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美国实用技术研究面面观:实用技术哪家强?

2015-12-23 08:42 大数据实验室

1953年沃森和克里克划时代的一页论文,揭开了DNA双螺旋结构的奥秘,人类从此进入了DNA时代;新千年节点上人类基因组计划的完成,标示着我们进入了测序的新世纪;时光又过去一个十年,如今人类面临的是海量的测序信息,需要decode,需要进行准确的解读。


这份DECODE的宗旨正是如此:

从海量的研究信息中提取最前沿的成果,

以最通俗易懂的方式呈现在大家面前


我们希望在海量信息的时代,以DECODE的方式,让你轻松地高效获得科技信息,不需要任何背景也可以跟随最前沿的科技研究,发现和认识新的科研项目和科技创业新星。



解码杂志本周精选五条全球最新科技研究分别来自UCLA、哥伦比亚、耶鲁。如今,健康问题愈发成为人们酒饱饭足后的谈资。大到帝都愈演愈烈的雾霾,小到自己的一颗牙齿好坏。而普罗大众所关注的问题同样也成为许多科学家们孜孜不倦的研究课题。本期我们就来探讨几项最近在美利坚颇为火热的实用技术吧。





新技术利用酶有效、节能、低成本处理污水






现今常规的处理污水方法大多依靠消耗大量的化学制品和能量,虽然生物学家们之前也利用一些天然细菌和真菌来处理污水,这些细菌和真菌体内含有各种各样的酶,可以分解污水中的有毒物质。但是,细菌和真菌在处理过程中往往会产生二次污染,比如产生一些毒素进入水源,而且工作效率远低于提纯后的酶,所以人们开始尝试将这些酶从菌类体内提取出来后直接用于污水处理。那么,问题来了,这些酶如果“裸奔”着被直接丢到污水中去,没多久就会失效,所以我们该如何“保护”这些酶呢?


来自UCLA的Shaily Mahendra教授和他的团队发明了一种新的方法,可以将处理污水所需的酶装进一种生物“微保险库”内进行保护以提高污水处理效率。这种“微保险库”由蛋白质组成,在人体内天然存在有上千种不同的“微保险库”蛋白来乘装不同种的酶。在经过处理后,科学家们成功获得了内空的“微保险库”蛋白来乘装实验所需要的污水处理酶。实验结果表明,在“微保险库”内的锰过氧化酶酶的工作效率是“裸奔”的该种酶的三倍,并且在48小时之后依然可以继续降解水中的相应有毒物质,而“裸奔”的酶在7个半小时之后就完全失去了功效。“微保险库”蛋白内可以同时承载不同种的酶,来一次性处理多种有毒物质。该项研究成果有望在数年内被商业化应用于河流水污染治理以及污水处理厂的改造。


纳米钻石混合材料:新的填充牙根管法






牙疼不是病,疼起来真要命。牙医治疗龋齿通用方法是切除牙根管内感染的部位,并用一种叫做古塔胶的材料来填充手术后牙根管内留下的空位,以此来保护病人的牙齿。然而,古塔胶缺乏硬度且时常无法填充满整个牙根管,容易促使牙根管内的病菌滋生并导致再次感染。


为此,科学家开始尝试在古塔胶内掺入一些新材料来改善情况。此次,来自UCLADean Ho教授和他的学生们成功地在古塔胶内混入了纳米钻石来提高其强度,并加入一定量的抗生素以防止细菌滋生。这种纳米钻石是钻石打磨过程中产生的副产品,直径只有人类头发的宽度的数千分之一。该团队在接下来的两年内将会进一步完善纳米钻石加强型古塔胶的材料配方,并开始临床试验。



【淡水】肠道手术或可治疗肥胖症






“每个胖子都是颜值爆表的潜力股”。为了减肥,千千万万的胖子每天都在不断尝试着各种千奇百怪的减肥方法。缩胃、截肠手术减肥已然不是什么新闻,而主流的减肥机制一直由“减少营养物质的吸收”所占据。


然而,耶鲁大学的John Pierce教授和他的团队最近对这个机理提出了质疑。在小鼠内进行截肠手术(切掉一段小肠)之后,科学家们发现小鼠大脑内与卡路里摄入有关的一种神经信号传导多巴胺的浓度大大降低,而这些小鼠术后再也不会去寻找甜食。如果科学家人工再次激活这些小鼠大脑内多巴胺的区域,这些小鼠寻找甜食的本性立刻回归。该项研究将会继续拓展研究不同肠胃手术对大脑行为的影响,有望帮助胖子们在将来更“精准”地减肥。



全球第一个有医疗效果的毒液数据库






迄今为止,世界上已经发现了173,000种动物和昆虫的毒液,这些毒液对人类并非只有负面作用,很多种毒液的提取物可以有效治疗人体的疾病。


从上世纪六十年代发现马来蝮蛇的毒液可以治疗人类腿部血栓开始,已有超过12种主要药物是通过运用各种毒液中的某种成份完成的。比如,用于治疗2型糖尿病的药物Byetta的有效成分是一种产自美国和墨西哥的毒蜥蜴体内的唾液提取物,而用于治疗肠胃疾病的药物Bombeisin中的有效成分则是欧洲火腹毒蟾的皮肤提取物。


近日,一个专注于收集毒液在临床医疗方面应用的数据库VenomKB,哥伦比亚大学诞生。该数据库的创造者Nicholas Tatonetti 教授和他的科研团队通过计算机程序从二千二百万份医学科研材料中自动识别收集了5,117篇与毒液有关的论著,并归纳出了超过4万种不同的毒液对人体的效果,包括止疼,治疗癌症,肥胖症,糖尿病和心脏衰竭等。该数据将会帮助科学家们发现更多的治疗人体疾病的药物和方法



五种蛋白质与前列腺癌细胞转移息息相关






在美国,每年有30,000多名患者因前列腺癌死亡,是美国男人的第二大癌症死因。


癌细胞从前列腺病灶中扩散出来后,大部分会转移到骨骼内。现主流的雄性激素疗法对这些扩散的癌细胞影响甚微,而其它治疗方法更处于捉襟见肘的阶段。因此,阻止前列腺癌细胞的扩散对治愈前列腺癌可谓至关重要。


近日,来自UCLA Broad干细胞研究所的Owen Witte教授和他的团队从发生骨转移的前列腺癌细胞组织中排查发现了五种有望用于治疗前列腺癌的靶向蛋白质。这些蛋白质归属于一类叫做protein kinase蛋白激酶)的类别,Protein kinase的功能异常往往会导致癌症的发生及扩散。而人体内约有500多种不同的protein kinase, 用于调控细胞功能。Witte教授团队的该项发现已发表于最新的PNAS杂志上,其成果将会加速新药的研发用于减慢和阻止前列腺癌细胞的扩散。



(来源:DECODE解码)






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