神经元在计算和通信方面表现出色,同时还能平衡严格的物理和生物约束。以果蝇这种相对简单的生物为例。果蝇的大脑不比罂粟籽大,包含大约 130,000 个神经元和数千万个突触。尽管体积很小,但这个神经网络却支持复杂的功能,从在不同环境中寻找食物到参与求偶仪式——有时还会惹恼人类。这些神经网络如何能够在固有的空间限制内如此出色地运作?了解这些和其他神经系统的组织和工作原理是一项关键的事业,跨越神经科学和物理学领域数十年的研究。中国同济大学的张欣雅及其同事最近进行的一项研究朝这个方向迈出了一步,报告了一种将神经元连接概率与果蝇大脑中的物理距离联系起来的缩放关系 [ 1 ]。这一观察是在果蝇的不同发育阶段进行的,可以解释这些神经网络如何在大脑固有的几何约束内实现最佳功能。
遗传学是生物学和遗传学交叉领域的一个迷人领域,它深入研究了性状遗传和生命多样性背后的基本机制。它为我们提供了一个窗口,让我们了解定义我们是谁、我们如何发展以及物种之间为何不同的复杂代码。遗传学的核心是试图解开基因(DNA 中编码的分子指令)如何塑造生物体各个方面的奥秘 [1]。遗传学研究历史悠久,跨越数个世纪,始于现代遗传学之父格雷戈尔·孟德尔的工作,他在 19 世纪中叶仔细观察了豌豆植物的遗传模式。他的开创性见解为理解性状从一代传到下一代奠定了基础。从那时起,遗传学以惊人的速度发展,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克发现 DNA 双螺旋结构标志着 20 世纪中叶的一个关键时刻。这一发现揭开了生命的蓝图,开启了基因探索的新时代[2]。
图 1:双链 DNA 结构和构象灵活性的参数化和描述。(A)双链 DNA 分子的结构通过刚体变换参数化,其中轴系统跨越每个碱基对步骤 (ri)。这些参数描述了将碱基对步骤的轴系统映射到相邻轴系统的旋转和平移函数。(B)标准化流模型从正态分布的潜在空间映射到描述双链 DNA 结构的参数。映射是通过多层实现的,并且是可逆的。
液滴撞击固体表面是一种具有多种应用的重要现象。尤其是当液滴溅出时,会引起印刷和油漆质量下降、腐蚀、空气传播病毒等。因此,观察和了解不同液体溅出液滴的特性非常重要。
哺乳动物/mTOR是丝氨酸 - 硫代激酶。它控制了哺乳动物细胞的许多重要功能,例如细胞存活和蛋白质合成[4]。在2000年代初期,神经科学家开始对MTOR目标的兴趣。4E结合蛋白和P70核糖体S6蛋白激酶1最初研究[5]。在确定MTOR在神经元形态发生,生存和分化中的作用后不久,靶标开始流行,许多科学家在PD和Alzheimer病(AD)等不同疾病中观察到了其在不同疾病中的作用。与MTOR相关的生理状况和神经病理列表迅速增加,但是对MTOR调节及其神经元中其细胞效应子的透彻了解仍然难以捉摸。自噬,翻译,细胞信号传导,转录和细胞骨架动力学都受MTOR活性变化的影响[6]。根据新的研究,MTOR的过表达与PD的发病机理有关[7,8]。结果,mTOR可能是PD的可能治疗靶标之一[9]。MTOR活动很有争议。它具有
没有同事和朋友的支持,鼓励和关键反馈,这项工作是不可能的。我特别感谢Ilkka Arminen,Patrik Aspers,Arto Noro,Keijo Rahkonen,AinoSinnemäki,Petri Ylikoski和Alan Warde和Alan Warde,他们都读过和评论了 - 其中许多人在各个阶段都彻底详尽地是在写作的各个阶段。我也仍然感谢UskaliMäki,他给了我关于经济理论一些基本问题的宝贵建议。我发现了出版商的两位匿名审稿人的建议和批评评论,这些审核者在试图使我的论点更加连贯和令人信服时非常有用。我已经注意到他们所指出的文本中较小的亲戚和不一致之处。一如既往,我一个人对最终结果负责。
神经元可以说是生物体中最复杂的形态复杂细胞之一,通常会延伸数百微米(即使不是米)。为了应对其独特的细胞对电池通信能力和空间扩散,神经元已经进化了特定的动态组织和亚细胞分化,例如树突状刺,轴突初始部分或生长锥,以维持特定的功能。在神经系统中,其他细胞类型(例如星形胶质细胞)也表现出特别复杂的形态,适合其特定功能和与神经元共组织。神经元或其他脑细胞的纳米级亚细胞组织以及子隔间之间的元素的运输已成为控制其功能的一组基本特性。突触,尤其是携带大多数兴奋性传播的突触前末端和相关的突触前末端,在突触后受体组织的水平和突触前释放机械1-3的隔离水平上都表现出特别复杂的纳米级组织。通过纳米柱4-7发现,该突触后组织的复杂性增加了。轴突初始段是另一个
遗传密码研究探索了生命的基本语言,旨在了解 DNA 如何协调蛋白质的合成。本研究探索了遗传密码的各个方面,从广泛使用的三联体密码子系统到转移 RNA (tRNA) 在翻译中的重要作用。本研究揭示了密码子和反密码子之间相互作用的复杂性以及核糖体的协调,阐明了蛋白质合成的起始、延长和终止阶段。此外,它还深入研究了影响翻译过程的调节因素和质量控制机制。在探索遗传密码的进化过程中,本研究仔细研究了它的普遍原则、例外情况以及围绕其起源的令人信服的猜想。tRNA 和密码子的共同进化,以及在不同生物体和细胞器中观察到的密码的适应性,提供了有价值的见解。值得注意的是,这项研究强调了基因工程、密码子优化和蛋白质设计等广泛的生物技术应用。这项研究不仅解决了遗传密码研究中的未知领域,还提出了未来的研究方向。它强调了该领域当前的挑战和机遇,包括密码扩展和基因编辑进步。最终,遗传密码研究仍然是一个充满活力、不断发展的领域,对科学、技术和我们对生命基本过程的理解具有深远的影响。这项研究揭示了遗传密码的迷人故事,揭示了继续吸引和启发人们的新领域和应用。
摘要:检查肠道病原体与肠道菌群之间的相互作用对于充分理解肠病毒的致病作用及其对人类健康的广泛影响至关重要。在实验室实践中引入了人类研究的有效替代方法,以评估传染剂对肠道菌群的影响,从而探索它们在肠道功能和整体健康中的翻译意义。不同的动物物种目前被用作肠道感染的宝贵模型。此外,考虑到类似于肠道环境的生物工程的最新进展,也可以为此目的提供。In this review, the impact of the main human enteropathogens (i.e., Clostridioides difficile , Campylobacter jejuni , diarrheagenic Escherichia coli , non-typhoidal Salmonella enterica , Shigella flexneri and Shigella sonnei , Vibrio cholerae , and Bacillus cereus ) on intestinal microbial communities is summarized, with specific强调采用动物和体外模型的研究得出的结果。