牦牛（Bos grunniens）在高海拔地区营养同化适应的基因组学见解
基因组比较和对高海拔的适应 牛和牦牛基因组之间的比较分析揭示了明显的差异，凸显了牦牛对高海拔生活的独特适应。 具体来说，我们在牦牛中发现了数量增加的基因家族，这些基因家族主要与感官知觉和能量代谢相关。 这种基因组特征表明，进化对高海拔缺氧条件带来的挑战有潜在的反应。 此外，牦牛谱系内的蛋白质结构域显着富集，在检测缺氧应激和监测细胞外条件方面发挥着关键作用，这说明了牦牛对其环境的复杂生物适应。 与营养和缺氧相关的功能类别和途径 我们的研究结果强调了经过正向选择和快速进化的基因的大量富集，主要属于与营养代谢和缺氧反应相关的功能类别和途径。 这些遗传适应对于牦牛至关重要，因为它们增强了牦牛有效代谢营养物质的能力，并在低氧条件下茁壮成长，这是高海拔栖息地的特征。 这一见解不仅增进了我们对动物适应极端环境的理解，而且对解决与缺氧相关的人类疾病也具有潜在的意义。 营养途径基因的进化史 为了揭示哺乳动物营养途径基因的进化史，我们以牦牛作为参考基因组，对 48 个哺乳动物基因组中存在的两个消化酶基因进行了全面的进化分析。补充文件）。 该分析总结于表中 1，对于了解这些基因如何进化和适应不同的饮食需求至关重要，特别是对于居住在高海拔地区的物种。 选择压力评估表明这些消化酶基因经历了适应性进化，这可能归因于这些物种的饮食多样化。 表 1 aBSREL 在系统发育的 57 个分支中的 10 个分支上发现了情景多样化选择的证据。 牦牛营养途径基因的正向选择 我们的数据强调了正向选择在牦牛营养途径基因适应性进化中的关键作用，有助于它们在高海拔地区增强营养同化。 值得注意的是，乳糖酶基因等基因经历了正选择，使牦牛能够在成年后继续产生乳糖酶，并有效消化富含乳糖的乳制品。 这种适应对于它们的生存至关重要，为它们在充满挑战的环境中提供了可靠的必需营养来源。 此外，参与脂肪酸、碳水化合物和氨基酸代谢的基因也显示出正选择的迹象，进一步支持牦牛在高海拔地区繁衍生息的非凡能力。 蛋白激酶的结构分析 蛋白激酶的结构分析揭示了对其功能至关重要的保守区域。 如图所示。 1 和 2，这些激酶的催化结构域具有几个保守区域。 两个特定位置已被识别为具有特征模式：靠近 N 末端的富含甘氨酸的片段对于 ATP 结合至关重要，以及中间区域的保守天冬氨酸残基对于催化活性至关重要。 了解这些保守的模式可以深入了解驱动牦牛适应性进化的分子机制，为未来旨在揭示高海拔生活复杂性的研究奠定基础。 图1 牦牛 CAMK2B 蛋白的结构域结构和选择分析。 该图由 DOG 1.0 illustrator 创建，展示了 CAMK2B 蛋白的结构域结构，并强调了对其保守结构域的分析。 特别关注蛋白激酶结构域，其中已确定正选择位点。 这些位点被映射到牦牛 CAMK2B […]
运动对女性的健康益处更大？
来自超过 400,000 名美国成年人的数据表明，在同等或较低强度的活动中，女性可以从定期的体育活动中获得比男性更大的健康益处。 研究人员发现，二十年来，与不运动相比，进行任何有规律的体力活动，女性全因死亡风险降低了 24%，男性降低了 15%，心血管死亡风险分别降低了 36% 和 14%。 参加力量训练（与不参加）相比，女性全因死亡风险降低 19%，男性全因死亡风险降低 11%，心血管死亡风险分别降低 30% 和 11%。 洛杉矶锡达斯西奈斯密特心脏研究所的共同主要作者玛莎·古拉蒂医学博士表示：“从历史上看，从统计数据来看，女性在进行有意义的锻炼方面落后于男性。” 在一份声明中。 “这项研究的美妙之处在于，女性可以从每分钟的中等至剧烈活动中获得比男性更多的收益。我们希望女性能够牢记这一激励理念。” 该研究是 在线发布 2月19日在 美国心脏病学会杂志。 针对特定性别的运动建议？ 该研究结果基于大约 20 年来通过国家健康访谈调查收集的 412,413 名 27-61 岁美国成年人的休闲身体活动数据。 在大约 490 万人年的随访中，有 39,935 例全因死亡和 11,670 例心血管死亡。 男性和女性在每周 300 分钟的中度至剧烈有氧体育活动中都获得了最高的生存益处。 但在进行相同量的定期运动时，女性死亡率的降低幅度明显高于男性（24% vs 18%）。 同样，作者报告称，对于每周 300 分钟以内的任何特定剂量的体力活动，女性获得的生存益处比例要高于男性。 “重要的是，在各种身体活动措施和类型中，包括频率、每次训练的持续时间、有氧身体活动的强度以及肌肉强化活动的频率，一致发现女性与身体活动相关的生存益处比男性更大。 ，“ 他们写。 他们说，多种因素，包括解剖学和生理学的差异，可能解释了男性和女性之间结果的差异。 例如，与男性相比，女性可能会使用更多的呼吸、代谢和力量需求来进行相同的运动，从而获得更大的健康益处。 研究还显示，只有 33% 的女性和 43% […]
研究人员发现肠道干细胞的营养适应与衰老之间的新作用机制
在最近发表的一项研究中 科学进步研究人员使用全器官方法定量分析果蝇中肠营养诱导组织适应的细胞数量、大小和身份调节。 学习： 干细胞 mTOR 信号传导在肠道营养适应过程中指导区域特异性细胞命运决定。 图片来源：Giovanni Cancemi/Shutterstock.com 背景 成人肠道是一个区域性器官，它的大小和成分会根据食物的供应情况而变化，控制肠道干细胞 (ISC) 的增殖和分化。 营养摄入通过体干细胞激活改变器官细胞组成，从而影响成年动物的生理机能。 营养显着影响小肠的体积和形状，从而可以根据动物的生理需求调整信号、吸收和代谢功能。 果蝇中肠有四种独特的细胞类型，均不同于 ISC。 中肠的大小因饮食而异。 关于该研究 在本研究中，研究人员探索了食物信号传导对成人肠道细胞命运决定的影响，特别是肠道干细胞（ISC）调节增殖和分化。 该研究将果蝇置于 25°C 的温度下，置于含有不同营养成分的培养基上，并使用全食饮食作为实验饮食。 他们解剖了肠组织，将其固定、清洗、封闭并进行抗体染色。 他们进行了肠道解剖和荧光抗体细胞分选 (FACS) 解离，将生长 1 (G1) 和 G2 细胞分选到三个重复样本中的核糖核酸 (RNA) 分离缓冲液中，每个样本有 80 至 100 个肠道。 他们提取并扩增 RNA，创建文库并对其进行测序，并使用共聚焦显微镜拍摄免疫染色的中肠。 研究人员使用中肠线性分析（LAM）来评估果蝇肠道干细胞（ISC）的生长调节。 他们评估了饥饿和进食果蝇中肠的最大细胞核横截面积，并使用 ISC 标记 Delta-LacZ 来研究进食诱导的大小调节。 他们还通过测量 R1、R2、R4 和 R5 区域的 p4EBP 水平，探索了 mTORC1 信号通路（一种公认的细胞大小调节因子）的参与情况。 他们通过 […]
长期新冠肺炎和 ME/CFS 患者可以从协调的治疗策略中受益
奥塔哥大学的一项新研究发现，患有长期新冠病毒或肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合症（ME/CFS）的人可以从协调的治疗策略中受益。 该试点研究发表于 科学报告A 自然 该杂志证实了研究人员一段时间以来的怀疑：这两种情况密切相关。 主要作者名誉教授沃伦·泰特表示，这项研究是对两种情况下免疫细胞蛋白的首次比较分子研究，“强烈肯定”了两者之间的联系。 “这意味着过去 30 年中慢慢积累的 ME/CFS 病理生理学研究信息和治疗机会可以用于理解和治疗目前估计的全球 1 亿长新冠肺炎病例。 “但同样重要的是，目前富裕国家在长期新冠肺炎研究中投入的大量资源虽然尚未取得重大突破，但也可以使数以百万计‘隐藏’的 ME/CFS 患者受益，这些患者的数量随着时间的推移在缺乏治疗的情况下稳步增加。他们从疾病中康复。” 研究结果显示，六名 Long COVID 患者在感染 COVID-19 一年后的免疫系统活动与五名健康对照组研究参与者显着不同，反映出慢性功能障碍状态。 从这些患者收集的数据与从 9 名确诊 ME/CFS 患者收集的数据相似，这些患者平均患有该病 16 年。 这项研究强化了研究人员之前发表的模型 神经病学前沿 解释 ME/CFS 和长期新冠肺炎复杂的功能失调生理学：在易感人群中（由其健康史和遗传背景决定），周围神经系统对感染或压力的正常短暂免疫/炎症反应不会很快消失，因为在大多数人看来。 相反，它会变成慢性，并导致涉及大脑、免疫系统和中枢神经系统的级联效应，进而导致多种神经系统症状和大脑对身体生理的调节不良。 名誉教授 Tate 表示，来自大流行 SARS-CoV-2 病毒的 Long COVID 是 ME/CFS 的一个具体例子，这种病毒发生在腺热等地方性病毒的易感人群中，以及历史上历史上小型病毒爆发（如 SARS-CoV）的易感人群中。 -1 病毒爆发于2003年。 “它强调，在我们的社区中，现在有大量的人因免疫系统受损、能量产生功能失调以及大脑对整体生理机能的调节紊乱而虚弱，这严重扰乱了他们的家庭生活、工作能力和长期参与社区的能力，这些人需要社会各个层面的支持。” 名誉教授泰特说，针对免疫反应/炎症途径的治疗可能是有效的。 “目前，ME/CFS 和长期新冠肺炎患者会抓住任何可能的治疗建议，以便在缺乏明确治疗的情况下获得更好的生活质量，这是可以理解的。 “这意味着通常会同时尝试多种药物、营养保健品、认知疗法和放松策略，这些策略可能会产生交叉副作用，但在大多数情况下不会给患者带来好处。” 虽然有针对细胞能量产生途径不同点的潜在化合物，但尚未进行系统研究来确定它们是否显示出真正的益处。 他说，迫切需要对治疗这两种疾病的联合临床试验进行投资。 […]