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《南大洋酸化机制研究取得重要进展》

  • 来源专题：科技大数据监测服务平台
  • 编译者： dingxq
  • 发布时间：2018-08-24

  • 海洋试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室薛亮副研究员与美国特拉华大学Wei-Jun Cai教授等合作，在南大洋酸化机制研究方面取得了重要进展，其研究成果“Climatic modulation of surface acidification rates through summertime wind forcing in the Southern Ocean”于2018年8月13日在国际著名学术期刊Nature Communications在线发表(https://www.nature.com/articles/s41467-018-05443-7)。

    海洋酸化会对海洋生物特别是珊瑚、有孔虫和贝类等的钙质骨骼或外壳的发育和生长产生不利影响，进而可能危及整个海洋生态系统。尽管海洋酸化主要是由大气CO2浓度升高引起的，但局地物理和生物地球化学过程可以显著减弱或加剧海洋酸化。确定这些调节海洋酸化的过程和因素对于准确预测未来海洋酸化的程度及影响十分重要。

    受低温和上升流的影响，南大洋pH值和碳酸钙饱和度较低，因此南大洋是最易因大气CO2浓度升高而发生酸化的海域之一。作为南半球海洋气候变化主要模态的南大洋环状模（SAM），对南大洋酸化究竟有何影响，一直尚无定论。

  • 原文来源：http://www.qnlm.ac/page?a=5&b=1&c=61&d=1&p=detail
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  • 《南大洋气候变化研究进展》
    • 来源专题：物理海洋学知识资源中心
    • 编译者：张灿影
    • 发布时间：2020-04-22
    • 在晚第四纪以来全球气候变化和碳循环研究中，南大洋是一直最受关注的热点区域之一。 不仅是由于南极来源的中层水（南极中层水AAIW和南极模态水SAMW）和底层水（南极底层水AABW）是全球大洋环流重要的组成，而且因为该海域存在受强劲的南半球西风带驱动的上升流区。这种强劲的深层水上涌，在带来了大量的营养物质的同时，还导致深层水中丰富的二氧化碳被释放到大气中，极大地调节了地球大气温度的变化。因此，国内外同行十分关注南大洋在不同时间尺度上调节全球气候变化的作用。 最近，来自美国亚利桑那大学地球科学系的Ben Bronselaer博士及其合作者在《自然地球科学》（Nature Geoscience）上发表了他们最新的研究成果。他们利用1985—2005年海洋舰载测量数据与2014—2019年生物地球化学传感器从浮标中得到的数据计算了二十年来南大洋的温度、盐度、pH值、硝酸盐、溶解的无机碳和氧的浓度的变化。发现在研究时间段内当地气温上升3°C、南极海岸附近盐度变化超过0.2psu、65°至40°S之间的等密度线加深等现象。结合地球系统模型ESM2M的结果，作者认为南极融水注入和西风带的向极地移动导致如上结果。该研究比较全面的揭示了南大洋西风带增强和温度升高对大洋水团性质和局地气候的深刻影响。 那么在距今2万年到1万年的最后一次冰消期，伴随着全球气温升高和西风带南移，南大洋上升流活动又是如何影响局部甚至全球的气候呢？同样是《自然地球科学》（Nature Geoscience），最近刊出了来自澳大利亚塔斯马尼亚大学南极气候和生态研究中心Andrew Moy博士及其合作者的文章，他们使用浮游有孔虫中的硼同位素和碳同位素以及基于烯酮的温度替代物重建了过去25,000年以来塔斯马尼亚岛以南南极表层海水pH和CO?分压。该记录表明，南大洋上升流控制的深层水上涌向大气中释放CO?强度的变化是导致地球最后一次冰消期大气CO?急剧升高的原因。 以上两项研究结果表明，在全球变暖的背景下，南极冰川融水注入和西风带南移可能会进一步加剧大气浓度升高，形成正反馈。同时，随着人类活动向大气中释放更多的CO?，海洋中纬度表层水和中层水吸收的CO?量也在不断增加（Gruber et al., 2019）。那么高低纬度海洋之间吸收和释放CO?的机制之间存在什么联系？如何定量计算海洋作为一个整体对全球碳循环的影响？这一系列问题将会是我们下一步气候变化和碳循环研究的重要方向。 原文题目：Importance of wind and meltwater for observed chemical and physical changes in the Southern Ocean 来源：https://www.nature.com/articles/s41561-019-0502-8 原文题目：Varied contribution of the Southern Ocean to deglacial atmospheric CO? rise 来源：https://www.nature.com/articles/s41561-019-0473-9
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  • 《胚胎背腹轴建立的分子机制研究取得重要进展》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：huangcui
    • 发布时间：2016-12-08
    • 在脊椎动物发育过程中，原肠期是体轴建立和中内胚层形成的重要时期。胚胎体轴的建立是一系列信号通路相互作用和细胞剧烈运动的结果。在鱼类、两栖类、鸟类和哺乳动物中陆续发现了背部组织中心的存在。背部组织中心自身可以形成脊索、前脊索板、神经底板、背部内胚层等中轴组织，同时还可以指导其周围的细胞分化为体节、神经组织、肝脏、胰腺等，在胚胎早期发育中具有重要功能。母源 Wnt/β-catenin 信号通路是背部组织中心形成的关键因素，通过激活 Chordin 、 Follistatin 、 Noggin 等 Bmp 信号抑制因子在背部表达并分泌，拮抗来自腹部的 BMP 信号，使其形成一定的浓度梯度来指导胚胎背腹轴的建立。在斑马鱼胚胎发育至 128 细胞期， β-catenin 已经在背侧胚盘边缘细胞核中积聚，但是一直到中囊胚转换（ mid-blastula transition, MBT ）时期后才激活下游基因表达。有研究表明， Wnt/β-catenin 靶基因启动子区 DNA 序列及组蛋白的表观遗传修饰在 MBT 时期的改变是其表达的基础，但 β-catenin 自身的转录活性在 MBT 前后是否发生变化，变化的分子机制是什么却知之甚少。 　Net1 是一种鸟核苷酸交换因子，在多种肿瘤细胞中高表达，通过激活小 G 蛋白 RhoA 促进肿瘤细胞侵袭和转移。中国科学院动物研究所王强研究员领导研究团队发现，斑马鱼的 net1 是 MBT 前后最早表达的合子基因之一，特异表达于预定背部组织中心。抑制 net1 表达，斑马鱼背部组织中心的形成受到严重的影响，背部组织明显减少。胚胎和哺乳动物细胞中的实验表明， Net1 及其鸟核苷酸交换因子活性对于 Wnt/β-catenin 信号转导和背部组织发育不可或缺。进一步的研究发现， Net1 通过激活 RhoA 家族的 G 蛋白，干扰 PAK1 二聚体的形成，激活 PAK1 激酶活性，从而磷酸化 β-catenin 675 位丝氨酸，抑制 β-catenin 与组蛋白去乙酰化酶 HDAC 结合，促进 Wnt 靶基因转录，在胚胎背部组织中心形成和背腹轴建立过程中发挥重要作用。此项研究揭示了在胚胎发育过程中， Net1 所调控的 β-catenin 675 位丝氨酸的磷酸化修饰，是 MBT 后 β-catenin 转录活性增强，激活下游基因表达的必要条件。 Wnt/β-catenin 信号通路及 Net1 促进多种肿瘤细胞侵袭和转移。因此，该研究还为深入了解肿瘤发生发展的分子机制提供了新的线索。 　　
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