何谓走势必完美,对于缠论初学者的理解:每个周期的图形都会走出一个或者二个中枢背驰,此谓“完美”;随之而来的疑惑:为什么有的周期背驰,但有的周期根本不背驰?一点都不完美!实际正确理解:每个周期的图形必将完成,最简单的“N”字形结构即为走势必完美。任何再复杂的形态最终都可以分解成这种基本结构,只是对应的级别和强度各不相同罢了。对于小级别而言,只需比较“N”型第三段和第一段的力度比较;对于较大周期,则需要引入“中枢”这一概念。以走势中枢为中间点的力度比较,尤如拔河,力大者,持有原仓位,力小者,反向操作。
#单细胞生物如何实现趋利避害#
这个问题问的是单细胞生物如何趋利避害,本身趋利避害是一个很宽泛的概念,我觉得可以拆分成两个环节:发现环境中的利/害和做出响应,比如发现某个地方的养分浓度高,然后向养分游动;等过了一会发现养分吃光了,而这个地方挤满了同类的个体,就向同类稀疏的地方游动。这两句话里面其实包含着相当复杂的生物机制。
单细胞生物的运动方式,以及要如何判断周围个体多少的问题。事实上单细胞生物之间并不是只能以个体做出行为的,它们互相之间也能通过一个系统“交流”来知道环境中有多少个其他个体,而这个系统使得单细胞生物能够更好的趋利避害。
当你阅读这段话的时候,你通过阅读汉字获取信息,或许正同时默念着这句话。这一套文字语言系统是人类作为智慧生命的基本前提。低等一些的动物虽然无法说出复杂的语言,但它们仍然能依靠各种载体来传播信息,比如保护色,信息素,叫声等等。然而更为低等的微生物是如何互相传递信息的呢?它们没有获取信息需要的视觉嗅觉等各种感官,身为单细胞生命,它们也没有神经系统可以处理信息。
正如每篇科普文章里“曾经”的结论都是为了引出后来的新发现一样,在上世纪60-70年代科学家发现并逐渐了解了微生物上存在分泌信号分子---监测环境信号分子浓度---根据浓度水平响应来抑制/启动特定基因表达---最终使微生物在群体层面上行为达到同步化的一套系统。这个系统被命名为Quorum Sensing System,简称QS。Quorum本来指的是法律上法定人数的意思,在这里用来形容和细菌群体密度以及数量相关的QS系统非常巧妙。
Quorum sensing的机理简单言之,就是每个细菌个体,都持续地以低浓度释放一定的信号分子,当细菌的数量达到一定值的时候,信号分子的浓度也就达到一定阈值,其与对应的受体或者激酶结合,激活对应的启动子下游基因的表达,在其中同样包括该信号分子的合成酶(这是尤其关键的),故形成一个简单的正反馈网络。通过正反馈网络,环境中的信号分子浓度迅速提高,由此迅速对整个微环境中的微生物行为进行同步。
一个对QS系统机理的简单示意图,AHL是一种信号分子,在不断分泌到达阈值后启动下游基因
群体感应最初是在夏威夷短尾鱿鱼身体中的腔室中发现并且研究的。与夏威夷短尾鱿鱼共生的费氏弧菌被储藏在鱿鱼特定的器官里面,每到夜晚来临的时候,细菌生长到一定的细胞密度,就会通过群体感应系统激活下游的荧光素酶的合成。接着由荧光素酶催化发出荧光。鱿鱼通过这种荧光求偶或者隐藏自己的影子。在鱿鱼的腔室背部和四周有类似反射镜的表面,而腹侧有棱镜状的肌肉,调节光强弱。鱿鱼为费氏弧菌提供富营养的培养环境,通过细胞表面受体的选择性作用捕获特定的细菌,而菌通过周期性的发光为鱿鱼提供某种生存优势。要实现群体层面上的同步发光,就只能通过QS系统。
费氏弧菌
QS系统允许了微生物能够在群体层面上有感知和响应做出决策的能力,使微生物某种意义上具备一些“智能”。比如形成生物膜(biofilm)和致病菌分泌毒素,都需要在短时间内大量微生物的协同工作,而细菌间彼此交流的“语言”QS系统就显得尤为关键。我们以致病菌为例,如果没有QS系统,每个致病菌只能自行“决定”致病基因表达的时机,分泌毒素,最终很可能被免疫系统逐个击破,从群体层面上致病菌也无法繁衍下去。分泌生物膜同理,必须要一地的细菌同时分泌才能有效。
而有了QS系统后,只要环境中致病菌的数量达到阈值,致病菌就选择同步启动致病基因表达,分泌毒素,更高效的搞起破坏来。这里分泌毒素的场景也可以替换成生成生物膜,增快/降低繁殖速度等各种程序--而在细菌在不同浓度下会执行不同的写在DNA里的程序:金黄色葡萄球菌在低细胞浓度的情况下开启生物膜的形成,表达粘连蛋白;在高细胞浓度的情况下,抑制生物膜的形成,并表达外毒素与蛋白酶还有其他一些感染因子,就是通过QS系统实现的。QS系统的机制其实并不复杂,但就是这样一个信号浓度达到阈值——启动相关基因表达——实现群体行为的系统,使得微生物能涌现出群体行为,通过菌多力量大来增加对环境的适应性,也就是题目中问的“趋利避害”。
大家或许都听说过巴别塔的故事,上帝为了不让人类能够建成通天的巴别塔,使不同的人使用不同的语言,这样人类之间就产生了隔阂和不同的文化,再也无法合作建设巴别塔了。而QS系统作为细菌的语言,在演化过程中也产生了不同的“语种”和“语系”,它们分别是介导革兰氏阳性菌群体感应的寡肽、介导革兰氏阴性菌群体感应的酰基高丝氨酸内酯(AHL)和能同时介导革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌群体感应的自诱导物-2。
如果说上面三种是不同语系的话,AHL的QS系统也有几种不同的信号分子和对应的感受器,这就是不同的语种。有的细菌甚至还是天生的“多语言者”,具备生存上的某种优势。信号分子和感受器的特异性也是QS系统的一个特点。以AHL信号分子为例,它们拥有相似的化学结构,只是碳链长度上有区别,但这一差异就导致了信号分子之间不能互相被对应感受器识别(当然,有的时候还是会出现串扰,自然界的东西哪有严格正交的)。无论是深究不同QS系统间的串扰现象及其作用,改造QS系统的正交性,还是利用QS系统特异性来实现一些工程上的目标,都是很有意思的研究。
Las,Rhl,Lux3种不同的QS系统的信号分子结构是比较类似的,因此互相之间会有串扰
给一个更直观的例子,QS系统在合成生物学中经常被用到,这个文章中研究者就利用了QS系统中的lux系统,让改造后的细菌实现同步裂解,原理就是群体规模到达一定的时候(即环境中AHL分子打到一定浓度)就启动QS系统引导的裂解程序。
A图是环路设计,这个环路的工作效果是细菌会在繁殖到一定数目后同步裂解,设计好的工程菌自带荧光,所以可以看到下面视频中荧光的闪烁
荧光消失=细菌裂解
在我一个微生物学门外汉看来,QS系统是微生物最有趣的一个特性。它让微生物能够表现出群体性质和涌现出一些群体行为,而这个演化而来的系统虽然并不完美(不同QS系统的信号分子-感受器之间的串扰其实挺严重的),但在合成生物学领域能做很多事情,包括但不限于:搭设生物中的“电路和逻辑门”,检测微生物密度,实现细胞之间的通讯,etc。最酷炫的就是搭设生物电路,想象一下,我们有不同的QS系统(信号分子和感受器),信号分子和感受器之间有特异性,那么就可以搞出与门,或门,NOR gate等各种元件来。有关这个话题就在此不多赘述了,感兴趣的读者可以去搜索Quorum Sensing+ Gene Circuits,这也并不是什么很新的东西。
这个问题问的是单细胞生物如何趋利避害,本身趋利避害是一个很宽泛的概念,我觉得可以拆分成两个环节:发现环境中的利/害和做出响应,比如发现某个地方的养分浓度高,然后向养分游动;等过了一会发现养分吃光了,而这个地方挤满了同类的个体,就向同类稀疏的地方游动。这两句话里面其实包含着相当复杂的生物机制。
单细胞生物的运动方式,以及要如何判断周围个体多少的问题。事实上单细胞生物之间并不是只能以个体做出行为的,它们互相之间也能通过一个系统“交流”来知道环境中有多少个其他个体,而这个系统使得单细胞生物能够更好的趋利避害。
当你阅读这段话的时候,你通过阅读汉字获取信息,或许正同时默念着这句话。这一套文字语言系统是人类作为智慧生命的基本前提。低等一些的动物虽然无法说出复杂的语言,但它们仍然能依靠各种载体来传播信息,比如保护色,信息素,叫声等等。然而更为低等的微生物是如何互相传递信息的呢?它们没有获取信息需要的视觉嗅觉等各种感官,身为单细胞生命,它们也没有神经系统可以处理信息。
正如每篇科普文章里“曾经”的结论都是为了引出后来的新发现一样,在上世纪60-70年代科学家发现并逐渐了解了微生物上存在分泌信号分子---监测环境信号分子浓度---根据浓度水平响应来抑制/启动特定基因表达---最终使微生物在群体层面上行为达到同步化的一套系统。这个系统被命名为Quorum Sensing System,简称QS。Quorum本来指的是法律上法定人数的意思,在这里用来形容和细菌群体密度以及数量相关的QS系统非常巧妙。
Quorum sensing的机理简单言之,就是每个细菌个体,都持续地以低浓度释放一定的信号分子,当细菌的数量达到一定值的时候,信号分子的浓度也就达到一定阈值,其与对应的受体或者激酶结合,激活对应的启动子下游基因的表达,在其中同样包括该信号分子的合成酶(这是尤其关键的),故形成一个简单的正反馈网络。通过正反馈网络,环境中的信号分子浓度迅速提高,由此迅速对整个微环境中的微生物行为进行同步。
一个对QS系统机理的简单示意图,AHL是一种信号分子,在不断分泌到达阈值后启动下游基因
群体感应最初是在夏威夷短尾鱿鱼身体中的腔室中发现并且研究的。与夏威夷短尾鱿鱼共生的费氏弧菌被储藏在鱿鱼特定的器官里面,每到夜晚来临的时候,细菌生长到一定的细胞密度,就会通过群体感应系统激活下游的荧光素酶的合成。接着由荧光素酶催化发出荧光。鱿鱼通过这种荧光求偶或者隐藏自己的影子。在鱿鱼的腔室背部和四周有类似反射镜的表面,而腹侧有棱镜状的肌肉,调节光强弱。鱿鱼为费氏弧菌提供富营养的培养环境,通过细胞表面受体的选择性作用捕获特定的细菌,而菌通过周期性的发光为鱿鱼提供某种生存优势。要实现群体层面上的同步发光,就只能通过QS系统。
费氏弧菌
QS系统允许了微生物能够在群体层面上有感知和响应做出决策的能力,使微生物某种意义上具备一些“智能”。比如形成生物膜(biofilm)和致病菌分泌毒素,都需要在短时间内大量微生物的协同工作,而细菌间彼此交流的“语言”QS系统就显得尤为关键。我们以致病菌为例,如果没有QS系统,每个致病菌只能自行“决定”致病基因表达的时机,分泌毒素,最终很可能被免疫系统逐个击破,从群体层面上致病菌也无法繁衍下去。分泌生物膜同理,必须要一地的细菌同时分泌才能有效。
而有了QS系统后,只要环境中致病菌的数量达到阈值,致病菌就选择同步启动致病基因表达,分泌毒素,更高效的搞起破坏来。这里分泌毒素的场景也可以替换成生成生物膜,增快/降低繁殖速度等各种程序--而在细菌在不同浓度下会执行不同的写在DNA里的程序:金黄色葡萄球菌在低细胞浓度的情况下开启生物膜的形成,表达粘连蛋白;在高细胞浓度的情况下,抑制生物膜的形成,并表达外毒素与蛋白酶还有其他一些感染因子,就是通过QS系统实现的。QS系统的机制其实并不复杂,但就是这样一个信号浓度达到阈值——启动相关基因表达——实现群体行为的系统,使得微生物能涌现出群体行为,通过菌多力量大来增加对环境的适应性,也就是题目中问的“趋利避害”。
大家或许都听说过巴别塔的故事,上帝为了不让人类能够建成通天的巴别塔,使不同的人使用不同的语言,这样人类之间就产生了隔阂和不同的文化,再也无法合作建设巴别塔了。而QS系统作为细菌的语言,在演化过程中也产生了不同的“语种”和“语系”,它们分别是介导革兰氏阳性菌群体感应的寡肽、介导革兰氏阴性菌群体感应的酰基高丝氨酸内酯(AHL)和能同时介导革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌群体感应的自诱导物-2。
如果说上面三种是不同语系的话,AHL的QS系统也有几种不同的信号分子和对应的感受器,这就是不同的语种。有的细菌甚至还是天生的“多语言者”,具备生存上的某种优势。信号分子和感受器的特异性也是QS系统的一个特点。以AHL信号分子为例,它们拥有相似的化学结构,只是碳链长度上有区别,但这一差异就导致了信号分子之间不能互相被对应感受器识别(当然,有的时候还是会出现串扰,自然界的东西哪有严格正交的)。无论是深究不同QS系统间的串扰现象及其作用,改造QS系统的正交性,还是利用QS系统特异性来实现一些工程上的目标,都是很有意思的研究。
Las,Rhl,Lux3种不同的QS系统的信号分子结构是比较类似的,因此互相之间会有串扰
给一个更直观的例子,QS系统在合成生物学中经常被用到,这个文章中研究者就利用了QS系统中的lux系统,让改造后的细菌实现同步裂解,原理就是群体规模到达一定的时候(即环境中AHL分子打到一定浓度)就启动QS系统引导的裂解程序。
A图是环路设计,这个环路的工作效果是细菌会在繁殖到一定数目后同步裂解,设计好的工程菌自带荧光,所以可以看到下面视频中荧光的闪烁
荧光消失=细菌裂解
在我一个微生物学门外汉看来,QS系统是微生物最有趣的一个特性。它让微生物能够表现出群体性质和涌现出一些群体行为,而这个演化而来的系统虽然并不完美(不同QS系统的信号分子-感受器之间的串扰其实挺严重的),但在合成生物学领域能做很多事情,包括但不限于:搭设生物中的“电路和逻辑门”,检测微生物密度,实现细胞之间的通讯,etc。最酷炫的就是搭设生物电路,想象一下,我们有不同的QS系统(信号分子和感受器),信号分子和感受器之间有特异性,那么就可以搞出与门,或门,NOR gate等各种元件来。有关这个话题就在此不多赘述了,感兴趣的读者可以去搜索Quorum Sensing+ Gene Circuits,这也并不是什么很新的东西。
法身到底是什么?
心的本性是佛性。密宗会告诉我们,心的本性是法身。
何谓法身?佛有三身:化身、报身和法身。两千五百多年前在印度以人的形象出世的释迦牟尼佛,就是佛的化身。当时的人们,无论是贫穷的人、富裕的人,出家人、在家人,佛教徒、外道徒,所有人都能看得见,这样的佛,就是具代表性的化身。
报身是普通人看不见,只有一地以上的菩萨才能见到的佛身,譬如金刚萨埵、阿弥陀佛等等。
佛的法身,是真正的佛。如《金刚经》云:“若以色见我,以音声求我,是人行邪道,不能见如来。”具有身体、形状、颜色和面孔的佛的报身,只是法身的投影。化身,又是报身的投影,实际上都不是严格意义上的佛。但因为每个众生心中有法身的存在,所以一地以上的菩萨能看得到报身,普通众生能看到化身。
法身到底是什么呢?
在藏传佛教中,经常称普贤王如来的像为法身。汉传佛教的密宗里面,也称大日如来、毗卢遮那佛为法身。但这些有头、有手、有面孔、有形象的佛,只是一种象征,实际上不是法身。真正的法身,是心的本性。在小乘、大乘,显宗、密宗,藏传、汉传佛教中,将心的本性诠释得最清楚的,是大圆满法。
大圆满法中,把心的本性讲得非常细致,非常透彻。大圆满的证悟方式,也简单明了。除了大圆满以外,禅宗也讲心的本性,尤其是达摩祖师的论典,将心的本性剖析得一清二楚。
虽然心的本性是法身,但以眼耳鼻舌身五种感官感知到的众生形象并不是佛,世界也不是清净的刹土,而是充满了贪嗔痴、不公平、战争、饥饿、自然灾害等各种各样的不完美。唯有以证悟的智慧,也即以慧眼或者法眼来观照时,我们不是众生,而是佛。我们所在的这个世界,也不是娑婆世界,而是像西方极乐世界、东方琉璃光世界一样清净的刹土。
心的本性是佛性。密宗会告诉我们,心的本性是法身。
何谓法身?佛有三身:化身、报身和法身。两千五百多年前在印度以人的形象出世的释迦牟尼佛,就是佛的化身。当时的人们,无论是贫穷的人、富裕的人,出家人、在家人,佛教徒、外道徒,所有人都能看得见,这样的佛,就是具代表性的化身。
报身是普通人看不见,只有一地以上的菩萨才能见到的佛身,譬如金刚萨埵、阿弥陀佛等等。
佛的法身,是真正的佛。如《金刚经》云:“若以色见我,以音声求我,是人行邪道,不能见如来。”具有身体、形状、颜色和面孔的佛的报身,只是法身的投影。化身,又是报身的投影,实际上都不是严格意义上的佛。但因为每个众生心中有法身的存在,所以一地以上的菩萨能看得到报身,普通众生能看到化身。
法身到底是什么呢?
在藏传佛教中,经常称普贤王如来的像为法身。汉传佛教的密宗里面,也称大日如来、毗卢遮那佛为法身。但这些有头、有手、有面孔、有形象的佛,只是一种象征,实际上不是法身。真正的法身,是心的本性。在小乘、大乘,显宗、密宗,藏传、汉传佛教中,将心的本性诠释得最清楚的,是大圆满法。
大圆满法中,把心的本性讲得非常细致,非常透彻。大圆满的证悟方式,也简单明了。除了大圆满以外,禅宗也讲心的本性,尤其是达摩祖师的论典,将心的本性剖析得一清二楚。
虽然心的本性是法身,但以眼耳鼻舌身五种感官感知到的众生形象并不是佛,世界也不是清净的刹土,而是充满了贪嗔痴、不公平、战争、饥饿、自然灾害等各种各样的不完美。唯有以证悟的智慧,也即以慧眼或者法眼来观照时,我们不是众生,而是佛。我们所在的这个世界,也不是娑婆世界,而是像西方极乐世界、东方琉璃光世界一样清净的刹土。
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