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技術(shù)支持
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2013年2月《Nature》雜志前十位亮點(diǎn)排名

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一、一種中藥抗瘧疾成分的作用機(jī)制
Nature 494 (2013年2月7日)
 
用于抗瘧疾治療的中藥中一個活性成分的鹵化衍生物“鹵夫酮”(HF)目前在進(jìn)行臨床試驗。HF已知抑制“脯氨酰-tRNA合成酶”(ProRS),導(dǎo)致不帶電的tRNAs的積累。Paul Schimmel及其同事獲得了與ATP 和 HF相結(jié)合的ProRS的晶體結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn),ATP幫助將該藥物鎖定在ProRS上,使其占據(jù)兩個基質(zhì)結(jié)合點(diǎn)——一個用于脯氨酸,另一個用于tRNA的3′端。本文作者提出,這一信息也許可用來開發(fā)將以模塊化方式同時占據(jù)兩個結(jié)合點(diǎn)的其他合成酶抑制藥物。
 
二、線粒體基因替換
Nature 493 (2013年1月31日)
 
線粒體DNA (mtDNA)的突變造成各種不同的人類疾病。它們是通過母親遺傳的,因為所有合子線粒體都來自卵母細(xì)胞。Shoukhrat Mitalipov及其同事以前曾報告過通過恒河猴卵母細(xì)胞中的染色體紡錘體轉(zhuǎn)移所實現(xiàn)的對mtDNA的“概念證明”替換,而在這項研究中他們將該技術(shù)延伸到了人的卵母細(xì)胞。他們還報告了來自一個mtDNA被替換的卵母細(xì)胞的一只3歲大的恒河猴的健康狀況。這項研究表明,mtDNA失調(diào)的替換療法可能會變成現(xiàn)實。Dieter Egli及其同事采用了一個不同的方法:他們在來自兩個不同供體的未受精的人卵母細(xì)胞之間進(jìn)行了核基因組轉(zhuǎn)移。所獲得的卵母細(xì)胞保持了發(fā)育到胚囊階段、生成具有正?!昂诵汀钡呐咛ジ杉?xì)胞的能力。這一方法具有防止mtDNA突變傳播而又不會引起由操縱誘導(dǎo)的“核型”異常的潛力。
 
三、光對發(fā)育中的眼睛至關(guān)重要
Nature 494 (2013年2月14日)
 
在發(fā)育中的眼睛中,隨著視網(wǎng)膜脈管系統(tǒng)的形成,為玻璃體周圍透明的玻璃膜提供血液的血管就會退化。這個過程在臨床上是重要的,因為血管過度生長是早產(chǎn)兒失明的一個主要原因。出乎意料的是,這項研究發(fā)現(xiàn),光參與了組織結(jié)構(gòu)的這一主要變化。Richard Lang及其同事發(fā)現(xiàn),光刺激小鼠發(fā)育中的玻璃體脈管系統(tǒng)的退化,通過光感受器“黑視素”發(fā)揮作用。在沒有光或沒有“黑視素”時, “脈管內(nèi)皮生長因子A”被上調(diào),導(dǎo)致異常視網(wǎng)膜血管生成。人眼發(fā)育是否也涉及到同樣過程還有待確定。
 
四、多巴胺D2受體在先天免疫中的作用
Nature 494 (2013年2月7日)
 
這項研究識別出星形細(xì)胞中的多巴胺D2受體(DRD2)是控制**神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中的先天免疫的一個重要成分。小型熱休克蛋白 “B-晶體蛋白”(它有**和神經(jīng)保護(hù)活性)被發(fā)現(xiàn)是這一效應(yīng)的關(guān)鍵。在沒有Drd2基因的小鼠中,CNS的幾個區(qū)域顯示出炎癥跡象,同時對神經(jīng)**的脆弱性也增加了。慢性炎癥是衰老的大腦和一些神經(jīng)退化疾病的一個特征,而這項研究表明,由CNS星形細(xì)胞介導(dǎo)的先天免疫反應(yīng)有可能是衰老和疾病中一個藥物作用目標(biāo)。
 
五、肺細(xì)胞的免疫保護(hù)作用
Nature 493 (2013年1月24日)
 
氣管上皮細(xì)胞曾被發(fā)現(xiàn)在暴露于吸入的抗原時會激發(fā)免疫反應(yīng)。現(xiàn)在,Kodi Ravichandran及其同事發(fā)現(xiàn),它們在免疫平衡中也起一個重要作用:通過清除正在死亡的細(xì)胞和分泌**細(xì)胞因子來抑制免疫激發(fā)。這些功能取決于GTPase Rac1。被激發(fā)的缺少Rac1的上皮細(xì)胞產(chǎn)生較少的**細(xì)胞因子“白介素-10”,表達(dá)較高水平的“白介素-33”,這與因吸入過敏原而造成的較高數(shù)量的先天性**細(xì)胞和增強(qiáng)的氣管炎癥相關(guān)聯(lián)。這項工作還表明,除了起一個物理屏障外,氣管中的吞噬作用還可能是針對無害抗原的另一道免疫防線的構(gòu)成部分。
 
六、抗糖尿病藥物是“胰增血糖素”的對抗劑
Nature 494 (2013年2月14日)
 
高血糖是胰島素抗性(胰島素不能抑制肝臟的葡萄糖輸出)的一個普遍后果。雙胍類藥物如“苯乙雙胍”和“二甲雙胍”經(jīng)常被用來降低過高的葡萄糖,比如說用于2-型糖尿病患者。此前,“二甲雙胍”被認(rèn)為是通過激活由AMP激活的蛋白激酶來降糖的,但這項研究表明,它對抗“胰增血糖素”的作用。雙胍增加細(xì)胞內(nèi)AMP和相關(guān)核苷酸的水平,從而抑制“胰增血糖素”激活腺苷酸環(huán)化酶的能力。這導(dǎo)致 “環(huán)AMP”和 “蛋白激酶A”(后者阻斷對于維持來自肝細(xì)胞的葡萄糖輸出來說很重要的基質(zhì)的磷酸化)的活性降低。這項工作表明,“胰增血糖素”的對抗劑可能有抗糖尿病潛力。
 
七、VTA神經(jīng)元在抑郁癥中所起作用
Nature 493 (2013年1月24日)
 
“腹側(cè)被蓋區(qū)”(VTA)中的多巴胺能神經(jīng)元參與獎勵處理,但也參與介導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)。來自Ming-Hu Han實驗室和Karl Deisseroth實驗室的兩篇論文,揭示了專門操縱這些神經(jīng)元對于由應(yīng)激激發(fā)的行為的影響。Han及其同事研究了在社會挫?。ㄒ粋€壓力非常大的體驗)期間不同活動模式的功能效應(yīng)。對某些類群的VTA神經(jīng)元的“phasic活性”(而不是“tonic活性”)的操縱,使得以前很有韌性的小鼠易受應(yīng)激的影響。Deisseroth及其同事研究了操縱VTA神經(jīng)元活性對行為的影響以及由暴露于長期、慢性應(yīng)激所造成的神經(jīng)回路改變。這些研究突顯了回路特定性放電模式的行為重要性,并為開發(fā)抑郁癥的新穎治療方法提供了思路。
 
八、IFIT蛋白對病毒RNA的識別
Nature 494 (2013年2月7日)
 
IFITs (由干擾素誘導(dǎo)的、具有三角形四肽重復(fù)段的蛋白)是先天免疫系統(tǒng)的抗病毒成分。最近的研究工作表明,它們可能起RNA傳感器的作用,而在這項研究中,Bhushan Nagar及其同事闡釋了它們之所以能夠?qū)iT識別三磷酸化的病毒RNA (PPP-RNA)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。人IFIT5、它與PPP-RNAs形成的復(fù)合物及IFIT1的一個氨基酸端部片段的晶體結(jié)構(gòu)顯示,三磷酸基團(tuán)正好能夠裝入該蛋白內(nèi)的一個深袋中,這個深袋內(nèi)還裝著RNA的前三個核苷酸。
 
九、半導(dǎo)體的激光冷卻
Nature 493 (2013年1月24日)
 
固體的激光冷卻(或稱光學(xué)制冷)是研制不使用制冷劑、不產(chǎn)生振動的緊湊型制冷設(shè)備的一條有吸引力的途徑。以清除“藍(lán)移輻射”所產(chǎn)生熱量為基礎(chǔ)的激光制冷以前曾在稀土摻雜的玻璃和晶體中報告過?,F(xiàn)在,Jun Zhang等人用一束514-nm的激光將一條半導(dǎo)體CdS“納米帶”從290 K實質(zhì)性地凈冷卻了約40 K。這一成果為基于半導(dǎo)體的光學(xué)制冷打開了一條路徑,其機(jī)制涉及激子共振而非原子共振?;贗I–VI半導(dǎo)體的激光制冷媒介潛在效率非常高,能實現(xiàn)極低的溫度,并能方便地集成到光電子設(shè)備中。本期封面所示為一條懸浮的CdS“納米帶”的一幅假彩色掃描電子顯微鏡圖像,它顯示了由一個綠色激光器所產(chǎn)生的發(fā)光“上轉(zhuǎn)換”。
 
十、愉快的皮膚刺激
Nature 493 (2013年1月31日)
 
愉快的皮膚刺激在哺乳動物中發(fā)揮重要社會功能,但神經(jīng)生物學(xué)家對這種刺激的關(guān)注卻不如對有害刺激的關(guān)注那么大?,F(xiàn)在,David Anderson及其同事通過對活小鼠進(jìn)行鈣成像發(fā)現(xiàn),有毛皮膚中一小類感覺神經(jīng)元(表達(dá)“G-蛋白耦合受體”MRGPRB4)只對來自一個小油漆刷的、旨在模擬自然碰觸或“理毛”感覺的刺激有反應(yīng),但不對掐或戳的刺激有反應(yīng)——后一種刺激激發(fā)另一類表達(dá)MRGPRD的感覺神經(jīng)元。MRGPRB4+神經(jīng)元的藥理刺激會增強(qiáng)行為效應(yīng)。“對碰觸敏感的”神經(jīng)元與C-tactile afferents相似,后者是無髓鞘的、能感受機(jī)械刺激的神經(jīng)元,見于人類和其他哺乳動物%

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