广告

口袋科学 - 被奴役的细菌变坏、肠道微生物和肥胖小鼠,以及铁制拉伸胡须

升高的 DAMPs 细菌会触发我们的免疫系统,导致全身炎症反应综合征。了解对健康的影响。

作者:Ed Yong
Google NewsGoogle News Preferred Source

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

在大多数评论者喜欢试播帖子后,“并非完全是口袋科学”实验仍在继续。我真的很享受这一点,原因出乎意料。它迫使我锻炼那些通常不怎么锻炼的写作肌肉。写短篇作品意味着比平时更经济地使用语言和细节。这意味着在保持可读性的同时,尽可能多地包含信息。而且,这意味着闪电般地阅读论文并快速写作,而不会丢失任何准确性。

广告

在进入正题之前,需要快速说明一点:上次,有些人建议我将每个 NEPS 项目放在一个单独的帖子中,但大多数人更喜欢每个帖子包含多个项目。目前,我将保持这种方式,因为否则,较长的文章会被较短的文章稀释。在可预见的未来,我们将拭目以待。

升高的 DAMPs - 当被奴役的细菌让我们的身体自相残杀时

我们的免疫系统对侵略性的细菌、病毒和寄生虫提供了极好的防御,利用哨兵蛋白检测入侵者的标志性分子。但当它们识别我们的身体为敌人时,这些防御可能会导致我们的毁灭。

我们所有的细胞都含有称为 线粒体 的小型能量供应结构。它们是我们祖先细胞吞噬和驯化的古老细菌的后代。它们已经走得很远,但它们仍然保留着足够的细菌特征,一旦它们逃离了细胞的家园,就会让我们的免疫系统感到困惑。例如,受伤会将它们释放出来。如果细胞破裂,线粒体碎片会被释放到血液中,包括 它们自己的 DNA典型的细菌氨基酸。秦张(Qin Zhang)的研究表明,创伤患者血液中的这类分子水平远高于未受伤的人。我们的白细胞有哨兵蛋白,它们会附着在这些分子上,它们的出现(错误地)表明正在发生细菌入侵。

这项发现解决了医学上的一个谜团。严重受伤的人有时会经历一种称为 “全身炎症反应综合征”或 SIRS 的剧烈且可能致命的反应,在这种反应中,炎症会遍及全身,器官开始衰竭。这与败血症非常相似,败血症是对感染的同样剧烈的反应。然而,挤压伤和烧伤会引起 SIRS,而没有伴随感染。现在我们知道了原因——SIRS 是由前细菌的碎片释放并引发了体内的虚假警报。这些体内敌人的技术术语是“损伤相关分子模式”或 DAMPs。

来自 Nature News 的 Heidi Ledford 的更多内容

参考:Nature DOI:10.1038/nature08780

不同的肠道细菌导致小鼠过量进食

周三,我写了关于 你肠道中隐藏的菌群 - 细菌和其他微生物,数量庞大,是你的细胞的十倍。这些群落对我们的健康有着巨大的影响,这取决于它们的成员是谁。Matam Vijay-Kumar 发现,不同的物种在免疫系统较弱的小鼠肠道中定殖,而这种成员的变化与代谢综合征有关,代谢综合征是一组与肥胖相关的症状,会增加心脏病和 2 型糖尿病的风险。

广告

Vijay-Kumar 的小鼠缺乏关键的免疫基因 TLR5,该基因可防御肠道感染。它们肠道中有 116 种细菌,其数量比正常情况多或少得多。它们还过量进食、变胖、患高血压并对胰岛素产生抵抗力——这是代谢综合征的典型迹象。当 Vijay-Kumar 将突变小鼠的肠道微生物群移植到用抗生素杀死自身细菌的正常小鼠体内时,受体也出现了代谢综合征的迹象。这清楚地表明,是细菌导致了症状,而不是反过来。

Vijay-Kumar 认为,在没有 TLR5 的影响下,小鼠不知道如何处理它们不寻常的肠道居民。它们的反应是释放化学物质,引发轻微但持续的炎症。这些相同的信号会促使小鼠吃得更多,并使局部细胞 对胰岛素的作用产生抵抗力。代谢综合征的其他方面很快随之而来。细节仍需确认,但目前,像这样的研究告诉我们,将肥胖视为简单的意志力不足是多么愚蠢。这可能最终归结为暴饮暴食和缺乏运动,但个体可能因为许多微妙的原因而吃得过多。我们肠道内微观的 群落 就是其中之一。

广告

来自 Loom 上的 Carl Zimmer 的精彩观点

以及我之前的一篇 帖子

参考:Science DOI:10.1126/science.1179721

贻贝那有弹性的铁制胡须

广告

对人类来说,胡须是用来捕捉食物、看起来像德鲁伊,以及获得终身教职的。但其他动物的胡须有更实用的目的——贻贝的胡须实际上是用铁制成的,它们用作锚。胡须,或 足丝,是一组 50-100 根粘性细丝。每根的厚度都不如人类的头发,但它们能够如此牢固地将贻贝固定在被海浪冲刷的岩石上,以至于科学家们将其作为 胶水的灵感。它们应该如此。足丝是生物工程的奇迹——足够坚硬,可以使贻贝保持在原位,同时又足够有弹性,使它们可以伸展而不折断。

贻贝用它的足分泌每根细丝,首先铺设一层基于蛋白质的核心,然后用一层厚厚的、更坚硬的保护层覆盖它。当 Matthew Harrington 在显微镜下观察这些细丝时,他看到外层是一种复合结构,由微小的颗粒组成,分布在一个较松散的基质中。颗粒由铁和一种名为 mfp-1 的蛋白质组成,它们之间紧密连接——这使得足丝坚硬。基质是相同材料的一个较松散的集合体,其中 mfp-is 1 严重卷曲但易于拉直——这使得足丝可以拉伸。颗粒有一定的弹性,但在更高的应变下,它们会保持牢固,而基质会继续延伸。如果裂缝开始形成,颗粒就会阻止它们扩散。

目前尚不清楚贻贝是如何创造如此复杂的图案的,但 Harrington 建议这可能非常简单——改变 mfp-1 蛋白中的单个氨基酸,使其能够与铁更紧密地交联。这就是紧密的颗粒束与它们所在的较松散的颗粒束之间的区别。

来自 Discovery News 的 Eric Bland 的更多内容 以及我关于生物工程的故事,包括 三层壳的海螺防碎牙齿锋利的鱿鱼嘴

广告

参考:Science DOI:10.1126/science.1181044

恐龙灭绝的原因 [删除线]已揭示[/删除线] 已确认

广告

六千五百万年前,绝大多数恐龙被灭绝了。现在,一篇新论文揭示了它们灭亡的真正原因——成群结队的僵尸,手持链锯……等等……哦。好吧。小行星。你们都知道的。

来自 Times 的 Mark Henderson 的更多内容

参考:Science DOI:10.1126/science.1177265

广告
广告

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章