设计植物可崩解的细胞壁
 
因为极其渴望能够更容易地将木质素进行分解，科学家们已经尝试了各种化学招数，而现在一项新的研究报告了一个关于这一领域的关键性进展。木质素可保持植物处于直立状态，但它也会使得植物难以在诸如生物燃料的生产或消化苜蓿等工业生产过程中得到分解；而苜蓿是牛的一种重要的饲料作物。提高木质素的可被消化的能力将在诸多过程中降低所需的能量输入；在全球范围内，对改善该过程感兴趣的研究人员一直对木质素感到困惑，他们尝试了无数的方法来生产具有较弱、更容易被消化细胞壁（内含木质素）的植物。先前的研究工作提示，木质素被组装的自然过程，即从一个被称作单体的单一分子池装配成为一个较为复杂的多聚物链的过程可通过设计从而并入那些新的并非木质素天然所有的单体。这种方法激起了人们相当大的兴趣，即将木质素主干与可能增加其降解能力的单体浸在一起。被称作阿魏酸盐的酶显得尤其有前途，尽管只是在体外。现在，一个由Curtis Wilkerson 领导的科学家团队已经在体内用阿魏酸盐第一次获得了真正的成功。为了获得在活体植物木质素内的阿魏酸盐复合物，他们必须先确定它已被添加到了木质素的生物合成池。首先，他们发现了编码阿魏酸盐酶的基因。接着，他们将其在白杨树的形成木质素的组织中进行表达。应用木质素结构分析，他们观察到，以这种方式设计的白杨树样本能够产生新的单体，将这些单体输出到细胞壁，并最终将它们吸收进木质素的主干内。在温室条件下，由此产生的白杨树没有在生长习性上显出任何的不同，但它们的木质素却显示出了改善了的可被消化的能力。设计出能在组装木质素时使用这种化合物的植物可能是一条用以生产“专门进行解构”的植物的新途径。
 
将一只脚放在另外一只脚的后面
 
果蝇向后挪动躲开一小块潮湿的香蕉的情景可能会让人感到奇怪，但果蝇是可以这样做的；如今科学家们已经发现，仅需两个神经元就能控制这一向后退的能力。这一发现可能会阐释其他有腿的动物是如何在向后及向前运动中作出选择的。把一只脚放在另一只脚之后的能力并不局限于人类。人类也能向后行走，且这种行动并非仅仅是向前行走的反转（在向后行走时，髋部肌肉实际上有着不同的运动），而涉及这一过程的神经回路还没有被很好地了解。科学家们知道，大脑扮演着一个指挥的作用，它会对载有神经的运动系统发出信号，而该运动系统接着会选择性地激活相关的肌肉。但现在，通过在果蝇中的研究，他们揭示了有关的特定神经系统回路。Salil Bidaye及其同事以创建大约3500个果蝇世系作为开始，每个果蝇世系具有一个不同的神经系统表达模式，旨在确认被激活时能改变果蝇行走方向的神经元组合。在这些果蝇世系中，他们发现了一个被称作“月行者”的世系，在该世系中，向后行走行为最为明显。他们将该世系放入一个特殊的腔室并在其中将激活的神经元沉寂；这种做法阻止了果蝇的向后行走行为??即使是当这样做会是有帮助的时候果蝇也不会向后行走，如当其到达某条路的尽头的时候。研究人员在另外的实验中发现，在该月行者果蝇中的7 个独特的被激活的神经元中，只需要激活它们中的一对神经元??其中之一在脑中，另一个则沿着果蝇的腹部??就足以让果蝇向后行走。通过应用精确的遗传学工具来确定哪个神经元在做什么，他们发现，激活脑中的一个神经元足以诱发反向的运动；激活第二个神经元则不会出现反向运动。研究人员发现的那一个神经元主要通过抑制向前的运动而帮助了总体的退行过程。这些发现让人们第一次得见果蝇及可能还有其他有腿的动物是如何控制其行走方向的。
 
微型移动设备可监测健康
 
如果一位孕妇或一名罹患慢性疾病的患者能够将某种用于监测其健康的昂贵医院设备??如心电图（ECG）机??带回家中，那会是怎样的一幅情景呢？由Sheng Xu及其同事所采用的一种非常接近这种构想的新的方法，这种方法通过可舒适地附着于一个人皮肤上的薄的、具有弹性的装置并以无线方式进行电生理数据监测；他们所用的新的方法包括了悬浮于液体中的传感器、电路及无线电微型组建。他们说，这种技术具有在诊所范围之外提供持续的、具有医院品质的医疗监测的潜力。通过软性微流控与结构性黏性表面的结合及受到控制的机械屈曲，Xu及其他的研究人员能够设计出可拉伸的电路板??它具有微型的电子元件，这些元件通过弯曲形的相互联系网络而连接在一起；该电路板悬浮在多聚物溶液中并受到硅酮橡胶膜的牵制。他们的新的策略将这类医疗检测装置的延展性及机械顺应性同时改善了几个数量级，且研究人员提出，这些软性、柔韧性的装置有一天将可从患者自己舒适的家中提供有关他们的准确、实时的健康信息。
 
（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）

转自：科学网