美国科学家最近利用能同时观察上千个基因的新技术,找到了100多个与记忆有关的基因。然后给大鼠大脑注射一种生长因子,从而增加了它们的学习能力。

第一作者、美国马里兰州布兰奇特洛克菲勒神经科学研究所的塞巴斯蒂安 · 卡瓦拉罗(Sebastian Cavallaro)博士说,现代神经科学最伟大的目标之一是要发现人类的大脑是如何编码、贮存和检索的机制,虽然科学家已知道记忆贮存与基因有关,但要找到是哪些基因曾经非常困难。

过去,研究人员通过让大鼠学习穿越迷宫时发现在海马回有基因被激活,但这种方法只找到了少量基因。现在,卡瓦拉罗及其同事用芯片技术找到了海马回那些在学习过程中开放或是表达的基因。

发表在《美国科学院院刊》电子版上的这份研究报告称,研究人员首先让大鼠完成一项学习任务,然后在1、6和24小时后分析海马回基因的活性,结果发现了140个基因似乎与记忆有关。这些基因被分为六个大类,最大的一类涉及到细胞发信号的过程,其中一个基因含有成纤维细胞生长因子-18(FGF-18)的蓝图,给大鼠大脑内再注射该因子,它们的学习能力得到改善。这表明有些与基因有关的通路“可能真正在学习和记忆中起了作用”。卡瓦拉罗指出,该研究最终可以导致改善记忆的新方法——不管是对正常人还是阿尔兹海默症或其他记忆损害疾病患者。

[曹淑芬译自《路透社纽约》2002年11月25日]

与食物热量和寿命有关的基因

已有研究表明,低热量饮食可延长从酵母菌到哺乳动物等生物的生命,现在科学家又发现了其中起主要作用的两个基因。

通过对果蝇的研究,科学家发现,同时限制卡路里和rpd3基因突变增加了Sir2的活性,延长了它们的生命。研究人员希望发现其中的分子机制后,最终可以找到一种方法来模拟减少热量所带来的好处。

美国耶鲁大学医学院的斯图尔特 · 弗兰克尔(Stewart Frankel)及其同事认为,rpd3和Sir2是限制热量可延长寿命的主开关,但对执行基因命令的分子机制还需要更多研究。大量的研究显示,减少食物热量可延长酵母菌、蠕虫、昆虫和哺乳动物的寿命,但弗兰克尔还指出,对猴子和啮齿动物的研究还表明,这样不但能延长寿命,还可以让生命更健康。但如何才能实现这个目标?酵母菌和蠕虫的研究显示:Sir2活性的增大是一个重要因素。另外,在酵母菌中rpd3活性的下降也与此有关。

目前,弗兰克尔将这一发现扩展到具有复杂生命形式的果蝇中,结果发现,rpd3活性的下降可能尤其重要。这些结论表明,低热饮食导致rpd3活性下降,从而引起Sir2活性增加。弗兰克尔解释说,设计降低rpd3活性的药物比增加Sir2活性更容易。虽然这种专门模仿节食效应的药物很难在人身上进行研究,但检测它对老年疾病的作用可能要容易得多。

[曹淑芬译自《路透社纽约》2002年11月28日]

多种栽培的多样性与多产性

在提高农作物产量的试验中,美国科学家所进行的一项研究表明,在一块土地上进行多种栽培种植所形成的生态系统,要比单一栽培种植所形成的生态系统其产量远远高得多。

美国明尼苏达大学的生态学家大卫 · 蒂尔曼(David Tilman)在一项已进行了7年的试验中发现,他种植了16种农作物的土地上,其产量是同面积土地种植单一农作物的2.7倍。

蒂尔曼的试验和研究引起了有关方面的争论。早在1996年,蒂尔曼就指出了栽种的多样性与多产性之间的联系。但批评他的人置他的早期试验成果于不顾,认为这些成果可能是由他们的有偏向性的试验设计所带来的,并不能说明问题。他们争辩说,这些实施多种栽培种植的土地所获得的表面上的多产性,可能是由于它们被种上了比单一栽培种植的作物平均生长速度较快的作物所造成的。

蒂尔曼反驳了这些批评并介绍说,他栽种了168块土地,每块土地面积为9平方米,分别栽种着1~16种不同的多年生植物。这些多种栽培种植的土地所创下的成果,是不可能用种植少数极端多产的作物品种所解释得通的。蒂尔曼认为,“这些优秀成果的取得,应当归功于多种栽培种植。正是由于多种栽培种植,使相关的作物种类得到间歇的休整,从而创造了多产、高产。”不过,他也补充道,这些发现是如何改善现实世界中的生态系统的,至今尚不清楚。

[宁宏宇译]