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《自然激发的热响应多功能膜与PNIPAm和PPy杂交》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2017-11-16

  • 特殊植物组织，如叶片覆盖的表皮，包括具有可变形性和电化学性质的软质材料，以达到对各种环境刺激的特定功能。具有电化学性质的反应性水凝胶是模拟自然界中这种特殊功能的好选择，因此在广泛的学术和工业应用领域具有很大的潜力。然而，水凝胶结合的导电材料通常是机械刚性的，这限制了它们在其他领域的应用。此外，由于所需的多步处理，结构功能水凝胶的制造技术具有较低的再现性。在这里，受大自然的启发，特别是植物的刺激性反应功能，一种新型的热响应多功能性混合膜(HM)是通过导电聚吡咯(pyrrole)(pyrrole)的原位杂交(pyrrole)(pyrrole)(pyrrole)(pyrrole)(pyrrole)(PNIPAm)(PNIPAm)(PNIPAm)(PNIPAm)(PNIPAm)(PNIPAm))合成的。研究了合成HM的形态学和电学特性，并对其多重功能的各个方面进行了表征。在形态学上，通过利用光聚合模式，可以很容易地将HM合成到各种结构中，并具有热响应性变形能力。在功能方面，它展示了各种电子和电荷对热刺激的反应。这种简单而高效的制造方法可以作为制造各种功能器件的有希望的平台。

    ——文章发布于2017年10月27日

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相关报告

  • 《遗传发育所玉米单向杂交不亲和研究取得进展》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：姜丽华
    • 发布时间：2022-12-05
    •        玉米是我国播种面积最大、产量最高的作物之一。玉米用途广泛，除作为饲料外，还有各种工业用途，并为人类提供优质的蛋白和淀粉。玉米雌雄同株异花，天然异交率高达95%以上，因此杂交种制种和专用玉米的生产需要严格隔离。常规的时间和空间隔离措施费时费力、难度大。如何利用科学的方式实现玉米无隔离生产，是亟需解决的生产难题。一般情况下，玉米自交和杂交都能够结实，但自然界存在少数玉米不接受其他玉米花粉的现象，称为玉米的单向杂交不亲和（Unilateral cross-incompatibility， UCI）。有研究在玉米中报道了Ga1、Ga2和Tcb1三个UCI位点，分别由花粉和花丝决定因子构成。自然界中的玉米根据UCI位点的结构与功能分为三种类型：S型（Ga1-S、Ga2-S和Tcb1-S），同时含有花粉和花丝决定因子基因；M型（Ga1-M、Ga2-M和Tcb1-M），只含有花粉决定因子基因；普通类型（ga1、ga2和tcb1），既不包含花粉又没有花丝决定因子基因。UCI控制单倍体配子的有性传递方向，可用于不同类型玉米间的生殖隔离。   中国科学院遗传与发育生物学研究所陈化榜研究组致力于玉米单向杂交不亲和研究，先后报道了Ga1和Ga2位点的花粉和花丝因子基因及其应用（Zhang et al., 2012；Zhang et al., 2018，Chen et al., 2022；Cai et al., 2022）。近期，该团队在玉米不亲和研究方面再次取得重要进展。该研究克隆了Tcb1位点的花粉决定因子Tcb-m。这是玉米不亲和系统“最后一个”被克隆的决定因子基因。至此，三个不亲和位点的所有关键决定因子均被克隆验证，为玉米不亲和系统之间共性和特异性的研究奠定了基础。11月16日，相关研究成果以A pollen expressed PME gene at Tcb1 locus confers maize unilateral cross-incompatibility为题，在线发表在Plant Biotechnology Journal上。   研究发现，玉米Tcb1位点的花粉因子Tcb1-m编码果胶甲酯酶（Pectin Methylesterases，PME），在Tcb1-S型材料的花粉中特异表达。研究显示，通过转基因的方式在普通玉米中表达Tcb1-m基因，可使其为Tcb1-S型材料授粉结实。Tcb1位点和Ga1位点紧密连锁，它们的花粉之间和花丝因子之间高度相似，两个位点是串联重复关系。然而，Tcb1位点只存在于玉米原始祖先大刍草中，而Ga1位点同时存在于大刍草和玉米中，表明两个位点在玉米驯化以后发生分化，并产生了特异性。自然界中的普通玉米也存在一定数量的含有Ga1或Ga2位点的材料，会降低玉米UCI位点的应用价值。该研究将含有三个位点的材料进行不同形式的位点组合，创制了同时含有两个或三个不亲和位点的聚合材料，不仅能够更加有效的阻碍普通玉米的花粉，并且能够有效防止含有单一不亲和位点的材料穿透的风险，进一步提高了玉米不亲和在无隔离制种和生产中的应用。该研究为不亲和系统的机理解析奠定了材料基础。   研究工作得到国家自然科学基金的支持。
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  • 《猴与人的杂交研究带来了希望，但也引发了伦理上的争论》
    • 来源专题：生物安全网络监测与评估
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2021-04-17
    • 来自美国和中国的科学家团队首次成功培育出含有人类细胞的猴子胚胎。但是没有参与这项研究的科学家们引用了这些猴子和人类杂交的伦理问题，尽管生长的嵌合胚胎在20天后就被破坏了。 研究人员在《细胞》(Cell)杂志上发表了他们的研究成果。他们表示，某些实验不能在人类身上进行，这使得接近人类的杂交体成为解决这一研究障碍的可能方案。研究人员认为，这些人与动物的杂交体，或称嵌合体，可能为发育生物学提供了更深入的见解，并改善了对新癌症疗法的识别。 在这项研究中，研究人员将人类干细胞注入猴子胚胎中，并等待它们发育。人类和猴子的细胞开始在培养皿中分裂并一起生长，受精后最多3个胚胎存活了219天。 “总的来说，每个胚胎都含有增殖和分化程度不同的人类细胞，”该研究的主要作者、加州拉霍亚索尔克生物研究所的发育生物学家胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特在接受《自然》杂志采访时说。 仅仅一天之后，就在132个胚胎中发现了人类细胞。在第10天，研究人员观察到总计103个嵌合胚胎仍在发育过程中。但不久之后，存活率开始下降，到第19天只剩下3只奇美拉。在研究的这个阶段，研究人员在嵌合体进一步发展之前摧毁了它们。 2019年，同一研究团队的成员发现，他们可以在受精后成功培育猴子胚胎长达20天。该团队还在2017年报告了用人类细胞培养的猪和牛胚胎以及用老鼠细胞培养的大鼠胚胎的成功生长。 虽然研究人员自己认为这项工作可以帮助生物学理解和发现新的治疗药物，但它最终让许多生物学家在围绕这项工作本身的伦理问题上产生了分歧。 西班牙巴塞罗那庞培法布拉大学(Pompeu Fabra University)的发育生物学家阿方索·马丁内斯·阿里亚斯(Alfonso Martinez Arias)最近在接受《自然》杂志(Nature)采访时表示:“在这个领域，还有更合理的实验，把chimera作为器官和组织的来源。”使用家畜(包括牛和猪)进行的研究不会对挑战伦理边界构成重大风险。“有一整个领域的类器官，”他补充说，“有希望摆脱动物研究。” 该研究的作者Izpisua Belmonte告诉《自然》杂志，该团队没有将杂交胚胎植入猴子体内的计划。相反，未来任何研究的目标都将是了解不同物种的细胞如何在胚胎中相互交流，至少在早期生长阶段是这样。 贝尔蒙特说，培育人鼠杂交后代的工作仍处于初级阶段，因为这些杂交后代需要更健康、更有效，才能提供有价值的见解。这两个物种之间的进化距离使杂交物种无法茁壮成长，这使得此类调查具有挑战性。 “这篇论文戏剧性地展示了将人类多能干细胞引入食猴胚泡后，植入食猴胚胎的能力，”加州理工学院发育生物学家Magdalena Zernicka-Goetz在《自然》杂志上发表的一份声明中说。 为了响应这类研究计划，国际干细胞研究协会(ISSCR)将在下个月发布干细胞研究的修订指南，该指南将针对非人类灵长类动物和人类嵌合体。目前，ISSCR的指导方针禁止研究人员对人与动物嵌合体进行交配。 同样，美国、英国和日本也限制了涉及人体细胞的嵌合体研究。2019年，日本解除了用含有人类细胞的动物胚胎进行研究的禁令。美国国家卫生研究院(NIH)在2015年宣布暂停对注射人类细胞的动物胚胎的联邦资助。该资助机构在2016年表示，该禁令可能会被取消，但资助禁令仍然存在。 科学界人士也呼吁公众就这些人类/非人类杂交后代的影响展开辩论。在接受BBC采访时，进步教育信托基金(Progress Educational Trust)主任萨拉·诺克罗斯(Sarah Norcross)指出，胚胎和干细胞研究都取得了“重大进展”，这些进展可能会为整体研究带来好处。尽管有这些潜在的好处，诺克罗斯说，“显然有必要对所提出的道德和监管挑战进行公开讨论和辩论。”
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