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求教贴:处女膜是生物膜么?怎么进化来的,所有是雌性动物都有么
热度 10 zhuruanli 2013-9-29 12:38
今天看到颜宁老师的博客,讲生物膜, http://blog.sciencenet.cn/blog-65865-728661.html讲课与科研(五)--神奇的生物膜 我忽然就想到了处女膜, 就想,百度百科上虽然讲得很全面了,但仍然解决不了我的疑惑, 它是怎么进化来的,不是生物一开始就有这个东西的吧。处女膜是哪一类组织分化来的呢?比如属于皮肤?还是骨组织?还是肌肉组织? 别的雌性动物比如猴子,兔子,老虎,鱼,猫头鹰也都有么? 百度上说它的生理作用是阻挡细菌,保护女性生殖系统健康,可是又说它是有孔隙的,否则经血无法排出,这我就纳闷了,你都有孔了,还能阻挡细菌?或者说这个孔是青春期后才有的?我看百度百科上的解释怎么感觉是一直都有孔呢 最后问下颜宁老师,生物膜有没有分类?处女膜属于生物膜么?哪一类的? 其他的老师,也请多指教。 http://baike.baidu.com/link?url=sw64WLp6TmZLORoqAwkizGzrq7wDa8t-ahkBIOz1Ev8RUgfbx-A1CjJT56b65SMH 处女膜 ---------- 这个帖子,纯粹是好奇,无关猥琐、色情与变态。 ---------------- biofans 2013-9-29 16:42 细胞膜 3-10 nm厚 细胞核膜的厚度约为7 nm 处女膜厚约1-2 mm 1 mm=1000000 nm 处女膜是人类女性所独有的,它在胎儿第5个月时出现,发育形成。 阳姹 2013-9-29 17:05 动物同样也有处女膜,在我大一的教科书《动物解剖学》上有提到过,牛的处女膜是一种类似于褶皱的结构,且不是完全封闭的。动物和人很多生理构造是类似的,再比如狗狗也会来大姨妈,只不过是半年一次,一次得十天半个月的。人的处女膜也并不是我们所想的单纯的是一层类似于子宫内膜那样的膜,不是完全封闭的膜,有大小不等的孔,因人而异吧,有些人还天生就没有。个人觉得应该不算是生物膜吧。 阳姹 2013-9-29 17:09 处女膜应该是属于上皮组织吧,其具体的结构我只在书上看过,也没有去解剖过动物求证 jiangming800403 2013-9-30 21:33 廖俊林和朱猛进老师的博文,这两位可算是科学网上生物学与医学科普的大家。 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=460310do=blogid=505464 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=295006do=blogid=505704
个人分类: 求教贴|8143 次阅读|30 个评论
讲课与科研(五)--神奇的生物膜
热度 41 nyouyou 2013-9-29 01:03
我一直都记着我欠了两个债-- 在 《讲课与科研(三)》 里面说要把图转化成文字,到现在没做; 在 《讲课与科研(四)》 里面说要写出答案,结果直接paste大家的回复了。 一部分当然是因为懒惰,乘兴下笔,兴尽弃坑;另一部分是真不敢写科普,生怕用词不准确,误导了人;更怕在超出自己专业之外的内容上功夫下的不够,班门弄斧贻笑大方。不过,有一些想法,如果不及时地记下来,真的就会溜掉了。所以现在信笔由缰地写着玩,哪怕不准确挑起些争论也是好的(刚刚试了一下,如果一进入detail,就向着专业化的路数走下去了,所以在这里不求accuracy,只要大的picture) 我教了两年本科的生化课,讲代谢部分。 第一年讲完,整天跟人说“生命嘛,就是大的化学反应器(Life is a reactor)”; 第二年讲完,在微博上写下“生命就是源源不断地纳入能量,转化为信息。 @著名歌唱家与我同名 @zhulab ” 如果把自己放到无限的空间和时间之外看地球上的芸芸众生(各种生物),是不是就会看到如下光景: 植物和一些细菌、藻类利用太阳光提供的能量把二氧化碳和水固定为碳水化合物(以下简称葡萄糖)中,太阳能一部分用来把水(HOH)里面那个氧的电子剥离,使之从负二价变成零价的氧气;另一部分则储存在了葡萄糖中。在这个基础上,更为复杂的化学反应在神奇的生物酶们的催化下完成了各种生命过程,但还原回去依旧是太阳能被捕获,把复杂度低的分子(水、二氧化碳)变成了复杂度高的分子(碳水化合物)。 当我们摄取了食物,暂且不说淀粉、蛋白质、脂肪,只说葡萄糖,经过糖酵解--三羧酸循环--电子链传递,复杂的葡萄糖被一步步氧化成二氧化碳和水,而它储存的能量却被转化成了一种势能--生物膜两侧的质子(氢离子)的浓度梯度,即电化学势能。 想象一下水往低处流,如果没有任何阻隔,那么势能就转化成动能,一江春水向东流;可是如果拉个大坝,这个势能就可以被转化了,是不是?小小的细胞里,同样的过程也在被发生着。如果生物膜两侧这个质子顺着浓度差流下去,那么这个势能就会化作热量散失了(我们确实有一种蛋白质叫做thermogenin,就是用来疏导质子流动而产热的),但是恰恰在细胞中线粒体的内膜或叶绿体的类囊体膜或者细菌的内膜上,有一个神奇的小机器,叫做ATP合成酶(FoF1-ATPase)。质子从高浓度向低浓度流动的过程中,推动了这个 ATPase的转动 ,而这种动能又被进一步捕获用来合成ATP,从而把能量最终储存在了ATP的高能键中。一旦有了神奇的ATP,它们就可以把能量用到各个地方去提供给各种生命过程。 没学过生物的,到这里估计已经被我说晕了,那我的建议就是--去学生物吧 我上面说的过程就是在描绘下面这幅图: 说到底,我们就是靠不断消耗着食物中的能量来完成机体的构建、遗传信息的传递、各种信号的接收与传导。 这一切是如此的精巧,经过几十亿年的进化,环环相扣。可是如果我们试图去还原,是否本质只不过是: 1. 源源不断输入的能量(太阳能,地热能、核能?) 2. 能量的不断输入推动了化学反应(这里俺急需补化学知识),事实上,到这一步就是著名的 米勒实验 了 3. 在生命体这种神奇的物体中,各种化学反应神奇地有条不紊地进行着,而本质不过是电子的传递。我们是否可以把生命活动定义为核反应、化学反应之上的另一种反应?尽管它是由化学反应组成的,但是又不是一般的化学反应可以做到的,也因此从米勒实验到生命体还有巨大的沟壑--米勒实验没有膜。 生物膜的神奇之处在于: 1. 它们围起一个系统,在这里面,酶们可以达到在溶液状态下很难达到的高浓度; 2. 它们切割空间,在其内外造成各种不对称,这便有了势能与信号; 3. 它们支撑起许多的膜蛋白,这些膜蛋白都是一个个神奇的能量转化器,不但利用它们本身的运动来转化者各种化学物质的势能,从而实现了物质的运输和信息的传递。 4. 阴差阳错,ATP成了生物界的能量货币。而推动ATP合成的最重要直接动力是质子梯度,H+:最简单的化学物质。大自然,您能不能更懒一点?有了生物膜,这个最简单的小家伙“质子”已经可以发挥大功效了。 先写到这里。以上文字可以充分显现出我对很多基础知识的欠缺,边写边想,很多内容写不出来,但是经常跟我聊的同学应该能明白我的困惑与试图表达的内容。欢迎拍砖。
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[转载]蛋白质三维结构解析的固体核磁共振方法取得重要进展
SSNMR 2013-5-29 19:13
中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室的杨俊研究组,在发展蛋白质高分辨三维结构的固体核磁共振测定新技术和新方法方面取得重要进展,相关研究结果于近日在《美国化学会》(J. Am. Chem. Soc.)上在线发表。 ( http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja4021149 )   相对于液体核磁共振和X射线晶体衍射技术,固体核磁共振技术能够在接近天然环境的条件中来研究膜蛋白的结构。比如,在人工合成的磷脂双分子层、生物膜提取物的环境中来研究膜蛋白结构。尽管固体核磁共振技术在膜蛋白三维结构研究方面具有独特的优势和良好的发展前景,但是由于起步较晚,该技术还有一些亟待解决的问题,其中一个重要瓶颈是难以获得足够数量的高质量长程距离约束条件,这严重阻碍了固体核磁共振的蛋白质三维结构的解析。   武汉物数所杨俊研究组的博士研究生李建平等与南开大学和澳大利亚国立大学合作,在固体核磁共振中建立和发展了一种PCS-Rosseta的蛋白质高分辨三维结构解析方法。通过引入一种分子探针在蛋白分子上的各个原子核产生了赝接触位移(Pseudocontact Shifts,PCS)效应,得到的PCS值可以提供丰富的、高质量的结构和角度约束条件。仅利用PCS所提供的结构约束,并结合Rosetta的计算方法计算得到了高分辨的蛋白质三维结构。PCS-Rosetta方法在获得长程距离约束方面具有数量多、高效率和高质量的优点,在魔角旋转固体核磁解析膜蛋白高分辨三维结构中具有很大的潜力。   该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部和中国科学院的重点支持。
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关于碳纤维生物膜茂盛的一些想法(不赞成日本学术界看法)
热度 2 mountainwind1 2013-2-20 13:31
yaoliwei: 最近日本发表在EST期刊上的碳纤维做生物膜的机理研究,也就提到了碳纤维表面等电点优势以及DLVO理论的验证,更光波、音波的确扯太远了。还有好碳素菌(日方提的)真有此类菌?? 生物亲和性强到底该如何评价和表征,现在应该也没有确却的方法和指标。最早提生物亲和性,应该是在医学领域,在牙科这一块,牙斑就是生物膜,碳素材料的优越性如何在机理上去探究,貌似仍然是个难题。以前有一个北大的老教授跟我说,生命体碳元素很重要,是构成有机体和无机产物的重要元素,因此对于碳素材料,对生命物质有着天然的亲和性,我不知道这种说法是哲学理论还是真有科学验证。 疯子我:不能算是哲学理论,算科学成分的。生物亲和性本来就有嘛,刚毛藻喜欢贴在富钙,富蛋白质或者富纤维素植物上,可它也不去多消耗基质啊?碳纤维容易优先吸附一些有机物质——这点与活性炭对一些有机物有优先吸附是一个道理,而这些被富集的有机物质可能诱发生物微环境的形成,理论分析应当是这样。我颇怀疑用同位素跟踪做一下整个机理就清楚了的。嘿嘿缺设备。 生物吸附材料属于我搞的环境材料与工艺范畴的,我那烂学校没设备我也只能瞎扯,真他妈郁闷! 等电点优势我颇为怀疑,没去测就是了,但我们看法一样的是——在可亲和的生物质材料上容易形成小型生态环境,间接证明就是水族箱里沉木上往往首先出现生物膜,生物膜分泌物作为植物促进剂导致沉木上往往首先出现高等植物啊。或许评价和表征的方法可以从水族箱这个现象来分析?你要有设备我们都可以一起探究一下的。很多地方直接借助物理化学的吸附理论就可以搞了,这个论文好写,貌似也是生物化学领域的小突破,你看呢? 按照我这条思路走看看,或许今后能自由筛选出生物活性材料,进一步在宏观或微观结构上进行材料合成的,不至于像现在搞生物材料的学者那样碰运气,瞎扯蛋,自我夸耀啥的。
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[转载]中科院理论物理研究所生物膜相关的Workshop
linxubo 2012-2-27 23:07
Membrane Biophysics | Theory and Experiment http://www.kitpc.ac.cn/program.jsp?id=PM20120507i=main Date : From 2012-05-07 to 2012-06-01 International coordinators: Tobias Baumgart, Sovan Das(Contact Person), Markus Deserno, Qiang Du(Co-Chair), Reinhard Lipowsky(Co-Chair) Local coordinators: Zhong-can Ou-Yang (Co-Chair), Zhanchun Tu(Contact Person), Yajun Yin, Pingwen Zhang(Co-Chair) Bio-membranes are very crucial for the life of cells. These self-assembled, quasi-two-dimensional structures not only isolate a cell from its surroundings, but also compartmentalize the interior of eucaryotic cells into a variety of distinct organelles (such as the nucleus, the endoplasmic reticulum, or the Golgi apparatus). In conjunction with various membrane-bound proteins bilayer membranes frequently assist fundamental cell biological functions, such as sorting and transport of lipids and proteins, signaling, endocytosis, adhesion, etc. Consequently, it is very important to quantitatively understand their mechanical and physicochemical behavior. Besides gaining fundamental scientific insight, a detailed knowledge of lipid bilayer membranes will also advance biotechnology applications, such as drug delivery and targeted therapies. This four-week program will cover the following areas: (i)Experimental investigations of lipid vesicles and cell membranes: Experimental research in the past few decades on both living cells and a variety of idealized model membranes has revealed a great deal about the structure and function of cellular membranes. For instance, model membranes in the form of mixed lipid bilayer vesicles featuring a fluid-ordered (lo) and fluid-disordered (ld) phase coexistence have been very carefully analyzed over a range of temperatures. Given a suitably chosen lipid composition, these systems can represent certain aspects of real biological cell membranes very well, and this permits highly accurate and controlled studies of how key biological processes (such as signaling between proteins, sorting and transport of proteins, endocytosis, and adhesion) are influenced by the presence and extent of a fluid-phase coexistence. Furthermore, the recent spectacular advances in optical microscopy enable us to directly examine living cells at very high resolution and refine our understanding of membranes physiologyin vivo. Extensive research is currently being pursued to explore the mechanisms that determine the laterally heterogeneous structure of the plasma membrane, membrane-protein interactions, and the dynamic sorting of lipids and proteins that takes place within the Golgi apparatus. While this research is predominantly aimed at understanding cell membrane functionality, it also complements and critically informs the development of theory and computational tools. Accordingly, we propose a detailed discussion of recent advances in experimental methods involving lipid bilayer membranes in our program. (ii)Theory and modeling of lipid bilayer membranes: The elastic and thermodynamic bilayer properties, such as its bending stiffness and spontaneous curvature, or the line tension between two coexisting phases, are of considerable importance for macroscopic membrane behavior. For instance, the spontaneous curvature co-determines the preferred configuration of a piece of unconstrained membrane without any force or moment acting on it, and the line tension along a liquid-liquid phase boundary gives rise to nontrivial stresses and moments that not only affect the membrane shape but also the location of the line itself. All these membrane-related quantities, together with the osmotic pressure across the membrane or other external forces (due for instance to adhesion or attachment to filaments) determine the equilibriumshape of a vesicle and co-determine the statics and dynamics of vesiculation and fission (closely related to endo- and exocytosis or viral budding), adhesion (important for instance in sensing and locomotion), or mediated interactions (relevant for instance in signaling). The influence of the physical parameters mentioned above are often investigated by studying the equilibrium shapes of fluid membranes, determined on the basis of a very well characterized and enormously successful continuum model resting on curvature elasticity. This section of our program will focus on various extensions and refinements of the mechanical models proposed for the study of lipid membranes. Specific topics include the efficient modeling of elasticity, phase separation, thermal shape fluctuations, and adhesion of vesicles to substrates. The role played by the additional cytoskeleton in cell membranes will also be explored. (iii)Computational investigations of lipid bilayer membranes: Along with experimental and theoretical studies, computation has gained an increasingly more important role in the advancement of lipid membrane research. Computational tools such as molecular dynamics simulations, Monte Carlo, phase field methods, immersed boundary techniques, etc. have enabled researchers to answer many fundamental questions that are difficult to address directly in experiment or too complex to permit an analytic treatment. Computational tools such as molecular dynamics simulations approach the problem from the point of view that membranes are composed of molecules that are interacting with each other. In contrast, tools such as the phase field or immersed boundary method aim to find approximate solutions to the macroscopic shape equations obtained from continuum theory. Self assembly of lipid molecules into a membrane,membrane protein interactions, budding and fission, virus entry or exit and nanoparticle uptake by membranes, dynamics of lipid vesicles/cells in viscous fluid, adhesion of multi-component membranes and of membranes to substrates of complex geometry are just a few examples for which these techniques have been applied with great success. In this part of our program we would like to discuss recent advances and new challenges in this field. The rough schedule of this program is: (a) May 7, Opening. (b) May 7 – 9, Tutorial lectures on lipid membranes, experimental techniques. (c) May 8 – 15, Workshop on fundamentals of lipid membrane and experimental research. (6-8 lectures/day) (d) May 16–June 1, Theoretical modeling, computational simulation and experimental investigation on membranes. (2 lectures/day; discussion and collaboration between participants)
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国际科研动态与进展 8月9日
xupeiyang 2011-8-9 09:00
近日,在癌基因、人造精子、细胞转化、心理等方面取得重要研究进展。----许博主 · Science获癌症研究新突破:新脑癌基因 (8-9) · Nature新闻:锌指核酸酶技术可生成不可预知的错误 (8-9) · 一种病原体可以产生两种不同生物膜 (8-9) · 专家发现“木偶大师”基因 前列腺癌始作俑者 (8-9) · 美直接将人体皮肤细胞转化为神经元 (8-9) · 以开发出治疗慢性伤口药物 (8-9) · 科学家成功培养“人造精子” (8-9) · 癌症风险分析的创新技术 (8-9) · 荷兰研究证明“情人眼里出西施” (8-9) · 研究发现:父母地缘差异大后代个子高 (8-9) · 生命中的量子力学效应 量子生物学曙光初现 (8-9) · 一种蛋白质能抑制癌细胞扩散 (8-9) · 四款新型流式细胞仪选购比较 (8-8) · 加拿大学者研发出更有效测量处方药功效的方法 (8-8) · 科学家预言:恰当饮食能让人类90岁后停止衰老 (8-8) · “哈利-波特”系列人物魔力分析:隐性基因改变赫敏 (8-8) · 科学家发现导致少数人没有指纹罕见现象的基因 (8-8) · 英研究说熊去氧胆酸可治心律不齐 (8-8) · 研究发现高脂肪食物可缓解低落情绪 (8-8) · Nature封面:“吸血鬼”的故事 (8-5) · 癌症首席科学家Science新周刊发新检测方法 (8-5) · Science、nature两篇文章聚焦RNA分析技术 (8-5) · 一种治疗HIV感染药物可用于抗疟疾 (8-5) · 摄入高脂食物使人心情愉悦 (8-5) · 一种便携式医疗诊断设备成功开发 (8-5) · 研究表明哭泣无助扭转坏心情 (8-5) · 生长因子发挥作用 科学家成功令血管再生 (8-5) · 德科学家实验"人脑刹车" (8-5) · 日研究人员找到与调节血压相关的蛋白质 (8-5) · 病原菌研究帮助设计医疗和军用机器人 (8-5) · 脑结构异常 吸毒易上瘾? (8-5) · 人类大脑随年龄增长而不断缩小 (8-5) · 英开发出早产儿药物测试新法 (8-5) · 阻断焦虑和减轻尼古丁的奖赏效应的研究获新突破 (8-5) · 人造椎间盘在动物身上试验成功 (8-5) · RV5疫苗预防轮状病毒疾病效果良好 (8-5) · 在婴儿期接触霉菌会增加哮喘风险 (8-5) · 全新尿液检测改善了前列腺癌的筛检结果 (8-5) · 研究:戒烟为何导致情绪低落 (8-5) · 院士Science发重大成果:第一个植物蛋白互作图谱 (8-4)
个人分类: 热点前沿|1272 次阅读|0 个评论
MBBR移动床生物膜反应器的特点
anan 2010-11-24 09:22
随着污水排放标准的不断提高,对于MBBR移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor)的研发和应用必将得到快速发展。下面是一些关于MBBR的一些资料: MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。   MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点,是一种新型高效的污水处理方法,依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜,这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性,使之扬长避短,相互补充。与以往的填料不同的是,悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为移动的生物膜。
个人分类: 环境保护|4768 次阅读|0 个评论
IWA Biofilm 2011 Conference: Processes in Biofilm, will be held in Tongji Univer
热度 1 wrc218 2010-9-29 01:00
IWA Biofilm 2011 Conference: Processes in Biofilm, will be held in Tongji University, Shanghai, 27-30, Oct., 2011 The aim of IWA Biofilm 2011 is to provide a forum for biofilm researchers in academia and industry to exchange ideas, to review recent advances and future needs in biofilm researches, to gather new insights into processes in biofilms and their applications in water and wastewater treatment . Particular emphasis will be placed on the following topics: l Methods and tools to study biofilms l EPS, Biofilm structure and activity l Biofilm microbiology and ecology l Mathematic modelling of biofilm processes l Biofilm technologies and biofouling Important dates: First Announcement: 1st, September, 2010. Deadline for abstract submission: 31st, January, 2011. Notification of acceptance: 15th, April, 2011. Deadline for early bird registration: 1st, August, 2011. Flyers for this conference is attached in the accessory. You can also see the flyers in my album. IWA Biofilm2011
个人分类: 生活点滴|4666 次阅读|4 个评论

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