联想与创新

NMT技术在针对RyR钙离子通道药物研究中的潜在贡献150118

Ryanodine受体（RyR）是已知的最大Ca2+通道，在心肌等肌肉的兴奋收缩中具有偶联作用。过去由于对RyR的结构还不是非常清楚，因此，在相关药物的设计和应用上还有一些误区存在，比如，药物的选择性不强及毒性较大等问题。因此，近日清华大学的颜宁和施一公等在RyR的结构研究方面取得的进展，对今后相关药物的研发与应用具有较大意义。

非损伤微测技术（NMT）可以在以下几个方面做出贡献：

• 药物的选择性工作：

 由于NMT可以直接测量Ca2+，Mg2+，Na+，K+ 等离子进出活体组织，通过在药物作用下测量Ca2+的进出情况来确定该药物的RyR选择性和有效性。

• 药物的毒性研究：

 通过NMT测量组织的O2及K+等分子离子流生理生理指标，来验证不同药物的毒性。

• 对非肌肉组织RyR生理功能的研究：

 由于NMT时间分辨率的局限，会使得NMT更适用于RyR在非肌肉组织中生理功能的研究。

NO3-转运受体NRT1.1拥有多种NO3-信号传感机制150525

2015年，《Nature》系列期刊的新成员《Nature Plants》刊登了一篇题为《Multiple mechanisms of nitrate sensing by Arabidopsisnitrate transceptor NRT1.1》的研究。拟南芥NRT1.1（NO3-转运蛋白基因）除了促进植株获取硝酸盐外，还起到调控NO3-同化作用基因的表达，调节根系结构等多种作用。本文研究了NRT1.1基因的两个关键残基（P492和T101）突变后对植株在功能及表型上的影响，证明NRT1.1可以激发拟南芥对不同环境所产生反应的独立信号通路。

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NMT潜在创新应用： 2013年，中国学者报道了在低NO3-条件下，NRT2.1的表达与乙烯的合成信号形成一个负反馈回路，并且利用非损伤微测技术（NMT）检测了NRT2.1突变体在不同浓度NO3-的环境中，植株根部NO3-的流速（Zheng, D., et al.Plant Cell Environ. 2013,36(7): 1328-1337.）。NRT1.1作为NRT1家族中唯一的双亲和性转运体，其突变后植株对NO3-吸收速率的改变，以及这一改变与功能和表型之间的联系，亟待探索。

Bouguyon E, et al. Multiple mechanisms of nitrate sensing by Arabidopsis nitrate transceptor NRT1.1.Nature Plants. 2015, 1(3): 15015.

水稻抗高温基因研究取得突破进展150601

2015年5月18日，《Nature Genetics》在线发表了上海植生生态所林鸿宣课题组的研究成果。

由于作物的高温抗性是由多个数量性状基因位点（QTL）控制的复杂性状，研究难度大，之前尚未有成功分离克隆作物抗高温QTL基因的报道。本研究以水稻作为材料，成功克隆了作物中第一个抗高温的QTL基因，并深入研究了其分子机理、在水稻演化史以及抗高温育种中的作用。

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NMT潜在创新应用：

2015年《Cell》刊登的一项研究表明，新鉴别出的水稻数量性状基因座COLD1赋予了植株抗寒性，且在寒冷胁迫下，COLD1的表达促进了Ca2+的吸收（Ma Y, et al. Cell. 2015, 160(6): 1209-21.）。同为温度胁迫，上文的水稻QTL基因是否也通过调控某些离子通道来提升植物的耐热性？此外，研究表明，高温胁迫会导致植株发生离子渗漏（Liang X, et al. BiologiaPlantarum. 2015, 59(1): 92-98.）。NMT将继续在植物耐寒耐热基因的功能研究上发挥重要作用。

Li X, et al. Natural alleles of a proteasomeα2 subunit gene contribute to thermotolerance and adaptation of African rice. NatureGenetics. 2015. doi:10.1038/ng.3305.

miRNA调控植物生长素信号途径的机制150615

植物领域国际期刊《The Plant Cell》于2015年3月20日在线发表了中科院微生物研究所郭惠珊课题组的最新研究。研究发现拟南芥中存在一个低水平表达的miRNA（miR847）受auxin诱导，miR847靶向并剪切下调Aux/IAA抑制蛋白IAA28的mRNA。本研究揭示了植物以IAA28蛋白的泛素化降解结合miR847/IAA28 mRNA调控模块实现auxin信号途径的快速去抑制化。

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NMT潜在创新应用：

IAA除了通过木质部与韧皮部的长距离运输外，还有如Transcellular、Apoplastic等短距离、胞外运输方式。经过了长期的试验及测试，旭月公司成功的研发出IAA电极，从而可以通过非损伤微测技术（NMT）准确地检测到活体内外的IAA交换信息。本研究中，Aux/IAA抑制蛋白IAA28的mRNA调控IAA的转运以及IAA与外环境交换的直接证据，有待利用NMT进行更深入的研究。 Wang J, et al. Cleavage of INDOLE-3-ACETIC ACIDINDUCIBLE28mRNA by MicroRNA847 Upregulates Auxin Signaling toModulate Cell Proliferation and Lateral Organ Growth in Arabidopsis. Plant Cell,2015, 27:574-590.

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植物保卫细胞的CO2传感机制150623

CO2不仅能作为光合作用的碳源，而且是调节气孔的环境信号，用于调控植物的碳代谢以及植物-水分间的关系。研究发现，提升拟南芥耐受高浓度CO2的基因RHC1，通过调控HT1，OS1，SLAC1级联反应，激活SLAC1阴离子通道，促进气孔关闭，在植物保卫细胞中建立了一个关键的CO2信号通路。

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NMT潜在创新应用：

最新研究表明，H+、K+、Ca2+三种离子受茉莉酸甲酯调控，并参与拟南芥气孔闭合过程（Yan SL, et al. Functional Plant Biology, 2014, 42(2):126-135），而保卫细胞中的其它离子或者分子，在调节气孔运动的各类信号通路中所发挥的作用，尚未有研究。尽管上述研究建立了一个新的信号通路，但生理水平上的调控机制依然有待探索。目前，国内科研人员利用NMT在此方向的研究已初具成果。

Tian w, et al. A molecularpathway for CO2 response in Arabidopsis guard cells. Nature Communications,2015. doi:10.1038/ncomms7057.

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Beclin1乙酰化促进肿瘤生长150629

5月26日，《Nature Commnunications》在线刊登了中山大学肿瘤防治中心朱孝峰课题组题为《Acetylation of Beclin 1 inhibitsautophagosome maturation and promotes tumour growth》的最新研究。Beclin 1是一个重要的自噬相关基因，但研究界对于自噬体到自噬溶酶体转化的分子机制仍知之甚少。本研究证实了Beclin 1磷酸化后，诱导了自身的乙酰化，抑制了自噬体成熟和胞吞运输，进而在体内外促进肿瘤细胞增殖。

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NMT潜在创新应用：

传统理论认为，肿瘤的发生起源于细胞特定基因的改变，而最新研究表明，正常上皮细胞向不正常微环境的移植或改造细胞的微环境，也可导致肿瘤的产生，而这些恶性肿瘤没有任何的基因改变。这提示我们，肿瘤的产生实际上是在组织和细胞水平发生了异常，基因的变化可能只是一种伴随状况。旭月公司最新推出的NMT活体肿瘤工作站，实现了同时在细胞以及组织水平上的检测，目前在国内外已取得诸多研究成果。

Sun T, et al. Acetylation of Beclin 1 inhibitsautophagosome maturation and promotes tumour growth. Nature Communications,2015, doi: 10.1038/ncomms8215. Shabala L, et al. Exposure of colonic epithelialcells to oxidative and endoplasmic reticulum stress causes rapid potassiumefflux and calcium influx. Cell biochemistry and function, 2012, 31(7):603-611.（结肠癌细胞）

Yang L,et al. Uncoupling of K+ and Cl-transport across the cell membrane in the process of regulatory volumedecrease. Biochemical Pharmacology, 2012, 84 (3): 292-302.（鼻咽癌细胞）

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灵芝可用来改善肥胖150706

6月23日，来自台湾长庚大学的学者Lai Hsin-Chih在《Nature Communications》上发表了一项最新研究进展，他们通过动物实验首次发现灵芝能够调节小鼠肠道菌群生态，改善肥胖。研究发现，灵芝提取物可以诱导高脂肪饮食导致的肠道微生物失衡的逆转和体重降低，同时又保持了肠道屏障的完整性。这是灵芝首次被发现有益生和降低体重的功能。

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NMT潜在创新应用

研究表明，高脂高糖膳食足可以改变肠道菌群的结构并使得组织Cl-发生丢失（Zhang J, et al. Fems Microbiology Ecology, 2014, 88(3): 612-622.）。尽管上述研究发现了灵芝的减重功效，但菌群对肠道在生理水平上的影响仍鲜有报道。目前，国内研究人员利用NMT在肠道疾病药物机理上的研究已取得了诸多成果（Xu J, et al. British Journal of Pharmacology, 2012, 165: 197-207.），同时，旭月公司将于8月份举办“非损伤微测技术在中医药研究领域的应用思路”专题培训班，敬请关注。

ChangC, et al. Ganoderma lucidum reducesobesity in mice by modulating the composition of the gut microbiota. NatureCommunications, 2015, doi: 10.1038/ncomms8489.

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去青岛看草原？那是浒苔！150713

台风“鸿灿”作为近年来第二个直接登陆中国大陆的台风，引起了国内民众的极大关注。在青岛，随着“鸿灿”的到来，漂浮在近海的浒苔也被带到了海岸沙滩，各大海水浴场也随之关闭。

2008年北京奥运会前夕，青岛奥帆赛场海域出现的大量浒苔曾让我们为帆船比赛能否顺利举行捏了一把汗。彼时，旭月公司受邀携非损伤微测系统紧急赶赴青岛，进行浒苔生长机理的量化研究，为浒苔的控制和清除提供决策依据。

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联想与创新：

截至2015年，国内外利用非损伤微测技术（NMT）研究藻类所发表的SCI文章中，材料已经包括水绵、伞藻、大叶藻、硅藻等，特别是在硅藻的研究中，提出了藻类污染治理研究的新思路——— Ca2+流速指标（Yang, C., et al. Marine Pollution Bulletin,2014, 88(1-2): 62-9.）。此外，海藻作为琼胶的来源，其生长机理研究也颇受关注，国内学者也正在利用NMT进行初步研究。近日，旭月公司应各大院校的科研需求，推出NMT活体藻类工作站，欢迎咨询。

YangC, et al. Indole derivatives inhibited the formation of bacterialbiofilm and modulated Ca(2+) efflux in diatom. Marine pollution bulletin, 2014,88(1-2): 62-9.（硅藻）

LinA, et al. Simultaneous measurements of H+ and O2fluxes in Zostera marina and its physiological implications. Physiologia Plant,2012, 148(4): 582-589.（大叶藻）

PorterfieldDM, et al. Single-cell, real-time measurements of extracellular oxygenand proton fluxes from Spirogyra grevilleana. Protoplasma, 2000, 212(1-2): 80-88.（水绵）

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中国学者发现微生物可控进化新方法150720

胁迫抗性是工业微生物的重要属性之一，而对工业微生物胁迫抗性的改造中，无论是单基因还是双基因改造，效果均不理想。2015年6月30日，《Biotechnology for Biofuels》在线发表了中科院微生物所的最新研究。研究利用前期已开发出的基因组复制工程辅助的连续进化技术（GREACE），在2个半月内就将大肠杆菌对丁醇的最低耐受浓度提高了56%，实现了复杂生理性状的人工控制进化。

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NMT潜在创新应用：

现有研究已表明，附着TiO2纳米颗粒的黄孢原毛平革菌通过调节H+与O2流速，提升其对环境污染物的抗性。尽管前述研究为进化工程提供了一种可控进化新方法，但是，转基因微生物的抗性机制，特别是在分离子流速特征上的改变，不失为从基因组学研究深入至活体代谢组学研究的新思路。目前，国内学者利用NMT在微生物胁迫抗性机制领域的研究已卓有成效，欢迎您联系旭月公司，索取相关文献资料。

Zhu L, et al. Development of a stress-induced mutagenesis module forautonomous adaptive evolution of Escherichia coli to improve its stresstolerance. Biotechnol Biofuels. 2015, 8: 93.

Tan Q, et al. Physiological fluxes and antioxidative enzymes activities ofimmobilized Phanerochaete chrysosporium loaded with TiO2 nanoparticles afterexposure to toxic pollutants in solution. Chemosphere. 2015, 128: 21-27.（黄孢原毛平革菌）

Li T, et al. First cloning and characterization of two functionalaquaporin genes from an arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices. NewPhytol. 2013, 197(2): 617-630.（酵母细胞）

Zeng G, et al. Responses of Phanerochaete chrysosporium to ToxicPollutants: Physiological Flux, Oxidative Stress, and Detoxification. EnvironSci Technol. 2012, 46(14): 7818-7825.（白腐真菌）

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女性患阿尔茨海默症的风险是男性两倍150727

笔者生活的社区里，住着一位患了“老年痴呆”的老人，每次碰面，总会很礼貌的喊住我，倾诉着一些对她来说很是“紧迫”的事情，偶尔也会听到她漫无目的地呼唤着儿子的姓名，虽然儿子的家就在楼上。看着昔日养育自己的父母，如今像孩子一般，给人更多的却是心酸。

在美国，有540万人罹患阿尔茨海默症（Alzheimer disease，AD），其中约340万为女性。从数据上看，女性患AD的数量是男性的两倍，最新的研究成果也印证女性更易患AD的事实。一项研究发现，心智衰退可能是罹患AD的先兆，而有心智衰退早期症状的女性病情比同样情况的男性发展得快。另一项研究表明，对引发AD起关键作用的异常蛋白在女性大脑中累积的速度快于男性。

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NMT潜在创新应用

前期的研究显示，β-淀粉样肽作为AD最主要的致病物质之一，其致病机理与细胞的Ca2+、K+信号直接相关（Disterboft JF, et al. Ann NY Acad sci, 1989, 747: 1-8.）。NMT在AD的发病机理以及治疗思路上的研究结果表明，β-淀粉样肽扰乱了神经元Ca2+、K+的流速平衡，破坏了离子流速稳态，而更加全面深入的分离子流速机制却鲜有涉足。目前，国内学者利用NMT在神经领域的研究已从细胞水平深入至组织水平，旭月公司期待您的加入。

Roger S, et al. The Native Copper- and Zinc- Binding Protein MetallothioneinBlocks Copper-Mediated Aβ Aggregation and Toxicity in Rat Cortical Neurons.Plos One, 2010, 5(8): 1-11.

Lana S, et al. Prolonged Aβ treatment leads to impairment in the ability ofprimary cortical neurons to maintain K+ and Ca2+homeostasis. Mol Neurodegener, 2010,5: 30.

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竞技体育人种优势的颠覆150804

上周日晚，游泳队的孙杨完成了自由泳“四金”版图上的第一金，而在同一时间，国足依旧延续“恐韩症”，网络上“键盘党”们的热捧与唾骂，更是让人唏嘘。

游泳作为我国的非优势项目，能够战胜欧美人，的确值得骄傲，就如当初刘翔在黑种人的包围下异军突起一般。而国足几十年来在对阵同为亚洲对手的韩国队，一输再输，确是叫人抬不起头。黄种人与白人、黑人在身低素质上存在着客观差距，前者精于技巧，后两者擅长速度与力量。正是因为孙杨、刘翔在身体素质高出黄种人一筹的白人、黑人中博得一席之地，才吸引了无以计数的目光。

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NMT潜在创新应用

据报道，黑人的骨骼较其他人种普遍要长，尤其是臂展。在肌肉方面，黑人以白肌为主，爆发力强，白人以红肌为主，主攻耐力与对抗。同时，黑人的脚内肌肉强度远高于其他人种，脚跟腱长度也颇具优势。

NMT由于广泛地适用于各尺寸样品，特别是可直接检测组织，因而在医学、植物学、动物学等领域大放异彩。目前，NMT在肌肉组织的研究中，揭示了大脑动脉Cl-流速和肌原反应的关系、乙酰胆碱受体复合物通过改变平滑肌Ca2+流速从而影响其收缩性等一系列生理机制。此外，NMT还在小鼠跖骨的研究中发现骨骼是Ca2+交换的器官。可以看出，NMT已逐步将离体的细胞研究越来越多的引入活体组织研究，这也必将诞生更多的生物学新机制。

Joanne M, et al. Measurement of chloride flux associated with the myogenicresponse in rat cerebral arteries. Journal of Physiology, 2001,534(3): 753–761.

Leah C, et al. Muscarinic acetylcholine receptor compounds alter net Ca2+flux and contractility in an invertebrate smooth muscle. InvertebrateNeuroscience, 2003, 5(1): 9-17.

Marenzana M, et al. Bone as an ion exchange organEvidence for instantaneous cell-dependent calcium efflux from bone not due toresorption. Bone. 2005, 37(4): 545-554.

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Science：水杨酸在植物与根际微生物互作中起到重要作用150810

根部共生微生物可为植物提供诸多益处，包括提高对热、干旱、酸等环境压力的耐受力，帮助植物获取营养。但植物对地下微生物群落的影响，我们却知之甚少。2015年7月16日，《Science》在线发表了题为《Salicylicacid modulates colonization of the root microbiome by specific bacterial taxa》的论文。研究发现，拟南芥产生的水杨酸既帮助植物消除了一些病原微生物，同时提高了根际土壤中另一些有益微生物的丰度。

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NMT潜在创新应用

随着NMT的发展与普及，其在植物抗逆研究领域已逐步成为一项必备技术，在植物与微生物互作抵御干旱、重金属、盐胁迫等环境胁迫的研究上，已有众多研究成果发表。菌根通过调节H2O2、Ca2+流速提升枳抗旱能力、通过调节Na+/K+平衡提升杨树抗盐能力等新机制应运而生。在研究对象上，已经从对根组织的研究拓宽至直接对共生微生物进行检测。日前，旭月公司推出的活体根工作站随着根际微生物研究的迅速发展，受到了国内外学者的密切关注，我们欢迎您的加入。

ZouY, et al.Mycorrhiza-inducedlower oxidative burst is related with higher antioxidant enzyme activities, netH2O2 effluxes, and Ca2+ influxes in trifoliate orange roots under droughtstress. Mycorrhiza, 25(2):143-52.

Ma Y,et al. Ectomycorrhizas with Paxillusinvolutus enhance 1 cadmium uptake and tolerance in Populus × canescens.PlantCell Environ. 2014, 37(3): 627-42.

LiJ, et al. Paxillus involutus strainsMAJ and NAU mediate K+/Na+ homeostasis in ectomycorrhizalPopulus × canescens under NaCl stress.Plant Physiology, 2012, 159(4): 1771-86.

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植物先天免疫机制与分离子流速150817

近日，《Plant Cell》在线刊登了中科院遗传发育研究所在植物先天免疫研究中取得的最新进展。病原细菌在侵染植物时需要分泌一系列效应蛋白到宿主细胞内，通过作用于特定靶点，改变植物的生理活动，以利于细菌的入侵或定殖。本文在研究丁香假单胞菌效应蛋白AvrB作用机理时发现，AHA1对气孔保卫细胞运动的调控是通过产生一未知信号，促进茉莉素受体COI1与转录抑制子JAZ的相互作用并增强茉莉素信号通路来实现的。

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NMT潜在创新应用

在对效应蛋白AvrB的前期研究中发现，其通过与RIN4相互作用，正调控H+-ATPase AHA1的活性，从而导致气孔张开，以利于细菌的入侵。AHA1对气孔保卫细胞运动的调控是通过改变K+通道来实现的。上述研究中的茉莉素通过调节离子通道从而调控气孔的开度，国内学者已经通过NMT检测K+、Ca2+、H+的流速在生理功能水平上取得了直接证据。目前，国内的北京林业大学、河北师范大学利用NMT在气孔生理功能的研究上，已经走在了前列，前者更是率先将旭月IAA电极运用在茉莉素调节IAA信号通路的研究上，在SCI期刊上发表了国内首篇IAA流速检测文章。

Zhou Z, et al. An Arabidopsis PlasmaMembrane Proton ATPase Modulates JA Signaling and Is Exploited by thePseudomonas syringae Effector Protein AvrB for Stomatal Invasion.Plant Cell, 2015,27(7): 2032-2041.

Yan S, et al. The role ofplasma membrane H(+) -ATPase in jasmonate-induced ion fluxes and stomatalclosure in Arabidopsis thaliana. Plant Journal, 2015, 83(4): 638-649.（保卫细胞）

Hao L, et al. ExtracellularATP promotes stomatal opening of Arabidopsis thaliana through heterotrimeric Gprotein a subunit and reactive oxygen species. Molecular Plant, 2012, 5(4): 852-64.（保卫细胞）

Yan S, et al. MeJA AffectsRoot Growth by Modulation of Transmembrane Auxin Flux in the TransitionZonepaper. Journal of Plant Growth Regulation, 2015, doi/10.1007/s00344-015-9530-9.（IAA流速）

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侦察蚁能够引导搬运食物的工蚁回家150825

近日，网络上一组蚂蚁搬运食物的照片让人惊讶不已。印尼丛林里的一群蚂蚁排成三层队形齐心协力地搬运合欢树的果实，队形之精巧令人惊叹。蚂蚁是如何被号召起来搬运大体积食物并且齐刷刷的朝着家的方向行进的呢？

Nature Communications上的一项最新研究发现，这些蚂蚁是利用一系列消息灵通的“侦察兵”来引导一群搬运食物的同窝蚂蚁的运动。集体运动的这种协调优化了将大体积食物运回蚁巢的过程，避免了不同蚂蚁间你来我往的无效用力。

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NMT潜在创新应用

蚂蚁间的通讯主要依靠化学信号，并且通过触角感受此类信号，而这种感觉转导与离子流动有着密切的联系。此外，有研究显示，与视觉、嗅觉转导相关联的环核苷酸门控离子通道也会受到Ca2+的调节（Trudeau MC, et al. J Biol Chem, 2003, 278(21): 18705-08）。NMT的活体、动态等优势，使其成为感觉转导研究的一把利剑，佛罗里达大学通过检测蓝蟹微感毛绘制了其在低盐环境中维持嗅觉时的Ca2+、K+流速谱图。NMT不仅能够检测组织，还可直接实现对单个感觉神经元的检测。目前，美国扬格公司NMT活体工作站系列正在全国火热招商中！

Richard A, et al. Sustaining olfaction at lowsalinities mapping ion flux associated with the olfactory sensilla of the bluecrab callinectes sapidus. J Exp Biol, 2000, 203: 3145-3152.

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一种新型的安全廉价减肥手术150901

二十世纪末，中国的网络还未普及之时，电视上科学类节目最高大上者莫过于Discovery探索频道。其中的一期减肥节目让人大开眼界，经过一台称为“胃旁路手术”的治疗，病人们少则减上数十斤，多者以百计，减肥效果着实令人乍舌，以至于十几年后笔者对“胃旁路”这三个字的记忆依旧清晰。直至后来接触到医学，找到了这“神奇”背后的答案，在惊讶于人们在临床上的想象力之时，也对它所带来的副作用为患者们捏了把汗。 胃旁路手术、胃切除术是常见的临床减肥术，适用于严重肥胖患者，减重效果明显，可以改善心脏病症状，缓解II型糖尿病。但手术操作复杂，费用较高，且术后存在缝合部泄漏、长期营养不良等风险，导致望而却步者甚多。

数年前，国内已有学者利用旭月NMT进行消化系统的研究，发现了结肠响应恩他卡朋的机制与cAMP密切相关。近期，Nature Communications上的一项研究，提供了一种新型的安全廉价减肥手术。研究将肥胖小鼠的胆囊分别与小肠的各个部分相连接发现，胆汁流向小肠末端部分（回肠）的肥胖小鼠其体重降幅可以与上述的传统减肥手术相媲美。相比于传统减肥手术，这一治疗方法不仅在技术要求上更为简单，而且作为微创手术，术后的并发症风险大大降低。研究者认为，产生这一效果的原因可能与小肠减少对脂质的吸收以及肠道微生物群的改变有关。

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近年来，随着手术机器人技术的成熟，传统减肥手术也趋于微创化，下面是著名的达芬奇手术机器人演示的一次全胃切除手术。

Xu J, et al. Emodin induces chloride secretion in rat distal colonthrough activation of mast cells and enteric neurons. Br J Pharmacol. 2012,165(1): 197-207.（大鼠结肠粘膜）

Li L, et al. Effect of entacapone on colon motility and ion transport ina rat model of Parkinson's disease. World J Gastroenterol. 2015, 21(12):3509-3518.（大鼠结肠粘膜）

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用“杂种”骂人，真的好吗？150907

相信胖友圈里关注旭月公众号的胖友们，至少上过高中（我不会告诉你旭月的粉丝都是各大高校研究院的博士们），不难理解百度百科中的这一定义：生物学中的杂种，指的是杂交产生的后代，一般是优良的品种。在作物中，杂交品种生长速度快、产量高、抗逆能力强；动物里，“串串”聪明、杂交猪高产。近期的一项研究告诉我们，“杂种人”也一样更具先天优势。

Nature上7月份的一项最新研究指出，“杂种人”即拥有迷人的外表，更有过人的智慧。先说这篇题为《Directional dominance on stature and cognition in diverse human populations》的研究，作者人数高达360人，来自世界上230余所单位。他们统计了地球上105个不同的人类群体，总共调查了354224人。结果显示，父母的亲缘关系越远（基因纯合性低），子女在身高、一秒用力呼气肺活量、普通认知能力和受教育程度这四个指标上越突出。反之，父母如果为表/堂兄弟姐妹，相比于父母没有直接亲戚关系的子女，身高低1.2厘米、一秒用力呼气肺活量少137ml、普通认知能力测试低0.3分、受教育时间少10个月。不过，除这四项指标外，血压、体质指数、糖化血红蛋白、高/低密度脂蛋白等十多项指标不受基因纯合性程度的影响。

这一研究首次通过大样本调查阐明了基因纯合性对人类具体形状的影响。早在2008年，中美学者合作研究发现，杂交植物比其亲本生长更大更好的原因在于，它们负责光合作用和淀粉代谢的基因在白天要更为活跃。NMT作为基因与功能的桥梁，在杂种优势领域的研究里期待您的参与。

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日本福岛核泄漏的最新影响150914

2011年的3月，日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸。然而，相比于地震以及海啸带来的物理伤害而言，日本福岛第一核电站1号反应堆所在建筑物受地震影响发生的爆炸，更为引人关注。此次核泄漏事故在国际上的公认评级为6级，仅次于近代历史中代价最“昂贵”的灾难事件“切尔诺贝利核泄漏事故”（事故等级7级）。虽然此次事故没有直接造成人员伤亡，但核辐射对人类以及其它动植物所造成的危害将在随后的若干年中有所表现。

近日，Scientific Reports发表了日本学者关于此次核泄漏危害的最新研究结果，发现核泄漏导致了植物形态缺陷。在事故现场周围的日本本土冷杉Japanese fir从核泄漏发生的第二年，也就是2012年春天开始，处于伸长期的冷杉出现明显的主干顶芽缺失，且缺失的频率与放射场的放射强度成正比。这一研究揭开了福岛核泄漏事件危害评估的序幕。

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核辐射对植物的影响大都通过诱导变异而产生的，此研究中导致日本本土冷杉形态缺陷在基因水平上的机制，有待进一步研究。NMT作为基因与功能研究的桥梁，将持续关注这起事件，并为研究核辐射的生物学效应提供新的研究手段。

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Nature—居民能源气体污染物排放是造成国人过早死亡的罪魁祸首150921

胜利日大阅兵期间，朋友圈中晒的最多的除了对祖国富强的赞颂，恐怕就当属“阅兵蓝”了。从去年的“APEC蓝”，到今年的“两会蓝”、“阅兵蓝”，网友们以近似调侃的态度晒出这些蓝天的同时，也透露着无奈。无独有偶，数年前“兴起“的雾霾，“帮助”教育部门迅速地向国人普及了环境科学中的专业名词PM2.5。良好的空气质量，承载着人们对美好生活的向往，这看似一番“苦中作乐”的网络行为，实则是百姓对自身健康发出的忧虑。

上周，Nature刊出一项名为《全球空气污染与人过早死亡间的联系》的研究。在地球上，每年受超标PM2.5影响而导致的人类过早死亡，其数量高达320万。研究分别指出了在全球不同地域内，过早死亡与城市和农村环境中七个来源的大气污染物（汽车尾气、农业污染物、工业污染物等）之间的关系。在亚洲，特别是中国与印度，住宅能源如供暖、垃圾焚烧，产生的气体污染物排放是造成人类过早死亡的最主要因素。而在美国大部分地区，交通与发电产生的气体污染物排放则占主导地位。但这是2010年的统计结果，中国民用汽车保有量已从当时的0.98亿上升至1.6亿，加之中国已经连续五年坐稳世界制造业第一大国的位置，预计未来在这一统计中，我国汽车尾气及工业污染气体排放将逐渐成为造成过早死亡的首要因素。

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旭月非损伤微测技术除服务于科研领域外，也已开始在民生项目领域服务于普通市民。这一项目基于非损伤微测技术，提供包括空气、饮用水、食品、护肤品在内的，诸多与居民生活息息相关的各类生存环境的安全指标。目前，水安全项目已定期在ws10.co公布各品牌饮用水的“WS10水生物安全指数”，为您的健康生活提供指导。

Lelieveld J, et al. The contribution of outdoor air pollution sources to premature mortality on a global scale. Nature. 2015, 525(7569): 367-371.

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“圣甲虫”面临的生存危机150928

复活与重生、辟邪与健康、象征五谷丰登以及旺盛的生命力。说到这些，您也许会想到龙、凤这样的吉祥之物，但是在古埃及以至整个非洲，这些毫无保留的尊敬与崇拜却都是给予“屎壳郎”的。蜣螂，又名屎壳螂，在非洲被尊为“圣甲虫”，好莱坞大片《木乃伊归来》让“圣甲虫”这一名号响遍全球。因其“辛勤劳作，排除万难，滋养肥沃的土地”，非洲文化对“圣甲虫”可谓推崇至极，“圣甲虫”之于非洲如龙之于中国，它是古埃及三大太阳神之一“凯布利”的原型。2010年南非世界杯，非洲人民更是将“圣甲虫”搬上了开幕式，足见其“非洲传统文化之圣物”的地位。

九月初，Nature旗下的Scientific Reports报道了低剂量的利维菌素会对蜣螂产生不利影响。利维菌素在兽医学中，常用于防治牲畜的体内外寄生虫。研究通过检测牲畜粪便清理者—蜣螂的触角电位以及其无意识状态下的肌肉力量，显示出利维菌素在发挥消灭牲畜寄生虫功效的同时，牲畜粪便中残余的利维菌素对蜣螂的嗅觉与运动系统造成了损害，导致蜣螂种群数量的下降。研究认为，利维菌素对蜣螂神经细胞、肌肉细胞的谷氨酸-以及GABA-门控Cl-通道的调控作用，是引起上述生理变化的关键所在。

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在国内，利用非损伤微测系统检测细胞以及组织的Cl-流速已广泛用于消化系统的研究上。更为重要的是，这一研究为利用非损伤微测系统进行农药防治虫害的机理即农药毒理研究提供了明确的思路。目前国内已有学者着手采购非损伤微测系统从事此方向的研究。

O'DonnellM J, et al. Ion-selective microelectrode analysis of salicylate transport bythe Malpighian tubules and gut of Drosophila melanogaster. J Exp Biol. 2005,208(Pt 1): 93-104.（昆虫生理）

O'DonnellM J. Too much of a good thing: how insects cope with excess ions or toxins inthe diet. J Exp Biol. 2009, 212(Pt 3): 363-372.（昆虫生理）

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吃外卖的你，还是常备一双筷子吧！151012

美国加州一餐馆因使用不卫生餐具，造成200名食客腹泻呕吐，唯有一名来自中国的十五岁女生，不仅没有任何不适感觉，而且还参与了抢救患者。这则难辨真假的新闻近些年常被民众拿来调侃我国的食品安全现状。如今，随着“百度外卖”、“美团外卖”等移动终端外卖服务业的兴起，像笔者一样成为某些网上餐馆常客的人们恐不在少数，一次性筷子的使用也愈加频繁。

七月，一篇“一次性筷子有毒污染物严重超标”的报道引起了媒体的广泛关注。除了硫磺熏蒸导致的一次性筷子二氧化硫超标外，硫磺中的铅、汞等重金属还会造成重金属超标。两个月后，湖南省衡东县的“中国镉米第一案”宣布稻农败诉，被告企业接受采访时表示“当地确实存在镉米，那是因为土壤里面很早以前就存在镉这样的重金属”。原告稻农的代理律师也道出了取证的难处：“大米镉超标的取证工作主要是环保组织去做的，没有公证机关的参与”。虽然稻农表示将继续上诉，但现实背景恐怕早已预示了这类反抗在现阶段只是徒劳，因为我国土壤重金属缺乏相应的标准，更没有耕地重金属评价指标体系。

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Nature旗下的Scientific Reports九月底刊出一篇题为《Earliest evidence of pollution by heavy metalsin archaeological sites》的研究。研究人员宣布，人类生活环境中最早的土壤重金属污染证据在距今百万年前，尼安德特人生活的伊比利亚半岛洞穴中被发现。彼时的重金属污染主要受燃烧产生的烟气灰烬影响，但并无对人类健康产生不良影响的证据。如今，我国每年受重金属污染的粮食高达1200万吨，直接经济损失超过200亿元，这些粮食可养活4000多万人。2006年湖南湘江株洲段镉污染、2009年湖南浏阳镉污染、2012年广西龙江镉污染……从近年来发生的重金属污染事件次数，以及中国环境监测总站公布的监测数据、造成的影响来看，目前我国污染面积最大的是镉污染。

旭月公司成立十年来，一直致力于协助科研人员寻找最直接有效的方法监测人类生存环境的安全。NMT重金属工作站可直接监测镉离子（Cd2+）的实时动态数据，观察生物体与外界环境的镉交换速率。此外，旭月公司创新的NMT（非损伤微测技术）生物安全指数，通过检测活体生物的生理状态，对水、空气、土壤做出生物安全性评价。鉴于我国尚未出台《土壤修复法》，缺乏土壤修复技术标准，这一创新性指标具有重要的实用价值。目前，旭月公司推出的水安全项目，正持续发布国内外知名品牌饮用水的“饮用水生物安全（WS10）指数”。

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NMT与航空工业不得不说的事151019

十月初，Nature刊出一篇名为《如何提高镁结构性能》的研究论文。镁作为一种轻质金属，应用范围广，但是，其高加工硬化度、低延展性和在非常低的应变下发生断裂的倾向影响了自身的实际应用价值。研究采用长时分子动态模拟法，揭示了上述缺陷的根本原因，为设计具有改进的机械性能的镁合金提供了一条途径。

镁，在实用金属中密度最低，是铝的2/3、铁的1/4。因航空工业对材料轻量化的要求，早在1936年，德国已将镁合金用于飞机零部件的制作。如今军用、民用飞机已广泛使用镁合金，但镁合金在潮湿环境中易氧化与腐蚀，因此镁合金涂层防腐研究显得愈加重要。

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2013年，北方工业大学利用非损伤微测技术（NMT）首次发表了镁合金的研究成果。鉴于金属腐蚀研究对新技术的旺盛需求，旭月公司在近期推出NMT金属腐蚀工作站。相比于传统研究方法，NMT具有三维扫描、分辨率高、微观动态等检测特点，可直接测量涂层表面的Cl-等腐蚀介质的流速，间接反映腐蚀速率。在材料腐蚀微观机理研究、涂层评价等领域具有广泛的潜在应用价值。目前，旭月公司已与中国民航大学、中核集团等企事业单位达成初步合作意向。

Zhao M, et al. An investigation of the effect of a magnetic field on the phosphate conversion coating formed on magnesium alloy. Appl Surf Sci, 2013,282: 499-505.

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NMT-基因与功能的桥梁151026

2001年，人类基因组工作草图的发表标志着人类基因组计划的成功。截止目前，模式生物如拟南芥、大小鼠、斑马鱼，药用价值物种如灵芝、丹参、茯苓等，农作物与经济作物如水稻、玉米、大豆等，早已完成了全基因组测序。近期，CRISPR-Cas技术的兴起，更是让整个医学生理学领域的基因功能研究掀起又一轮的热潮，这一技术是继锌指核酸酶（ZFN）、ES细胞打靶和TALEN技术后可用于定点构建基因敲除大、小鼠动物的第四种方法。

十月初，Nature上发表的两篇论文，报告了“1000个基因组项目”（The 1000 Genomes Project）的第三和最后一阶段成果。它现在包括来自26个全球人群的超过2500人的基因组数据，来自该项目组的这一主报告描述了所识别出的全部8800万个基因变异体的关键特征。归根结底，不论是动物还是植物，所有的基因研究最终需要落脚于功能鉴定。解决粮食产量、品质问题，克服人类疾病，提升人类生活品质是现阶段基因研究的主题。

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非损伤微测技术（NMT）作为基因与功能的桥梁，可将基因间的功能差异通过活体生物与外环境间的分离子交换速率直观地体现出来，尤其适用于调控膜蛋白表达基因研究上。目前，国内利用NMT收获的转基因研究成果占NMT科研总成果的64.2%，这其中逆境方向超八成。伴随全球变暖、耕地面积减小、水资源匮乏，冷热胁迫、盐碱胁迫、干旱胁迫成为NMT植物逆境研究的热门；借助精准化治疗理念的提出，NMT在临床疾病研究领域的成果已呈爆发趋势。随着深圳市某医院旭月非损伤微测系统的采购完成，旭月公司向着“做科研，服务科研，提高生活品质”的目标更进一步。

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抛开剂量谈危害都是耍流氓!151102

笔者作为一个拥有酷爱食用腌肉酱肉这一“优良”传统的家族的一员，腌制肉几乎是三天两顿。鸡鸭鱼、牛羊猪，凡市面上能买到的肉，无所不腌。虽然后来得知腌制肉中亚硝酸钠的致癌危害，却依然抵不住醇香美味的诱惑。随着患癌率的逐渐增高，作为“吃货”的我们也渐渐放缓了脚步。近期，国际癌症研究机构（IARC）发布了加工肉致癌的消息，笔者也第一时间转发给了父母亲戚，“错而能改，善莫大焉”长久地回响在耳边......

“食用红肉较可能致癌（2A级），加工肉制品被列为对人类致癌（1级）”。这是IARC过去二十年间，在饮食各异的众多国家和人群中调查了十多种癌症与食用红肉或加工肉制品之间关联的800多项研究后定下的结论。这一研究结论已刊登在The Lancet Oncology杂志上。虽然消息一出，各路吐槽如期而至，许多“与肉为盟”的吃货们肝肠寸断。但作为长期致力于利用非损伤微测技术（NMT）提升国人科研水平、提高人民生活品质的NMT人，笔者选择了相信科学。

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笔者近期参与的一项由“中关村NMT产业联盟”旗下的“NMT应用发展基金”提供资金支持的肿瘤项目，正与北京医院普外科合作，就离子流速与快速临床诊断的联系进行相关研究。此项目首次利用NMT检测临床活体肿瘤代谢相关的分离子流速，希望通过我们的研究，为肿瘤的预防及治疗提供新手段，让红肉、加工肉安全地回到吃货们的口中。

最后想告诉各位吃货，不必如此伤心，抛开剂量谈危害都是耍流氓！

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Nature最新研究或可利用NMT进一步完善151109

11月5日，Nature刊登了加州大学圣地亚哥分校Gürol Suel等人的最新研究成果《Ion channels enable electrical communication in bacterial communities》，发现枯草杆菌通过菌膜(没有已知功能)上离子通道内的K+，从而在菌群内传播长程电信号。枯草杆菌个体间的代谢协调正是依赖于这一离子通道的激活。这一研究中，作者利用一个简单的数学模型显示，YugO钾通道(该通道也在这个生物膜内传播细胞外钾信号)的门控足以促进远距离细胞之间的高效电通信，评价了K+在菌膜内的流动情况。

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K+作为非损伤微测技术（NMT）中最为成熟的检测指标之一，可以直接地定量反映活体样品膜内外K+的交换速率，即流速。上述研究的数学模型虽简单，但缺乏生理水平上的定量检测结果。目前，旭月非损伤微测系统在活体微生物特别是细菌样品的研究上，检测体系颇为完善。在国内，黄孢原毛平革菌（Tan Q. Chemosphere. 2015,128:21-27.）、白腐真菌（Zeng G. Environ Sci Technol, 2012, 46(14): 7818-25.）等均已有研究成果发表。

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都是融雪剂惹的祸151123

今日小雪：万物休眠，情兽生香”，“下雪天除了堆雪人，更嗨的32种玩法……”

胖友圈的小伙伴们，你们昨天一定被公众号这样刷屏了。文艺如前者，朴实似后者。“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”，洁白的雪花总能让我们领略到惊喜。但在北京，大雪中湿滑的路面、缓慢的车流，定会让通勤的人们痛不欲生。

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北京年平均降雪量约8.4毫米，国际性大都市中降雪量高于北京的比比皆是，特别是“局部地区”，比如我们的近邻日本，让我们来看看他们是如何应对大雪的。道路两旁是积雪如山，但是，马路却很是干净，一点都没有结冰，也没有积雪。这是为什么？秘密就在地下。其实，马路下面是温泉水晒热系统。一是利用地热，建设管网为马路加热。二是在地下埋入水管，积雪时开启喷水模式（温水）。当然，更多没有这类设施的城市都会建立一套完善的铲雪机制。

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但是在中国，融雪剂却依然被广泛地用于市政除雪作业。融雪剂分两类，一类是价格高，但无腐蚀作用的有机盐；另一类是以“氯盐”为主的无机盐。相比于前者，后者因价格低廉，除机场等重要场所外，利用率居高不下，而无机盐类融雪剂的危害显而易见。首先会造成道路两侧绿化带土壤盐化，影响绿化带植物生长；其次，接触渗入建筑材料，极易造成电化学腐蚀。说到这里，作为NMT人，我将再次无耻地“强带”各位来到我的本行。

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融雪剂中的Na+、Cl-是导致植物盐害的罪魁祸首。过高的盐离子破坏了植物根部的Na+/K+平衡，利用非损伤微测技术（NMT）检测植物根部的K+流速发现，盐胁迫下，植物根部K+出现外排，而耐盐品种相较于盐敏感品种，其根部K+外排速率更低（Chen ZH, et al. Plant, Cell and Environment, 2005, 28:1230 – 1246.）。Cl-作为金属腐蚀研究领域中重要的腐蚀介质，NMT可以直接进行检测，其进出金属材料表面的流速是否与腐蚀速率有关，有待各位小伙伴来揭示。目前，NMT盐胁迫工作站、NMT金属腐蚀工作站均已上市，29.5万起，旭月公司的淘宝网店也有售哦。

最后还是要感慨一句，生活真是无处不NMT啊！

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植物被咬也知道疼吗？160111

2013年，瑞士科学家在Nature上发表了一篇题为《GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE genes mediate leaf-to-leaf wound signalling》的文章。研究利用非损伤电极技术，检测了昆虫取食叶片的同时，叶柄以及周边叶片表面的实时电势信号变化。这一研究证明，诸如虫咬等损伤所引发的，植物体中电信号的远程传输机制的存在。

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上述研究利用巧妙的实验设计，特别是非损伤电极的实时电势信号检测，阐明了植物“神经”传导调控在基因水平上的部分机理，搏得了学术界的亲睐。而非损伤微测技术（NMT）的出现，为广大科研学者提供了深入研究植物体电信号传输机制的绝佳机会。 扬格/旭月非损伤微测系统可选择性检测9种离子与3种分子。利用NMT，进一步阐明组成植物电信号的离子组成成份，将无疑把植物如何应对外界生物的和非生物刺激（病原微生物，高低温，高低渗、机械刺激等等），及其引发的相关生理、基因、蛋白功能的机制研究推向更高水平。目前，来自扬州大学的研究者已自行设计出适合于非损伤微测系统的实验装置，正在对植物电信号传导进行深入研究。

Seyed A. R. Mousavi, et al. GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE genes mediate leaf-to-leaf wound signaling. Nature, 2013, 500(7463): 422.

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利用NMT进行脱落酸（ABA）研究的科研思路160118

去年10月底，中科院遗传发育所谢旗研究组发表在journal of experimental botany 上的研究成果，揭示脱落酸（ABA）接到植物开花的分子机理。abi4是ABA信号途径中一个正调控因子，前期研究发现，abi4突变体表现出早花的表型。研究随后以abi4为切入点，详细研究了ABA通过abi4调控开花时间的分子机理，证实abi4通过正调控开花关键基因flc的转录，进而负调控开花时间。abi4也是继abi5之后，在ABA途径上一个新鉴定到的调控开花的关键基因。

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ABA作为植物生理调控过程中最重要的信号分子之一，可抑制细胞分裂、促进叶果的衰老与脱落，并且直接调控气孔保卫细胞的开闭。研究者对检测活体植株ABA流速的需求一直非常旺盛，但分子流速电极的研发是世界性难题，旭月研究院也正在加紧研发之中。虽暂不可直接检测，但ABA在发挥其生理功能的过程中，与诸多离子有着密切的联系。

ABA通过调节胞内H+浓度，调控外向K+通道，ABA也可以通过调节胞内IP2浓度，间接调控胞内Ca2+含量，从而影响细胞膜上的Cl-、内向K+通道。而刚才提到的H+、K+、Cl-、Ca2+，都是扬格/旭月非损伤微测系统能够直接检测的指标。遵循上述思路，同样处于研发之中的葡萄糖、H2PO4-、Fe2+等指标，其利用NMT进行间接研究的方法便不难建立。

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目前，磷、脱落酸、乙烯、茉莉酸、铁等指标都已有利用NMT进行间接研究的科研成果，欢迎前往旭月非损伤论坛了解详情。

参考文献：Kai S, et al. ABSCISIC ACID-INSENSITIVE 4 negatively regulates flowering through directly promoting Arabidopsis FLOWERING LOCUS C transcription. J. Exp. Bot. 2016, 67(1): 195-205.

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NMT让肿瘤体内检测成为可能160125

以往观点认为，“上皮细胞向间充质细胞转化”（EMT）是癌症发生转移的一个要求。2015年11月底，发表在Nature杂志上的两项研究（doi:10.1038/nature16064; doi:10.1038/nature15748）挑战了EMT是癌症转移至关重要效应因子这一传统观点，并且提供了证据证实：上皮性肿瘤细胞不需要转变至间充质细胞状态来形成转移灶，但这一过程确实有助于耐药。这两项研究表明了EMT靶向策略结合传统化疗来治疗乳腺癌的潜力。

“肿瘤是一种分子病，根本原因是基因的改变”这一观点时下甚为流行，这直接促使众多研究者以离体的肿瘤细胞作为肿瘤研究模型。事实上，机体内的肿瘤组织，其周围微环境深刻影响着肿瘤细胞增殖的速度、方式等特性。了解肿瘤组织与其所处微环境之间的物质能量交换，可能会成为目前肿瘤研究“剪不断，理还乱”现状的突破口。而扬格/旭月非损伤微测系统为这类活体研究提供了技术上的可能性。

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2008年，美国New England地区海洋里的龙虾发生了甲壳病变，并导致龙虾死亡的现象。其后，美国环保局（EPA）邀请扬格公司使用非损伤微测系统对此疾病的发病原因进行研究。扬格公司利用NMT检测了正常生理状态下活体龙虾甲壳的Ca2+与H+流速，同时结合其它数项检测结果后得出以下结论：New England沿海地区的环境近一段时间受到人为污染，造成海水pH值降低，虽然pH值降低幅度很小，但是影响到了龙虾甲壳表面的微环境，削弱了龙虾甲壳抵御此种病害的能力，导致龙虾死亡。

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在此研究中，美国扬格公司设计了一些简单的装置，如维持龙虾正常生存的恒温水循环装置，维持龙虾静止状态的固定装置等等，实现了在正常生理状态下，对活体龙虾甲壳进行NMT检测。

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《PLoS ONE》发表NMT在昆虫消化系统领域研究的最新成果160215

2014年，加拿大约克大学Jean-Paul Paluzzi等人的最新研究成果《The Heterodimeric Glycoprotein Hormone, GPA2/GPB5, Regulates Ion Transport across the Hindgut of the Adult Mosquito, Aedes aegypti》在《PLoS ONE》上发表，随着这一领域成果的丰富，NMT已逐渐成为昆虫活体器官研究的重要手段之一。

哺乳动物的促甲状腺激素、促黄体激素、促卵泡素均属于糖蛋白激素，而糖蛋白激素特异性受体最重要的组成部分是α亚基（GPA）与β亚基（GPB）。近期，研究者从脊椎动物上鉴定出一个新的糖蛋白激素（Thyrostimulin）。研究显示，它由GPA2与GPB5两个新型的亚基组成，且与节肢动物、线虫、棘细胞上的这一亚基同源。Paluzzi等使用基因手段研究GPA2/GPB5在登革热病毒的宿主——埃及伊蚊上的表达情况，并利用非损伤微测技术（NMT）观察了GPA2/GPB5对伊蚊消化系统Na+/K+平衡的调节作用。

前期研究显示，Thyrostimulin的受体AedaeLGR1在伊蚊消化道的中肠、马氏管以及后肠有表达，尤其在后肠部位表达较高。此外还发现，GAP2/GPB5具有调节上皮组织阳离子转运的能力——抑制Na+外排、促进K+外排。实验以后肠部分的回肠、结肠作为研究位点，利用NMT检测了对照组以及200 nM GAP2/GPB5处理后Na+、K+的流速变化。结果显示，GAP2/GPB5处理后，较对照组，回肠Na+外排明显减弱，结肠未有明显变化。回肠及前结肠K+吸收较对照组分别减弱68%、79%，后结肠也呈现下降趋势。

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上述研究结果表明，AedaeGAP2/GPB5可用于调节如雌蚊消化、吸收血红细胞过程中“低Na+高K+”这一生理现象，并取得了生理功能上的直接证据。NMT在国内已经深入作物研究的各个领域，而这一研究成果对于植物保护（作物害虫）领域如何应用NMT进行活体功能研究具有启发意义。

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旭月公司技术顾问林豊益教授连续发表斑马鱼泌酸过程的调控机制研究成果160222

2015年5月至8月期间，旭月公司NMT（非损伤微测技术）顾问、国立台湾师范大学林豊益教授分别在国际期刊International Journal of Biological Science与PLoS ONE上连续发表有关斑马鱼离子调控细胞泌酸过程的调控机制研究。

AQP1是哺乳动物细胞上的H2O、CO2的通道。AQP1a.1存在于胚胎离子调控细胞中，但其在离子调控细胞中的作用并不明确。研究以斑马鱼胚胎为材料，Qpcr结果显示，胚胎暴露在1% CO2中可诱导AQP1a.1的表达。原位杂交及免疫组化显示，AQP1a.1在泌酸离子调控细胞如富含H+-ATPase的细胞（HR细胞）中，表达水平较高。利用NMT直接检测斑马鱼胚胎发现，1% CO2瞬时刺激后，引起HR细胞H+外排速率上升，敲除AQP1a.1后，HR细胞H+的外排受到抑制。这一研究利用NMT的活体检测优势，为AQP1通过促进CO2的转运从而调控动物胚胎泌酸这一结论提供了活体证据。

另一篇研究中，以斑马鱼幼体作为研究对象，利用NMT、基因敲除等技术展示急性酸中毒过程中PEPCK（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）的诱导及其在V-ATPase表达的离子调控细胞泌酸过程中的作用。哺乳动物体内，虽然葡萄糖被认为是驱动V-ATPase的重要能量来源，但糖异生作用中的关键酶PEPCK（一种在酸中毒过程中能被激活的酶），其激活过程与泌酸的关系尚不明确。

酸胁迫下，斑马鱼幼体V-ATPase介导的H+外排速率以及Pck1（PEPCK相关基因）表达增加。敲除Pck1后，V-ATPase介导的H+外排速率降低，但这一过程为葡萄糖的介入所缓解。结合氨基酸含量以及酶的表达结果表明，细胞水平上V-ATPase介导的H+外排速率增加印证了酸诱导的PEPCK为酸介导的自体稳态提供了葡萄糖这一结论，而NMT为这一结论的发现提供了活体证据。

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图注：HR细胞、角质细胞的H+流速结果。正值表示外排。

林豊益教授近年来屡次在国际期刊上发表斑马鱼泌氢、排氨等机制研究，这正是利用了NMT活体测量、可测指标丰富等优势。目前，NMT已成为该方向研究的必备利器。

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科学为熬夜找到“借口”——原来是遗传160321

遵循24小时循环的昼夜节律影响着很多生物过程，包括人们更喜欢早晨还是晚上活动。前期研究已发现数个基因的产物可调节昼夜节律，但是这些产物是否影响个人对于早/晚的偏好还未知。

今年2月初，Nature Communications刊登的一项研究成果显示，一个人是喜欢早上还是晚上的偏好一定程度上是由遗传变异决定的。该研究团队对89283个人进行了全基因组关联分析（GWAS），结合对于样本个体早晚偏好的调查，发现了与健康的个人对于早晚偏好相关的遗传变异，而且其中的一些变异位于已知的调控昼夜节律的基因附近。此外，研究还发现了靠近控制光感受的基因附近的遗传变异，并且发现这些遗传变异也与早晚偏好相关。

这些遗传变异的发现，有助于未来对于昼夜节律的和睡眠相关障碍的研究。为深入此项研究，调控昼夜节律基因、控制光感受基因附近的变异在生理功能上所引起的差异，需要进一步研究，而非损伤微测技术（NMT）为此项目的深入研究提供了可能。非损伤微测技术作为一种具有高灵敏度的活体检测技术，可实时、动态显示不同波长、强度的光处理对样品生理功能的影响。

北京农学院冷平生教授（Lin A P, et al. Physiol Plant, 2012, 148(4): 582-589.）利用NMT研究光对花香成分“单萜”合成的影响时发现，光照首先引起花瓣的Ca2+由胞外流入细胞质，紧接着激活合成基因的表达，进而调控单萜的合成及释放。本研究也首次采用花瓣作为NMT的研究材料。此外，中科院海洋所王广策教授（Hu Z, et al. Plant Physiol Biochem, 2015, 91: 1-9.），以大叶藻作为研究材料，利用NMT直接观察到光/暗交替下大叶藻的H+、O2流速变化，并且直接验证了呼吸抑制剂对活体藻呼吸功能的影响。

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图1 光强对百合花瓣被片Ca2+内流速率的影响。负值表示内流。

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图2 大叶藻叶片在光/暗和DCMU处理前后，H+和O2的流速变化。正值表示外排，负值表示内流。

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种子保存难题导致捕虫水生植物面临灭绝困境160328

拥有捕虫夹的植物中，最出名的莫过于热带植物猪笼草。因其拥有一个独特的吸取营养的器官——捕虫笼而显得与众不同。而今天的主角——囊泡貉藻，是已知利用像颌一样的捕虫夹抓住猎物的唯一水生植物，它曾令查尔斯•达尔文异常着迷。囊泡貉藻顶部的捕虫夹是植物王国中移动最为迅速的附属物之一。当小型无脊椎动物落上去时，它们仅用10毫秒便能将其抓住。而现在，囊泡貉藻已经处于灭绝的危险之中。

首先是栖息地破坏和非法采集，导致过去一个世纪，它的个体密度下降了近90%。而当植物学家们试图利用保护植物的常规方法——种子库，来保护其免受灭绝危险时，却遇到了极大的难题。研究人员在不同条件下将它们储存了1年，以观察其能否发芽。一些种子在超过结冰点的温度下被埋进钢丝网包的土壤中，以模拟自然状态下的种子库。其它种子则在-18℃下被放在密封袋中，以复制人造室内种子库。结果发现，对于被存放在超过结冰点温度下的种子来说，仅有12%在1年后仍能发芽，大多数都受到真菌破坏。这意味着囊泡貉藻保护工作要比建立传统的种子库花费更高，而且在技术上面临着更大风险。

种子活力是反映种子发芽率及萌发所形成植物的健壮度的量化指标，种子活力越高，种子的利用价值则越大。因而提升种子活力检测步骤的效率，在一定程度上可以有效地促进囊泡貉藻种子库建立。2015年，旭月公司取得了名为“一种通过氧气流速判别种子活力的方法”（专利号ZL201210462127.6）的发明专利，即通过非损伤微测技术（NMT），测量种子O2流速值的大小来判别被测种子的活力，可在保证种子不受破坏性处理的情况下，测量出单独一粒种子的活力。此项检测对种子无损伤，不影响后续使用，有效克服了传统活力检测方法只能得出统计结论而无法给出单粒种子的活力、测量后的种子无法继续使用等缺陷。

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图注：不同活力的种子，其不同部位的O2流速。

Xin X, et al. A real-time, non-invasive, micro-optrode technique for detecting seed viability by using oxygen influx. Sci Rep, 2013, 3: 3057.

Li J, et al. The fluxes of H2O2 and O2 can be used to evaluate seed germination and vigor of Caragana korshinskii. Planta, 2014, 239(6): 1363-1373.

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