預防有症狀的病例方面有效性為66.6%。這比輝瑞公司等其他一些新冠疫苗在應對德爾塔毒株的測試中所表現出的有效性要低,但仍提供了有效防護。 ZyCoV-D疫苗獲批正值一些國家在竭力獲得足夠數量的新冠疫苗之際。在抗擊新冠肺炎和其他疾病的斗爭中,DNA疫苗已經開啟另一類可供嘗試的疫苗接種方法。很快還會有更多DNA疫苗上市。美國伊諾維奧制藥公司的DNA疫苗處於末期試驗階段,而大阪大學和日本兩家企業合作研發的疫苗也是如此。 基因疫苗被稱為癌症等其他疾病的潛在治療方法。就癌症而言,基因疫苗通過傳遞教會免疫系統識別腫瘤抗原的基因信息,從而增強免疫系統。一種旨在抗擊愛滋病的mRNA疫苗也將很快開始試驗。這些創新的疫苗接種方式此前缺乏在人群中普及的資源,而新冠大流行加速了這一進程。現在它們獲得的資金可能對其他疾病產生影響,即使在新冠肺炎已不是嚴重威脅很久以後。來源:cnBeta

科學家開發新的DNA傳感器 可快速確定病毒是否具有傳染性

據媒體報導,一種新的傳感器不僅可以檢測到病毒是否存在,而且可以檢測到它是否具有傳染性--這對控制病毒傳播是一個重要的區別。伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員和合作者開發了這種傳感器,它整合了特別設計的DNA片段和納米孔傳感技術,可以在幾分鍾內瞄準並檢測傳染性病毒,而無需預先處理樣本。他們用兩種引起全球感染的關鍵病毒證明了該傳感器的能力:人體腺病毒和引起COVID-19的病毒。 化學榮譽教授Yi Lu和土木與環境工程教授Benito Marinas與伊利諾伊大學芝加哥分校教授Lijun Rong、阿根廷拉普拉塔國立大學教授Omar Azzaroni和德國GSI亥姆霍茲重離子研究中心的María Eugenia Toimil-Molares共同領導這項工作。他們在《科學進展》雜志上報告了他們的發現。 該研究的第一作者Ana Peinetti說:「感染性狀態是非常重要的信息,它可以告訴我們病人是否具有傳染性或環境消毒方法是否有效。」她現在在阿根廷的布宜諾斯艾利斯大學領導一個研究小組。「我們的傳感器結合了兩個關鍵部分:高度特異性的DNA分子和高度敏感的納米孔技術。我們開發了這些高特異性的DNA分子,命名為適配體,不僅能識別病毒,還能區分病毒的感染性狀態。」 作為病毒檢測的"黃金標准",PCR測試可以檢測病毒的遺傳物質,但不能區分樣本是否具有傳染性,也不能確定一個人是否具有傳染性。研究人員說,這可能使追蹤和遏制病毒爆發變得更加困難。 「對於引起COVID-19的病毒,已經證明病毒RNA的水平與病毒的感染性有最小的關聯。」Lu說:「在一個人被感染的早期階段,病毒RNA很低,難以檢測,但這個人具有高度傳染性。當一個人康復且不具有傳染性時,病毒RNA水平可能非常高。抗原檢測也遵循類似的模式,盡管比病毒RNA還要晚。因此,病毒RNA和抗原檢測在告知一個病毒是否具有傳染性方面都很差。它可能導致治療或隔離的延遲,或過早釋放那些可能仍有傳染性的人。」 檢測傳染性病毒的測試,稱為空斑實驗,是存在的,但需要特殊的准備和數天的培養才能得出結果。研究人員報告說,新的傳感方法可以在30分鍾至兩小時內得出結果,而且由於它不需要對樣本進行預處理,它可以用於不會在實驗室中生長的病毒。 Marinas說,能夠區分傳染性病毒和非傳染性病毒,並從可能含有其他污染物的未經處理的樣本中檢測出少量的病毒,這不僅對快速診斷處於感染早期的病人或治療後仍有傳染性的病人很重要,而且對環境監測也很重要。 Marinas說:「我們選擇人體腺病毒來展示我們的傳感器,因為它是美國和全世界關注的一種新興水傳播病毒病原體。在水消毒劑使之不具傳染性的病毒以及廢水和受污染的自然水域中其他潛在的干擾背景物質存在的情況下,檢測傳染性腺病毒的能力提供了一種前所未有的新方法。我們看到這種技術在為環境和公共健康提供更有力的保護方面的潛力。」 研究人員說,這種傳感技術可以應用於其他病毒,通過調整DNA來針對不同的病原體。傳感器中使用的DNA適配體可以用廣泛可用的DNA合成器輕易地生產出來,類似於為PCR測試生產的RNA探針。研究人員表示,納米孔傳感器也可以在市場上買到,從而使這種傳感技術可以隨時擴展。 研究人員正在努力進一步提高傳感器的靈敏度和選擇性,並將他們的DNA適配體與其他檢測方法相結合,如變色滴管或與智能手機配合的傳感器,以消除對特殊設備的需求。研究人員說,由於能夠區分非感染性病毒和感染性病毒,他們希望他們的技術也能幫助理解感染的機制。 Marinas說:「此外,核酸適配體技術可以進一步發展為多通道平台,用於檢測其他新出現的公共和環境健康問題的水傳播病毒病原體,如諾如病毒和腸道病毒,或檢測導致COVID-19的病毒變種。」來源:cnBeta

科學家利用古埃及木乃伊的DNA對他們的臉部進行詳細3D重建

據媒體CNET報導,從古埃及木乃伊中提取的DNA提供了一個耐人尋味的一瞥,即2000多年前三個男人在新月沃土( Fertile Crescent )上閒逛時可能是什麼樣子。遺傳偵查導致了一個被稱為Abusir el-Meleq的古代尼羅河社區的三人的高度詳細的3D重建,他們估計生活在2023年至2797年前。 這些圖像是DNA表型的結果,它根據遺傳數據預測一個人的身體特徵。據這些圖像背後的公司、位於維吉尼亞州的Parabon NanoLabs稱,這些再現標志著首次對如此古老的人類DNA進行了全面的DNA表型分析。Parabon公司通常利用DNA表型來幫助解決刑事案件。 這些重建顯示了這些人在25歲時可能的樣子,這是該公司默認的臉部預測年齡。在這個階段,"臉部已經成熟,但尚未受到衰老的影響,"Parabon的生物信息學主任Ellen Greytak表示。"當可以從遺體中估計出年齡時,我們可以考慮到這一點,但在沒有其他信息的情況下,我們以25歲的年齡顯示。" Parabon在本月早些時候在佛羅里達州奧蘭多舉行的第32屆國際人類鑒定研討會上展示了其木乃伊圖像。該會議的重點是法醫科學的進展。 為了重現這三名埃及男子的面孔,Parabon團隊轉向了德國圖賓根大學和馬克斯-普朗克人類歷史科學研究所的研究人員所測序的木乃伊DNA。然後他們提取了單核苷酸多態性(SNP),這是基因組中與特定人類特徵(如眼睛和頭發顏色以及疾病傾向)相對應的標記。他們將SNP與人類基因組進行比對,以推斷每個目標SNP最可能的表型,並在他們的資料庫中搜索已知祖先的受試者,尋找與古埃及人最接近的遺傳組合。研究人員對頭部和面部特徵的可能寬度、高度和深度進行了三維建模。一位法醫藝術家從那裡接手。 人類的DNA在過去的幾千年裡沒有什麼變化,所以科學家可以將古代基因組與現代人進行比較,以確定他們與哪些人群的關系最密切。  Parabon的法醫DNA表型系統聲稱可以准確地預測任何種族背景的人的遺傳血統、眼睛顏色、頭發顏色、膚色、雀斑和臉型,甚至是那些混合血統的人。 "古代DNA的挑戰是,不僅人類的DNA高度退化,而且還有大量的細菌DNA,"Greytak解釋說。"在這兩個因素之間,可用於測序的人類DNA數量可能非常少。然而,對於DNA表型,我們不需要整個基因組,我們只需要編碼人與人之間物理差異的特定SNPs。" 當歐洲研究人員在2017年首次揭示這些埃及木乃伊的遺傳秘密時,他們將從保存的屍體上提取的數據與現今的公民進行了比較,發現"現代埃及人與撒哈拉以南非洲人共享的祖先比古埃及人多,而古埃及人被發現與來自近東的古代人關系最密切"。 Parabon的研究人員同意這一評估。據預測,這三具木乃伊都沒有雀斑,皮膚為淺棕色,眼睛和頭發為深色。 今年早些時候,科學家們發現了已知的最古老的木乃伊製作說明書,以及一具擁有黃金舌頭的埃及木乃伊。而在去年,一個埃及石棺在2500年後首次被打開,令人震驚。這三個人的圖像在使這些保存完好的屍體個性化方面有很大的作用。 Greytak說:「這項研究令人興奮地證明了我們可以從他們的 DNA 中了解多少關於古代人的信息。」來源:cnBeta

科學家找到新方法:利用龍蝦DNA的變化准確測定它們的年齡

據媒體New Atlas報導,東英吉利大學的科學家們找到了一種方法,可以利用龍蝦DNA的變化准確測定龍蝦的年齡。這項與英國環境、漁業和水產養殖科學中心(CEFAS)以及英國國家龍蝦孵化場合作進行的新研究旨在更好地了解龍蝦的生命周期並更好地管理龍蝦漁業。 龍蝦在許多方面都是一種非常奇怪的生物。其中一個主要問題是,龍蝦是如何衰老的?這不是一個容易回答的問題,因為龍蝦的年齡是很難測定的。部分原因是龍蝦有堅硬的外殼,它們會定期蛻皮以給自己更多的生長空間,所以唯一剩下的就是軟組織。另一個原因是,與許多其他動物不同,龍蝦似乎不會隨著年齡增長而退化。龍蝦到底能活多久並不確定。一些估計認為它可以達到100年。也許,這可能是由於一種叫做端粒酶的酶,它可以修復重復的DNA串。不幸的是,由於缺乏測定年齡的標准,沒有大量的硬數據。 一個粗略的規則是通過龍蝦的大小來衡量它的年齡,但環境因素可能對此有重大影響。在溫暖的水域中,一隻進食更多的龍蝦最終會比一隻進食更少的龍蝦大得多。近年來,利用眼柄和內髒的生長環來測量龍蝦的年齡已經取得了進展,但這對活龍蝦來說並不實用。 相反,東英吉利大學研究團隊著眼於測量龍蝦DNA隨時間的變化。以已知年齡的歐洲龍蝦為例,研究人員觀察了組織中核糖體DNA(rDNA)的甲基化程度,即在基因表達期間轉移一個碳原子和三個氫原子。 他們發現龍蝦的年齡和rDNA的變化之間有很強的關聯性。此外,他們可以用這個相同的DNA「時鍾」來估計野生龍蝦的年齡。這不僅僅具有科學意義。世界龍蝦市場的價值遠遠超過50億美元,由於多數龍蝦都是野生捕撈的,因此漁業需要謹慎管理。然而,它們的大部分生活仍然是一個謎,了解像它們的年齡這樣的基本情況可能是保護種群的一個有力工具。 Eleanor Fairfield博士說:「能夠估計出特定年齡段的龍蝦在某一地區的數量是至關重要的,這樣它們才能被可持續地捕撈。我們想開發一種新的、非致命的方法來確定歐洲龍蝦的年齡,這可以更好地用於龍蝦漁業管理。歐洲龍蝦是一個理想的研究物種,因為它在經濟和生態上都非常重要。」 該研究發表在《Evolutionary Applications》雜志上。來源:cnBeta

科學家在保存完好的恐龍細胞中發現原始恐龍DNA的潛在殘留物

據媒體報導,來自中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(IVPP)和山東天宇自然博物館(STM)的一個科學家團隊在中國東北的一隻1.25億年前的恐龍中分離出了保存精美的軟骨細胞,這些細胞含有殘留的有機分子和染色質的細胞核。這項研究發表在2021年9月24日的《Communications Biology》上。 這種恐龍被稱為Caudipteryx,這是一種小型孔雀大小的雜食動物,長有長長的尾羽。它在早白堊紀期間游盪於遼寧省熱河生物群的淺水湖畔。 IVPP副教授和這項研究的論文共同作者李志恆指出:「多年來積累的地質數據表明,熱河生物群的化石保存非常特殊,因為細小的火山灰掩埋了屍體並將其保存到了細胞水平。」 科學家們從這個標本的右股骨上提取了一塊遠端關節軟骨,然後將其脫鈣,並使用不同的顯微鏡和化學方法對其進行分析。他們意識到,所有的細胞都在動物死亡後被矽化了。這種矽化很可能是使這些細胞得以很好保存的原因。 他們還發現了兩種主要的細胞類型:在化石化時健康的細胞以及在死亡過程中多孔化和化石化的不那麼健康的細胞。IVPP副教授、這項研究的通訊作者Alida Bailleul指出:「有可能這些細胞甚至在動物死亡之前就已經在死亡。」 細胞死亡是一個在所有動物的生命中自然發生的過程。但能將一個化石細胞放入細胞周期中的一個特定位置,這在古生物學中還是相當新的。這就是IVPP科學家的目標之一:改善化石中的細胞圖像。 此外,該團隊還分離出了一些細胞,並用全世界生物實驗室中使用的一種化學品對它們進行染色。這種紫色的化學物質被稱為蘇木精,能和細胞的核結合。在對恐龍材料進行染色後,一個恐龍細胞顯示出一個紫色的細胞核,並伴有一些更深的紫色線。這意味著這個1.25億年前的恐龍細胞的細胞核保存得非常好,保留了一些原始的生物大分子和染色質的線。 地球上所有生物體細胞內的染色質是由緊密排列的DNA分子組成。因此,這項研究的結果提供了初步數據,這表明原始恐龍DNA的殘余可能仍被保存下來。但要精確地測試這一點,該團隊需要做更多的工作,並使用比他們在這里使用的染色法更精細的化學方法。 「說實話,我們顯然對化石的細胞核感興趣,因為如果DNA被保存下來,而大部分的DNA應該在這里,」Alida Bailleul說道。去年她發表了另一項報告了蒙大拿州的恐龍軟骨細胞中特殊的核和生物分子保存情況的研究。她還說道:「因此,我們有很好的初步數據、非常令人興奮的數據,但我們剛剛開始了解非常古老的化石中的細胞生物化學。在這一點上,我們需要做更多的工作。」 研究團隊認為他們需要做更多的分析,甚至開發出新的方法來了解可能使生物分子保存在恐龍細胞中的過程,因為從來沒有人成功地對任何恐龍DNA進行測序。在古DNA界,測序方法被用來確認古DNA是否保存在化石中。到目前為止,這些方法只對年輕的化石起作用(不超過一百萬年),但對恐龍材料從未起作用。恐龍被認為太老了,無法保留任何DNA。然而來自IVPP和STM的科學家收集的化學數據表明情況並非如此。 即使必須收集更多的數據,這項研究肯定地表明了,1.25億年的恐龍細胞化石不能被認為是100%的岩石。它們並沒有完全「石化」。相反,它們仍含有有機分子的殘留物。現在,關鍵是要弄清楚這些分子到底是什麼,它們是否保留了任何生物信息和DNA的殘余。來源:cnBeta

MIT研究:「垃圾」DNA是必要的 在物種進化中發揮著關鍵作用

據媒體報導,我們的基因組有10%以上是由重復的、看似無意義的遺傳物質片段組成的,這些物質被稱為「衛星DNA」(satellite DNA),不為任何蛋白質編碼。在過去,一些科學家將這種DNA稱為「基因組垃圾」。然而,在一系列跨越數年的論文中,麻省理工學院(MIT)懷特黑德生物醫學研究所成員Yukiko Yamashita 及其同事提出了這樣的論點:衛星DNA不是「垃圾」,而是在細胞中具有重要的作用:它與細胞蛋白一起工作,使細胞的所有單個染色體都在一個細胞核中。 在7月24日在線發表在《分子生物學與進化》雜志上的一項研究中,Yamashita和前博士後研究員Madhav Jagannathan(目前是瑞士蘇黎世聯邦理工學院的副教授)將這些研究向前推進了一步,提出由衛星DNA促成的染色體組織系統是不同物種的生物體不能產生可生存後代的原因之一。 「七八年前,當我們決定要研究衛星DNA時,我們沒有研究進化的計劃,」Yamashita說。"這是做科學的一個非常有趣的部分:當你沒有一個先入為主的想法,而你只是跟著線索走,直到你碰到完全意想不到的東西。" 研究人員多年來一直知道,衛星DNA在物種之間是高度可變的。她說:「如果你看一下黑猩猩的基因組和人類的基因組,蛋白質編碼區域,比如,98%,99%是相同的。但是,垃圾DNA部分是非常非常不同的。」 「這些是基因組中進化最迅速的序列,但之前的觀點是,『好吧,這些是垃圾序列,誰在乎你的垃圾是否與我的不同』?」 但是當他們在調查衛星DNA對純種動物的生育能力和生存的重要性時,Yamashita和Jagannathan有了他們的第一個暗示,即這些重復序列可能在物種進化中起作用。 當研究人員刪除了一種叫做Prod的蛋白質,該蛋白質與果蠅中一個特定的衛星DNA序列結合,果蠅的染色體散落在細胞核外,成為微小的細胞物質團(稱為微核),果蠅隨後死亡。「但我們在這時意識到,被Prod蛋白結合的這部分(衛星DNA)在黑腹果蠅的最近近親中完全沒有,」Jagannathan說。「它完全不存在。所以這是一個有趣的小問題。」 如果這塊衛星DNA在一個物種中是生存所必需的,但在另一個物種中卻缺失了,這可能意味著這兩個物種的蒼蠅隨著時間的推移為同一作用進化出了不同的衛星DNA序列。 而且,由於衛星DNA在保持所有染色體在一起方面發揮著作用,Yamashita和Jagannathan想知道這些進化的差異是否可能是不同物種在繁殖上不相容的一個原因。 Yamashita說:「在我們意識到(衛星DNA在細胞中的)功能之後,衛星DNA在不同物種之間有很大的不同這一事實真的像閃電一樣擊中了我們。突然間,它變成了一個完全不同的調查。」 為了研究衛星DNA的差異如何成為生殖不相容的基礎,研究人員決定把重點放在果蠅家族樹的兩個分支上:經典的實驗室模型黑腹果蠅和它的近親--擬果蠅。這兩個物種在200萬到300萬年前就相互分化了。 研究人員可以將一隻黑腹果蠅的雌性與一隻擬果蠅的雄性進行雜交,"但是(雜交)會產生非常不幸的後代,"Yamashita說。"要麼是不育,要麼是死亡"。 Yamashita和Jagannathan將這些蒼蠅培育在一起,然後研究了後代的組織,看看是什麼導致這些"不幸"的結果。他們馬上就注意到了一些有趣的事情。Yamashita說:"當我們觀察這些雜種組織時,非常清楚它們的表型與你破壞純種的衛星DNA(介導的染色體組織)的情況完全一樣。染色體是分散的,而不是被包裹在一個單一的細胞核中。" 此外,研究人員可以通過突變親代蒼蠅中被稱為"雜交不相容基因"的某些基因來創造一個健康的雜交蒼蠅,這些基因已被證明在純種的細胞中定位於衛星DNA。 通過這些實驗,研究人員能夠證明這些基因如何影響雜交種的染色體包裝,並首次確定與之相關的細胞表型。"我認為對我來說,這可能是這篇論文最關鍵的部分,"Jagannathan說。 綜合來看,這些發現表明,由於衛星DNA變異相對頻繁,結合衛星DNA和保持染色體在一起的蛋白質必須進化以跟上,導致每個物種發展出它們自己的"戰略"來處理衛星DNA。當兩個具有不同策略的生物體雜交時,會發生沖突,導致染色體散落在細胞核外。 在未來的研究中,Yamashita和Jagannathan希望對他們的模型進行終極測試:如果他們能夠設計出一種蛋白質,能夠結合兩個不同物種的衛星DNA並將染色體固定在一起,理論上他們可以"拯救"一個註定失敗的雜種物種,使其能夠生存並產生有活力的後代。 這種生物工程的壯舉很可能還要等上幾年。Yamashita說:「現在它只是一個純粹的概念性的東西。"在做這種修補工作時,可能有很多具體的問題需要解決。」 目前,研究人員計劃繼續調查衛星DNA在細胞中的作用,用他們對衛星DNA在物種進化中的作用的新知識來武裝自己。「對我來說,這篇論文令人驚訝的部分是,我們的假設是正確的,」Jagannathan說。「我的意思是,回過頭來看,有很多方法可能與我們的假設不一致,所以我們能夠從頭到尾描繪出一條清晰的道路,這有點令人驚訝。」來源:cnBeta

從人骨中提取的古代DNA或改寫日本早期的歷史:現代人口有三方遺傳起源

據媒體報導,從人類骨骼中提取的古代DNA改寫了日本早期的歷史,它強調了現代日本人口有一個三方遺傳起源,這一發現完善了以前接受的雙基因組祖先的觀點。12個新測序的日本古代基因組顯示,現代人口確實顯示了早期土著繩文人狩獵採集漁民和移民彌生農民的基因特徵--但也增加了第三個基因成分,與古墳人有關,他們的文化在3至7世紀之間在日本傳播。這項研究剛剛發表在《科學進展》雜志上。 之前長期存在的假說認為,日本大陸的人口來自於本土的繩文狩獵-採集-捕魚者,他們在大約16000年至3000年前居住在日本群島,後來的彌生人從亞洲大陸遷移過來,在公元前900年至公元300年期間居住在日本。 但是,這12個新測序的日本古代基因組--來自於生活在農耕時代之前和之後的人們的骨骼--也確定了後來在帝國的甲午時期東亞血統的湧入,這一時期大約從公元300年持續到700年,見證了日本政治集中化的出現。 都柏林聖三一大學醫學院精神病學助理教授Shigeki Nakagome領導了這項研究,該研究匯集了來自日本和愛爾蘭的跨學科研究團隊。 Nakagome教授稱:「隨著越來越多的古代文物的出現,研究人員對繩文、彌生和古墳時期的文化了解得越來越多,但是在我們的研究之前,我們對農業轉型和後期國家形成階段的遺傳起源和影響了解得相對較少。」 "我們現在知道,來自覓食、農業和國家形成階段的每個階段的祖先都對今天日本人口的形成做出了重大貢獻。簡而言之,我們有了一個全新的日本基因組起源的三方模式--而不是在相當長的時間內一直持有的雙重祖先模式。" 對日本關鍵轉變的基因組學見解 除了這一總體發現之外,分析還發現,繩文人在幾千年來一直保持著約1000人的小規模有效人口,與大陸人口的深度分化可追溯到2萬至1.5萬年前--這一時期,由於海平面上升,日本在地理上變得更加閉塞。 在大約2.8萬年前的最後一次冰川期開始時,日本群島可以通過朝鮮半島進入。而16000年至17000年前,由於海平面的上升,朝鮮海峽的拓寬可能導致了後來繩文人與大陸其他地區的隔離。這些時間框架也與繩紋陶器生產的最古老證據相吻合。 "在隨後的彌生時期採用水稻耕作之前的數千年裡,日本本土的繩文人擁有自己獨特的生活方式和文化。我們的分析清楚地發現他們是一個遺傳上獨特的群體,所有采樣個體之間的關聯性異常高--即使是那些年齡相差數千年、從不同島嶼的遺址中挖掘出來的個體,"都柏林聖三一大學的博士研究員Niall Cooke解釋說。「這些結果強烈地表明了與大陸其他地區長期隔離的情況。」 農業的傳播往往以人口替代為標志,正如在整個歐洲大部分地區的新石器時代過渡時期所記錄的那樣,在許多地區只觀察到來自狩獵-採集者人口的最小貢獻。然而,研究人員發現遺傳學證據表明,史前日本的農業轉型涉及同化過程,而不是替代過程,來自本土繩文人和與濕稻耕作有關的新移民的遺傳貢獻幾乎相等。 一些考古學證據支持在彌生-古墳過渡時期將新的大型定居點引入日本,很可能來自朝鮮半島南部。這些分析為在這個國家形成階段出現新的社會、文化和政治特徵所涉及的遺傳交流提供了強有力的支持。 「日本群島是世界上一個特別有趣的地方,鑒於其特殊的史前史,即長期的連續性和快速的文化轉型,使用古代樣本的時間序列來調查。我們對現代日本人的復雜起源的洞察力再次顯示了古代基因組學的力量,它可以發現有關人類史前史的新信息,而這些信息以其他方式是無法看到的,」共同領導該項目的都柏林聖三一大學遺傳學和微生物學學院人口遺傳學教授Dan Bradley補充說。來源:cnBeta

新型DNA微流控晶片可通過編程解決復雜數學問題

據媒體報導,術語「DNA」立即會讓人想到包含我們所有遺傳信息的雙鏈螺旋。但是它的兩條鏈的單個單位是一對分子,以一種選擇性、互補的方式相互結合在一起。事實證明,人們可以利用這種配對的特性來進行復雜的數學計算,這就構成了DNA計算的基礎。 ...

科學家意外發現潛伏在人類DNA中的病毒遺傳物質片段

人類基因組中的病毒衍生序列具有意想不到的多樣性,強大的遺傳分析工具顯示,人們在病毒衍生的基因序列中表現出令人驚訝的變化水平。三位日本理化學研究所的遺傳學家發現了以前沒有發現的潛伏在我們人類DNA中的病毒遺傳物質片段。他們為這一發現所開發的方法對於確定這種病毒遺傳物質何時進入人類基因組以及它是否能引起個體之間的差異將是非常有價值的。 一張顯示人類皰疹病毒6(HHV6;紅色圓圈)感染細胞的假彩色電子顯微照片。理化學研究所的研究人員在人類基因組中發現了源自HHV6的新的可遺傳結構變種。 大約8%的人類基因組可以追溯到逆轉錄病毒,也就是逆轉正常的基因轉錄順序的病毒,RNA基因組被逆轉錄成DNA,然後插入宿主細胞的基因組中。最臭名昭著的逆轉錄病毒是人類免疫缺陷病毒(HIV)。 雖然逆轉錄病毒可能對人類健康產生破壞性影響,但插入我們基因組中的病毒遺傳物質可以提供有用的功能。例如,在胎盤中表達的逆轉錄病毒蛋白使人類和其他哺乳動物能夠生下活的後代而不再是一個卵。 "在人類進化的過程中,我們的祖先獲得了許多病毒衍生的序列,其中一些賦予了有用的功能,"理化學研究所綜合醫學科學中心(IMS)的小島昌平說。"我曾經認為病毒是威脅,但它們的一些基因序列對人類的發展是必不可少的"。 在過去的二十年裡,研究人員已經發現了很多關於人類基因組中的逆轉錄病毒基因序列,以及來自非逆轉錄病毒的病毒源序列。但目前還不清楚這些序列在人與人之間有多大的差異,以及變體是否會產生不同的人類特徵。 小島昌平和兩位理化學研究所的合作者發現,人類內源性病毒在人與人之間的變異程度之高令人驚訝。 現在,日本理化學研究所IMS的Kojima、Anselmo Kamada和Nicholas Parrish使用專門為該任務設計的生物信息學工具,調查了來自不同人群的3332人的病毒變異。他們發現,病毒對人類基因組中意想不到的結構變異有關,他們還在生殖系中發現了罕見的變異,可以追溯到人類皰疹病毒6號(圖1)。 然而,並非他們發現的所有病毒遺傳物質都有古老的起源。三人組發現一些常用的細胞系曾被病毒感染過。"我們認為這些序列很可能是由為人類遺傳學研究捐獻血液的受試者的感染引起的,奇怪的是,病毒通常不會感染B細胞,而B細胞是用來製造我們所用的細胞系的,因此我們並不完全了解這些病毒是如何感染細胞的。" 該團隊打算探索他們已經確定的序列的可能功能。一些研究表明病毒的基因序列與某些疾病的高風險之間存在關聯。如果這是真的,那麼它們是如何以及為什麼在人類群體中維持的?它們是否在成本之外還提供了一些好處?來源:cnBeta

新的成像方法揭示細胞核中DNA的驚人排列方式

據媒體報導,如果你打開一本生物學教科書,瀏覽描述DNA在細胞核中如何組織的圖像,你有可能會開始感到飢餓;DNA鏈看起來就像一碗拉麵:漂浮在液體中的長串。然而,根據兩項新的研究(一項是實驗性的,另一項是理論性的--是魏茨曼科學研究院分子遺傳學系的塔里拉-沃爾克教授和化學與生物物理系的薩夫蘭教授小組合作的結果),這種形象應該被重新考慮一下。澄清它是至關重要的,因為DNA在細胞核中的空間排列可以影響到DNA分子中所包含的基因的表達,從而影響到在細胞中發現的蛋白質。 這個故事開始於沃爾克在研究機械力如何影響肌肉中的細胞核時,發現證據表明肌肉收縮對基因表達模式有直接影響。她說:「我們無法進一步探索這個問題,因為現有的方法依賴於化學保存細胞的成像,所以它們未能捕捉到實際工作的肌肉的細胞核中發生的情況。」 為了解決這個問題,沃爾克小組的研究助理達納-洛伯博士領導設計了一個裝置,使研究活體果蠅幼蟲的肌肉核成為可能。該裝置將微小的、半透明的幼蟲固定在一個凹槽內,使其能夠收縮和放鬆肌肉,但保持其運動受限,以便能夠用螢光顯微鏡進行掃描。使用該設備,研究人員獲得了內部線性組織的DNA及其蛋白質的復合物(稱為染色質)的圖像,這些復合物被肌肉細胞核的膜所包圍。 洛伯和沃爾小組的博士後Daria Amiad-Pavlov博士期待著發現「一碗滿滿的拉麵」,但他們卻得到了一個驚喜。這些"面條"或長的染色質分子並沒有填滿細胞核的整個體積,而是被組織成一個相對較薄的層,附著在細胞核內壁上。與油和水之間相互作用的結果類似,即所謂的"相分離",染色質從細胞核內部的大部分液體中分離出來,並在其外圍找到了自己的位置,而大部分液體介質仍然在中心。研究人員意識到,他們正在解決一個基本的生物學問題,即--染色質,以及由此產生的DNA,是如何在生物體的細胞核中組織的。「但這些發現是如此出人意料,我們必須確保沒有錯誤悄悄進入,而且這種組織是普遍的,」洛伯說。 這些令人驚訝的發現解決了一個基本的生物學問題--DNA在生物體的細胞核中是如何組織的。 在與薩夫蘭的小組合作後,他們得出了沒有錯誤的結論。薩夫蘭和博士後Gaurav Bajpai博士建立了一個理論模型,其中包括管理細胞核中染色質組織的物理因素,例如染色質和其液體環境之間以及染色質和核膜之間的相對吸引力。該模型預測,染色質應與液相分離,這取決於核內液體的相對數量。此外,相分離的染色質可以沿著核膜內部排列--正如沃爾克的團隊在實驗中發現的那樣。 這些小組還解釋了為什麼在其他科學家以前的研究中,染色質似乎充滿了細胞核。「當科學家為了在顯微鏡下研究細胞而將其放在玻璃片上時,他們改變了細胞的體積,並在物理上將其壓扁。這可能擾亂了支配染色質排列的一些力量,並減少了細胞核上部到其底部之間的距離,」薩夫蘭解釋說。 為了確保這些發現不限於果蠅肌肉細胞,研究人員分析了人類白血球。在這種情況下,染色質也同樣被組織成襯在核內壁的一層。"Amiad-Pavlov說:「這表明我們所發現的可能是一種普遍現象,而且這種染色質組織可能在整個進化過程中一直保持著。」 這項研究為研究DNA在細胞中的組織開辟了新的途徑,並延伸到研究作用於細胞核和染色質的物理力量,從而影響基因表達。一個潛在的方向是探索健康和疾病中的DNA組織是否存在差異。如果是這樣,這種差異可以在診斷中加以利用,例如,作為檢測癌細胞的一個新參數。在胚胎發育研究中,探索DNA組織可能有助於澄清機械力是否影響細胞分化為新的命運。最後,眾所周知,細胞所處表面的硬度可以改變其基因的表達。新研究表明,這可能與表面對核膜的推拉以及由此對核內DNA組織的影響有關。對這種相互作用的更好理解可能有助於控制用於具有所需特性的工程組織的細胞中的基因表達。來源:cnBeta

請去驗DNA!美警撞臉巨石強森 連本人都嚇到以為「是自己的照片」

這不是巨石強森(Dwayne Johnson)本人嗎?最近美國阿拉巴馬州一名警官的照片在網路上瘋傳。這位警官滿身肌肉、留著光頭、戴著墨鏡,看著鏡頭露出笑容的模樣,跟好萊塢巨星巨石強森幾乎一模一樣。不知道的人還以為這是巨石強森新電影的劇照呢~ ▼這張照片是阿拉巴馬州摩根郡警局辦公室(Morgan County Sheriff』s)上傳到官方臉書上的。照片中的這位警官是37歲的費爾茲(Eric Fields),他已經在該警局工作17年了。就任執行法警以前,他曾在摩根郡監獄從事調查工作,主要負責管束危險兒童,後來一步步晉升為巡邏中尉,現在是戰術與槍械訓練教官。 ▼網友們看到費爾茲的照片,紛紛留言說:「是本人吧」、「巨石強森的爸爸可能需要看一下這個」、「原來替身在這」、「不可思議的像」、「其實是巨石強森在演他吧」。就連巨石強森本人看到照片後都很驚訝,在推特發文說:「X的!哇!左邊這個傢伙更酷,注意安全老兄,謝謝你為國家服務,總有一天我們會一起喝酒,我很想聽你分享你的那些有趣的故事!」 Oh shit! Wow. Guy on the left is way cooler. Stay safe brother and thank you for your service. One...

為了更快地學習,腦細胞會破壞它們的DNA

據媒體報導,面對威脅,大腦必須迅速採取行動,它的神經元建立新的連接以了解什麼可能意味著生與死的區別。但大腦的反應也增加了風險:正如最近一項令人不安的發現顯示的那樣,為了更快地表達學習和記憶基因,腦細胞會在許多關鍵點將DNA斷裂成碎片,然後再重建斷裂的基因組。 資料圖 這一發現不僅提供了對大腦可塑性本質的深入了解。還表明,DNA斷裂可能是正常細胞過程的常規和重要部分--這對科學家如何看待衰老和疾病以及他們如何處理基因組事件產生影響,他們通常認為只是運氣不好。 這一發現令人驚訝的還一個原因是,DNA雙鏈斷裂是一種特別危險的基因損傷,它跟癌症、神經退化和衰老有關。DNA雙鏈斷裂指的是一種螺旋梯的兩個軌道在基因組的同一位置被切斷。由於沒有一個完整的「模板」留下來指導雙鏈的重新連接,所以細胞修復雙鏈斷裂比修復其他類型的DNA損傷更困難。 然而長期以來人們也認識到,DNA斷裂有時也起著建設性作用。當細胞分裂時,雙鏈斷裂允許染色體之間的正常遺傳重組過程。在發展中的免疫系統中,它們使DNA片段重組並產生多種抗體。雙鏈斷裂還跟神經元發育和幫助開啟某些基因有關。盡管如此,這些功能似乎是例外,雙鏈斷裂是偶然和不受歡迎的規則。 但2015年出現了一個轉折點。神經科學家、麻省理工學院皮考爾學習與記憶研究所所長Li-Huei Tsai和她的同事們正在對之前將阿爾茨海默病跟神經元雙鏈斷裂積累聯系起來的研究進行追蹤。令他們驚訝的是,研究人員發現,刺激培養的神經元會觸發它們DNA中的雙鏈斷裂,而這種斷裂迅速增加了與學習和記憶中的突觸活動相關的12個快速反應基因的表達。 雙鏈斷裂似乎對調節基因活動至關重要,而基因活動對神經元的功能至關重要。Tsai和她的論文合作者推測,斷裂實質上釋放了粘在扭曲的DNA片段上的酶,使它們能快速轉錄附近的相關基因。但Tsai表示,這一想法遭到了很多質疑。「人們只是很難想像雙鏈斷裂實際上在生理上是重要的。」 然而,澳大利亞昆士蘭大學的博士後研究員Paul Marshall和他的同事決定繼續研究這一發現。他們於2019年發表的研究成果證實並擴展了Tsai團隊的觀測結果。結果顯示,DNA斷裂引發了兩波增強的基因轉錄,一波是即時的,另一波是幾小時後的。 Marshall和他的同事提出了一個兩步機制來解釋這一現象:當DNA斷裂時,一些酶分子被釋放出來進行轉錄,斷裂的位置也被一個甲基標記,這是一種所謂的表觀遺傳標記。之後,當受損DNA開始修復時,標記被移除--在這個過程中,更多的酶會溢出來,開始第二輪轉錄。 Marshall說道:「雙鏈斷裂不僅是一個觸發器,它還會成為一個標記,而這個標記本身在調節和引導機制到達那個位置方面具有功能。」 從那時起,其他研究也證明了類似的結果。去年發表的一篇文章認為,雙鏈斷裂不僅跟恐懼記憶的形成有關,還與它的回憶有關。 現在,在上個月發表在《PLOS ONE》上的一項研究中,Tsai和她的同事表明,這種違反直覺的基因表達機制可能在大腦中普遍存在。這一次,他們沒有使用培養的神經元,而是觀察了活老鼠大腦中的細胞,這些老鼠正在學習將環境與電擊聯系起來。當研究小組繪制受電擊小鼠的前額皮質和海馬體雙鏈斷裂的基因圖譜時,他們發現近數百個基因發生了斷裂,其中許多與記憶相關的突觸過程有關。 然而同樣有趣的是,沒有受到電擊的老鼠的神經元中也出現了一些雙鏈斷裂。維吉尼亞理工學院和州立大學的神經學家Timothy Jarome沒有參與這項研究,但做了相關工作。他指出:「這些休息在大腦中是正常的。我認為這是最令人驚訝的方面,因為這表明它一直在發生。」 為了進一步支持這一結論,科學家們還在被稱為神經膠質的非神經元腦細胞中觀察到雙鏈斷裂,在這種細胞中,神經膠質細胞調節著不同種類的基因。這一發現暗示了膠質細胞在記憶的形成和儲存中所起的作用,另外還暗示了DNA斷裂可能是許多其他細胞類型的調節機制。Jarome稱:「這一機制可能比我們想像的更為廣泛。」 但即使破壞DNA是誘導關鍵基因表達的一種特別快速的方法,無論是對記憶鞏固還是對其他細胞功能,它也有風險。如果雙鏈斷裂一次又一次發生在相同的位置並且沒有得到適當的修復,遺傳信息可能會丟失。此外,「這種類型的基因調控可能使神經元易受基因組損傷,特別是在衰老和神經毒性條件下,」Tsai說道。 「有趣的是,它在大腦中被如此頻繁地使用,」哈佛醫學院神經學家和遺傳學家Bruce Yankner表示,「而且細胞可以不受它的影響,而不會造成毀滅性的損害。」他也沒有參與這項新工作。 這可能是因為修復過程是有效的,但隨著年齡的增長,這種情況可能會改變。Tsai、Marshall和其他人正在研究這是否及如何成為阿爾茨海默病等疾病的神經退化機制。Yankner表示,它也可能導致神經膠質癌症或創傷後應激障礙。如果雙鏈斷裂調節神經系統外細胞的基因活性,這種機制的破壞也可能導致,如肌肉喪失或心臟病。 隨著對這一機制在體內的細節和用途的更好理解,它們最終可能會指導新的醫學治療的發展。Marshall指出,至少,考慮到雙鏈斷裂在基本記憶過程中的重要性,僅僅試圖防止雙鏈斷裂可能不是正確的方法。 但這項工作還表明,我們需要停止以靜態的方式思考基因組,而開始把它想像成動態的東西。Marshall說道:「無論何時你利用(DNA)模板,你都會擾亂模板,你會改變模板。這並不一定是一件壞事。」 他和他的同事們已經開始研究其他類型的DNA變化,這些變化跟調節失調和負面後果包括癌症有關。他們發現了這些變化的一些關鍵作用以及在調節基本的記憶相關過程。 Marshall認為,許多研究人員仍難以將DNA斷裂視為基因轉錄的基本調控機制。「它還沒有真正流行起來,人們仍然認為這是DNA損傷,」但他希望他的工作和Tsai團隊的新成果「將為其他人打開一扇門……以進行更深入的探索。」來源:cnBeta

太空人用CRISPR技術首次在太空中修復DNA

8月30日消息,美國宇航局(NASA)太空人在太空中進行的CRISPR實驗首次表明,DNA可以在微重力環境下自我修復。CRISPR是「成簇的規則間隔的短回文重復序列」縮寫,是一種基因組編輯工具,用於在DNA的特定區域產生斷裂。這項技術主要涉及使用細菌中的Cas蛋白質。 ...

7000年前被埋葬的現代人類祖先的DNA顯示出以前未知的古代人類關系

據媒體報導,一個國際研究小組從印度尼西亞蘇拉威西島上7000年前被埋葬的現代人類祖先身上分離出DNA。這項國際研究是通過與印度尼西亞的幾個研究人員和機構密切合作完成的。它由馬克斯-普朗克進化人類學研究所和耶拿人類歷史科學研究所的Johannes Krause教授、圖賓根大學森肯伯格人類進化和古環境中心的Cosimo Posth教授以及澳大利亞格里菲斯大學的Adam Brumm教授領導。這項研究已經發表在最新一期的《自然》雜志上。 在大約5萬多年前,第一批現代人從歐亞大陸前往大洋洲時經過華萊西亞群島。考古發現表明,早在4.7萬年前,人類祖先就生活在華萊西亞群島。然而,很少有人發現人類祖先的遺骸。在這個地區最獨特的考古發現之一是Toalean墓葬群,其年代是在8000年至1500年前的一個更近的時期。Toalean文化的人們製造的物品中,有一種被稱為Maros points的特色石制箭頭。Toalean文化只在蘇拉威西島南部半島的一個相對較小的區域被發現。Adam Brumm說:「我們能夠將Leang Panninge的墓葬歸入該文化。這很了不起,因為它是第一具與Toalean文化相關的基本完整且保存完好的骨架"。」 馬克斯-普朗克人類歷史科學研究所的博士生、該研究的主要作者Selina Carlhoff從頭骨的岩骨中分離出了DNA。她說:「這是一個重大的挑戰,因為這些遺骸已經被熱帶氣候強烈地降解了。分析結果顯示,Leang Panninge的個體與大約5萬年前從歐亞大陸遷徙到大洋洲的第一批現代人有關。與紐幾內亞和澳大利亞原住民的基因組一樣,Leang Panninge個體的基因組也含有丹尼索瓦人DNA的痕跡。丹尼索瓦人是一個已滅絕的古人類群體,主要從西伯利亞和西藏的發現中得知。」Johannes Krause說:「在Leang Panninge的狩獵採集者身上發現他們的基因這一事實支持了我們先前的假設,即丹尼索瓦人占據了一個大得多的地理區域。」 與Leang Panninge個體差不多同時生活在華萊西亞群島西部的狩獵採集者的基因組數據的比較提供了進一步的線索--該數據顯示沒有丹尼索瓦人DNA的痕跡。「丹尼索瓦人和現代人的地理分布可能在華萊西亞地區有重疊。」Cosimo Posth說:「這很可能是丹尼索瓦人與澳大利亞土著人和巴布亞人的祖先交配的關鍵地點。」 然而,Leang Panninge個體的基因組中也有很大一部分來自古代亞洲人口。「這令人驚訝,因為我們確實知道現代人從亞洲東部遷徙到華萊西亞地區--但那發生得很晚,大約在3500年前。」Johannes Krause報告說:「那是在這個人活著的時候很久之後。此外,研究小組沒有發現任何證據表明Leang Panninge所屬的群體在今天的華萊西亞人口中留下了後裔。目前仍不清楚Toalean文化及其種族發生了什麼。」Posth表示:「來自Leang Panninge的這塊新的遺傳『拼圖』首先說明了我們對東南亞現代人類的遺傳歷史所知甚少。」來源:cnBeta

新發現的遺傳「開關」:蛋白質通過DNA「交流」 進行遠距離「對話」

據魏茲曼科學研究所的研究人員說,蛋白質可以通過DNA進行「交流」,進行遠距離「對話」,作為一種遺傳「開關」。他們發現,蛋白質與DNA分子的一個位點結合,可以對遠處的另一個結合位點產生物理影響,而這種「同群效應」可以激活某些基因。這種效應以前曾在人工系統中觀察到過,但魏茲曼的研究首次表明它發生在生物體的DNA中。 由化學和結構生物學系的Hagen Hofmann博士領導的團隊在研究土壤細菌枯草芽孢桿菌中的一個奇特現象時做出了這個發現。這些細菌中的一小部分表現出一種獨特的技能:通過吸收散落在它們周圍土壤中的細菌基因片段來豐富它們的基因組的能力。這種能力取決於一種叫做ComK的蛋白質,這是一種轉錄因子,它與DNA結合以激活使清掃成為可能的基因。然而,人們不知道這種激活究竟是如何進行的。 科學家Gabriel Rosenblum博士領導了這項研究,研究人員利用先進的生物物理工具--單分子FRET和低溫電子顯微鏡探索了細菌的DNA。特別是,他們集中研究了ComK蛋白結合的DNA分子上的兩個位點。 他們發現,當兩個ComK分子與其中一個位點結合時,會產生一個信號,促進另外兩個ComK分子在第二個位點結合。信號可以在這些位點之間傳播,因為原始蛋白的結合所引發的物理變化會產生張力,沿著DNA傳遞,就像從一端扭動繩子一樣。一旦所有四個分子都與DNA結合,就會通過一個閾值,開啟該細菌的基因清除能力。 Rosenblum說:「我們驚訝地發現,DNA除了包含遺傳密碼外,還像一條通信電纜,在相對較長的距離內將信息從一個蛋白質結合點傳輸到另一個結合點。」 通過操縱細菌的DNA並監測這些操縱的效果,科學家們澄清了DNA內「長距離通信」的細節。他們發現,為了使兩個位點之間的「通信」或「合作」發生,這些位點必須位於彼此之間的特定距離,並且它們必須在DNA螺旋結構上面向同一方向。對這兩個條件的任何偏離--例如,增加距離--都會削弱通信。人們發現在兩個站點之間運行的遺傳字母序列對這種通訊沒有什麼影響,而DNA的斷裂則完全中斷了這種通訊,這進一步證明了這種通訊是通過物理連接發生的。 了解這些細節可能有助於為各種應用設計所需強度的分子開關。後者可能包括對細菌進行基因工程以清理環境污染或合成可用作藥物的酶。 Hofmann說:「DNA分子內的長距離通信是一種新型的調節機制--它為設計未來的基因電路開辟了以前無法獲得的方法。」來源:cnBeta

神谷英樹回應催更《貝姐3》玩家:你DNA有髒東西嗎

白金工作室經典名作《獵天使魔女3》自2017在TGA上公布之後,截至目前已經過去了4年,官方一點消息都沒有公開。而遊戲業界公認的「頭號噴子」、白金工作室的掌門人神谷英樹,也因為這款遊戲沒有任何新消息而遭受了很多玩家的「網暴」。 神谷英樹今天(8月26日)在推特發文回應了《獵天使魔女3》的開發問題:非常感謝眾多期待《獵天使魔女3》的玩家們,對於「想早點見到」、「新情報還沒出麼」之類的呼聲本人也是感同身受,不過,被暗黑氣息蒙心,喊出「開發終止了吧!」、「其他的白金消息毫無價值」這些話的人,本人深感是不是DNA混進了什麼髒東西了? 雖然這段文字看起來語氣不善,但是感覺這也是神谷英樹克制過得語氣了,這段話中還傳遞出來了一個信息,就是這款遊戲還在開發中。 來源:遊俠網

研究稱菲律賓尼格利陀人擁有世界上最高水平的古代丹尼索瓦人DNA

據媒體報導,研究人員在2021年8月12日的《當代生物學》雜志上報告說,被稱為Ayta Magbukon的菲律賓尼格利陀人(Negrito)群體擁有世界上最高水平的丹尼索瓦人血統。事實上,他們攜帶的丹尼索瓦人的DNA要比巴布亞高原人多得多,後者以前被稱為擁有最高水平的丹尼索瓦人血統。 烏普薩拉大學的Maximilian Larena說:「盡管菲律賓尼格利陀人最近與東亞相關群體混雜在一起--他們攜帶很少的丹尼索瓦人血統,因此稀釋了他們的丹尼索瓦人血統水平,但我們還是做出了這個觀察。如果我們把菲律賓尼格利陀人中與東亞有關的血統考慮進去並掩蓋掉,他們的丹尼索瓦人血統可能比澳大利亞人和巴布亞人的血統多出46%。」 在新研究中,Larena和包括Mattias Jakobsson在內的同事,旨在建立菲律賓的人口歷史。通過瑞典烏普薩拉大學和菲律賓國家文化藝術委員會(NCCA)之間的合作,在與原住民文化社區、地方大學、地方政府單位、非政府組織或國家原住民委員會區域辦事處的合作幫助下,他們分析了來自菲律賓118個民族的約230萬個基因型,包括不同的自我認同的尼格利陀人。該樣本還包括高覆蓋率的AustraloPapuans和Ayta Magbukon Negritos的基因組。 該研究顯示,Ayta Magbukon擁有世界上最高水平的丹尼索瓦人血統。再加上最近發現的一種稱為「呂宋人」(Homo luzonensis)的小體型人類,這些數據表明,在現代人類到來之前,有多個古人類物種居住在菲律賓,而且這些古人類群體可能在遺傳上有關聯。 研究人員總結說,這些發現揭示了亞太地區現代人和古人類雜交的復雜歷史,在那裡,不同的島民丹尼索瓦人種群在不同的地點和不同的時間點與傳入的澳大利亞人進行不同的混雜。 Jakobsson說:「這種雜交導致了菲律賓尼格利陀人和巴布亞人基因組中不同程度的丹尼索瓦人祖先。在東南亞島國,菲律賓尼格利陀人後來與擁有很少丹尼索瓦人血統的東亞移民雜交,這隨後稀釋了他們的古人血統。不過,有些群體,如Ayta Magbukon,與較近的外來移民的混血程度很低。由於這個原因,Ayta Magbukon人保留了他們所繼承的大部分古人血統,並留下了世界上最高水平的丹尼索瓦人血統。」 「通過在未來對更多的基因組進行測序,我們將有更好的解析度來解決多個問題,包括遺傳的古道如何影響我們的生物學,以及它如何促進我們作為一個物種的適應,」Larena說。來源:cnBeta

基於 CRISPR 的全新 DNA 技術可能會帶來醫療診斷革命

通過重新利用基因改造技術 CRISPR,科學家正用來識別識別患者血液樣本中的抗體,此舉可能會激發一類新的醫學診斷以及許多其他應用。該技術涉及可定製的蛋白質集合,這些蛋白質與 Cas9 變體相連 ,Cas9 是 CRISPR 的核心蛋白質,將與 DNA 結合,但不會像用於基因修飾時那樣切割 DNA。 ...

美國首個由人類導致的昆蟲滅絕案例被93歲的蝴蝶的DNA所證實

人們最後一次看到Xerces藍蝴蝶在1940年代初在舊金山拍打其彩虹色的翅膀。人們普遍認為它已經滅絕,這是第一個被城市發展破壞的美國昆蟲物種,但是對於它是否真的是一個物種,或者只是另一種普通蝴蝶的一個亞種群,人們的疑問揮之不去。在《生物學通訊》上的一項新研究中,研究人員分析了博物館收藏的一個93歲的Xerces blue標本的DNA,他們發現其DNA足夠獨特,值得被視為一個物種。 這項研究證實,是的,Xerces藍真的滅絕了,這再次為我們敲響警鍾:昆蟲保護是我們必須認真對待的事情。 "再次確認人們近100年來的想法是真實的,這是一個被人類活動驅使滅絕的物種,"菲爾德的格蘭傑生物信息中心的聯合主任和該項目《生物學通訊》論文的主要作者Felix Grewe說。 康奈爾大學昆蟲館館長Corrie Moreau說:"有一個長期存在的問題,即Xerces藍蝶是否真的是一個獨特的物種,或者只是一個非常廣泛的物種的一個種群,該物種被稱為銀色藍蝶,在整個北美西海岸都有發現,"他作為芝加哥菲爾德博物館的研究員開始了這項研究。"廣泛存在的銀藍色物種有很多相同的特徵。但是我們在菲爾德博物館的藏品中有多個標本,而且我們有普利茲克DNA實驗室和格蘭傑生物信息學中心,有能力對大量的DNA進行測序和分析,所以我們決定看看我們是否能最終解決這個問題。" 存放已滅絕的Xerces藍蝴蝶的收藏抽屜 為了了解Xerces藍蝶是否真的是它自己的獨立物種,Moreau和她的同事們轉向了存放在菲爾德博物館昆蟲收藏室抽屜里的釘子蝴蝶標本。她用鑷子夾下了1928年收集的一隻蝴蝶腹部的一小塊。她回憶說:"這很傷腦筋,因為你想盡可能多地保護它,"她說。"邁出第一步並拉下部分腹部是非常有壓力的,但也有點令人振奮,因為我們知道我們可能能夠解決一個幾乎100年都沒有答案的問題,而這個問題是無法用其他方式回答的。" 取回了這塊蝴蝶的身體,樣本被送到了菲爾德博物館的普利茲克DNA實驗室,在那裡,組織被用化學品處理,以分離出剩餘的DNA。"Grewe說:"DNA是非常穩定的分子,它可以在它所儲存的細胞死亡後持續很長一段時間。 即使DNA是穩定的分子,它仍然會隨著時間的推移而降解。然而,每個細胞中都有DNA,通過比較DNA代碼的多條線,科學家可以拼湊出原始版本的樣子。"這就像你用樂高積木做了一堆相同的結構,然後把它們摔碎。單個的結構會被打破,但是如果你把所有的結構放在一起看,你就可以弄清楚原始結構的形狀。" 研究作者費利克斯-格雷厄和科里-莫羅在菲爾德博物館的普里茨克DNA實驗室工作。 Grewe、Moreau和他們的同事將Xerces藍蝶的基因序列與更廣泛的銀色藍蝶的DNA進行了比較,他們發現Xerces藍蝶的DNA不同,這意味著它是一個獨立的物種。 該研究的發現具有廣泛的意義。"Xerces藍蝶是保護工作中最具代表性的昆蟲,因為它是我們所知道的北美洲第一種被人類逼到滅絕的昆蟲。有一個以它命名的昆蟲保護協會,"Moreau說,"我們把一些東西逼到了絕境,這真的很可怕,但同時我們也在說,好吧,我們所想的一切事實上都與DNA證據一致。如果我們發現Xerces藍並不是真正的滅絕物種,它有可能破壞保護工作。" 對已滅絕物種的DNA分析有時會招致讓該物種回歸的問題,就像《侏羅紀公園》那樣,但Grewe和Moreau在他們的論文中指出,這些努力可以更好地用於保護仍然存在的物種。"Grewe說:"在我們開始把大量的精力放在復活上之前,讓我們把這些精力放在保護現有的東西上,並從我們過去的錯誤中吸取教訓。 Moreau同意這個觀點,他同時指出保護昆蟲的迫切需要:"我們正處於被稱為昆蟲啟示錄的中間階段--全世界都在檢測到大規模的昆蟲減少。"雖然不是所有的昆蟲都像Xerces藍蝴蝶那樣有魅力,但它們對生態系統的運作有著巨大的影響。許多昆蟲實際上是保持許多生態系統健康的基礎。它們使土壤通氣,使植物生長,養活食草動物,再由食草動物養活食肉動物。每一隻昆蟲的損失都會對整個生態系統產生巨大的連鎖反應。 除了該研究對保護的影響外,Grewe說,該項目展示了博物館收藏的重要性。"當這只蝴蝶在93年前被收集時,沒有人考慮對其進行DNA測序。這就是為什麼我們必須繼續收集,為未來100年的研究人員收集。"來源:cnBeta

物種間的DNA「跳躍」

為了在北冰洋和南極洲附近的寒冷海水中生存,海洋生物演化出了許多抵禦致命低溫的方法。一種常見的適應手段是產生抗凍蛋白(AFPs),用來阻止冰晶在血液、組織和細胞中生長。事實上,許多生物都獨立演化出了這種適應性,抗凍蛋白不僅存在於魚類中,也存在於植物、真菌和細菌中。 圖1:胡瓜魚能在寒冷的環境中生存是因為它們的抗冷能力中含有一種抗凍蛋白質。新的研究表明,表達這種蛋白質的基因可能是從另一種冷水魚——大西洋鯡魚——那裡直接轉移給了胡瓜魚 因此,鯡魚和胡瓜魚這兩種魚類都能產生抗凍蛋白也就不足為奇了,它們通常就在大西洋和太平洋的最北部游弋。然而,令人驚奇的是,這兩種魚具有相同的抗凍蛋白基因,要知道它們的祖先早在2.5億年前就分道揚鑣了,而與它們關系密切的所有魚類都沒有這種基因。 研究人員對此給出了一個非正統的解釋:這個來自鯡魚的基因通過水平轉移直接成為了胡瓜魚基因組的一部分。這種轉移並不是通過雜交實現的,因為鯡魚和胡瓜魚之間不能雜交,很多失敗的嘗試都證明了這一點。換句話說,鯡魚的基因並非通過正常的性通道進入胡瓜魚的基因組。 這個很大膽的觀點可以理解為:某個基因可以從一條魚直接轉移到另一條魚身上。在以往的認識中,水平基因轉移(又稱側向基因轉移)不會發生在任何動物身上,更不用說脊椎動物了。但是,隨著科學家對胡瓜魚研究得越多,證據開始越來越清晰。 事實上,這樣的現象並不罕見。近年來,對許多動物——包括魚類、爬行動物、鳥類和哺乳動物——的研究都得出了類似的結論:曾被認為是微生物獨有的DNA橫向遺傳現象,也會出現在生命演化樹的各個分支上。 這些基因水平轉移的例子「相當令人驚奇」,因為長期以來的傳統觀點認為,這種情況在真核生物中不太可能,或者說不可能發生。然而,胡瓜魚基因組和其他發現都表明,基因的水平轉移在生物演化中發揮了重要作用。 觀點的交鋒 早在21世紀初,科學家研究抗凍蛋白時就十分驚訝地發現,胡瓜魚的抗凍蛋白基因與鯡魚的一個抗凍基因驚人地相似,二者的內含子有超過95%是相同的。內含子是DNA中非編碼的片段,通常比編碼區突變得更快,能得出的唯一結論是,這個基因發生了水平轉移。 然而,當研究團隊試圖發表這一發現時,卻發現自己面臨著巨大的阻力。2001年,在描述人類基因組新近測序結果的一系列重要論文中,有一篇論文根據人類基因組與一些動物基因組的比較,提出了細菌基因可以進行水平轉移的驚人主張。這些說法很快被另一項研究推翻。該研究指出,細菌與人類之間的物種譜系曾經擁有這些基因,但後來又失去了它們。 即使在抗凍蛋白這篇論文最終於2008年由《公共科學圖書館·綜合》(PLOS ONE)發表之後,其結論仍受到質疑。大約有一半研究領域的人說,『哦!這真的很酷!』而另一半人會說,『不,我們不相信你』。」 對這些發現的質疑是可以理解的,因為對真核生物而言,其基因水平轉移似乎有著不可逾越的障礙。細菌中基因水平轉移很常見,而且很容易做到,因為細菌的DNA就在它們的細胞質中。如果一個DNA片段能夠通過細菌的細胞壁和細胞膜,那就沒有什麼能阻止它整合到基因組中。但對於真核生物,其基因組都被封閉在第二道屏障,即細胞核中。大多數情況下,它們的DNA緊密地凝聚在染色體中,限制了其他基因剪接進入基因組的機會。此外,為了在真核生物物種中實現基因的水平轉移,它就不能只簡單地整合進任意細胞的DNA,而是需要進入生殖細胞,最終傳遞給後代,並在種群中持續存在。在許多科學家看來,這一連串的事件似乎極不可能發生。 圖2:加拿大女王大學的分子生物學家勞里·格雷厄姆花了將近20年的時間才說服懷疑論者,在胡瓜魚中發現的抗凍蛋白(AFP)基因來自鯡魚。 研究人員並沒有被這些難題嚇倒,而是進行了更深入的研究。通過在細菌中克隆胡瓜魚的部分基因組,他們確定了這種魚只有1個AFP基因。然後,他們用已公布的基因組序列觀察其他魚類的相應基因組區域,卻沒有發現任何AFP基因的痕跡,盡管在胡瓜魚的AFP基因兩側就有與其他魚類相同的基因序列。這表明該基因是插進來的,它是胡瓜魚基因組中的新成員。 最終,在2019年,鯡魚基因組的完整序列公布。這讓研究小組能更好地檢查AFP基因周圍的序列,其中一些似乎是轉座子(TEs),即可以在基因組中自我復制並粘貼的DNA序列。鯡魚的基因組中有很多這類轉座子的拷貝,但它們並不存在於其他魚類中——只有一個例外。在美洲胡瓜魚的AFP基因兩側,就有3個這樣的轉座子,其順序與鯡魚的AFP基因相同。 這些序列可能正是鯡魚的一小塊染色體進入胡瓜魚染色體的「決定性證據」。從數據上看,這一結論似乎是毫無疑問的。不過,真正讓人感興趣的是,這一發現非常好地契合了他與其他研究者正在進行的工作,包括對轉座子的研究,以及新基因如何產生的問題。 例如,在2008年發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的一項研究中,研究人員發現了一種新的轉座子,存在於一系列截然不同的脊椎動物中,包括幾種哺乳動物,一種爬行動物和一種兩棲動物。在這些物種中,這種轉座子的相似性超過了96%,但奇怪的是,在檢測的其他基因組中卻沒有這些序列。這些轉座子似乎是突然憑空出現的,因此它們被命名為「空間入侵者」(Space Invader,SPIN)轉座子,並認為它們肯定在不同的物種譜系之間進行了水平轉移。這些轉座子在新宿主的基因組中也不僅僅是遺傳噪音,例如,在一項研究中,小鼠通過吸收一個SPIN轉座酶而獲得了一個全新的功能基因。 自2008年SPIN轉座子的論文發表以來,研究者已經報導了數千種動物之間的轉座子水平轉移。盡管一開始這些假定的水平轉移很令人驚訝,但就像AFP基因一樣,相關的證據如今已不可否認。 值得注意的是,基因水平轉移可能很難檢測。隨著時間的推移,越來越多的突變在原始物種和受體物種的譜系中積累,掩蓋了共享基因的相似性。要證明一個基因發生過水平轉移,就需要證明它沒有在其他相關物種的演化過程中出現並隨後消失。當一些物種滅絕時,想證明這一點就變得非常困難。 基因水平轉移的實際發生率可能比我們想像的要高得多。 轉移永不停止 沒有人知道DNA在脊椎動物細胞之間的「跳躍」有多頻繁,但對2017年底在GenBank上公開的307個脊椎動物基因組進行梳理後發現,其中至少有975次DNA轉移。數據中最突出的一點是,這些轉移絕大多數發生在魚類之間:幾乎94%的轉移與鰩魚有關;只有不到3%的轉移涉及鳥類或哺乳動物。 圖3:當鯡魚大量產卵時,周圍的水體會隨著它們釋放的大量精子而變成乳白色。大量DNA在水中降解,可能增加了基因轉移到該海域其他物種卵中的機會 一種解釋是,這可能與鯡魚旺盛的產卵能力有關。如果你從飛機上俯瞰它們產卵的海岸線,會看到海水是乳白色的,因為它們的交配過程中排出了太多的精子。這些精子中的絕大多數無法與卵子結合,最終只能降解並釋放DNA。 這些DNA可能會附著在在同一地區產卵的其他物種的配子上,然後在受精過程中被拖入卵細胞。幾十年來,基因工程師一直在使用一種類似的技術,即精子介導的基因轉移,以製造轉基因生物。這種方法並不能保證能成功地插入DNA,但有時確實能做到。突然間,砰!你就得到了一個轉基因生物。鯡魚的AFP基因可能就這樣進入了胡瓜魚的基因組,在其他魚類身上看到的基因水平轉移可能也是如此。 不過,這不可能是唯一的解釋,因為基因水平轉移也會出現在配子沒有同等機會獲得錯誤DNA的動物身上。 圖4:欖綠劍尾海蛇(Aipysurus laevis)的基因組中似乎有7個轉座子來自其他海洋生物,包括一種珊瑚 被「搭便車」的寄生蟲 大衛·阿德爾森在澳大利亞阿德萊德大學從事基因組演化的研究。有一天,他的研究生在幫助另一位同事為欖綠劍尾海蛇(Aipysurus laevis)的基因組作注釋時,發現其中一些序列與爬行動物中發現的其他任何序列都沒有關系。於是,阿德爾也開始了深入研究。 最終,他們發現了7次轉座子水平轉移到欖綠劍尾海蛇基因組的證據。很難確切說明是哪些物種提供了這些基因序列,但他們在魚類中找到了最匹配的物種,有的基因甚至可能來自珊瑚。 前面提到的外部受精假說不適合這些海蛇,因為它們是體內受精的,生出來的已經是幼體,最大的可能性或許是寄生蟲的參與。寄生蟲會從一個物種移動到另一個物種,它們的生命周期很奇妙,而且可以生活在動物體內。對陸地物種基因水平轉移的研究也暗示了寄生蟲可能扮演著重要的角色。 研究人員特別感興趣的還有一種被稱為BovBs的轉座子,其序列很短,只有大約3000個鹼基對,並且只在動物中零星出現。BovBs主要存在於牛和一些有袋動物,以及演化關系介於二者之間的少數哺乳動物中;它們也出現在蛇和其他爬行動物中。 然後,研究小組發現了更有趣的事情:與牛和蛇體內的BovBs非常相似的BovBs也存在於蜱蟲和臭蟲體內。研究表明,這些吸食血液的寄生蟲可以外泌體(exosome)將病毒傳遞到宿主體內。如果轉座子也可以進入外泌體,那這些寄生蟲和它們的外泌體就可能共同充當某種載體,將轉座子從一個宿主轉移到另一個宿主。 因此,不同物種被寄生的頻率差異可能直接影響著它們接收基因水平轉移的頻率。這些差異可能還反映了這些物種在生理學或生物化學方面一些更基本的東西:某些生物體在防止游離DNA片段進入基因組方面可能沒有多少辨別能力。魚類中基因水平轉移的情況較多,可能更多地與動物本身有關,而不在於它們的棲息地。 在現實中,「並沒有一個唯一的答案,」似乎什麼都會有點影響。不過,檢驗這些假設依然有著重要的意義。這項研究不僅可能揭示影響基因水平轉移的潛在環境因素,還可以幫助闡明這些轉移究竟如何發生。 圖5:魚卵(如圖中的鯡魚卵)在受精過程中可能會從水體環境中吸收一些DNA片段,這或許可以解釋基因水平轉移為什麼在魚類中如此普遍 DNA的「轟炸」 有多少次,我們從環境中獲取了一小段DNA,而我自己卻不知道?也許有很多次,很可能比我想像的要多。 研究者一般都不會注意到這種轉移,除非它們發生在生殖細胞中。因此,已檢測到基因水平轉移事件必定只占全部轉移事件的一小部分。 一個令人不安的可能性是,DNA水平轉移可能每時每刻都在發生。正如2020年發表的一篇論文所提到的,轉座子不僅會進入蚊子的基因組,還可以通過蚊子攜帶的絲蟲(某種線蟲)傳播給其他物種。我們都被蚊子叮咬過多少次了?種情況的發生率非常驚人……我們一直在承受著(DNA的)轟炸。 無論基因水平轉移的發生率有多高,這種現象對物種演化歷史的累積影響毋庸置疑。以轉移而來的AFP基因對胡瓜魚的作用為例,一旦胡瓜魚獲得了這種基因,它就有了即時的選擇優勢,這種選擇優勢就是不會在冰冷的海水中被凍死,這也就意味著胡瓜魚可以向北擴散,在北極海域自由自在地生存,從而改變生態系統的組成。 雖然轉座子有時被認為是「垃圾」DNA,但它們也能產生巨大的影響。轉座子是「基因組中最令人興奮,最活躍也最具潛在影響力的部分」,特別是它們代表了「每個基因組中突變發生的內部來源」。轉座子不僅會改變DNA,而且由於它們由重復的序列組成,其存在也增加了基因重組的可能性。 轉座子可以用來引入新的基因,新的調控序列,或者重新排列染色體——只要你能想到的作用可能都有。免疫系統產生大量抗體的能力似乎來自於一個古老的轉座子,在4億年前,這個轉座子突然進入了所有有頜類脊椎動物祖先的基因組。 轉座子可以成為基因組創新的重要來源,事實上,這些元件在不同類群之間的轉移有很多是以水平轉移的方式進行的,而不僅僅只通過垂直轉移,這意味著水平轉移具有重要的影響。 盡管基因轉移到體細胞在演化上是死胡同,但它們可能會影響個體的健康和適應性。任何細胞的基因組如果發生改變,都可能導致生理上的後果,比如引發癌變,我們真的不知道這些事情可能會有什麼影響。 未來的研究或許能夠量化我們日常生活中的DNA轉移率。隨著單細胞測序和長讀取測序(long-read sequencing)技術的不斷發展,研究者或許很快就能在實驗中實時了解DNA轉移的情況。當第一次報告蚊子叮咬後會有DNA轉移到人身上時,想必會引起一定的關注。 物種演化模型和遺傳學的發展或許還能讓我們找到古代基因轉移的線索,僅僅十年前,這一切還是難以想像的。目前已測序的完整基因組已經足夠多了,可以以此為基礎,梳理脊椎動物的基因轉移情況,正如之前檢測到數百個轉座子的轉移一樣。科學家一直在考慮這麼做,現在所要做的,就是行動起來。 來源:quantamagazine 作者:Christie Wilcox 翻譯:任天來源:cnBeta

DNA分析為保護斯里蘭卡雨林蜥蜴提供關鍵信息

2021年6月16日,華盛頓大學、華盛頓大學伯克自然歷史和文化博物館、世界自然基金會香港分會和科倫坡大學的一個研究小組在Biotropica上發表了一項研究,為保護斯里蘭卡的粗鼻角蜥蜴提供了一個重要的路線圖。 粗鼻角蜥,或稱Ceratophora aspera,是生活在斯里蘭卡雨林中的小蜥蜴,在世界其他地方沒有發現。粗鼻角蜥蜴的特點是雄性有突出的角,生活在雨林和棕櫚樹叢中潮濕的微生境中。這些蜥蜴特別適合了解雨林棲息地被破壞、氣候變化和寵物貿易的後果,因為它們遍布斯里蘭卡西南部的低地雨林。 通過分析這些蜥蜴基因組中某些類型的突變,該團隊能夠確定地理和歷史事件如何影響粗鼻角蜥蜴剩餘野生種群的分布。研究小組通過捕捉和釋放的方法獲得了粗鼻角蜥蜴的DNA,具體過程為捕捉野生蜥蜴並從它們的尾巴尖端提取組織樣本,然後再將它們放回野外,這樣可以最大限度地減少對野生動物的壓力。 除了棲息地被破壞外,貓和雞等非本地物種也會吃這些蜥蜴,對它們造成進一步的傷害。考慮粗鼻角蜥蜴的種群結構、歷史和生態,以保護遺傳多樣性,該小組建議採取一種保護策略。DNA分析的結果發現粗鼻角蜥蜴按距離分為四個森林組。隨著斯里蘭卡政府承諾恢復雨林生境,該研究的結果可以幫助提供森林景觀恢復的指導方針。 除了這些蜥蜴之外,研究人員目前正在考慮將這項工作擴展到其他動物和斯里蘭卡其他具有高保護價值的地區。在斯里蘭卡,大約14%的哺乳動物、6.5%的鳥類、75%的爬行動物和29%的開花植物物種為斯里蘭卡獨有。這項研究中的DNA分析方法不僅為斯里蘭卡的保護規劃提供了參考,而且還可以應用於生活在其他瀕危雨林中的物種,包括馬達加斯加、婆羅洲和亞馬遜雨林。來源:cnBeta

RDNA3架構圖曝光 CU計算單元消失 功耗或將大漲

「蘇媽」已經保證,5nm工藝的Zen4處理器、RDNA3顯卡都會在2022年如期發布,二者都會在架構上帶來翻天覆地的變化。 王啟尚領銜的RDNA2架構已經充分證明了其優秀,RDNA3將繼續強化能效,目前看會有Navi 31、Navi 32、Navi 33至少三個核心,可能還有個更小的Navi 34。 Olrak就根據目前已知的情報,加上合理的猜測,模擬製作了Navi 3x系列的核心布局圖。 Navi 31作為頂級大核心,採用MCM雙芯整合封裝,分為兩個所謂的GCD模塊(概念等同銳龍處理器里的CCD),5nm工藝製造,以及一個MCD模塊(類似銳龍的IOD),6nm工藝製造。 GCD然後向下分為著色器引擎(SE)、著色器陣列(SA)、處理器工作組(WGP)、ALU單元等不同層級,而以往被當做核心數來算的的CU計算單元則消失了,看來今後會以WGP作為基本單元。 總體上,Navi 31會集成多達15360個流處理器(ALU單元)、512MB無限緩存,分別是現在Navi 21核心的三倍、四倍,而顯存依然是256-bit GDDR6,畢竟無限緩存上去了,更不需要增加顯存位寬。 即便有更先進的5nm、6nm工藝加持,但如此龐大的規模,尤其是緩存非常耗電晶體,Navi 31必然是個超大核心,功耗也不容小覷,難怪有說法稱下代旗艦卡的功耗會直奔500W。 Navi 32核心也是MCM封裝,就相當於Navi 31的縮小版,還是兩個GCD、一個MCD,總共10240個流處理器、384MB無限緩存,分別是Navi 21的兩倍、三倍,顯存還是256-bit GDDR6。 Navi 33回歸單個核心設計,一個GCD、一個MCD整合在一起,使用6nm工藝,共計5120個流處理器、256MB無限緩存、128-bit GDDR6。 如果有Navi 34,那應該是2560個流處理器、128MB無限緩存、128-bit GDDR6。 來源:遊民星空

科學家開出腦癌新檢測方法:可通過血液和尿液來尋找DNA突變

據媒體報導,為了在早期發現各種形式的癌症,研究人員在尿液和血液檢測方面取得了重要進展。英國科學家在這一領域發現了一種有前景的新可能性,他們展示了一種可檢測死於體液中腫瘤細胞釋放的微小DNA突變的測試,這是史無前例的。 資料圖(圖片來源:maxpixel) 在癌症方面,血液和尿液測試都正在成為改變遊戲規則的診斷工具。最近的一系列研究表明,通過分析這些體液,可以檢測出代表不同癌症類型的生物標志物。這包括預示膀胱癌或前列腺癌的基因突變、預示胰腺癌的三組蛋白質以及通過尿液揭示肺癌的其他生物標志物。 今年6月,我們看到了這類技術擴展到腦癌的證據。同樣,這還處於非常早期的研究階段,但這項充滿發展前景的研究表明,腦癌細胞產生的遺傳物質microRNA可以在尿液樣本中被檢測到。現在,由劍橋大學科學家領導的一個小組在同一領域又有了另一個關鍵發現。 該團隊的技術重點是所謂的無細胞DNA(cfDNA),這是一種微小的突變DNA片段,當細胞死亡時釋放到血液中。在死亡腫瘤細胞的情況下,這些突變可能跟原發腫瘤中看到的相同,這增加了使用血液或尿液測試作為癌症篩查工具的前景。 然而阻礙腦癌治療的是血腦屏障,它可以防止碎片進入血液。在體液中仍可以發現跟原腫瘤突變相似的cfDNA--盡管只是低水平。現在,我們面臨的挑戰是開發出一種具有足夠靈敏度的測試來發現它們。 對此,劍橋大學的研究人員已經為克服這個問題邁出了一些初步的、試探性的步驟。他們的工作從8名基於核磁共振成像的疑似腦腫瘤患者開始,他們在研究開始時提供了血液、尿液和腦脊液樣本以及腦腫瘤活檢。這使得研究小組得以對DNA展開研究並知道在DNA鏈的什麼地方尋找尿液和血液中微量cfDNA的突變。 為尋找這些突變而開發的測試證明,在12份血液樣本中有10份、在16份尿液樣本中有10份、在8份腦脊液樣本中有7份都能檢測出腫瘤特異性cfDNA。 除了這個測試,該團隊還開發了另一個不需要事先知道要尋找什麼突變的測試。這意味著可以使用全基因組測序來分析來自腦瘤的所有cfDNA。研究中,這些腫瘤來自35名膠質瘤患者,樣本也來自27名非惡性腦疾病的受試者和26名健康對照組。 腦癌患者血液和尿液樣本中發現的cfDNA大小跟健康對照組不同。這些數據被輸入機器學習算法,然後能成功區分腦癌患者和健康受試者的尿液樣本--盡管精確度低於第一種方法。然而它的優點是更便宜、更容易且不需要組織活檢。 雖然這項技術還處於早期階段,但這項研究的結果為一些令人興奮的可能性打開了大門。研究小組設想,這些測試可以用於篩查高危患者,由於這些患者摘除了腦瘤因此很容易復發。這些患者通常會每隔幾個月需要接受核磁共振掃描和活組織檢查以監測異常情況,但血液或尿液測試可能會提供一個簡單得多的選擇。 接下來,研究人員計劃將這種測試跟核磁共振成像的效果進行比較,看看它們是否能以同樣的速度檢測出復發的腫瘤,甚至在早期就能檢測到。在此之後,他們希望開始將這項技術應用於臨床,他們稱這可能會在未來十年的某個時候實現。 研究報告的論文作者Richard Mair說道,「我們相信,我們開發的測試在未來能更早地檢測出神經膠質瘤的復發並改善患者的預後。跟我的病人交談時,我知道三個月的掃描成為了擔心的焦點。如果我們可以提供定期的血液或尿液測試,不僅可以更早地發現復發還可以對患者的心理健康起到積極的作用。」來源:cnBeta

新研究與之前關於黑色素瘤DNA突變的數據相矛盾

全球的研究人員正在花費大量的時間和金錢來調查各種類型的癌症及其原因。最近的一項研究顛覆了長期以來對黑色素瘤基本機制的看法。該研究發現,引起黑色素瘤的突變是由陽光助長的DNA化學轉換所導致的。 以前,人們認為黑色素瘤的背後是DNA復制錯誤。隨著新的證據與之前持有的信念相矛盾,調查人員相信他們正走在調查其他類型癌症區域的道路上。研究作者Gerd Pfeifer說,癌症是由DNA突變導致的,允許有缺陷的細胞生存並侵入其他組織。然而,在大多數情況下,突變的來源並不清楚,使治療和預防變得復雜。 然而,該研究表明,在黑色素瘤的損害中,陽光通過創造預突變來「激勵」DNA,這些預突變在DNA復制過程中讓位於完全突變。黑色素瘤是一種嚴重的皮膚癌,開始於產生色素的皮膚細胞。它比其他類型的皮膚癌不常見,但更有可能擴散和侵入其他組織。 過去的大規模測序研究發現,黑色素瘤的DNA突變比任何其他類型的癌症都多。黑色素瘤與陽光照射直接相關,特別是與UVB輻射有關。大多數癌症被認為是在DNA損傷直接導致突變時開始的,這種突變在正常復制過程中被復制到後續的幾代細胞中。 然而,該研究發現,在黑色素瘤中,一種不同的機制產生了致病突變。這種機制是引入一種通常不存在於DNA中的化學鹼基,使其容易發生突變。這些突變可能不會立即導致疾病;它們可以潛伏多年。隨著時間的推移和陽光照射的增加,突變也能夠積累起來,導致難以治療的癌症,躲避目前的治療方案。該研究中開發的新技術將在未來用於研究其他類型的DNA損傷和其他類型的癌症。來源:cnBeta

裸子植物古老的DNA復制行為與它們的進化有關

植物傾向於囤積DNA,不丟棄任何東西。它們體內的額外基因可以變異,產生新的生理特徵。保留額外的基因會增加植物的進化速度。一項新的研究發現,像這樣的復制事件在整個裸子植物的進化史上是非常重要的。 裸子植物是一個多樣化的植物群體,包括松樹、柏樹、紅豆杉、銀杏和蘇鐵。研究表明,現代裸子植物的祖先的基因組復制可能直接促成了該組植物在3.5億年前的起源。隨後的復制事件為創新特徵的進化提供了原材料,使這些計劃能夠在急劇變化的生態系統中持續存在。 在進化初期的復制事件為它們的基因創造了進化和創造新功能的機會,有可能幫助裸子植物過渡到新的棲息地。在動物界,擁有兩套以上的染色體,稱為多倍體,是很罕見的,但在植物中卻非常普遍。我們吃的大多數水果和蔬菜都是多倍體,通常涉及兩個密切相關物種的雜交。 常見的植物,包括小麥、花生、咖啡、燕麥和草莓,都因擁有多個不同的DNA拷貝而受益,生長速度加快,尺寸和重量增加。然而,在這項研究之前,還不清楚多倍體可能如何影響裸子植物的進化。最近的研究是植物生物學家之間的合作努力,從1000多種植物中獲得了大量的遺傳資料。 大量數據的收集為試圖拼湊陸地植物進化歷史的科學家打開了大門。研究小組比較了活體裸子植物的DNA,並能夠回顧過去,發現多個古老的基因組復制事件的證據,這些事件與主要群體的起源相吻合。科學家們注意到,在整個歷史上,裸子植物經歷了重大的滅絕,使得破譯其關系的確切性質更加困難。 然而,所有現在存活的裸子植物都有3.5億年前一次古老復制的特徵。在該事件發生1億多年後,另一次復制產生了松樹家族。第三次重大復制事件帶來了豆科植物的起源,豆科植物同時包含喬木和灌木的形態,在每一個案例中,分析顯示復制的DNA與獨特特徵的進化之間都存在聯系。來源:cnBeta

給病毒「挖陷阱」:由DNA製成的空心納米物體可捕獲病毒並使其無害化

迄今為止,還沒有針對大多數病毒感染的有效解毒劑。慕尼黑工業大學(TUM)的一個跨學科研究小組現在開發了一種新的方法:他們用DNA折紙方法從遺傳物質中定製的納米膠囊吞噬和中和病毒。該策略已經在細胞培養中針對肝炎和腺病毒進行了測試,它也可能被證明對冠狀病毒是有效的。 人類有針對危險細菌的抗生素,但治療急性病毒感染的解毒劑很少。一些感染可以通過接種疫苗來預防,但開發新疫苗卻是一個漫長而費力的過程。 現在,來自慕尼黑工業大學、慕尼黑亥姆霍茲中心和布蘭代斯大學(美國)的一個跨學科研究小組提出了一種治療急性病毒感染的新策略。該團隊已經開發出由DNA(構成我們遺傳物質的物質)製成的納米結構,可以捕獲病毒並使其無害化。 在冠狀病毒的新變種將世界陷入停滯之前,慕尼黑工業大學物理系生物分子納米技術教授亨德里克-迪茨和他的團隊就在研究如何建造能夠自我組裝的病毒大小的物體。 1962年,生物學家唐納德·卡斯帕和生物物理學家阿倫·克魯格發現了病毒的蛋白質包膜是按照幾何原理構建的。基於這些幾何規范,慕尼黑工業大學亨德里克-迪茨周圍的團隊在美國布蘭代斯大學的塞思-弗拉登和麥可-哈根的支持下,提出了一個概念,使得生產與病毒大小相同的人造空心體成為可能。 2019年夏天,該團隊提出了一個設想:這種空心體是否也可以作為一種 "病毒陷阱"?如果它們的內部有病毒結合分子,就應該能夠緊緊地結合病毒,從而能夠將它們從血液中取出。為此,這些空心體還必須有足夠大的開口,病毒可以通過這些開口進入外殼。 亨德里克·迪茨回想說:"當時我們用DNA折紙技術製造的物體沒有一個能夠吞噬整個病毒,因為它們實在太小了。建造這種尺寸的穩定的空心體是一個巨大的挑戰"。 主要作者Christian Sigl在TUM的納米技術和納米材料中心的實驗室里准備納米膠囊 病毒捕集器的套件 從二十面體的基本幾何形狀(一個由20個三角形表面組成的物體)開始,該團隊決定用三維的三角形板來建造病毒捕獲器的空心體。 為了使DNA板組裝成更大的幾何結構,邊緣必須稍加斜面。邊緣上結合點的正確選擇和定位確保了板塊能自我組裝成所需的物體。 亨德里克·迪茨說:"通過這種方式,我們現在可以利用三角板的准確形狀對所需物體的形狀和尺寸進行編程。我們現在可以生產多達180個子單元的物體,並實現高達95%的產量。然而,這條道路是相當坎坷的,要經過許多次反復。" 病毒被可靠地阻斷 通過改變三角形邊緣的結合點,該團隊的科學家不僅可以創造出封閉的空心球體,還可以創造出有開口或半殼的球體,這些可以被用作病毒陷阱。 在與慕尼黑大學病毒學研究所所長兼慕尼黑亥姆霍茲中心病毒學研究所所長Ulrike Protzer教授的團隊合作下,該團隊在腺病毒和B肝病毒核心上測試了病毒捕獲器。 結果顯示,即使是一個大小合適的簡單的半殼,也能夠顯示出病毒活性的可衡量的減少。如果在裡面放上五個病毒的結合點,例如合適的抗體就已經可以阻斷病毒的80%,如果加入更多,就能實現完全阻斷。 為了防止DNA顆粒在體液中立即被降解,研究小組用紫外線照射完成的構件,並用聚乙二醇和寡糖胺處理其外部,因此,這些顆粒在小鼠血清中穩定了24小時。 一個通用的構造原理 "現在,下一步是在活體小鼠身上測試這些材料。"迪茨說:"我們非常有信心,這種材料也將被人體很好地耐受。" "細菌有自主新陳代謝,我們可以用不同的方式攻擊它們,"烏爾里克·普羅策教授說。"另一方面,病毒沒有自己的新陳代謝,這就是為什麼抗病毒藥物幾乎總是針對單一病毒的特定酶。這樣的發展需要時間。如果簡單地用機械方式消除病毒的想法能夠實現,這將是廣泛適用的,因此是一個重要的突破,特別是對於新出現的病毒。" "病毒捕獲器的起始材料可以通過生物技術以合理的成本進行大規模生產。"亨德里克·迪茨說:"除了作為病毒捕獲器的擬議應用外,我們的可編程系統還創造了其他機會。例如還可以設想將其作為疫苗接種的多價抗原載體,作為基因治療的DNA或RNA載體或作為藥物的運輸工具。"來源:cnBeta

科學家從1600年前的羊腿木乃伊中提取DNA

來自愛爾蘭、法國、伊朗、德國和奧地利的遺傳學家和考古學家團隊已經能夠對一隻1600年前的木乃伊羊進行DNA排序。這只羊是在被稱為Chehrābād的伊朗古代鹽礦中發現的,標本對考古學家來說非常有趣,因為它揭示了古代近東地區的羊群飼養方式。 該標本還有助於解釋自然木乃伊化是如何影響DNA降解的。眾所周知,Chehrābād的鹽礦可以保存生物材料,而且也是 "鹽人"被發現的地點。這項新發現證實了被稱為乾燥的自然木乃伊化過程,即從屍體上去除水分,保留原本會退化的軟組織,也可以保存動物遺骸。 研究人員由都柏林Trinity College的遺傳學家領導,他們能夠從礦區找到的羊腿的一小截木乃伊皮膚中提取DNA。通常情況下,古代的DNA會被降解和破碎。然而,該小組發現羊木乃伊的DNA保存得非常好,片段連結較長,與通常的古代標本相比損壞較少。該小組將這種保存歸功於鹽礦的木乃伊化過程,它為保存動物組織和DNA提供了理想條件。 鹽礦的影響還體現在羊腿皮膚中的微生物上。喜好鹽的古細菌和細菌在微生物分布中占主導地位,可能對組織的保存起到了作用。木乃伊的遺骸在基因上與該地區的現代綿羊品種相似,這表明至少從1600年前開始,伊朗的綿羊就有了可追溯的祖先。 研究小組還調查了羊的DNA保存情況,以尋找與毛絨和尾巴有關的基因,這是綿羊的兩個重要經濟特徵。一些野生綿羊的特點是毛茸茸的被毛,與今天許多家養綿羊的毛茸茸的被毛有很大區別,而肥尾羊在亞洲和非洲很常見,它們被用來當做肉食來源。來源:cnBeta

研究發現大多數現代人的DNA與古人類祖先共享

尼安德特人已經滅絕了極長的時間,但一些現代人攜帶著尼安德特人的基因。目前,用於檢測人類基因組內的尼安德特人基因的方法是使用聯系不平衡模式或直接與尼安德特人基因組進行比較。研究人員面臨的挑戰是,這些方法的靈敏度和可擴展性都很有限。 一項新的研究描述了一種新的祖先重組圖形干擾算法,可以擴展到大型全基因組數據集。該算法已經在真實和模擬數據上證明了其准確性。一旦研究人員有了這些數據,他們就會生成一個全基因組的祖先重組圖,其中包括人類和古人類的基因組。從該圖中,科學家們生成了一張地圖,上面有古人類的基因組和因混雜或不完全血統排序而未與古人類共享的基因組區域。 該項目發現,現代人類基因組中只有1.5%至7%是獨特的人類。這意味著其餘的部分是與我們的古代親屬共享的。在這項研究中,研究小組還發現了在過去60萬年中,現代人特有的多個適應性變化的爆發證據,這些變化涉及與大腦發育和功能有關的基因。 該研究於2021年7月16日發表在《科學進展》上。該研究的作者包括Nathan K. Schaefer, Beth Shapiro, 和Richard E. Green。科學家們在他們的研究中指出,考古證據報告了具有許多現代特徵但具有古代顱骨形態的人類遺骸。這一發現表明,並非所有人類特有的特徵都是在同一時間產生的。 該小組還指出,其他研究發現人類衍生的形態特徵的積累發生在三個不同時期。這些形態學界線與新研究中發現的突變爆發的時間大致相符。 來源:cnBeta

三星Exynos 2200 SoC曝光 4納米工藝 集成RDNA2

媒體消息,三星的下一代旗艦處理器——Exynos 2200正在准備中, Exynos 2200的處理器代號為「Pamir」,採用4納米製程工藝,集成AMD RDNA2圖形架構,預計今年下半年將正式亮相。 三星的目標對手是高通的驍龍895 SoC及其Arm Adreno 730 GPU,有趣的是,新的驍龍也有望基於4納米的製程工藝。 來源:遊民星空

麻省理工學院的研究發現人腦產生記憶需要大量的DNA斷裂

麻省理工學院的研究人員發表了一項涉及我們如何製造記憶的有趣研究。該研究稱,快速表達學習和記憶基因需要腦細胞在更多的地方和細胞類型中折斷DNA的兩股,這比以前意識到的要多。大腦內的神經元和其他細胞在許多地方掰開它們的DNA,以提供快速訪問記憶存儲機制的基因指令。 該研究的資深作者Li-Huei Tsai表示,大腦中多個關鍵區域的DNA雙鏈斷裂(DSBs)的程度既令人驚訝又令人擔憂。Tsai說,雖然這些斷裂是常規修復,但隨著我們的年齡增長,這一過程可能會變得更加有缺陷和脆弱。在實驗室里,Tsai已經表明,由於修復機制的動搖,揮之不去的DSBs與神經變性和認知能力下降有關。 研究人員希望了解大腦中破壞DNA的自然活動對記憶形成的影響有多普遍和廣泛,以便深入了解基因組的不穩定性在未來如何破壞大腦健康。在新的研究中,研究人員調查了學習和記憶中DSB活動的全部情況。為此,他們在小鼠進入一個箱子時對其腳部進行了小的電擊,以調節對該環境的恐懼記憶。 然後,研究小組用方法評估了小鼠大腦中前半小時的DSB和基因表達,特別是在前額葉皮層和海馬體的細胞中,這些區域對於條件性恐懼記憶的形成和儲存至關重要。他們在沒有經歷過沖擊的小鼠的大腦中進行了同樣的測量作為基線。 他們發現恐懼記憶的產生使前額葉皮層海馬區神經元中的DSBs數量增加了一倍,影響了每個區域的300多個基因。其中許多基因與神經元之間的連接功能有關,稱為突觸。總的來說,研究小組發現,轉錄變化與大腦中的DSBs的關系比預期的更密切。 該小組表示,需要進行更多的研究來證明形成和儲存恐懼記憶所需的DSBs對以後的大腦健康構成威脅。來源:cnBeta