细胞命运决定在脊椎动物免疫系统的运作中起着核心作用。建立有效的获得性免疫反应取决于初始T细胞(naïve T cell)在识别同源抗原(cognate antigen)后分化成各种类型的效应T细胞(effector T cell)和记忆T细胞(memory T cell)以及这些细胞群体之间的 适当平衡。许多研究已表明当更多的T细胞参与这种免疫反应时,效应T细胞和中枢记忆T细胞(central memory T cell)之间的平衡向有利于中枢记忆T细胞的方向转变。这种观察结果具有群体感应(quorum sensing)---细胞对它们的群体密度作出反应的能力---的特征 。然而,驱动T细胞中的这种行为的机制仍然是难以捉摸的。
在一项新的研究中,来自以色列魏兹曼科学研究所和英国伦敦大学学院的研究人员在体内和体外观察到在较高的细胞密度下,祖细胞中枢记忆T细胞(progenitor central memory T cell, pTCM)的分化增加了。然而,活化的T细胞快速形成密集动态细胞簇(dense dynamic cluster),从而很难区分这种密集动态细胞簇中的局部相互作用和通过可溶性因子进行的全局长程相互作用开来。为了克服这种困难,这些研究人员使用活细胞成像来追踪微孔阵列中培养的细胞增殖和分化。这种微培养系统允许对相互作用的T细胞和它们在T细 胞活化后的状态进行精确控制和监测。持续地跟踪分化和增殖使得他们能够研究细胞集体行为(cellular collectivity)的机制及其对记忆分化的影响。相关研究结果发表在2018年6月15日的Science期刊上,论文标题为“Induction of CD4 T cell memory by local cellular collectivity”。
对创伤经历的回忆会导致精神健康问题,如创伤后应激障碍(PTSD),这会破坏一个人的生活。据估计,当前将近三分之一的人会在他们生命中的某个时刻遭受恐惧或应激相关的障碍。如今,一项新的研究在细胞水平展示了一种疗法如何能够治疗长期的创伤记忆。相关 研究结果发表在2018年6月15日的Science期刊上,论文标题为“Reactivation of recall-induced neurons contributes to remote fear memory attenuation”。论文通信作者、瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)教授Johannes Gräff说,“我们的研究结果首次揭示了让 成功治疗创伤记忆变得可能的过程。”
在治疗创伤记忆领域,对恐惧衰减(fear attenuation)是否涉及通过新的安全记忆痕迹(memory trace of safety)或将原始的恐惧记忆痕迹(memory trace of fear)重写为安全记忆痕迹来抑制原始的恐惧记忆痕迹,人们长期以来争论不止。
一些人的大脑大小几乎是其他人的两倍,但是这是如何发生的呢?在一项新的研究中,来自美国、英国和加拿大的研究人员整合了3000多人的大脑扫描数据,发现这些大小的差异与大脑的形状和组织方式有关。大脑越大,皮层中的思考区域增长就会占据更多的面积,这 样的代价是皮层中的低级情感、感官和运动区域增长相对较慢。这反映了进化和个体发育中观察到的大脑变化模式---高级区域显示出最大的扩张。他们还发现将高扩张区域与神经元之间的更高连接和更高的能量消耗相关联在一起的证据。相关研究结果于2018年5月31日 在线发表在Science期刊上,论文标题为“Normative brain size variation and brain shape diversity in humans”。论文通信作者为美国家心理卫生研究所(National Institute of Mental Health, NIMH)的Armin Raznahan博士。论文第一作者为Paul Reardon和 Jakob Seidlitz。图片来自NIMH Developmental Neurogenomics Unit。
为了明确人类大脑的组织结构如何与它们的大小存在关联,这些研究人员分析了来自费城神经发育队列(Philadelphia Neurodevelopmental Cohort)、NIMH内部项目样品(NIMH Intramural Research Program sample)和人类连接组计划(Human Connectome Project) 的青年人核磁共振成像大脑扫描数据。
在一项新的研究中,来自美国劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的研究人员利用低温电镜技术对结合到微管上的天然的全长的成熟的tau蛋白进行成像,成像整体分辨率为4.1埃。他们证实tau蛋白沿着微管蛋白原丝(tubulin protofilament)纵向结合着, 这一发现与之前的低分辨率低温电镜研究相一致。相关研究结果于2018年5月10日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Near-atomic model of microtubule-tau interactions”。论文通信作者为劳伦斯伯克利国家实验室分子生物物理学与综合生物成像部门资深科学 家Eva Nogales。
在一项新的突破性研究中,英国约翰英纳斯中心的Sarah O'Connor教授及其团队在经过15年的研究之后,终于在长春花中基因组中发现了用于合成化学物长春花碱(vinblastine, 也译作长春碱)的最后几个未知的基因。相关研究结果于2018年5月3日在线发表在Science 期刊上,论文标题为“Missing enzymes in the biosynthesis of the anticancer drug vinblastine in Madagascar periwinkle”。
为了训练计算机“识别”由其视觉传感器提供的场景元素,计算机科学家通常使用数百万个由人类煞费苦心标记的图像。S. M. Ali Eslami等人开发出一种不需要这些标记数据的人造视觉系统,并称之为生成查询网络(Generative Query Network, GQN)。GQN首先使用 从不同视角拍摄的图像来创建一种场景的抽象描述并了解它的基本要素。 接着,在这种场景表征的基础上,GQN从一种新的任意角度预测这种场景看起来什么样子。
植物和蓝细菌使用富含叶绿素的光系统复合物来将光能转化为化学能。一些有机体已适应使用更长波长的光子。Dennis J. Nürnberg等人研究了在远红光存在下生长的蓝藻光系统复合物。这些作者们将这种光系统复合物中的主要供体叶绿素确定为远红光适应酶中的少数 叶绿素分子之一,这些叶绿素分子发生化学变化而改变它们的吸收光谱。动力学测量表明尽管要比大多数光合生物所用的红光具有更少的能量,但是远红光能够直接促进水氧化。
随着人口的增长,不受我们的影响动物而独立生活的地方也越来越少。考虑到我们大多数人往往昼出,一个受人类影响较小的领域就是夜晚。Kaitlyn M. Gaynor等人发现在全球各地的哺乳动物物种---从鹿到郊狼,从老虎到野猪---中,动物越来越喜欢在夜间活动。各种 各样的人类活动,包括远足等非致命性的娱乐活动,似乎促使动物利用我们不在它们的身边时的时间。这样的变化可能会缓解一些压力,但它们也可能会产生生态系统水平的后果。(生物谷 Bioon.com)