近期国外研究最新成果纵览

　　

生物通报道：近期，国外生命科学研究领域取得了不少令人瞩目的成果，除生物通进行过特别报道的成果外，编者特此编排了近期生命科学领域获得的其他重要成果，内容涉及生命起源、生命基础物质、生物材料等领域的成果。

 

生命起源：复杂生命的出现时间可能会大大提前

科技日报消息，一个多国研究小组对一个5亿年前的胚胎化石研究后发现，复杂生命的出现可能比物种骤然多样化的“寒武纪大爆发”要早至少1000万年。  

　　据最新一期英国《科学》杂志报道，这个多国研究小组在中国中南部的一个陡山沱岩组挖出162个“完整”胚胎化石，其年代在5．5亿至6．35亿年前。经研究发现，这些胚胎含有细微、分化的结构，说明现代生物所拥有的精细细胞系统已经开始形成。  

　　科学家采用微焦X射线计算机断层扫描成像（CT）技术深入胚胎化石的内部，从而建立了其内部细胞系统的三维图像。利用计算机软件，研究小组得以用数字手段从胚胎图像上提取单个细胞并逐个观察研究。有的胚胎含有两个豆状结构，这可能原本是包含DNA（脱氧核糖核酸）的细胞核。还有一些泡状结构大概是分子新陈代谢的地方。  

　　拉夫指出，所有这些胚胎、哪怕是包含1000个以上细胞的最大胚胎都不具备现代胚胎的一个特征———囊胚腔。他认为，要么是这些胚胎太原始，根本没有明显的囊胚腔，要么是虽然有囊胚腔但没有保存下来。

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生命基础：通过显微镜观察到DNA中隐藏的“艺术”

据hosted.ap.org网站2006年10月14日报道，美国佛罗里达州首府塔拉哈西的生物化学家米歇尔.戴维森已经使用他的显微镜对猴子的DNA进行了20多年的观察，通过显微镜，他不仅仅看到了科学的形态和功能，还看到了“艺术”。

        通过显微镜，戴维森开始拍摄从维生素到啤酒的结晶体照片。他的照片已经被用于设计日历、海报、贺卡、女性休闲运动装和领带，其中最赚钱的是领带设计。戴维森是美国佛罗里达州立大学国家高能磁场试验室光学显微镜分部的领导人，他利用“分子表达法”设计的领带在90年代取得了极大成功。戴维森、领带公司、慈善团体和国家高能磁场试验室因此挣到了数百万美元。国家高能磁场试验室为显微镜研究提供了150万美元的资金作为种子基金，从而使得该研究能够继续促进科学与艺术的结合。戴维森是显微镜艺术家团队中最成功的人士之一，该团队目前规模还较小，但正在不断壮大之中。

近期，国外生命科学研究领域取得了不少令人瞩目的成果，除生物通进行过特别报道的成果外，编者特此编排了近期生命科学领域获得的其他重要成果，内容涉及生命起源、生命基础物质、生物材料等领域的成果。

          戴维森及其助手们最近开发的这项领先技术，将推动一种新型显微镜的诞生，该显微镜将具备观察蛋白质分子的能力。它将帮助生物学家解开活细胞深层的秘密。戴维森称，“我不仅是从科学的角度来观察事物，但也会试着从我所做的每件事里发现艺术”。

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神经学研究：发现人们最有效的记忆方法

据国外媒体报道，神经生理学家新的研究成果让人们对“失败是成功之母”这句格言产生了怀疑，并更好地了解了人类是如何记忆新信息的。

针对人类思维特点的两项研究几乎同时完成。前者修正了众所周知的学习原理，后者让科学家们确定了最有效的记忆方法。  

        人类一个主要的特点就是适应外部影响的能力。现有的有关学习的理论都来源于我们善于从自己的错误中学习的观点。但是，华盛顿大学的生物医学设备工程师库尔特·科罗曼和迈克尔·冯却证实了相反的情况：  

        人们能够在学习的过程中选择不同的战略，而学习过程本身并不与所犯错误的规模相产生联系。犯错对于学习也具有意义，但并不像之前所归结的那样。  

        实验要求志愿者完成手臂前伸的动作，同时用手抓住机械手的末端。学习共两天，每天40分钟。参加实验者要向前将手臂伸出10厘米，动作时间是半秒钟。  

        第一天志愿者们了解了实验任务。第二天实验组织者利用机器人对实验实施了干扰。机械手在推动人手时，在20％的情况下向左或向右偏离了正常的运动轨迹。结果外力施加得越大，实验者的偏差也就越大。  

        研究人员希望得出这样的结果，即根据公认的理论，在做动作时，人们能够总结以前的经验，抵抗外力干扰而修正自己的运动方向。但这种假设只得到部分地证实。参加实验者也对方向做出了修正，但他的力量无法与干扰外力相当。  

        研究者将这种新的学习方式称为“无条件适应”。其实质就在于，错误的方向性对于学习者具有意义，而不是它的数值。  

        科罗曼称，科学家们并不打算反驳过去的理论，但至少认为，这与过去所熟知的适应性的观点有冲突。同时获得的数据也将帮助如中风这样的神经性患者康复。  

        在第二项研究中令科学家们感兴趣的是大脑为学习并记住信息而选择的方法。神经生理学家将年轻人经常选择的记忆方法按有效性分为4类。根据测验结果，研究人员指出其中两种方法在详细记忆信息时最为有效。这项工作是由人文与自然科学大学的布兰德·基尔霍夫和哈佛大学的神经学教授兰迪·巴克纳主持的。  

        基尔霍夫称，“在研究中，最先令我们感兴趣的是为什么一些人比另一些更善于记忆新信息。因此对我们来说最主要的就是将人们通常使用的记忆方法进行分类。之后我们明白了他们是如何影响大脑活动性的。”在研究过程中基尔霍夫测验了29名18－31岁的华盛顿大学的学生。学生们被分给两张图片要求记忆，同时告诉他们与之相应的描述内容。   

           基尔霍夫指出，最为有效的记忆方法就是前两种方法，如详细的视觉记忆和用语言描述记忆。  

        在学生们记忆图片的同时，基尔霍夫还借助于核磁共振成像技术确定了大脑的活动性情况。不同的记忆方法在以不同的方式激活人的大脑活动。用普通方法记忆的人，其负责言语分析的左半球的大脑前部活动性增强，而主要利用视觉记忆的人，其负责接收视觉信息的左半球大脑后部活动性增强。  

        基尔霍夫和巴克纳认为，该领域的进一步研究将有助于确定，记忆损伤和阿尔茨海默氏症在人们选择记忆方法和大脑活动性特点方面具有哪些表现。他们相信能够找到通过修正这些表现的习性反应方面，即信息记忆方式选择来治疗这些疾病的方法。  

        借助于核磁共振成像技术研究记忆信息的方式与其在大脑活动性方面的反映之间的联系并非第一年。普林斯顿大学的神经生理学家已经查明，在记忆某一信息与回忆它的过程中是同一大脑区域变得活跃。科学家发给实验参加者90张内容平淡，但各有特点的图片。科学家发现，随着记忆目标方式的改变大脑的活跃区域也在发生变化。  

        将两项研究对比起来可以发现，现在人们在记忆信息的时候并不是只选择唯一的记忆方式，需要记忆的目标能够暗示出在这种情况下最佳的记忆方式。  

        伦敦神经生理学院的神经药理学家谢尔盖·希拉季耶夫在评价这一研究时称，第二项研究的新颖之处并不在于描述记忆方式，这些科学家们都已经熟悉了。他说，“研究者将他们相互关联的因素进行了分类。简言之，以前这些方式和因素我们也是知道的，但他们零散地放在那里，而新的研究指明了4种稳定的联系。”

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生物材料：以合成生物高聚物为基的可降解塑料

目前国外有三类重要的生物降解塑料,  第一类是以天然高聚物为基的,第二类是以天然单体合成的高聚物为基的,  第三类是以发酵过程生产的高聚物为基的。第一类已有大量论文报道,  本文只综述第二类及第三类生物降解塑料的制造、特点、应用及发展现状和前景。  还在  20  世纪  70  年代,  人们即已明显感觉到,  当塑料制品被做为垃圾而丢弃于环境中时,  使塑料获得如此广泛应用的一些优点就成为其缺点和人类的负担了。因为这类制品的经久耐用而在环境条件下久不降解,  造成对环境具有威胁的公害。所以,  人们希望采用能够被环境中有机微生物降解的塑料,  及可由再生资源制造的生物降解塑料。因而新的生物降解塑料技术亦应运而生。

　　自然界存在的很多生物高聚物,以及由生物过程生产的和由天然单体聚合得到的生物高聚物,  都具有生物降解性,  是制造生物降解塑料的重要资源。生物降解塑料中的生物高聚物具有本质可降解性,  但生物降解塑料中还含有一些为改善其多种性能而加入的添加剂,  这类添加剂的降解性则千差万别了。

　　有些生物聚合物是热塑性的,  它们可用加工合成聚合物的工艺加工;有些生物聚合物则是非热塑性的,  它们可用铸模法加工成塑料片材。还有些自然界存在的低分子量生物分子,能在加工时聚合形成热塑性材料,  还可能发生交联形成热固性材料。生物降解塑料通常是水基的,  因为很多生物聚合物(  或经适当处理后)  溶于水或能在水中分散。

　　在多类生物降解塑料中,  有的已以一定规模进入消费品市场,  有的则由于技术原因而尚未能商品化,  还有的尽管在生产工艺上是可行的,  但尚不能吸引足够投资进行工业生产,  不过其中有些可望近期取得成功。人们正怀着激动的心情等待更多新型生物降解塑料的诞生,  并期望有更多的这类新技术产品进入市场。

　　目前有三类重要的生物降解塑料,  第一类是由天然产物直接处理得到的高聚物为基的,  第二类是由天然单体聚合所得高聚物为基的,  第三类是以发酵过程生产的高聚物为基的,第一类生物降解塑料  (  主要是淀粉基的)  已有大量论文报道，故下文只综述第二类和第三类生物降解塑料。