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關於信息的光傳導與神經的轉貼

(2013-06-18 17:26:55) 下一個
千人專家最新推薦神經科學TOP 7文章-光傳導機製|杏仁體神經元-生物通
生物通報道:“F1000(Faculty of 1000 Medicine)”又名“千名醫學家”,是由美國哈佛大學和英國劍橋大學等全世界2500名國際頂級醫學教授組成的國際權威機構。其中近期最受關注的七篇神經科學論文如下:生物通 www.ebiotrade.com
E.D. Buhr ED, et al., "Temperature as a universal resetting cue for mammalian circadian oscillators," Science, 330:79-85, 2010. Evaluated by Jean Clairambault, INRIA; Patrick Fuller and Clifford Saper, Beth Israel Deaconess Med Cen, Harvard Med School; Ralph Mistlberger, Simon Fraser Univ; Stacey Harmer, UC Davis.
科學家在很早以前就知道,光線會使生物的生物鍾和外界的時間協調一致,但直到現在,他們還不能解釋溫度對生物鍾的影響。這篇文章中,研究人員提出溫度對於生物鍾也有重大的調節作用。生物通 www.ebiotrade.com
人們在以前的研究中發現,生物鍾對於從微生物到人類的眾多生命起著重要的作用。它控製著人體內部的許多節奏性變化,如睡眠、人體激素分泌以及人的靈敏程度。對於微生物來說,生物鍾控製著每天的蛋白質和基因合成、二氧化碳排放和孢子形成的節奏。而這一新發現可以解釋人體生物節奏的一個重要的現象:人體在一天中體溫的高低變化。科學家們以前對這種現象一直百思不得其解。
A. Baudry, et al. "miR-16 targets the serotonin transporter: a new facet for adaptive responses to antidepressants, " Science, 329:1537-41, 2010. Evaluated by Mark Millan, Centre de Recherches de Croissy; Zachary Weil and Randy Nelson, Ohio State Univ College of Med; Irwin Lucki, Univ of Pennsylvania; Bryan Roth, Univ of North Carolina.生物通 www.ebiotrade.com
Y. Xiang, et al., "Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall," Nature, 468:921-6, 2010. Evaluated by Steven Reppert, Univ of Mass Med School; Gray Lyons and Chay T Kuo, Duke Univ Med Cen.
來自加州大學舊金山分校,紐約大學,霍德華休斯醫學院等處的研究人員發現了果蠅幼蟲的新奧秘:果蠅幼蟲的整個體壁都覆蓋著能夠感應藍光和紫外線的神經樹突,這些神經元所采用的光傳導機製與其他果蠅光受體分子截然不同。這一研究成果公布在昨天的Nature雜誌上。生物通 www.ebiotrade.com
 
領導這一研究的是著名的詹裕農(Yuh-Nung Jan) 葉公杼(Lily Yeh Jan)夫妻,他們的主要研究方向是離子通道和神經發育等方麵,不僅他們的工作得到了許多人的肯定,並且從他們實驗室中也走出了多位華人科學家,其中包括獲得Science雜誌“青年科學家獎”的時鬆海,哥倫比亞大學楊建,麻省理工學院的沈華智和北京大學生命科學學院院長饒毅等等。生物通 www.ebiotrade.com
 
生物與光線關係頗為密切,生物趨光性就是生物對光刺激的趨向性,比如在植物界,具有葉綠體的遊走性植物中常可發現,動物也有趨光性,在沒有感受器分化的動物如草履蟲身上有所表現,但是多數動物是通過眼來感光的,不過像是果蠅幼蟲的避光行為是感受光信號的初級感覺神經元和次級視覺信息處理神經元的信號傳遞處理行為。這種存在眼睛外的光感應在很多動物中普遍存在,不過通常局限於專門的器官。生物通 www.ebiotrade.com
 
在這篇文章中,研究人員發現果蠅幼蟲的整個體壁都覆蓋著能夠感應藍光和紫外線的神經樹突,這些是其幼蟲的先天避光行為所必需的。這些神經元所用的光傳導機製與其他果蠅光受體分子截然不同,但卻與在線蟲神經元中所發現的一個係統相似,果蠅的這一機製有助於果蠅的自身保護。生物通 www.ebiotrade.com
S.B. Flagel, et al., "A selective role for dopamine in stimulus-reward learning," Nature, 469:53-7, 2010. Evaluated by Björn Brembs Freie Univ Berlin; Xiaoxi Zhuang, Univ of Chicago.
D. Dupret, et al., "The reorganization and reactivation of hippocampal maps predict spatial memory performance," Nat Neurosci, 13:995-1002, 2010. Evaluated by Lisa Giocomo and Edvard I Moser, Norwegian Univ of Sci and Tech; Howard Eichenbaum, Boston Univ.生物通 www.ebiotrade.com
W. Haubensak, et al., "Genetic dissection of an amygdala microcircuit that gates conditioned fear," Nature, 468:270-6, 2010. Evaluated by Kerry Ressler, Yerkes National Primate Res Cen; Matt E Carter and Luis de Lecea, Stanford Univ.
腦內有一個與情感性記憶和學習有關的狀如杏仁的解剖結構,解剖學家們形象的命之為杏仁核,該結構已被證實在處理恐懼衝動中發揮了至關重要的作用,但加州理工學院(California Institute of Technology)的Anderson博士等科學家們並不滿足於此,他們想進一步在細胞水平上明確杏仁體如何工作:是怎樣一個具體的環路調節恐懼信號如何傳導,而不是僅僅了解到某個區域在這個過程中發揮了重要作用。生物通 www.ebiotrade.com
 
通過係統探查杏仁體神經元的基因,研究人員將注意力集中在一種編碼蛋白激酶C delta (PKC-delta)的基因身上,這種激酶在特定的神經元群體中表達。研究人員們對這種從未被注意的特異性神經元的作用產生了濃厚的興趣。生物通 www.ebiotrade.com
 
通過使用轉基因方法特異性的讓這類表達PCK-delta的神經元受到抑製,他們發現了令人十分驚奇的現象:在以往經典的研究中,當杏仁體被破壞時大鼠會失去恐懼行為,而當研究人員們隻將PCK-delta表達神經元特異性的沉默時,動物表現更加強烈的恐懼行為。這一結果預示著以往對杏仁體在恐懼情緒傳導中作用的認識可能過於膚淺。生物通 www.ebiotrade.com
 
究其緣由,研究人員們認為:在正常情況下,如同安裝在橡膠軟管上用於切斷水流的seesaw一樣,這類神經元活化就切斷恐懼衝動,讓他們不能離開杏仁體,抑製了恐懼行為;當恐懼衝動推向另一端時,可能是這個區域的其他的神經元活化,讓恐懼離開杏仁體,從而產生恐懼行為。但是遺憾的是當時他們沒有充分的證據證明他們的這一假說。生物通 www.ebiotrade.com
 
三年前,就在他們確立seesaw假說後不久,在極其偶然的情況下,Anderson博士在一次會議上遇到了瑞士弗雷德裏克-米歇爾研究所(Friedrich Miescher Institute)的Andreas Luthi博士。Luthi和Anderson研究杏仁體的相同部位,Luthi研究使用了更經典的電生理方法:通過記錄恐懼行為和腦區電生理活動研究恐懼刺激,他們已經確定了兩群反應截然相反的神經元類群,恐懼刺激下一類被活化,另外一類受抑製,如同蹺蹺板一樣。生物通 www.ebiotrade.com
 
於是兩個研究團隊將各自的方法有效結合起來,發現Luthi博士電生理電極記錄確定的神經元和Anderson博士遺傳標記神經元相一致。他們利用電生理和遺傳學方法相結合的方式確定了一個特異的神經環路,這是在細胞水平上發現的第一個情感相關神經環路。Anderson教授希望下一步能夠理解這個神經環路在精神失調的動物模型中如何變化,認識這些能幫助最終實現對恐懼和焦慮等精神性疾病的有效幹預。對於特定細胞群的靶向性治療將比現在通用的治療方式更有效:未來的治療方向將是藥物特異性的針對特定的神經環路,這樣就不會產生如現在治療方式帶來的眾多副作用。生物通 www.ebiotrade.com
A.S. Shah, et al., "Motile cilia of human airway epithelia are chemosensory," Science, 325:1131-4, 2009. Evaluated by Stephen Roper, Univ of Miami School of Med; Arturo Alvarez-Buylla, Univ of Calif; Sue Kinnamon, Colorado State Univ.
據7月24日的《科學》雜誌報道說,我們的舌頭能夠探查到有害的化合物,保護我們不要誤吞有害的東西;我們的肺也同舌頭一樣能夠感覺到我們吸入的令人不快的物質並對其作出反應。生物通 www.ebiotrade.com
 
Alok Shah及其同僚開展了一係列的有關運動纖毛(這是襯覆於人類氣道的極小的細胞器,它能幫助肺髒咳出有害的吸入性物質)的試驗,他們發現,這種毛發樣的突起除了有其機械性的功能外,它們還扮演著一種感官的角色。過去,人們僅僅認為原發性纖毛才具有這種化學感受器的性質。生物通 www.ebiotrade.com
 
研究人員對人類氣道組織的培養進行了感受器相關基因的篩檢,他們發現,這些組織中會表達數種被稱為T2R的苦味受體家族中的成員。他們還觀察到,在對運動中的纖毛施加苦味物質(如香煙的煙霧)時會觸發其細胞內鈣的增加並加速這些纖毛的“擺動”。 Shah及其同僚提出,這些苦味受體可探查到進入氣道的有害物質,並啟動纖毛的防衛反應以清除這些討厭的物質。由於纖毛結構和功能的缺陷與多種遺傳疾病(如囊性纖維化)有關,因此他們的發現可能會在將來為人類氣道疾病的治療帶來裨益。生物通 www.ebiotrade.com
“Faculty of 1000 Biology”創辦於2002年1月,是一種在線科研評價係統,其推薦原則立足於論文本身的科學意義而非發表在什麽雜誌上。該係統根據全球2300多名資深科學家的意見,提供對近期發表的生物科學論文的快速評論,目的是幫助廣大科研人員遴選和發現有價值的研究工作。該機構專家根據論文對當前世界生物醫學和臨床實踐的貢獻程度和科學價值,每年對全球SCI文章總數不足千分之二的優秀精品醫學論文進行推薦和點評,並賦予“F1000論文”稱號向醫學界推薦,涵蓋了醫學各個學科,是一項很高的學術榮譽。
(生物通:萬紋)生物通 www.ebiotrade.com
 果蠅幼蟲的整個體壁都覆蓋著能夠感應藍光和紫外線的神經樹突,這些神經元所采用的光傳導機製與其他果蠅光受體分子截然不同。這一研究成果公布在昨天的Nature雜誌上。生物通 www.ebiotrade.com
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千人專家最新推薦神經科學TOP 7文章-光傳導機製|杏仁體神經元-生物通
生物通報道:“F1000(Faculty of 1000 Medicine)”又名“千名醫學家”,是由美國哈佛大學和英國劍橋大學等全世界2500名國際頂級醫學教授組成的國際權威機構。其中近期最受關注的七篇神經科學論文如下:生物通 www.ebiotrade.com
E.D. Buhr ED, et al., "Temperature as a universal resetting cue for mammalian circadian oscillators," Science, 330:79-85, 2010. Evaluated by Jean Clairambault, INRIA; Patrick Fuller and Clifford Saper, Beth Israel Deaconess Med Cen, Harvard Med School; Ralph Mistlberger, Simon Fraser Univ; Stacey Harmer, UC Davis.
科學家在很早以前就知道,光線會使生物的生物鍾和外界的時間協調一致,但直到現在,他們還不能解釋溫度對生物鍾的影響。這篇文章中,研究人員提出溫度對於生物鍾也有重大的調節作用。生物通 www.ebiotrade.com
人們在以前的研究中發現,生物鍾對於從微生物到人類的眾多生命起著重要的作用。它控製著人體內部的許多節奏性變化,如睡眠、人體激素分泌以及人的靈敏程度。對於微生物來說,生物鍾控製著每天的蛋白質和基因合成、二氧化碳排放和孢子形成的節奏。而這一新發現可以解釋人體生物節奏的一個重要的現象:人體在一天中體溫的高低變化。科學家們以前對這種現象一直百思不得其解。
A. Baudry, et al. "miR-16 targets the serotonin transporter: a new facet for adaptive responses to antidepressants, " Science, 329:1537-41, 2010. Evaluated by Mark Millan, Centre de Recherches de Croissy; Zachary Weil and Randy Nelson, Ohio State Univ College of Med; Irwin Lucki, Univ of Pennsylvania; Bryan Roth, Univ of North Carolina.生物通 www.ebiotrade.com
Y. Xiang, et al., "Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall," Nature, 468:921-6, 2010. Evaluated by Steven Reppert, Univ of Mass Med School; Gray Lyons and Chay T Kuo, Duke Univ Med Cen.
來自加州大學舊金山分校,紐約大學,霍德華休斯醫學院等處的研究人員發現了果蠅幼蟲的新奧秘:果蠅幼蟲的整個體壁都覆蓋著能夠感應藍光和紫外線的神經樹突,這些神經元所采用的光傳導機製與其他果蠅光受體分子截然不同。這一研究成果公布在昨天的Nature雜誌上。生物通 www.ebiotrade.com

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生物與光線關係頗為密切,生物趨光性就是生物對光刺激的趨向性,比如在植物界,具有葉綠體的遊走性植物中常可發現,動物也有趨光性,在沒有感受器分化的動物如草履蟲身上有所表現,但是多數動物是通過眼來感光的,不過像是果蠅幼蟲的避光行為是感受光信號的初級感覺神經元和次級視覺信息處理神經元的信號傳遞處理行為。這種存在眼睛外的光感應在很多動物中普遍存在,不過通常局限於專門的器官。生物通 www.ebiotrade.com

在這篇文章中,研究人員發現果蠅幼蟲的整個體壁都覆蓋著能夠感應藍光和紫外線的神經樹突,這些是其幼蟲的先天避光行為所必需的。這些神經元所用的光傳導機製與其他果蠅光受體分子截然不同,但卻與在線蟲神經元中所發現的一個係統相似,果蠅的這一機製有助於果蠅的自身保護。生物通 www.ebiotrade.com
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D. Dupret, et al., "The reorganization and reactivation of hippocampal maps predict spatial memory performance," Nat Neurosci, 13:995-1002, 2010. Evaluated by Lisa Giocomo and Edvard I Moser, Norwegian Univ of Sci and Tech; Howard Eichenbaum, Boston Univ.生物通 www.ebiotrade.com
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腦內有一個與情感性記憶和學習有關的狀如杏仁的解剖結構,解剖學家們形象的命之為杏仁核,該結構已被證實在處理恐懼衝動中發揮了至關重要的作用,但加州理工學院(California Institute of Technology)的Anderson博士等科學家們並不滿足於此,他們想進一步在細胞水平上明確杏仁體如何工作:是怎樣一個具體的環路調節恐懼信號如何傳導,而不是僅僅了解到某個區域在這個過程中發揮了重要作用。生物通 www.ebiotrade.com

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究其緣由,研究人員們認為:在正常情況下,如同安裝在橡膠軟管上用於切斷水流的seesaw一樣,這類神經元活化就切斷恐懼衝動,讓他們不能離開杏仁體,抑製了恐懼行為;當恐懼衝動推向另一端時,可能是這個區域的其他的神經元活化,讓恐懼離開杏仁體,從而產生恐懼行為。但是遺憾的是當時他們沒有充分的證據證明他們的這一假說。生物通 www.ebiotrade.com

三年前,就在他們確立seesaw假說後不久,在極其偶然的情況下,Anderson博士在一次會議上遇到了瑞士弗雷德裏克-米歇爾研究所(Friedrich Miescher Institute)的Andreas Luthi博士。Luthi和Anderson研究杏仁體的相同部位,Luthi研究使用了更經典的電生理方法:通過記錄恐懼行為和腦區電生理活動研究恐懼刺激,他們已經確定了兩群反應截然相反的神經元類群,恐懼刺激下一類被活化,另外一類受抑製,如同蹺蹺板一樣。生物通 www.ebiotrade.com

於是兩個研究團隊將各自的方法有效結合起來,發現Luthi博士電生理電極記錄確定的神經元和Anderson博士遺傳標記神經元相一致。他們利用電生理和遺傳學方法相結合的方式確定了一個特異的神經環路,這是在細胞水平上發現的第一個情感相關神經環路。Anderson教授希望下一步能夠理解這個神經環路在精神失調的動物模型中如何變化,認識這些能幫助最終實現對恐懼和焦慮等精神性疾病的有效幹預。對於特定細胞群的靶向性治療將比現在通用的治療方式更有效:未來的治療方向將是藥物特異性的針對特定的神經環路,這樣就不會產生如現在治療方式帶來的眾多副作用。生物通 www.ebiotrade.com
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研究人員對人類氣道組織的培養進行了感受器相關基因的篩檢,他們發現,這些組織中會表達數種被稱為T2R的苦味受體家族中的成員。他們還觀察到,在對運動中的纖毛施加苦味物質(如香煙的煙霧)時會觸發其細胞內鈣的增加並加速這些纖毛的“擺動”。 Shah及其同僚提出,這些苦味受體可探查到進入氣道的有害物質,並啟動纖毛的防衛反應以清除這些討厭的物質。由於纖毛結構和功能的缺陷與多種遺傳疾病(如囊性纖維化)有關,因此他們的發現可能會在將來為人類氣道疾病的治療帶來裨益。生物通 www.ebiotrade.com
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