【盘点】那些打破教科书挑战常规的突破性进展！（一）

　　2016年5月30日讯 目前教科书中的很多理论知识，以及日常生活中的传统认知仅限于科学家们当前的研究结论，而科学一直在发展，新的研究结论也层出不穷，教科书中的知识点会被覆盖更新，很多传统认知也会被替换。

　　【1】Cell子刊：打破教科书的发现：没有线粒体的微生物

　　根据已知的科学知识，真核细胞中线粒体（负责呼吸与能量转移的细胞器）是必需的细胞成分。可以把它想象成一个负责转移能量的微型电池，基于此细胞才可以正常工作。

　　如今，加拿大与捷克的科学家们发现了一个惊人的现象：一种真核细胞可以在没有线粒体的情况下存活。这一发现彻底打破了我们以往对细胞的认识，换句话说，生命远比我们想象的要灵活得多。

　　"一直以来，线粒体被认为是真核生物细胞中不可或缺的部分，也是真核细胞进化上的里程碑式的标志"，该研究组的领头人，来自不列颠哥伦比亚大学的Anna Karnkowska说道。

　　【2】Cell：改写教科书！缺失一些必需基因，细胞照样存活！

　　在一项新的研究中，来自新加坡科技研究局（A*STAR）的研究人员发现酵母细胞即便缺失某些“必需的”基因，也仍然能够存活下来。这一令人吃惊的发现在理解细胞如何适应充满挑战性的环境以及解决耐药性问题上产生重大影响。相关研究结果近期发表在Cell期刊上，论文标题为“Gene Essentiality Is a Quantitative Property Linked to Cellular Evolvability”。

　　在此之前，必需基因（essential gene）被定义为在细胞存活中起着至关重要作用的基因。这种教科书上的定义成为很多治疗方法的基础：药物被开发出来阻断癌细胞和致病性细菌中的必需基因，从而杀死这些危险的细胞。

　　如今，在这项研究中，来自A*STAR医学生物学研究所和新加坡免疫学组（Singapore Immunology Network）的Giulia Rancati、Norman Pavelka和及其同事们证实这种情形并不是如此明了。他们发现，在给定时间内，酵母细胞能够经历进化过程，从而允许它们适应某些之前被认为是必需的基因的缺乏。

　　【3】Science：颠覆教科书知识 首次发现不通过DNA转录翻译过程制造产生的蛋白质

　　翻开任何一本生物学教科书，首先我们要学习的就是机体的DNA可以给出制造蛋白质的指令，而蛋白质在机体多种功能的发挥中扮演着重要的角色；近日，一项刊登于国际杂志Science上的研究论文中，来自犹他州大学的研究人员通过研究首次揭示，制造蛋白质的氨基酸可以在没有DNA指令及信使RNA信息存在的情况下进行装配生成，该研究或将修改教科书中对蛋白质产生的说法。

　　研究者Peter Shen说道，这项研究非常有意义，同时其也反映出了生物学领域的博大精深。核糖体是蛋白质装配的机器，其可以根据特殊的遗传代码将不同的氨基酸连接起来，有时候当核糖体出错时其就会停止蛋白质的装配制造；本研究中，研究人员揭示了一种名为Rqc2的蛋白质的新角色，该蛋白质从酵母到男性等机体中都存在，在不完全蛋白质被循环之前，Rqc2可以促进核糖体将两种丙氨酸和苏氨酸（共20个）不断添加到不完全蛋白质上。

　　【4】Cell：“修改教科书的成果”：科学家发现DNA甲基化可遗传

　　在两性生殖的物种中，一个受精卵逐渐分裂，发育出不同的细胞，形成各种组织和器官，最终形成生物个体。科学研究发现，在生物体的发育过程中，仅有DNA是不够的。表观遗传信息控制着受精卵的发育，“调控”着哪些细胞发育成皮肤，哪些细胞发育成心脏，哪些细胞发育成骨骼……但科学家们无法确定的是，表观遗传信息能否遗传？

　　我国科学家的最新研究发现：表观遗传信息中重要的一类--DNA上的甲基化是可以遗传的，而且精子所携带的表观遗传信息被传递到子代，并调控着早期胚胎发育基因表达的“开关”。这是世界上首次在实验中证明某些表观遗传信息也可以被完整地遗传，并颠覆了早期胚胎发育主要由卵子决定的传统观点。这一被称为将“修改教科书的成果”，以封面文章的形式发表在最新一期国际著名学术期刊《细胞》（Cell）杂志上。

　　【5】Mol. cell：人类遗传物质中发现前核小体 有望修改生物教科书

　　美国科学家在人类遗传物质中发现了一种新物质并将其命名为“前核小体”。科学家们认为，这种新物质是位于染色质和核小体之间的中间物质，新发现有望让生物教科书小小地“变脸”。相关研究发表在8月19日的《分子细胞》杂志上。

　　染色质是细胞周期间期细胞核内能被碱性染料染色的物质，是DNA（脱氧核糖核酸）在细胞中的天然状态，也是调节生物体新陈代谢、遗传和变异的物质基础。而生物教科书认为，核小体是构成染色质的基本单位，其形状类似于一个扁平的碟子或一个圆柱体，染色质由一连串的核小体所组成。

　　但是，美国加州大学圣地亚哥分校的生物学家却指出，他们在最新研究中发现了一种组成染色质的新奇粒子，其介于DNA和核小体中间，尽管这种新奇粒子的外表类似于核小体，但它实际上是另外一种不同的粒子，是核小体的前体。他们将这种粒子命名为“前核小体”。