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现在我看得清清楚楚了,因为大脑消失了

探索迷人的南极冰鱼,其独特的透明血液及其对生物学研究的意义。

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透明度方面的发展本月取得了巨大进展。

首先:南极冰鱼,其原生栖息地位于南极洲海岸3200英尺深的水域。本月早些时候,东京葛西临海水族园首次展出其展示,展示了世界上唯一圈养的冰鱼,引发了大量关于这种鱼神秘透明血液的新闻报道。该水族馆自豪地宣称,他们现在拥有一对冰鱼,这将使他们能够在受控环境中研究其独特的心血管系统。

冰鱼之所以如此引人注目,是因为它又一次打破了生物学中那些似乎总有例外的规则。在这种情况下,这条规则是所有脊椎动物都被认为拥有红色血液。这是因为血红蛋白,一种含有铁的氧气运输蛋白,存在于脊椎动物的红细胞中。它将氧气从肺或鳃等呼吸器官输送到身体的所有组织,在那里释放氧气以帮助驱动生物体的组织。血红蛋白还收集组织活动产生的二氧化碳,并将其带回呼吸器官,通过呼气排出体外作为废物。

2006年发现,眼斑冰鱼的血液是透明的。

重要的是,迄今为止尚未发现这种损失具有适应价值,这意味着在没有血红蛋白的情况下,鱼类循环血液需要消耗更多的能量。冰鱼的心脏异常大,科学家认为这可能能够通过血浆(血液的液体成分)在体内输送氧气。

它们的组织可能比其他鱼类的血管更密集,

这可以在一定程度上弥补血红蛋白的缺乏。上周,一个研究团队,包括瓦尔多斯塔州立大学的特蕾莎·格罗夫博士

阿拉斯加费尔班克斯大学的克里斯汀·奥布莱恩博士

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俄亥俄大学的丽莎·克罗克特博士

踏上了一次由美国国家科学基金会资助的南极考察,研究南极鱼类的生物学。这个“学术兄弟姐妹”群体都在布鲁斯·D·西德尔博士的指导下获得了博士学位。

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他是缅因大学冷水鱼类适应领域的一位领导者。或许,这些新的研究成果将揭示该物种透明血液所赋予的优势。奇怪的是,冰鱼也缺乏鳞片——一种理论是,由于冷水比温水富含氧气,缺乏鳞片可能意味着鱼可以通过皮肤吸收氧气。

字面意思上的“清空你的大脑”

另一种透明组织也登上了新闻——这种组织并非在自然界中发现,而是在实验室中创造出来的。

斯坦福大学的研究人员上周首次展示了他们将整个大脑器官透明化的新技术,在神经解剖学和“连接组学”领域引起了轰动。

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这项技术预示着研究人员能够轻松地从各个层面——从大型神经元网络到深埋在大脑中的结构——观察大脑的新时代。通常阻碍研究人员观察大脑的是脂质的存在,

它们是脂肪细胞,阻碍光的通过,并且不被化学物质渗透。另一个脂质难题是它们具有结构性:它们有助于形成细胞膜。通常,当脂质被去除时,组织就会散开。一个变成一堆果冻的透明大脑对研究没有什么用处。由卡尔·戴塞尔罗斯及其团队开发的CLARITY技术,第一作者Kwanghun Chun说,它可以“将生物组织转变为一种新状态”,

使其“完整、透明并可渗透大分子。”

这是一项重要的科学方法学进展。基本上,它使用水凝胶从内部石化大脑。将完整的死后大脑浸入水凝胶溶液中,一种称为单体的小分子

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会渗透到组织中。然后将大脑加热到体温左右,单体结合形成聚合物网格,将大脑中的所有物质固定在一起,但不结合脂质——就像大脑的水凝胶发网一样。研究人员随后迅速去除脂质,露出一个透明且保存完好的大脑。

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这种水凝胶-大脑混合体比未经处理的组织更坚硬、更稳定。它可以用于将脆弱和罕见的疾病标本转化为可重复使用的资源,从而发挥类似大脑借阅图书馆的作用。同样重要的是,科学家可以利用这项技术对大脑进行可重复的分子研究。研究人员可以为一项研究对感兴趣的细胞群和神经元进行荧光染色,然后将水凝胶大脑清洗干净,再为另一项研究染色不同的细胞群。

希望是,能够看到整个大脑全貌

——从鸟瞰到微观角度——可以帮助科学家理解大脑的变化如何导致疾病。《自然》杂志关于透明大脑的视频:http://www.youtube.com/watch?v=c-NMfp13Uug&feature=youtu.be

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