来源:科学时报 发布时间:2010-12-31 8:41:27
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12月24日《科学》杂志精选

 
宝宝知道你是否与现实脱离
 
一项新的研究提示,非常年幼的孩子——甚至婴儿——都可以意识到其他人与他们看世界的方式是不同的。文章的作者报告说,他们似乎是无需特别的努力而自动意识到这一点的。推断其他人的意图和信念的能力常被称作“心智理论”,这是社交互动中的一个基本部分,它可能还是合作性人类社会进化的一个中心条件。还在几年前的时候,人们一般接受心智理论能力要到孩子3或4岁的时候才能出现。自那以后,一系列的应用多种方法的研究提示,年纪更小的孩子可能事实上已经拥有了这种能力。
 
Melinda Kovács及其同事设计了一种新的方法来研究这个问题,并将这种方法应用到成人和7个月大的婴儿身上。该试验包括向测试对象显示一系列的动画视频,在这些视频中有一只球先滚到一小堵墙的后面,它接着或是留在那里,滚到视野之外,或是滚到远处再回来。一个卡通人物对这一过程的不同间隙时间进行了观察。在每一视频结束的时候,研究人员测量了这些测试对象要花多长的时间才能发现该球。(对宝宝而言,研究人员对此的推断是基于婴儿需要花多长的时间才会把脸转向屏幕之外。)成年人和婴儿的反应时间都要比卡通人物“认为”的有关球的位置与球的实际所在位置相吻合的时间更快。甚至当卡通人物在视频结束时已经离开屏幕的时候也是这种情况。Kovács及其同事得出结论:从7个月大的时候开始,我们能自动地觉察到其他人的观点,并甚至当这些其他人已经不在的时候,我们仍然记得他们的作为对世界替代再现的信念。
 
反应器用太阳光来制造烃燃料
 
研究人员已经研发出了一种反应器,该反应器用二氧化碳和水加上一种叫做氧化铈的化合物能够快速地从太阳光中生产出燃料。这个过程类似于植物用太阳能将二氧化碳转化为以糖为基础的多聚物和芳香族化合物的生长方式。植物是通过利用来自太阳的能量将二氧化碳转化成为以糖为基础的多聚物和芳香烃化合物而生长的。这些化合物上的氧转而可被除去,其方式或是通过在地下经过数千年的降解以产生化石燃料,或通过一种相当迅速的分解、发酵和氢化作用而产生生物燃料。然而现在,将太阳光转化成为一种化学燃料并非最有效的方法,实用性的太阳光燃料的产生还有很长的路要走。研究人员最近正在探索在不依赖植物生长和分解等中间步骤的情况下用太阳光将二氧化碳转变为烃燃料的替代可能性。William Chueh及其同事现在示范了一种可能的反应器设计:在该反应器中,集聚的阳光将氧化铈(这是稀土金属铈的氧化物)加热到一个足够高的温度,使氧从其晶格中摇振松脱。该材料接着很容易地从水或二氧化碳中剥夺其氧原子以取代其所失去的氧原子,从而产生氢气或一氧化碳(而它在用额外的催化剂时可转而被结合形成燃料)。集聚的太阳光是通过一个窗隙进入该太阳腔室反应器的,而该反应器被设计成可让光线在内部反射多次,确保其能捕捉到足够的入射太阳能。圆柱形的氧化铈片坐落在该腔室的内部,并经受数百次的热—冷循环以诱导燃料的产生。
 
更深入地研究基因组
 
对某个生物体的基因组进行测序已经不足以满足某些科研人员。关于基因组资讯是如何被转化为细胞生长和组织发育程式(即实际在一个活体生物中所产生的步骤)的仍然还有许多谜团有待解开。因为这个原因,国立人类基因组研究院在2007年启动了modENCODE计划(模型生物体DNA成分百科的缩写)。现在,研究人员说,这一努力已经对两种模型生物(即线虫和果蝇)是如何转录其DNA并表达它们的基因以求生存的有了重要的见解。由于这两则对线虫和果蝇的研究披露了如此多的与人类基因组相重叠的特性,研究人员说,modENCODE计划也将会引领人们更好地了解人类生物学。
 
Mark Gerstein及其同事对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作了有关的尝试,并收集了在该线虫整个发育阶段中的237个在基因组范围内的与该生物基因结构、RNA表达及染色质调节等有关的数据集。他们对那些数据集进行了分析并产生了对个体基因以及它们的转录和表达更为完整和精确的模型。在平行研究中,modENCODE Consortium分析了超过700个的有关黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)基因表达详细情况的数据集。他们的详细分析也披露了这些果蝇基因组的机体与功能之间的联系。研究人员说,他们的结果使得人们可以对基因功能、组织和发育阶段调节因子及基因表达水平作出比过去所获得的更为精确的预测。这两则研究第一次发现了线虫和果蝇基因组的高度占据标靶区域(或称HOT区域)。在这些区域中,DNA被超过15种的不同的转录因子所束缚。总之,这些对两种最重要的模型生物的基因表达程式的研究为人们提供了许多新的见解。一则由Mark Blaxter撰写的观点栏目对这些发现以及它们对人类健康和疾病的意义进行了解释。
 
一种促发T细胞的细菌
 
无数个把我们的身体称作“家”的微生物究竟怎样帮助我们维持健康的免疫系统?一项在小鼠身上所做的新的研究显示,梭菌属的特别细菌会促进小鼠结肠中的调节性T细胞(或Treg细胞)的产生,这一发现提示了对过敏和自身免疫反应的新的治疗方法。Koji Atarashi及其同事首先清除了小鼠结肠中的所有细菌。他们发现小鼠结肠的Treg细胞数目发生了骤降。通过给这些无菌小鼠定量施予某一梭菌属菌株的混合物,研究人员观察到那些Treg细胞回归到了结肠。
 
研究人员还发现,给野生型小鼠(即它们所有的共生菌都是完好的)喂养梭菌属细菌会在小鼠中增高其Treg细胞的水平,并帮助小鼠避免发生自身免疫性大肠炎和其他过敏症。这些数据凸显了这些特别的梭菌属细菌是如何帮助调节特别的免疫细胞组群的。将来,这些发现甚至可被用来改善对某些自身免疫性疾病的治疗。
 
(本栏目文章由美国科学促进会独家提供)
 
《科学时报》 (2010-12-31 A4 国际)
 
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