拟南芥是首个完成基因组测序，并广泛用于植物生物学研究的模式植物，其地位相当于动物遗传学中的果蝇。拟南芥信息门户（ArabidopsisInformationPortal，AIP）利用最新网络技术和服务，将持续增长的拟南芥数据汇集到一个单独的、用户友好的网站，为拟南芥科研团体提供一个分析和共享研究数据的平台。英国生物技术与生物科学研究理事会（BBSRC）和美国自然科学基金会（NSF）将共同资助该门户建设。来自英国剑桥大学的科研人员将与美国克雷格•文特研究所、德克萨斯先进计算机中心和卡内基科学研究所的的研究人员共同参与该门户的开发。 科学人员将利用InterMine数据整合平台，将复杂数据形式整合在一起，并与主要动物模型生物数据库建立联接。研究团队还将向科研团体提供更加广泛和丰富的数据集，创建源于团体的科学应用，将iPlant项目的计算机资源和工具用于数据存储、分析和翻译。AIP将不仅支持拟南芥科研团体的生物信息学能力建设，还期望能成为在大数据领域的通过国际合作建设生物信息学能力的典范。 查看详细>>

每年英国政府拔给7家研究理事分会的科研经费约30亿英磅。这些投入产生了大量的信息，这些信息都已经被存储在数据库中供人们在线查询。但如何让人们理解这些初始形态的复杂数据呢？ 受大英图书馆最新展览“美丽科学（BeautifulScience）”的启发，生物学和生物科学研究理事会（BBSRC）、艺术与人文研究理事会(AHRC)和大英图书馆都在争相创建吸引眼球的可视化应用，使公众可以更清楚地了解研究资助情况。 为此，该可视化研究项目正在所有设计人员、图形绘制人员、软件开发人员、程序员和对数据可视化感兴趣的人员中举行一场竞赛活动，请他们讲述一个让任何人都可理解和利用英国研究理事会数据库中复杂数据的方案。全球任何组织和个人都可参与竞赛，获胜者将赢得2000英磅的奖金。 举办本次竞赛的目的是开发名为GatewaytoResearch的数据可视化系统，它可以帮助公众理解数据，使该领域的企业、包括决策者们、其他资助主体和媒体在内的相关利益者由此获益。竞赛的评选标准为： 启发普通公众胜过小型特殊爱好团体 运用公开数据胜过专利数据 开放合作胜过个人入口 传输精确和清晰信息胜过哗众取宠 跨学科团队（开发人员、设计人员、图形绘制人员、新闻记者等）胜过单学科团队 完成、再利用、可分享的可视化方法胜过概念、论文和原型 竞赛于2014年3月21日结束，由BBSRC的执行主席JackieHunter教授、印第安那大学和卫报数字机构的信息学教授KatyBörner和VictorH.Yngve负责评审。 查看详细>>

为了对付那些造成全球数以百万计人生病住院的耐药“超级细菌”，科学家们正在寻找能穿透细胞壁的“分子钻头”来杀死它们。一种被科学家命名为抗菌肽（antimicrobialpeptides，AMPs）的分子钻头，最近在美国化学会（ACS）举办的247届国家会议和展览上亮相。 它的发明人之一是乔治•贝尔福（GeorgesBelfort）博士，他和他的团队一直在寻找治疗肺结核（TB）的新方法。为了避免耐药性的发生，研究人员开始研究抗菌肽，尽管这些天然产生的短链氨基酸并不是首次被发现，且作为天然防御策略包括人和细菌在内的所有生物都会生成，它们抵御药物耐受病原体的能力还是引起了科学家们的重视。 研究团队对抗菌肽的研究开始于20世纪80年代，到2010年他们已发现了近1000种独特的抗菌肽。尽管分子形状、长度和其他特征各有不同，但都具备一个共同特征，那就是它们都可以某种方式突破为细菌提供结构支撑和保护的最坚固的外层细胞壁。 贝尔福博士的实验室使用数据过滤技术，设计并合成了三个新抗菌肽品种，它们皆可钻入结核细胞的厚墙。在实验测试中，这三种抗菌肽都能杀死结核分枝杆菌和另一种相似的细菌。其中一个比其他的作用更强，虽然还没达到卡拉霉素这种结核病专用抗生素的强度，但一些菌株已经对卡拉霉素产生了耐药性。该研究团队目前正致力于改良抗菌肽的设计和了解它的工作原理。 查看详细>>

有时只需一个快速的电流振动就可使细胞群向一个方向运动。近日，美国加州大学伯克利分校的研究人员发现电流可以用于控制细胞群的流动，该发现极有潜力用于组织工程学和设计“智能绷带”，通过电流刺激帮助伤口愈合。 该研究成果发表在《自然材料》杂志上。研究人员运用单层上皮细胞开展实验，这是一种在皮肤、肾脏、角膜和其他器官表面形成健康保护层的致密细胞。他们发现使用约每厘米5伏特的电流可以刺激细胞沿电流的方向迁移。 电流可以使细胞群向左或向右移动，分叉或汇聚，甚至集体转弯，还可以形成精细的形状，例如三角恐龙和伯克利分校的卡尔熊吉祥物，科研人员通过实验了解细胞群的多少和组成对移动的影响。 趋电性（galvanotaxis）曾被用于阐明电流引导个体细胞运动的现象，但电流如何影响细胞群活动的机理尚不清楚。研究人员认为管理大量细胞运动的能力将成为组织工程学的重要工具。与每次作用于单个细胞不同，该发现有助于开发一些简单的设计规则，通过控制一群细胞来控制伤口的全面恢复。这项成果源自于Maharbiz领导的由美国国家自然科学基金会资助的新兴前沿研究创新计划下的一个研究项目，目的是开发医用电子纳米材料。 在充满流动离子的盐溶液中，电子信号可发挥神经传输和肌肉刺激等重要作用。研究人员发现生物电子信号在创伤愈合过程中扮演着重要角色，通过绘制伤口部位在受伤和愈合时的电场变化，研究人员可以开发出帮助加速和促进组织修复过程的技术。研究人员收集的数据还可用于阐述智能绷带开发所需的细胞控制方法，下一阶段他们将继续开发适合创伤的实用技术。 查看详细>>

植物具有许多有价值的功能。它们既可作为食品和燃料，又可释放出供人类呼吸的氧气，还为人类生活环境增添美丽的景观。如今麻省理工大学（MIT）的研究人员希望通过纳米材料来扩充植物的功能，增加它们的能量产生或附予它们全新的功能，例如监测环境污染等。 在这篇发表在最新一期《自然材料》的论文中，报道了科研人员通过在叶绿体中植入碳纳米管，将植物获取光能的能力提升30%的重大成果。他们还运用其他类型的碳纳米管使植物可用于探测一氧化氮气体，并由此开创了一个崭新的科学领域——“纳米仿生学”。 1.增强光合作用 纳米仿生植物这一理念来源于Strano实验室的一个以植物细胞为模版建设自修复太阳能电池的研究项目。研究人员尝试加强从植物中分离出的叶绿体的光合作用，用于太阳能电池。 叶绿体具有所有光合作用的机能，可分为两个阶段。在第一阶段，色素如叶绿素吸收光能，它可刺激电子在叶绿体的类囊体膜中流动。植物获取这些电能并为光合作用第二阶段供能，形成糖类。 从植物中取出的叶绿体在几小时内还有这些功能，但过后它们因光和氧气对光合作用蛋白质的损害而开始分解。通常植物可以完全修复这种损伤，但提取后的叶绿体不能自行修复。 为了延长叶绿体的生产能力，研究人员把二氧化铈纳米粒子（又名nanoceria）嵌入到它们中间。这些粒子具有非常强的抗氧化作用，它们可以清除由光和氧产生的氧自由基和其他高反应分子，保护叶绿体不受损害。 研究人员将纳米粒子植入叶绿体时运用了他们开发的一种名为脂质交换封存穿透（简称LEEP）的新技术。将粒子包裹在一种高带电分子聚丙烯酸中，使粒子穿透叶绿体周围的脂质疏水膜。在这些叶绿体中，分子损害水平大大降低。 运用同样的输送技术，研究人员还把半导体碳纳米管包裹在带负电荷的DNA中植入叶绿体。植物通常仅能利用照射阳光的10%，但碳纳米管可以象人造天线一样使叶绿体捕获不在它们光波长范围的光能，例如紫外线、绿色光和近红外线。碳纳米管作为“光合吸收器假体”进行光合作用，测量通过类囊体的电流率发现比未包裹纳米管的提取叶绿体要高49%。 研究人员接着尝试运用血管注入（vascularinfusion）技术向活体植物拟南芥中注入纳米粒子。运用该方法，研究人员将纳米粒子溶液注入到叶面下面，穿刺到气孔的小孔结构中，这些小孔通常是二氧化碳流入和氧气流出的孔道。在这些植物中，纳米管移入到叶绿体中，激发约30%的光合作用电流。 2.了解绿色机理 Strano实验室的研究人员以前曾为许多不同的化合物开发过纳米管传感器，包括过氧化氢、TNT炸药、神经沙林毒气等。当目标分子与被聚合物包裹的纳米管连接后，它将改变管的荧光。 通过为不同目标物选配适宜的传感器，研究人员希望开发出可用于监测环境污染、虫害、真菌感染或细菌毒性的植物。他们正在着手合并电子纳米材料，例如将石墨烯加入到植物中。 查看详细>>

西班牙加泰罗尼亚大学的研究人员发明了一种新的水性化合物可提高纸张及其他纤维材料的性能，如疏水性，并赋予其新的功能，如作为氧化剂。该化合物利用天然酶代替传统的化学试剂，可生物降解，不会对环境造成影响，最重要的是，它不需要额外的投资就能适用于各种生产过程。 这一重大的技术突破将极大地促进高附加值的纸质产品的创新。到目前为止，企业应用这种新的化合物通过生物技术的手段生产防水纸，且无需使用一些常规的化学品而影响循环利用。 虽然企业都热衷于投资于生物技术，但在生产工艺中引入酶处理过程来改良纸张性能，创造以纤维素为原料的新产品，这项工作复杂且成本高昂。生产过程往往在特定阶段需要停下来，以进行酶反应。而新发明的化合物可以附着在纸张表面，立即改良纸张性能。因此它可以很快地应用于现有的制造系统而无需中断生产线。 研究小组已完成了对在不使用传统的化学试剂情况下应用新产品赋予纸张防水性的实验。此外，他们还对以纤维素为原料的纺织品进行了实验，来检测新产品的有效性。结果表明，在婴儿围嘴的一面喷洒新产品后就能立即使其具有防水效果。 在造纸行业应用这项新发明将使企业更具竞争力，节约能源，减少化学品的使用。同时也能节省运输成本，因为该化合物可以被浓缩后易于运输。目前，市场上大约有2900种不同类型的非书写的特殊纸张。随着电子出版物的不断发展，国际造纸行业的发展趋势是寻求改良纤维素的特性，赋予其新的功能，由此创造新的应用。例如赋予纸张塑料和其他石化产品的性能，制造生物可降解的食物包装盒；使纸张具有抗氧化性，从而延长所装食物的保鲜时间；增加纸张的防水性，以避免在表面添加石蜡；添加抗菌物质以生产抗感染的伤口敷料。 查看详细>>

美国弗吉尼亚理工大学和麻省理工学院的研究人员采用计算机辅助设计工具创建了一套用于指导生物系统设计的遗传语言语法。 合成生物学家拥有的关于自然来源和人工合成部件的资源库不断扩大，该资源库可用来设计和构建生命系统。这些部件就是DNA语言的单词和管理语言的一套设计规则（“语法”）。它们必须具有足够的表达能力，才能使科学家构建广泛的结构，但同时又不能太发散，以避免增加设计缺陷结构的可能性。 美国麻省理工学院电气工程和计算机科学系的研究人员发表在《ACS合成生物学》上的论文描述了其开发的一种遗传语言，涉及如何在动物、植物和其他包含细胞核的生物中设计多种合成的转录因子。 同时，弗吉尼亚理工生物信息研究所的研究小组也开发了一种语言描述在微藻叶绿体中表达目的基因的设计规则，相关研究已发表于2014年1月15日的《生物信息学》。 就像软件工程师需要不同的语言如HTML、SQL或Java来开发不同类型的应用软件，合成生物学家也需要不同的语言实现各种生物应用。研究人员指出，随着生物部件的数量增多，复杂性增加，通过定义标准来概括现有知识变得越来越重要。他们提出，语法是实现广泛的合成基因部件标准化的第一步，可以进行组合，以开发创新产品的标准化的第一步。 名为GenoCAD的开源软件可以帮助合成生物学家获取生物学规则的信息以构建工程生物，以此来利用廉价可再生原料生产高价值产品或给出医疗保健的解决方案。GenoCAD将工程学方法与生物学结合起来，有助于研究人员设计蛋白表达载体、人工基因网络，以及其他遗传结构。在GenoCAD中开发一种语法就像写一篇综述，逐步深入挖掘细节后，对一个特定领域有一个更充分的认识。 查看详细>>

新加坡研究人员于2014年3月6日在GlobalChangeBiology期刊上发表了一篇文章，强调了研究生物质燃烧与烟雾对东南亚海洋生态系统造成的影响，文中还提出了该区域海洋生态系统高效管理的协同响应计划。 许多热带国家将农作物废弃物和森林进行焚烧以清理土地用于农业耕作，在印度尼西亚，每年生物质焚烧行为导致广泛的烟霾现象，影响了人类健康、生活质量以及当地和邻国的收入。同时，大规模焚烧行为对陆地和大气栖息地的影响是直接的和显著的，然而，焚烧行为对滨海生态系统的影响却鲜为人知，如对珊瑚礁、海草和海榄雌等的影响。 东南亚的海洋生态系统是全球生物多样性的热点区域，拥有较高的区域特色，当地的天然资源支撑着当地的经济并供给全球的需求。然而，该区域的许多海洋生态系统正被过度开发并面临严重威胁。烟霾导致光照减少，森林燃烧产生的大量颗粒物落入海岸栖息地对海洋生态系统带来负面影响，这些因素的相互作用将进一步破坏已经濒临崩溃的生态系统。 研究人员指出，海洋面积广阔，同时又是共享的资源，需要在全球范围内开展国际合作，长期监测区域性的海洋生态系统，提高效率，降低成本，最大化监管区域，确保信息的快速共享与传播是管理这些受威胁区域的关键。陆地、空气和海洋是高度关联的，人类需重视对海洋栖息地直接与间接的影响，这将有助于人类更好地保护这些天然资源。 查看详细>>

英国爱丁堡大学的研究人员发现细菌利用类似人类语言的形式进行通讯，不同之处在于它们利用的是化学信号，而不是词语。这种“语言”使细菌种群兴旺，研究人员希望通过切断这种“语言”来设计新药用于治疗细菌感染，从而避免细菌对药物产生耐药性。 科学家指出，大量危险细菌对抗生素的耐药性正不断增加，对人类健康带来了严重威胁，因此，当前可控的细菌感染会随着细菌耐药性的增加而因缺乏特效药物成为人类健康的威胁。 截至目前，人们只知道仅有人类和其他灵长类动物能以这种组合通讯（combinatorialcommunication）的形式进行对话，即信号可以根据对话的内容具有不同的含义。然而，该研究却发现细菌间的通讯信号是两个信号的组合，不同于细菌自己的信号。 研究人员指出，当前多数针对感染的治疗是简单地阻断细菌间所有的“对话”，但是这样会明显改变细菌“对话”的途径并有助于耐药性菌株的存活。因此，更加微小的干预，仅阻止特定的可以伤害人类的信号，或许在治疗感染方面具有同等效果，但不会带来细菌的耐药性。研究人员目前仅在细菌表面开展了与其社会性相关的研究，并分析与疾病的关系，最重要的一步是解码细菌之间通讯的“语言”。 查看详细>>

通过改变人体细胞遗传信息来实现对抗癌症的思想已诞生很长时间，美国宾夕法尼亚大学的最新一项研究成果在“基因组编辑”技术上取得了成功，研究人员通过对特定基因进行修饰进而赋予其对细胞的保护性功能，研究成果发表在NewEnglandJournalofMedicine期刊上。 科学家利用该新技术对12位HIV感染者进行试验，用于清除患者免疫细胞上的一种HIV病毒感染细胞时所必须借助的蛋白。科学家首先将细胞从患者体内移出，经处理后再通过静脉注射到患者血管内。 该研究的想法来自上世纪90年代，当时艾滋病尚未流行，研究人员鉴别了一类称为“长期无进展者（LongTermNon-Progressors，LNTPs）”的患者，他们虽然感染了HIV病毒，但是却表现出对HIB感染的血清抗性，感染多年后也无需治疗，也无相应症状。 少数对HIV具有天然抗性的人群拥有一个导致免疫细胞缺少CCR5（作为HIV病毒感染细胞的立足点）的幸运突变，拥有一个拷贝的突变者比正常人感染速率下降，如通过父母遗传获得两个拷贝的突变则具有对HIV高度的抗性。 此方面最近最有名的一个事件是一位称为“柏林患者”的HIV感染者，通过获得拥有两个拷贝CCR5-delta32的捐助，成为首个宣布治愈HIV感染的人。该事件证明了可行的HIV疗法。 在此项研究中，研究人员利用称为“体外操作（exvivomanipulation）”的方法。他们首先将12位HIV感染者的T细胞移除，然后在实验室进行遗传工程操作，为细胞装载保护性基因，然后再注入到静脉。该研究的预期目标是，如果有足够多的T细胞被替换为基因改良的HIV防御性细胞，那么HIV感染者将能完全清除HIV病毒。12位患者注射了100亿个他们自己的经CCR5修饰的CD4T细胞，该技术成功地把CCR5的失能率从11%提高到28%。 四周以后，6位患者中断了抗逆转录病毒治疗，多数病人的HIV水平增加，免疫细胞下降。然而，基因修饰的免疫细胞下降的速率低于未修饰的细胞，这表明基因编辑切实发挥了保护性功能，另外，基因改良的免疫细胞存活得更久，48周以后还保有一半。 该实验是一次试验性研究，目的在于测试安全性，而不是效率，实验表明了基因改良的T细胞可以在对病人无害的情况下发挥作用，也将有助于在某些情况下用于对抗感染，但是该发现仅是初步的，研究人员警告，该技术的广泛应用还将将经历长期的过程。 查看详细>>