《自然—通訊》
用咖啡叫醒遺傳迴路
近日，《自然—通訊》發表了一項小鼠糖尿病模型研究，表明可以通過咖啡中的咖啡因激活一種合成遺傳迴路，用以調節血糖水平。
II型糖尿病影響著全球逾4億人口，帶來了大量醫療成本。成功的健康管理能夠監測進食後的血糖上升情況，並做出響應。
瑞士蘇黎世聯邦理工學院的Martin Fussenegger及同事研究了咖啡因是否能用於誘導基因表達以幫助調節血糖。他們設計了一種合成生物學遺傳迴路——咖啡因刺激型先進調節器（C-STAR），它可以響應商業產品中的咖啡因，生成一種可用於治療II型糖尿病的肽。在小鼠糖尿病模型中，攜帶C-STAR系統的細胞幫助小鼠在攝入咖啡後控制血糖水平。
雖然這只是一個原理驗證演示，表明遺傳迴路可利用常見化合物調節身體狀況，但是它同時也展現了未來合成生物學有望在將生活方式幹擾降到最低的情況下，應用於醫療保健領域的潛力。
《自然》
早期四足動物生活環境有點鹹
據《自然》發表的一項研究顯示，早期的四足動物——真正在陸地上行走的第一批四足脊椎動物——生活在鹹度有變的水體環境中，如河口。
雖然以登上陸地聞名，但是四足動物主要是水生的，有鰓和有力的尾巴支持其遊泳。然而，它們生活的水環境的類型一直存在很大爭議。第一批化石是在最初被認為是沉積在淡水中的砂巖裡面發現的。然而，人們在微鹹水和海水的沉積物中也發現了四足動物的遺骸和足跡，這表明早期的四足動物也許能夠忍耐多變的鹹度。
法國裡昂第一大學的Jean Goedert及其同事分析了51個早期四足動物化石標本以及中國西北部和格陵蘭島東部泥盆紀（約3.65億年前）巖石中的相關盔甲魚和肉鰭魚類化石。研究人員採用的新型分析方法可以測量硫、碳以及氧的同位素比值，從而區分淡水動物和海洋動物。
在對包括鱷魚、紅耳龜和各種魚在內的現代脊椎動物進行硫同位素分析後，研究人員確定所研究的化石四足動物和其他脊椎動物生活在淡水和海水混合的環境中，例如河口和三角洲。作者總結表示，四足動物或能適應不同程度的鹹度。可能是這種靈活性幫助它們得以在晚泥盆世的滅絕事件中倖存了下來，之後走向陸地。
《自然》
電鯊放電分子基礎獲揭示
日前，《自然》發表的一篇論文報導了負責鯊魚和鰩魚電信號檢測細胞的獨特生理特性。這些研究結果表明了感官系統如何通過獨特的分子和生物物理修飾來適應動物的生活方式或生態位。
古代軟骨脊椎動物，如鯊魚、鰩魚和魟魚，擁有專門的電感應器官，能夠檢測微弱的電場並將這些信息傳遞給中樞神經系統。鯊魚和鰩魚使用類似的低閾值電壓門控鈣離子通道，加上不同的專門調節的鉀離子通道來調控這種活動，藉此檢測電信號。鯊魚使用這種能力來捕食，而鰩魚則用它來相互溝通。
美國加州大學舊金山分校的David Julius及其同事表明，網紋貓鯊的電感應細胞表達特化的電壓門控鉀離子通道，這些通道會發出大規模重複性的膜電湧，以響應小而短暫的電刺激。與之相比，蝟白鰩則使用鈣激活鉀離子通道產生小而可調的膜電壓振蕩，引起刺激依賴性囊泡釋放。研究人員認為，這些獨立的分子適應或可促進鯊魚利用類似開關的閾值電感應探測器進行捕食，而使鰩魚具備電通信等精密的功能。
（唐一塵/編譯 更多信息請訪問www.naturechina.com/st）
《中國科學報》 (2018-06-25 第2版 國際)