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Progress in Life Sciences Report from Science in 2006

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Progress in Life Sciences. Report from Science in 2006. 掠食者帮助珊瑚礁恢复. - PowerPoint PPT Presentation

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Progress in Life Sciences

Report from Science in 2006

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掠食者帮助珊瑚礁恢复

• 新研究发现,一个回到禁捕的巴哈马群岛海洋保护区的顶级掠食者意想不到地带来了该保护区珊瑚礁的复苏。 Peter Mumby 和同事说,珊瑚中的这个有关拿骚 (NASSAU) 鲈鱼、它的捕猎对象鹦嘴鱼、以及鹦嘴鱼的吃草习性的故事显示,保护区对海洋栖息地可能提供出乎意料的好处。鹦嘴鱼是巴哈马群岛珊瑚礁中主要的吃草动物,它们通过吃长在珊瑚礁上的海藻清洗珊瑚帮助其生长。拿骚鲈鱼是以鹦嘴鱼为食的,所以咋看起来建立一个禁捕区会增加鲈鱼的数量,对珊瑚礁来说不是好事。然而,研究人员发现,鲈鱼的出现带来了珊瑚中鹦嘴鱼大小的变化,使它们变得更大也游得更快,以便能从鲈鱼口中逃生。这些大个的鹦嘴鱼也成为珊瑚礁中更有效的吃草动物,从而使珊瑚礁更干净也长得更快。在一篇相关的 " 研究评述 " 中, Ove Hoegh-Guldberg 指出,这项工作正是说服政府和其它机构认识建立海洋保护区是有价值的保护工具所需要的那种。 报告: Fishing, Trophic Cascades, and the Process of Grazing on Coral Reefs, Peter J. Mumby, et al. 研究评述: Complexities of Coral Reef Recovery, Ove Hoegh-Guldberg

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抑郁与羟色胺可能是如何联系的

• 一项新研究也许能帮助解释长期已知的抑郁与羟色胺信号异常的关系。新发现揭示了脑蛋白 p11 与羟色胺受体 5-HT1B ( 羟色胺 1B) 之间的几个相互作用,这个受体在过去的研究中被发现与抑郁、强迫症 (obsessive compulsive disorder) 、药物成瘾、焦虑症、侵略性、以及睡眠有关。这个 p11 蛋白增加细胞表面上有的羟色胺 1B 受体的数量。相关 " 研究评述 " 的作者 Trevor Sharp 指出,新工作还提出了 p11 在导致和治疗抑郁中起重要作用的可能性。研究人员发现在服用了抗抑郁药物的啮齿动物大脑中的 p11 增加,但是在抑郁的一个模式动物中以及患有抑郁症的死亡人身上减少。而且,文章作者显示,敲掉 p11基因的小鼠表现出类似抑郁的行为, p11 的增加与抑郁症状减轻相联系。 报告:Alterations in 5-HT1B Receptor Function by p11 in Depression-Like States, Per Svenningsson, et al. 研究评述: A New Molecule to Brighten the Mood, Trevor Sharp

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打捞伐木与森林再生

• 打捞伐木是指从最近被火烧过的森林中取出木材,本期一篇简报指出,打捞伐木妨碍了美国西北部一个道格拉斯冷杉林的再生,而且可能增加了森林冷杉未来火灾的风险。研究人员分析了美国俄勒冈州 2002年 Biscuit 火灾后针叶树再生的早期数据。他们发现,野火后伐木过程中所造成的土壤干扰以及木质物质的掩埋使针叶树的再生减少了 70% 。伐木也增加了地面上的枝干量,这些都是未来火灾的可能燃料。这项工作也许为澄清火灾刚过后从森林中取出木材的代价和收益提供了新数据,但是仍需要其它火灾和其它类型森林的数据。美国最近森林天然火灾的增加使火灾后如何管理公共森林的争论变得更加激烈,火灾后伐木是美国国会在 2005年底立法中的一个议题。 科学特快报告:Post-Wildfire Logging Hinders Regeneration and Increases Fire Risk, D. C. Donato, et al.

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猫科的新系统树

• 科学家用所有 37 个活着猫科物种的 X 和 Y染色体 DNA以及线粒体 DNA 的数据建立了一个新的猫科系统树。猫科系统树一直比较难确定,部分地因为猫化石非常罕见,部分地因为大多数现存的猫科物种是在比较近进化来的。在 Warren Johnson 和一个国际小组建立的这个新的系统树中,现代猫的根在亚洲,它们的起源不早于 1100万年前,这之后现代猫做了至少 10次跨越大陆的迁徙,达到它们现在在全球的分布。这个分子树有 8支主要的猫谱系,包括有狮子和老虎的“吼猫”、非洲野猫、美洲豹猫 、以及常见的家猫。 报告: The Late Miocene Radiation of Modern Felidae: A Genetic Assessment, Warren E. Johnson, et al.

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人类造成的海洋变暖

• 美国南加州沿海的沉积物中微小水生物的分布显示,该北太平洋区域的水体在 20世纪变暖的程度是过去 1400年中不曾有的。自从这个现象被发现以来,是什么原因造成 20世纪 70年代北太平洋的这个主要变化 -- 海洋 - 大气条件的自然变化还是人类引起的全球变暖,一直是人们激烈争论的问题。 David Field 和同事通过分析来自圣巴巴拉海峡沉积物中不同浮游有孔虫物种的丰富程度进一步检验了这个问题。他们发现,在 20世纪 60年代,较冷水域物种数相对较暖水域物种数有大的下降,也是在这段时间海洋表面的变暖开始向更深的水域扩展。这些研究人员还发现,热带有孔虫与亚热带有孔虫物种的比例在 20世纪末期比过去 1400年中的任何时候都低。这些发现提出,人类活动的驱动是北太平洋 20世纪 70年代变化的一个重要原因。 报告: Planktonic Foraminifera of the California Current Reflect 20th-Century Warming, David B. Field, et al.

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有缺陷的登革病毒也许是个寄生物

• 一项在缅甸做的新研究指出,登革病毒的一个有缺陷的毒株也许靠拣拾同一宿主身上功能正常病毒的蛋白存活和蔓延。 John Aaskov 和同事说,这个被称为互补的寄生战略使有缺陷毒株得以复原,可能在该病毒的毒性以及其在人类的传播上有重要作用。登革热是一种由蚊子传染的 RNA病毒引起的热带疾病,最近曾在亚洲灾难性地爆发过。这个有缺陷的毒株带有一个应该使病毒失效的遗传错误,但是研究人员发现它在蚊子种群和人群中能很快地传播。引人注意的是,这个有缺陷毒株的扩散与另一个登革病毒株的衰退同时发生,这也许意味着一个战胜登革热爆发的新的公共卫生策略。 报告:Long-Term Transmission of Defective RNA Viruses in Humans and Aedes Mosquitoes, John Aaskov, Katie Buzacott, Hlaing Myat Thu, Kym Lowry, and Edward C. Holmes

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生物钟究竟如何保持时间

• 新研究指出,一些关于动物、植物的生物钟如何保持生物时间的基本假设可能不正确。这项工作涉及两个调节生物钟的蛋白,它们每天从钟细胞的细胞质进入细胞核一次。人们目前认为,这两个蛋白( PERIOD 和 TIMELESS)的结合所需要的时间影响他们从细胞质进入细胞核的时间。但是新研究的作者报告说,在活的果蝇细胞中, PERIOD 和 TIMELESS 的结合不需要很多时间,而且它们在进入细胞核之前分离开, PERIOD 和 TIMELESS 到细胞质的运动量与这两个蛋白在细胞质中的浓度无关。一篇相关研究评述的作者写道,现在看来,PERIOD 和 TIMELESS进入细胞核的时间通过一个间隔定时器的作用而延迟,这个间隔定时器的存在是完全出乎人们意料的。 报告:PER-TIM Interactions in Living Drosophila Cells: An Interval Timer for the Circadian Clock, Pablo Meyer, Lino Saez, and Michael W. Young 研究评述: Running a Clock Requires Quality Time Together, Jay C. Dunlap

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脑脊液给神经元引路

• 一个国际小组新的小鼠研究揭示,新生神经元在脑脊液流中携带的迁移信号因子的帮助下,从它们的出生处迁移到大脑的嗅球中。神经元到它们在大脑的指定位置的复杂迁移受到几个因子的引导,包括已被充分研究过的那些给神经元确定具体运动方向和动力的信号分子。 Kazunobu Sawamoto 和同事发现,形成神经元的名为纤毛的微小细胞结构协调地搏动,在一个区域内产生一个脑脊液的定向流。他们显示,这个脑脊液流携带一个帮助将神经元引导到嗅球的信号因子的梯度。 科学特快报告:New Neurons Follow the Flow of Cerebrospinal Fluid in the Adult Brain, Kazunobu Sawamoto, et al.

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环境中的抗生素耐药性

• 科学家最近普查了来自土壤的 480 种不同芽胞微生物,发现其中每一种对至少 7 种现有的抗生素有耐药性,包括对一些最新开发出的药物。类似这样的更好地了解自然界中存在的抗生素耐药性的努力,将为未来可能困扰人类的新抗生素耐药性提供线索。 Vanessa D'Costa 和同事分离和分析的这批土壤微生物属于链霉菌属,许多临床有用的抗生素来自这个菌属。一篇相关研究评述的作者写道,这项工作显示,合成对控制细菌疾病有重大作用的化合物的微生物本身,也具有同样复杂的保护自身不受它们的有毒产物破坏的机制,揭示了 " 抗生素观念黑暗的一面 " 。文章作者说,虽然这项研究并没有给出抗生素耐药性从土壤到致病细菌直接转移的证据,但是它发现了一个过去人们认识不够的高密度和集中的环境抗生素耐药性。 报告: Sampling the Antibiotic Resistome, Vanessa M. D'Costa, Katherine M. McGrann, Donald W. Hughes, and Gerard D. Wright 研究评述:Weapons of Microbial Drug Resistance Abound in Soil Flora, Alexander Tomasz

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禽流感病毒数据增加了一倍

• 一项新研究使公共数据库中的禽流感基因信息增加了一倍,研究还揭示了一个新的基因模体 (motif) ,这可能是某些爆发流感病毒 (包括正在亚洲和欧洲爆发的 H5N1禽流感 )毒性的关键。 John Obenauer 和同事分析了 2196 个禽流感基因以及 169 个采集的不同野生鸟类样品的完整基因组。他们在禽流感病毒 NS 1 蛋白上发现了一个特殊的模体,该模体可能会使病毒与人类宿主的某些蛋白结合,破坏这些蛋白的活性。研究人员说,高死亡率的 H5N1病毒的 NS 1 蛋白上都有一个 "禽 " 模体,而 1957年和 1969年曾爆发过的低死亡率两种病毒的NS 1 蛋白上有一个人类 " 模体,这个模体看起来与宿主蛋白相互作用的能力较差。 Obenauer 和同事还用了一个他们称为 " 蛋白分型 (proteotyping)" 的技术在禽流感蛋白中寻找独特的氨基酸差别,来确定病毒的变化,这些变化可能被跟踪病毒基因进化的传统家系树方法漏掉。研究人员说,这个技术也许 " 对在感染过程中确定流感病毒蛋白相互作用上有用 " 。 科学特快报告:Large-Scale Sequence Analysis of Avian Influenza Isolates, John C. Obenauer, et al.

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鹿肌肉中的朊毒体

• 新研究指出,感染了慢性消耗病 (CWD)鹿的腿部肌肉中有传染性朊毒体。朊毒体是哺乳动物的能传染的蛋白质介质,能引起中枢神经系统致命的神经退化性疾病。慢性消耗病是一种传染的朊毒体病,主要感染北美的鹿和麋鹿。研究人员将患有 CWD骡鹿的腿部肌肉和大脑的提取物注射给易患 CWD 的转基因小鼠的大脑中。提取物在小鼠身上引发了进展性神经系统功能障碍。大脑提取物比肌肉提取物的作用来得快,意味着患有 CWD鹿的大脑中比腿部肌肉中的感染性朊毒体的量高。新研究说,处理或食用感染了 CWD 鹿的人有感染朊毒体的风险。作者写道,虽然还不知道 CWD 是否能传染给人,但是人们已经知道,接触来自患有疯牛病的牛朊毒体能引起人类的变异型克雅氏病。作者还指出,对被疯牛病感染的牛骨骼肌肉的类似分析没有在其中发现大量的朊毒体感染性。 科学特快报告:Large-Scale Sequence Analysis of Avian Influenza Isolates, Rachel C. Angers, et al.

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用来病毒跟踪美洲豹种群• 研究人员用一种病毒跟踪了美洲豹种群在北美西部的恢复,美洲豹曾

几乎被人类捕杀光。这项研究为用感染较慢进化哺乳动物的较快进化病原体来跟踪一个动物种群的变化提供了一个具体实例,动物保护主义者和科学家对这个想法的讨论已有一段时间,但是此前还没有碰到检验这个想法的一组理想条件。 Roman Biek 和同事用了一个猫科免疫缺陷病毒作为 "标签 " 来确定在停止捕猎美洲豹后,美洲豹种群是在何地何时开始恢复的。他们从美国蒙大拿州和怀俄明州以及加拿大不列颠哥伦比亚省和艾伯塔省的 352只美洲豹身上采样了这种病毒并对其做了基因分析 ( 这个病毒似乎并不使美洲豹生病 ) 。分析的结果显示,病毒的 8 个主要株是在最近几十年才开始分离进化的,大概与几个范围大大缩小了的、地理隔离的美洲豹种群相对应。在这样短的时间内美洲豹的基因进化发生得很慢,所以看不到其中的变化,使得进化快的病毒成为监测被其感染的美洲豹宿主的较快种群变化的理想工具。 报告:A Virus Reveals Population Structure and Recent Demographic History of Its Carnivore Host, Roman Biek, Alexei J. Drummond, and Mary Poss

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为什么喊不聋自己的耳朵• 为什么我们为自己喜爱的运动队助威而大声喊叫时,不会

使自己变聋?这是因为动物的大脑有一个保护不受自身噪声破坏的方法,现在来自唱歌蟋蟀的新证据揭示了这个保护通道的一个分子基础。大脑的运动神经元能发给感觉神经元一个信号让其在我们产生刺激 (比如大喊 ) 的同时 " 不理 " 所产生的感觉刺激。现在 James Poulet 和 Berthold Hedwig 在唱歌蟋蟀身上找到了这个过程中的神经中介。他们发现了一个传递这个 " 不理 " 信号的中间神经元,并发现这个中间神经元的活动是由蟋蟀制造歌声的神经元所驱动的。这个中间神经元帮助蟋蟀将自己的歌声与其它蟋蟀的歌声区别开。有趣的是,蟋蟀飞的时候会关闭这个中间神经元,所以没有任何东西来干预它们听到饥饿蝙蝠回声定位叫声的能力。 报告: The Cellular Basis of a Corollary Discharge, James F. A. Poulet and Berthold Hedwig

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监测鱼群及其行为• 为了演示一种新的遥感技术,科学家用该技术跟踪了美国纽约

长岛东南水域中几公里中的一群上千万条鱼的位置和行为。文章作者说,与此相比,现有的鱼类调查方法只能采样大洋中狭窄的水域,从而只能提供海洋鱼类种群丰富程度和行为的不完整和不明确的纪录。研究人员跟踪的大社会鱼群中的主要成员大概是大西洋鲱鱼、铜盆鱼、鳕鱼、或黑海鲈,他们说这个鱼群也许是自然界中被即时观测到的最大动物群体。这个技术的关键是从船上发出圆柱形的低频率声波,然后接收由鱼或地质结构反射回来的波加以分析。文章第一作者 Nicholas Makris 说,分析反射波方法的改进使研究人员能够即时监测的区域比过去可能的增加了 100万倍,他把这个新的鱼遥感技术比作将大洋当成一个二维的光纤或是一个 "声学波导 " 。 报告:Fish Population and Behavior Revealed by Instantaneous Continental Shelf-Scale Imaging, Nicholas C. Makris, et al.

Page 16: Progress in Life Sciences

大鼠的嗅觉是立体的• 大鼠在一个立体处理系统的帮助下能快速地找到香蕉油和

其它气味的来源,这个系统能响应气味强度和气味到每个鼻孔所用时间的不同,类似与对声音的立体处理。 Raghav Rajan 和同事发现,大鼠大脑的嗅球中, 90% 的神经元对来自左边或右边的气味的响应不同。这些研究人员训练大鼠在其周围快速一闻后,去舔右边或左边的水管子来指示味道是从哪边的管子出来的。这些大鼠通常只需要闻一下,用 50毫秒的时间处理信息后,就能确定出气味的方向。 Rajan 和同事说,对大鼠来说, "每一闻是对其嗅觉环境的一个知觉完全的快照,包括了气味的强度和立体位置 " 。 报告: Rats Smell in Stereo, Raghav Rajan, James P. Clement, and Upinder S. Bhalla

Page 17: Progress in Life Sciences

酶结构可能帮助治疗癌症

• 在癌细胞生长中起作用的一个特定酶的晶体结构的发现也许能帮助研究人员研制肿瘤抑制剂。 Qing Huai 和同事报告了尿激酶纤溶酶原激活因子 (urokinase plasminogen activator 简称 uPA) 的晶体结构,这个酶对消除血栓很重要,而且该酶与它的一个细胞受体影响肿瘤的生长和转移。 uPA 是首先从人尿中分离出来的,它在受多种癌症影响的组织中有明显地增加,是一个识别恶性肿瘤的标志物。研究人员发现,凹形的 uPA 受体表现出一些细胞灵活性,这也许能使它与多种分子相互作用,为设计可能对停止肿瘤生长有用的新酶提供了一个基础。 报告: Structure of Human Urokinase Plasminogen Activator in Complex with Its Receptor, Qing Huai, et al.

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什么使一首歌曲风行一时 ?• 为什么有的歌比其它歌流行得多?为什么专家也很难预测哪些歌(或书、或电影)会风行一时?研究人员称这两个问题的答案是一样的:人倾向于喜欢他们认为别人喜欢的东西。为了检验这个想法, Matthew Salganik 和同事建立了一个网站让人们试听和下载不知名乐队的不知名歌曲。参加测试者中的一组只能看到歌曲和乐队的名字,而另一组除了歌曲和乐队名,还能看到每首歌已经被下载的次数。研究人员发现,在能看到其他人意见的那个组中,流行歌曲变得更流行,不流行的则更不流行,但是哪首具体歌曲会变得非常流行不容易预测。 Salganik 和同事说, "总地来讲, ' 最好的 '歌永远不会变得不流行, ' 最坏的 '歌永远不会变得太流行,但是这之间各种可能性都会发生 " 。在一篇相关的研究评述中, Peter Hedstrom讨论了类似这样的用网站做的试验如何能帮助社会学家了解个人行为与群体行为之间的关系。 报告:Experimental Study of Inequality and Unpredictability in an Artificial Cultural Market, Matthew J. Salganik, Peter Sheridan Dodds, and Duncan J. Watts 研究评述:Experimental Macro Sociology: Predicting the Next Best Seller, Peter Hedstrom

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过去 1200 年中 20 世纪的变暖分布最广

• 研究人员说, 20世纪后期暖温度在世界的分布范围,比过去 1200年中任何一个极暖或极冷时期的都要广泛。 Timothy Osborn 和 Keith Briffa 为了帮助解决 20世纪后期的持续变暖是不是一个自然气候涨落这个问题,将该期间北半球相对变暖的程度与公元 800年以来其它温暖和寒冷时期进行了比较。通过测量来自世界 14 个地点树年轮、化石贝壳、以及冰芯的变化,这些研究人员显示,目前的暖期是 9世纪以来分布最广、持续最久的温度异常现象。他们的研究用了具体阈值来定义不同寻常的暖期和冷期,只考虑了能取代温度的数据。 报告:The Spatial Extent of 20th-Century Warmth in the Context of the Past 1200 Years, Timothy J. Osborn and Keith R. Briffa

Page 20: Progress in Life Sciences

提高受压力小鼠的社交能力

• 研究人员说,经常被欺负或受压力的小鼠,能在其大脑与记忆和情感有关的区域产生持久分子水平的变化、以及持久的行为变化。 Olivier Berton 和同事还发现,神经营养因子 BDNF必须在大脑的多巴胺能区域出现才会使受压力的小鼠变得对其它小鼠表现出社会退缩。研究人员说,这些结果建立了 BDNF 在调节来自社会环境压力的长期神经元变化与行为变化上的关键作用,也许能帮助研究一些人类心理疾病,比如长期抑郁或创伤后压力心理障碍,社交退缩行为是这些心理疾病的共同症状。研究人员让一些小鼠每天遭受好斗小鼠的欺负达 10天之久,这个遭遇带来的压力使这些小鼠避开其它小鼠。研究人员发现,在中边缘多巴胺能通道中敲掉 BDNF ,起到了与给小鼠固定剂量的抗抑郁剂同样的效果,使它们克服了社会退缩行为。对大脑的基因表达谱的测量显示,抗抑郁剂与阻碍 BDNF 的分子通道有相当程度的重叠。 报告: Essential Role of BDNF in the Mesolimbic Dopamine Pathway in Social Defeat Stress, Olivier Berton, et al.

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神经递质对压制行为以及学习的作用• 一项新研究提出,大脑前额皮质中的神经递质系统负责调节人的行为压制和从复杂反馈学习的能力。 Samuel Chamberlain 和同事说,这项发现也许对治疗慢性抑郁症、注意力不足多动障碍、以及强迫症等具有临床意义,这些神经疾病都都与大脑的神经化学系统失调有关。研究人员首次演示了去甲肾上腺素和血清素在行为压制和反馈学习中的不同作用。他们用 60位 25 到 35岁的男性志愿者做研究对象,确定出大脑的不同神经递质系统控制行为和学习的程度。他们发现增加前额皮质中去甲肾上腺素量,改进了这些男性压制他们行为的能力,但对反馈学习没有作用。相反,增加血清素的量,降低了学习的能力,但对行为没有作用。 报告: Neurochemical Modulation of Response Inhibition and Probabilistic Learning in Humans, Samuel R. Chamberlain, et al.

Page 22: Progress in Life Sciences

探索细胞凋亡信号的起源

• 过去对控制细胞凋亡的通路的分析曾提出,某些信号事件或在细胞线粒体的“上游”或在“下游”发生。 Saquib Lakhani 和同事用培育的缺少 caspase 3或 caspase 7 蛋白酶的小鼠,对这个模型提出了挑战。研究人员发现,在这些小鼠身上,细胞凋亡被抑制,而且一些其它条件被推迟,比如线粒体膜的降解和凋亡信号的释放。一篇相关研究评述的作者指出,这些小鼠的心脏发育有缺陷,出生后很快死亡。 Caspase 蛋白酶是在 20世纪 90年代中期发现的,它们在细胞凋亡中起关键作用,细胞凋亡在生命发育和成年的各个阶段都发生。细胞凋亡出问题是导致肿瘤开始和自身免疫疾病的一个关键因素。Caspases 3 和 7 在正常情况下被来自线粒体的分子刺激的其它 caspases激活。这些研究人员说, Caspase 3 在凋亡中控制 DNA分裂,而 caspase 7则对细胞生存力的丧失是重要的。他们的研究结果把 caspases 同时放在了引起凋亡的上游和下游事件中,也许意味着这些酶启动某种导致线粒体本身激活的信号。文章作者说,这提出了一个线粒体死亡信号是如何开始的“先有鸡还是先有蛋”的问题。 报告: Caspases 3 and 7: Key Mediators of Mitochondrial Events of Apoptosis, Saquib A. Lakhani, et al. 研究评述: Double Knockout Blow for Caspases, Colin Adrain and Seamus J. Martin

Page 23: Progress in Life Sciences

专题部分:植物易挥发化合物

• 什么给葡萄酒其香味?西红柿的味道健康吗?植物是怎样互相窃听从而发现附近是否有一个很饿的食草动物的?为了回答这些以及其它类似的问题,研究人员将注意力集中在植物易挥发化合物上,也就是人类能闻到或尝到的植物释放出的化学 "云 " 。本期《科学》专题部分的两篇 "观点 " 和三篇 "综述 "总结了近来植物易挥发物的研究,以及这些化合物对植物和人类的重要性。 专题介绍: The Invisible Bouquet, Pamela J. Hines

Page 24: Progress in Life Sciences

面临重大的决定 ? 先忘掉它再说

• 一项新研究提出,复杂的决定最好让你的无意识来做。科学家说,如果你面对一个大的决定,比如买车或买房子,搜集有关的信息是重要的。但是一旦信息都搜集够了,最好把这件事忘掉一段时间,让你的无意识来处理各种可能的选择,这样做出的决定,与主要靠有意识的思考作出的同样决定相比,会让你更满意。 Ap Dijksterhuis 和同事通过在实验室和商场观察人买车、家具、洗头液、烤箱手套等商品,研究了人们如何做简单或复杂的决定。在研究人员的买车试验中,参与者首先被要求读一系列的有关车的复杂信息,然后马上解一些拼字猜谜分散他们的意识。玩完拼字猜谜后再做出车型选择的组,比看完信息后没有玩猜谜就马上有意识地考虑信息做出车型选择的组,对他们的选择更满意。文章作者说,在这样的有意识思考中,人们只考虑了有关信息的一个子集,而且可能不适当地估量了这些部分信息。与此相比,人的无意识能整合更广范围的信息,从而在做复杂决定时带来更满意的结果。文章作者还显示,简单的决定,比如选择哪种洗发液,在马上认真考虑后也是满意的,大概是因为简单决定只需要考虑几条因素所以能比较容易地处理。 报告:On Making the Right Choice: The Deliberation-Without-Attention Effect, Ap Dijksterhuis, Maarten W. Bos, Loran F. Nordgren, and Rick B. van Baaren

Page 25: Progress in Life Sciences

治疗早老症的可能药物

• 用小鼠做的研究也许有朝一日能为早老症带来有希望的新疗法,早老症是把儿童变老的一种罕见的遗传紊乱。患有早老症的儿童蒙受与衰老有关的症状的困扰,比如骨质疏松、头发脱落、心脏病等,而且通常活不到 20岁。在一个早老症的小鼠模式中, Loren Fong 和同事用药物阻止了一个叫 lamin A 蛋白质的修饰, lamin A 在一些早老症中有突变。 Lamin A 是细胞核膜内骨架结构的一个关键组分,它帮助组织 DNA 复制等功能。有突变的该蛋白版本不是被释放到细胞核纤层中,而是被一个脂锚黏在核膜的内层,从而破坏关键的细胞核功能。研究人员显示,给这些小鼠一种药物来停止对 lamin A 蛋白的修饰,减轻了它们的骨骼酥松等类似早老症的症状,而且在这个短期的研究中,这些小鼠的寿命稍微延长了一点。 Fong 和同事说,两种这类药物已经正在作为抗肿瘤药物在进行临床试验,这也许能帮助加快它们用于早老症患儿的试验。 科学特快报告: A Protein Farnesyltransferase Inhibitor Ameliorates Disease in a Mouse Model of Progeria, Loren G. Fong, et al.

Page 26: Progress in Life Sciences

生物钟、锂盐和双相障碍

• 锂盐是治疗双相障碍 (bipolar disorders) 常用的药物,通过研究锂盐对培养细胞的作用,科学家揭示了生物钟和双相障碍之间一个潜在的分子联系。 Lei Yin 和同事说,这些结果提出了锂盐为什么对双相障碍患者有好处的可能的分子解释。生物钟调节哺乳动物许多行为和生理的方面,包括睡眠清醒周期以及新陈代谢。人们已经知道锂盐影响人的生物钟,双相障碍和其他精神疾病与生物钟节律的打乱有关。本文作者通过分析培养细胞发现,钟基因表达的一个关键负调节物 Rev-erbα核受体,在细胞接触到锂盐后很快降解。这个受体的降解导致钟基因的激活,从而提出锂盐的有益效果也许部分地来自它对 Rev-erbα 受体作用的可能性。 报告: Nuclear Receptor Rev-erbα Is a Critical Lithium-Sensitive Component of the Circadian Clock, Lei Yin, Jing Wang, Peter S. Klein, and Mitchell A. Lazar

Page 27: Progress in Life Sciences

超越性选择理论• 本期一篇综述的作者说,也许需要用新理论来取代性选择理论,他们提出了一个基于合作动物之间直接交换生态效益、不考虑遗传效益的新方法。性选择理论是达尔文 1871年提出的,在这个理论中,雄性和雌性的繁殖社会行为不一样。雄性用廉价的精子使尽可能多的雌性受精;而雌性只有有限的大个的卵子,所以需要选择遗传质量最高的雄性来赋予后代上等的能力。 Joan Roughgarden 和同事提出了一个替代性选择的模型,并用一个很少用的、与交易和副支付 (side payments) 有关的博弈论给其一个数学框架。本文作者指出,地中海的孔雀濑鱼雄性和雌性结对组成的合作游戏可能是他们模型的实际世界的例子。 报告:Reproductive Social Behavior: Cooperative Games to Replace Sexual Selection, Joan Roughgarden, Meeko Oishi, and Erol Akcay

Page 28: Progress in Life Sciences

中国发现侏罗纪“水獭”化石

• 它有宽的带鳞的尾巴、皮毛、游泳的肢体、以及类似海豹的吃鱼的牙,它生活在距今 1.64亿年前。这个来自中国中侏罗纪沉积层的保护非常完好、类似水獭的哺乳动物化石的发现提出,早期的哺乳动物也许比过去认为的更多样化,在恐龙仍然统治着地球时,它们已经在不同的环境小生境中发展。季强和同事说,这个被命名为 Castorocauda lutrasimilis 的新物种是有一个在许多方面与众不同的化石。首先,独特的保存下来的皮毛和鳞的印痕、后肢中软组织蹼的迹象、以及部分的骨骼,与过去发现的这个年代的大多数哺乳动物的牙和个别的头骨碎片相比,为研究早期哺乳动物提供了大量的信息。 Castorocauda 也是已知的最大的侏罗纪早期哺乳动物,它的大小与一只小个的雌性鸭嘴兽差不多。这些研究人员说,这个化石的一些原始头骨特征加上特有的皮毛、游泳能力、打洞适应、以及以鱼为食都说明,早在 6500万年前恐龙消失之前,早期哺乳动物就已经开始专门化以适应不同的新环境。在一片相关的研究评述中, Thomas Martin 说这一发现“将哺乳动物征服水的时间提早了一亿年。” 本期封面与此有关。 研究文章: A Swimming Mammaliaform from the Middle Jurassic and Ecomorphological Diversification of Early Mammals, Qiang Ji, Zhe-Xi Luo, Chong-Xi Yuan, and Alan R. Tabrum 研究评述: Early Mammalian Evolutionary Experiments, Thomas Martin

Page 29: Progress in Life Sciences

维生素 D 如何帮助战胜结核

• 在科学家演示了紫外光对皮肤结核有治疗作用并因此获得诺贝尔奖 100多年后,研究人员终于弄清楚了这个从阳光到维生素 D 到身体的识别结核和对结核发动免疫反应关键能力的分子途径 。 Philip Liu 和同事说,这些发现也许还能帮助解释为什么非洲裔美国人易患这种病。太阳光使身体制造维生素 D ,人们已经知道这种维生素有抗微生物的性质。 Liu 和同事现在揭示,在结核蛋白出现时激活的一种蛋白受体,激发维生素 D 受体和前维生素 D激素的增强表达。而后维生素 D刺激一个抗微生物肽的生产,这个肽杀死结核细菌。这些研究人员还发现,在非洲裔美国人身上有相对低水平的循环前维生素 D激素,因此生产的抗微生物肽量也比较低。本文作者说,不同人群中维生素 D 生产水平的差距也许能帮助解释为什么有些人群易患结核,而且提出了比如用补给维生素来增强针对感染的免疫力的简单方法。 科学特快报告:Toll-Like Receptor Triggering of a Vitamin D-Mediated Human Antimicrobial Response, Philip T. Liu, et al.

Page 30: Progress in Life Sciences

染色体的分裂不总是随机的

• 来自小鼠胚胎干细胞的新证据提出,分裂细胞中复制的染色体不总是随机地重新分布到子细胞中的。 Athanasios Armakolas 和 Amar Klar 的研究指出,重新分布对某种细胞类型是随机的,而对其它的细胞类型是不随机的。这个令人吃惊的发现也许对基因遗传有影响,因为复制的染色体的每个有不同的原来的和新合成的 DNA股的混合。这些研究人员演示,小鼠细胞中 7 号染色体的旧的和新的拷贝,在分裂中的心脏和胰脏细胞以及中胚层细胞中是随机重新分布的。但是这些拷贝在胚胎干细胞、内胚层以及最早的神经系统细胞中的重新分布是不随机的。这些研究人员提出,这种不随机的模式或许能保护某些细胞不受 DNA 复制错误的影响(比如通过给这些细胞所有的旧 DNA股),或许能为某些发育途径产生不同的子细胞。 报告:Cell Type Regulates Selective Segregation of Mouse Chromosome 7 DNA Strands in Mitosis, Athanasios Armakolas and Amar J. S. Klar

Page 31: Progress in Life Sciences

细胞死亡和免疫控制• 免疫系统中某些细胞程序性死亡的控制对防止身体进攻自己的组织是重要的,一项有关细胞死亡是如何被调节的新研究也许能帮助治疗自身免疫疾病。这些由Min Chen 和同事做的研究对一个假设提出了挑战,该假设认为要防止自身免疫,必须被严格地调节血液、淋巴、或淋巴组织中的细胞死亡。这些研究人员用小鼠演示,正确地调节一个中心免疫细胞 --树突状细胞 - 也是维持免疫控制所必需的。他们改变了小鼠的树突状细胞使其表达一个抑制细胞死亡的基因,导致这些细胞集结。这使淋巴细胞变得比正常情况下更活跃,有可能导致自身免疫疾病。这个结果是自身免疫的危险信号,自身免疫是身体的免疫系统攻击自己的组织。所以树突状细胞程序性死亡的关键调节,以及淋巴细胞的调节,看来在防止自身免疫上起重要作用。 报告: Dendritic Cell Apoptosis in the Maintenance of Immune Tolerance, Min Chen, et al.

Page 32: Progress in Life Sciences

乐于助人的黑猩猩• 我们通常认为“出于好心”帮助与自己没有血缘关系的他人,是唯人类独有

的行为,但是两项对黑猩猩的新研究提出,这些离我们进化关系最近的动物也能像人类一样互相帮助。在其中一项研究中, Felix Warneken 和 Michael Tomasello观察了 18 个月大的人类幼儿和年轻的黑猩猩,看他们在成年人完成简单任务有明显困难时是否会提供帮助,这些简单任务包括将书整齐地摞起来和从高处取物体。幼儿看来懂得成年人的困难,他们热心地帮助成年人完成所有的测试任务。黑猩猩虽然愿意帮助人从高出取物体,但在帮助完成其它任务上不可靠。研究人员的结论是, "虽然儿童和黑猩猩都愿意帮助,但是他们对他人在不同情况下需要帮助的理解能力不同。” 人类还习惯性地与没有血缘关系的他人合作完成一项具体任务或解决一个问题。在另一项研究中, Alicia Melis 和同事演示,黑猩猩也有类似的合作行为,甚至会选择黑猩猩“专家”来帮助他们完成任务。这些研究人员设计了一系列的试验,需要黑猩猩调动其他黑猩猩帮助他们从一个高台上取下食物。这些黑猩猩似乎能记住他们与不同伙伴合作的成功率,并且最终选择那些更熟练的取食物伙伴。在一篇相关的研究评述中, Joan Silk讨论了为什么Warneken 和 Melis等黑猩猩研究人员要通过研究黑猩猩来发现人类合作的根源。 报告: Altruistic Helping in Human Infants and Young Chimpanzees, Felix Warneken and Michael Tomasello 报告: Chimpanzees Recruit the Best Collaborators, Alicia P. Melis, Brian Hare, and Michael Tomasello 研究评述: Who Are More Helpful, Humans or Chimpanzees?, Joan B. Silk

Page 33: Progress in Life Sciences

自动构造“生命之树” • 在一项新研究中,研究人员用基因组数据建立了一个自动

化的、能更新的“生命之树”,该树也许能帮助科学家了解进化是怎样发生的。 Francesca Ciccarelli 和同事研究了在 191 个物种中普遍出现的 36 个基因,找到了这些基因的共同祖先基因。他们建立了一个方法,识别出 5 个有横向转移的基因,不考虑它们,用剩下的 31 个基因做了一个树。然后将这些基因分别归于 4 个组,构成一个 191 个物种的 8090位置的超矩阵。这些研究人员用这个树证实了某些进化关系以及有关现代细菌祖先的假说。这个树对了解从分子网络到生物体之间的关系等进化的许多方面很重要。该工作还为生物研究提供了一个有用的工具,包括识别和命名生物体、以及分类未知起源的 DNA片段等。 报告:Toward Automatic Reconstruction of a Highly Resolved Tree of Life, Francesca D. Ciccarelli, et al.

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啮齿动物填补化石记录的空白

• 一项新研究指出,去年在老挝发现的一种新啮齿动物是人们认为已经灭绝了 1100万年的物种的一个幸存者。 Mary Dawson 和同事将这个类似松鼠的动物的骨骼残骸,与一个人们了解甚少的、灭绝了的东南亚啮齿动物作了比较,确认该动物其实是这个消失了的家族的一个现今仍存活的成员。这个新物种在 2005年被发现时曾引起广泛的注意,因为它被认为是一个全新的活着的哺乳动物家族。但是,本文作者说这个啮齿动物是“拉撒路效应 (Lazarus effect)” 的一个典型表现,该效应是指一个生物体在化石记录中消失了很长时间后的突然重新出现。这些研究人员写道,这个现象在哺乳动物和其它脊椎动物的纪录中罕见,这表明东南亚的史前“动物园”能为过去和现在的生物多样性提供极为宝贵的线索。 报告: Laonastes and the "Lazarus Effect" in Recent Mammals, Mary R. Dawson, Laurent Marivaux, Chuan-kui Li, K. Christopher Beard, and Grégoire Métais

Page 35: Progress in Life Sciences

北白令海变暖

• 一项新研究指出,由于气候的变化,北白令海正在变暖。北白令海是一个富有底栖喂食海洋哺乳动物和潜水海鸟的生态环境,它的变暖可能会威胁商业的和当地人赖以生存的渔业。 Jacqueline Grebmeier 和同事描述了过去 10年中的一些生态和海洋学数据,这些数据显示北白令海浅海环境正在从北极带转变为亚北极带。这些变化包括海洋哺乳动物种群向北迁移,底栖喂食动物减少,表面冰消失,以及空气和海洋温度上升。文章作者说,来自大气、冰层、或水流的变化对海洋生物有潜在的快速联级效应。他们预计北白令海的变化也许会影响到更大的受太平洋影响的北冰洋部分,尤其是这些地区冰的继续减少。 报告:A Major Ecosystem Shift in the Northern Bering Sea, Jacqueline M. Grebmeier, et al.

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不掉粒水稻的起源

• 研究人员找到了水稻基因的一个变异,该变异使稻子不会很容易地掉粒将种子释放出来。这可能是水稻家化的关键转折点,一个很容易地将种子满地散发的野草从而变成了能夹住成熟的颗粒直到被收获的作物。 Changbao Li 和同事将这个遗传突变与一个基因联系起来,该基因也许编码一个涉及将大米与谷壳分离的细胞层发育的转录因子。研究人员说,带有这个遗传变异的水稻有一个不完整的分离层,从而使大米不太容易掉粒,但是又使在收割后可能将大米从谷壳中分离出来。 科学特快报告:Rice Domestication by Reducing Shattering, Changbao Li, Ailing Zhou, and Tao Sang

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禽流感进入人类的一个可能路径

• 一项新研究指出,对禽流感病毒 H5N1 的表面蛋白之一的仔细观察发现,某些突变可能会给 H5N1病毒传播到人类提供方便。用从一位 2004年死于禽流感的越南男孩身上分离出来的 H5N1病毒样品上, James Stevens 和同事确定出红细胞凝集素 (hemagglutinin) 蛋白的结构。红细胞凝集素让病毒进入宿主细胞,它在禽类和人类流感中与不同的细胞受体结合,这也许解释了问什么大多数禽流感病毒不在人与人之间传播。有几种已知的突变能将 H2 和 H3型的禽流感病毒从偏向与禽类受体结合转化为偏向与人类受体结合, Stevens 和同事演示,这些突变不能让 H5型禽流感病毒转化为偏向人类受体。但是,这些研究人员说,这些突变中有一些可能使 H5N1红细胞凝集素更容易地与人类型受体结合,从而为病毒进入人群提供一个可能的 " 立足点”。 科学特快报告: Structure and Receptor Specificity of the Hemagglutinin from an H5N1 Influenza Virus, James Stevens, et al.

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海洋越暖 飓风越强

• 一项新研究指出,世界上海洋表面温度的上升是 1970年以来全球飓风强度增加的一个主要原因,这个结论会使有关全球变暖与飓风强度联系的争论更加激烈。 Carlos Hoyos 和同事用统计分析和信息论模型将 6 个海洋盆地中飓风强度的因素分离出来,这些海洋盆地分别位于北大西洋、太平洋、和印度洋。他们发现,全球这个时期内造成 4 、5 类飓风数量增多的许多变量中,只有海洋表面温度上升是有统计意义的主要因素。其它因素能影响飓风的形成,所以它们也许在短期的变化中起作用。文章作者说,哪些气候条件对飓风强度最有影响近来成为一个重大的科学和政治争议的主题,这篇文章也许能帮助人们更好地了解飓风强度增加趋势的原因。 科学特快报告: Deconvolution of the Factors Contributing to the Increase in Global Hurricane Intensity, Carlos D. Hoyos, Paula A. Agudelo, Peter J. Webster, and Judith A. Curry

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吃起来像小鼠的蚂蚱• 本期一篇简报报告说,新西兰的一种巨大的、不会飞的蚂蚱干一件通常由小鼠完成的重要工作:它们吃掉肉果通过其消化道帮助传播种子。被这种名为 weta 的大蚂蚱消化过的种子的高发芽率意味着,这些种子比没有被大蚂蚱吃掉的种子有选择优势。 Catherine Duthie 和同事进行了一系列的实验室喂食测试、种子发芽试验、果实比较、以及大田普查来检验 weta 是否帮助传播肉果的种子。他们的结果显示, weta既是种子的捕食者也是有效的种子传播者,其作用与世界其他地方的小型哺乳动物类似。新西兰是世界上最孤立的陆地之一,而且在 19世纪、 20世纪人类达到之前没有小鼠。新西兰现有的小鼠威胁 weta 的生存,使其濒于灭绝,文章作者写道,需要对 weta 在植物繁殖中作用的更详细的信息,来确定它们的灭绝会给新西兰的森林带来哪些变化。 简报: Seed Dispersal by Weta, Catherine Duthie, George Gibbs, and K. C. Burns

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实时观察蛋白生产

• 研究人员研究出一个能将活细胞中单个蛋白的生产可视化的方法,这一高超技艺使科学家能在单个分子水平跟踪基因表达。用一个荧光标志和以细胞膜为靶标的肽做成的融合蛋白, Ji Yu 和同事能够观察活的大肠杆菌细胞中来自单个 mRNA转录的蛋白生产的爆发。研究人员发现,每个“爆发”中的蛋白质分子的个数不同。这个敏感的技术也许对研究那些细胞中的存在量极低的蛋白。 报告:Probing Gene Expression in Live Cells, One Protein Molecule at a Time, Ji Yu, Jie Xiao, Xiaojia Ren, Kaiqin Lao, and X. Sunney Xie

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未来海平面的上升

• 两篇新研究报告指出,到 2100年地球的变暖可能足以使格陵兰岛冰架大面积融化以及南极冰架部分地坍塌,这两项模型研究比较了 12.9万年前和过去 100年中地球的气候。 Bette Otto-Bliesner 和同事结合古气象数据、气候模型、以及冰架模型确定了大约 12.9万年前的最后一个间冰期格陵兰岛的冰架有多大,那时的海平面比现在的高出几米。以他们重建的那时的表面温度为基础,他们估计,在第二个距今最近的冰消期格陵兰岛冰架和北冰洋冰原对海平面上升的贡献在 2.2到 3.4米之间。在一篇相关的论文中, Jonathan Overpeck 和同事将同一个模型对未来 130年气候变暖的预测与 Otto-Bliesner等人的论文的气候重建做了比较,得出结论, 21世纪末的表面温度将接近 12.9万年前的温度。如果过去是未来的指导的话,那将意味着 21世纪末时足够多的格陵兰岛冰架将融化,并将导致海平面上升好几米。 报告: Paleoclimatic Evidence for Future Ice-Sheet Instability and Rapid Sea-Level Rise, Jonathan T. Overpeck, et al. 报告: Simulating Arctic Climate Warmth and Icefield Retreat in the Last Interglaciation, Bette L. Otto-Bliesner, et al.

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疗法暂停免疫进攻使糖尿病痊愈

• 造成 1型糖尿病的原因是身体的免疫系统进攻自己的产生胰岛素的 β胰岛细胞,所以治疗的重点必须集中在停止这个免疫反应,同时补充损失的 β胰岛细胞。 2003年研究人员曾演示一组复杂疗法,用移植脾细胞来补充 β胰岛细胞数量的方法部分地逆转了小鼠的 1型糖尿病。本期刊登的三篇论文重复了这个疗法,但提出这些小鼠的糖尿病“治好了”不是因为补充了 β胰岛细胞,而可能是因为移植脾细胞激发了免疫系统,阻止了其对 β胰岛细胞的进攻。这三篇论文分别来自 Junko Nishio 和同事, Anita Chong 和同事,以及Anish Suri 和同事。这三个小组在患糖尿病的小鼠身上没有发现脾细胞移植导致新的 β胰岛细胞产生的任何证据,但是移植的同时给小鼠注射的抗免疫药物也许让身体的免疫系统“暂停”对 β胰岛细胞的进攻,从而使少数剩下的宿主细胞得以恢复,产生足够的胰岛素使糖尿病得到逆转。 报告:Reversal of Diabetes in Non-Obese Diabetic Mice Without Spleen Cell-Derived β Cell Regeneration, Anita S. Chong, et al. 报告: Islet Recovery and Reversal of Murine Type 1 Diabetes in the Absence of Any Infused Spleen Cell Contribution, Junko Nishio, et al. 报告: Immunological Reversal of Autoimmune Diabetes Without Hematopoietic Replacement of β Cells, Anish Suri, et al.

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特洛伊木马输送杀癌病毒

• 一个用免疫细胞“特洛伊木马”输送的消灭肿瘤的牛痘苗病毒为小鼠提供了有效的抗肿瘤治疗。这个组合疗法是被称为“智能炸弹”类的癌症治疗法中的一个新成员,这类疗法的特点是直接针对肿瘤而不影响周围的组织。 Steve Thorne 和同事将分别具有抗癌前景的牛痘苗病毒与细胞因子诱导的杀伤 (CIK) 细胞结合起来,形成了一个强有力的二位体。 CIK 细胞能在深入到小鼠身上生长的肿瘤细胞的所有部位之后再释放出它们运载的病毒。一旦进入了肿瘤,牛痘苗病毒和 CIK细胞一起工作来加强相互的杀癌细胞的能力。研究人员发现治疗的 48 小时后,肿瘤以外的组织中几乎没有病毒的存在。 报告: Synergistic Antitumor Effects of Immune Cell-Viral Biotherapy, Steve H. Thorne, Robert S. Negrin, and Christopher H. Contag

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RNA干扰给果蝇以抗病毒的保护

• 科学家报告说, RNA 干扰 (RNAi) 为果蝇提供了抗病毒的先天性免疫。尽管科学家已经清楚地演示了 RNA 干扰在植物对付病毒感染中起的作用,但是 RNAi 在动物身上的作用还不是很清楚。来自组织培养细胞和美丽线虫系统的证据提出RNAi 起类似的作用,但是在此之前没有用内源病毒与整个动物的系统得到的决定性证据。现在王小红(音译)和同事显示,果蝇胚胎和成虫对需要 RNAi 机制的昆虫病毒都能发起大的先天性免疫响应,而且这个先天性免疫抵抗与由 toll和免疫缺陷路经提供的细菌抵抗区分不开。 科学特快报告:RNA Interference Directs Innate Immunity Against Viruses in Adult Drosophila, Xiao-Hong Wang, et al.

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流感如何传播 ?

• 一项对美国 1972年到 2002年间每周流感死亡率的新分析表明,对流感在地区间的传播来说,成年人比儿童更重要。虽然儿童对流感在家庭和城市内的传播可能起主要作用, Cécile Viboud 和同事发现区域的流感传播与上下班的交通关联,而不是与长距离旅行或简单的地理距离关联。这些研究人员还发现,人口多的州比如加利福尼亚州更可能与其他州同时达到流感流行高峰,而人口稀少的州比如怀俄明州则趋向于更无规律的流行病模式,与其他人口少的州或国内其他地方的模式不同步。 30年积累的数据显示,流感季节在加州的开始比在任何其他州的开始的次数更多,这部分地与人口多少有关。 Viboud和同事说他们的分析也许有助于预测季节性流感以及更严重的流感大流行,从而计划对策。 科学特快报告:Synchrony, Waves, and Spatial Hierarchies in the Spread of Influenza, Cécile Viboud, et al.

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南极洲上空大气层变暖

• 过去 30年中南极洲上空大气层的冬季温度上升了近半个摄氏度,这是地球上区域性大气层变暖中温度增加的最高纪录。这个变暖趋势包括了整个南极大陆以及南大洋的大部分,但是变暖的原因还不清楚, John Turner 和同事说。这些研究人员在来自 1971年到 2003年间的从南极洲飞过的气象气球数码化和高质量的数据的帮助下,测量了冬季中对流层温度的大的增加,地球与大气层的热交换主要发生在对流层。 Turner 和同事说,这一发现尤为重要,因为南极大陆表面温度的数据表现出一个变暖与变冷混合的模式。 报告:Significant Warming of the Antarctic Winter Troposphere, J. Turner, T. A. Lachlan-Cope, S. Colwell, G. J. Marshall, and W. M. Connolley

Page 47: Progress in Life Sciences

小麦家化的路径• 一篇简报提出,小麦家化的过程比较缓慢,但可能开始得很早,也许在大约 12000年前近东的早期村庄里人类采取定居生活方式之后很短时间内开始的。这些研究人员观察了来自从叙利亚北部到土耳其南部的几个近东考古地点的小麦残留物,发现的证据表现出小麦和大麦的慢的自然选择而不是快的人为选择。野生小麦穗成熟后破碎为“小穗”,与此相比,家化的小麦不容易破碎,使农民得以收割整个的麦穗。科学家根据古小麦穗的破损状况能判断出它们是易破的野生植物,还是能保持整穗的家化种类。他们发现,最早的近东考古地点发现的小麦没有家化的迹象,家化的迹象在三个年代变近的考古地点逐渐增多。这些数据,以及独立的大麦数据表明,小麦的家化是逐步发生的。 简报: How Fast Was Wild Wheat Domesticated?, Ken-ichi Tanno and George Willcox

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维甲酸决定性细胞命运

• 有没有维甲酸 (Retinoic acid)决定发育中小鼠的生殖细胞最终变成卵子还是精子。 Josephine Bowles 和同事的这项发现可能会给控制动物的繁殖力提供一个靶标,或是提供一种在实验室中从繁殖干细胞发育出功能卵子和精子的方法。减数分裂发生的时间决定一个发育中的生殖细胞是朝雄性还是雌性的方向发展。如果减数分裂在胚胎发育时发生,生殖细胞成为卵子。如果减数分裂被推迟到出生之后,生殖细胞则会成为精子。 Bowles 和同事现在显示,维甲酸引发减数分裂的开始。在雄性胚胎中,一种特有的酶降解维甲酸,从而推迟了减数细胞分裂的开始。 科学特快报告:Retinoid Signaling Determines Germ Cell Fate in Mice, Josephine Bowles, et al.

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与合成 β葡聚醣有关的基因

• 一篇报告的作者说,一个与生产 β葡聚醣 (beta-glucan) 有关的基因的发现,也许会带来更高纤维含量的小麦、改进作为生物燃料的作物、以及得到酿啤酒用的更好的大麦。 β葡聚醣是谷类和其它草种的一个主要的细胞壁成分。科学家报告说,这个被认为编码了水稻和大麦以及其它可能谷物中合成 β葡聚醣的酶的基因,是纤维素合成酶相似 F基因。拟南芥植物通常没有合成酶相似 F 基因,并且不生产 β葡聚醣。但是当研究人员将大麦的该基因版本插入拟南芥后,他们在某些植物细胞中检测到 β葡聚醣。转基因拟南芥所生产的 β葡聚醣量很低,意味着生产这种细胞壁成分还需要其它的 "补充因子 " ,一篇相关的研究评述的作者说,他们强调了找到这些因子以及确定它们的生物化学功能的必要性。 报告: Cellulose Synthase-Like CslF Genes Mediate the Synthesis of Cell Wall (1,3;1,4)-β-D-Glucans, Rachel A. Burton, et al. 研究评述: β-Glucans--Brewer's Bane, Dietician's Delight, Kenneth Keegstra and Jonathan Walton

Page 50: Progress in Life Sciences

允许惩罚的小组赢• 一项新研究提出,对合作和小组利益来说,没有痛苦就没有收获。科学家报告说,在一个实验游戏中,如果让参加者自由选择的话,他们会首先选择加入不允许惩罚的小组。但是,随着参加者一轮一轮地玩游戏,这些小组中的合作会进行不下去,而且几乎所有的人开始认识到合作会带来更多的报偿,于是他们加入到允许惩罚从而能维持合作的小组中。换到允许惩罚的组的人马上开始积极地惩罚他们新组中不合作的成员,虽然惩罚别人会带来经济损失,而且这些换组的人在原来的组中也表现过不合作行为。一篇相关研究评述的作者指出,了解在什么情况下人们会合作,对解决世界上一些最紧迫的问题,比如全球气候变化,具有极大的意义。 报告: The Competitive Advantage of Sanctioning Institutions, Ozgür Gürerk, Bernd Irlenbusch, and Bettina Rockenbach 研究评述:Cooperation, Punishment, and the Evolution of Human Institutions, Joseph Henrich

Page 51: Progress in Life Sciences

开花植物与蚂蚁

• 科学家重建了蚂蚁的亲缘树,发现在开花植物出现后,蚂蚁的多样性有过一个大爆发。这些事件的估计发生时间提出,开花植物在蚂蚁多样性上起了作用,蚂蚁响应开花植物以及随之进化的其他以植物为食的昆虫提供的新生态机会而多样化。 Corrie Moreau 和同事用他们新建的蚂蚁亲缘树提出,一个单一群 -- 细蚁亚科 (Leptanillinae)-位于树的底部,其余所有的群分成两个簇。研究人员用化石记录校准了蚂蚁 DNA 的进化率,得出结论现今的蚂蚁大约是在距今 1.4 到 1.68亿年前出现的。但蚂蚁的多样性只是在 1亿年前开始增加,也就是在开花植物出现后不久。 报告:Phylogeny of the Ants: Diversification in the Age of Angiosperms, Corrie S. Moreau, Charles D. Bell, Roger Vila, S. Bruce Archibald, and Naomi E. Pierce

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“返古蛋白”解决进化之谜 • 通过将一个很早以前消失了的蛋白重新复活,研究人员解决了一个常见激素和它的蛋白受体之间“锁与钥匙”关系背后的进化之迷。生物系统中这些高度完善的部件是所谓的“智能设计论”运动的战斗口号,该论点用这些高度完善的系统作为不能再分的复杂体的例子,认为它们不可能在自然选择作用下一步一步地形成。激素血浆醛固酮 (aldosterone)比与它结合并被它激活的盐皮质激素 (mineralcorticoid) 蛋白质受体蛋白质受体出现的晚得多。这个复杂的一对是如何分别进化出它们互相依赖的部分的呢?为了回答这个问题, Jamie Bridgham 和同事重建了在一次远古的基因复制中产生了盐皮质激素类受体和糖皮质激素受体的祖先蛋白受体。这个重建蛋白的序列提示,该祖先受体因其与类似激素的亲和性,很有可能能与血浆醛固酮相互作用。研究人员提出,当血浆醛固酮最终在进化中出现后,它雇佣了盐皮质激素作为合适的受体。 Christoph Adami 在一篇相关的研究评述中写道,类似这样的精心研究“坚决地否定了智能设计论提出的所有观点”。 报告:Evolution of Hormone-Receptor Complexity by Molecular Exploitation, Jamie T. Bridgham, Sean M. Carroll, and Joseph W. Thornton 研究评述: Reducible Complexity, Christoph Adami

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马方综合征的新疗法?

• 一项用小鼠做的新研究提出,治疗高血压的药物洛沙坦也许对在马方综合征 (Marfan syndrome) 患者身上预防主动脉瘤有用。遗传疾病马方综合征使患者身体的结缔组织有缺陷,使他们成为患威胁生命的主动脉破裂的高危人群。这个疾病的一些特征是转化生长因子 β(TGFβ)分子路径信号过度活跃的后果。 Jennifer Habashi 和同事用马方综合征的一个小鼠模式显示,增加的 TGFβ 信号伴随主动脉瘤的形成。他们发现阻碍 TGFβ 信号的高血压药物洛沙坦,在主动脉瘤已经在小鼠身上形成后,恢复了主动脉壁的正常结构。洛沙坦比现在用的治疗马方综合征的药物能更有效地修复主动脉壁。洛沙坦已经广泛地用于人,并且有好的安全纪录,研究人员提出应该研究用这个药物治马方综合征的可能性。 报告: Losartan, an AT1 Antagonist, Prevents Aortic Aneurysm in a Mouse Model of Marfan Syndrome, Jennifer P. Habashi, et al.

Page 54: Progress in Life Sciences

人类肥胖症的新遗传线索

• 科学家发现了一个与成年人和儿童的肥胖症有联系的常见遗传变异。大部分的肥胖症被认为是可遗传的,但与此有关的基因一直比较难以确定。这个可能的易患肥胖症的基因型出现在世界各地人群中大约 10% 的个体身上,该变异位于 INSIG2 的上游, INSIG2 与总体脂肪代谢有关。这个遗传变异的位置意味着它可能影响 INSIG2 基因的功能,该基因的蛋白质产物抑制脂肪酸和胆固醇的合成。但是建立这个遗传变异与肥胖症的因果关系仍需要进一步的研究。科学家最初是在弗明汉心脏病研究 (Framingham Heart Study)参与者中发现这个联系的,参加这项研究的是没有特殊特征或疾病的正常人。在后续研究中,研究人员在 5 个不同独立人群的 4 个中发现了同样的联系,这些人群包括欧洲血统和非洲血统的美国成年人和儿童。研究人员检验了 86000个单核苷酸多态性 (SNPs) 与体质指数的关系,体质指数是用来确定肥胖的体重与身高的一个比率。文章作者提出,常见的遗传多态性很可能是肥胖症的重要决定因素。 报告:A Common Genetic Variant Is Associated with Adult and Childhood Obesity, Alan Herbert, et al.

Page 55: Progress in Life Sciences

耐热蠕虫喜欢的温度 • 研究人员报告说,虽然生活在深海热液喷口的硫化物虫是地球上最耐热的动物之一, 但是它们所能承受的温度并不是那么高。这些学名为Paralvinella sulfincola 的多毛目蠕虫 (polychaete worms) 有多毛的红鳃和长的分节躯体,它们生活在温度极高的热液与冷水混合的岩石上。研究人员一直在争论这些动物究竟能承受多高的温度,因为有些证据表明它们在极高的温度下能存活,但是所有动物细胞中的线粒体在摄氏 55度以上可能都失去功能。 Peter Girguis 和 Raymond Lee修建了一个水族槽来模拟热液环境的高压和快速变化的温度,他们发现这些硫化物虫迁移到温度在 45 到 50摄氏度之间的区域,而且蠕虫在这些区域能呆 7 小时之久。这篇简报的作者说,人们还从来没有观察到偏爱这么高温度的生物体。虽然这些蠕虫能短暂地承受略高的温度,但是它们完全不进入超过 60摄氏度的区域。所以,尽管 P. sulfincola 的确喜欢不同寻常的高温环境,但是温度并没有高到需要新机制来解释它们的线粒体如何工作的程度。 简报: Thermal Preference and Tolerance of Alvinellids, Peter R. Girguis and Raymond W. Lee

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海胆受精与新物种• 一项对自然环境中海胆受精遗传学的新研究,给为什么物种的进化率

不同提供了可能的线索。 Don Levitan 和 David Ferrell 重点研究了确定精子与卵子受精是否适合的“配子识别蛋白”的遗传学。文章作者报告说,当海胆种群密度低时,具有匹配配子识别蛋白的雄性和雌性,比具有不匹配配子识别蛋白的雄性和雌性,能更有效地利用精子从而获得更高的繁殖成功。作者说,在这些低密度种群中,选择不利于全新的配子识别蛋白。与此相反,在高密度海胆种群中,具有与大量精子的蛋白匹配的配子识别蛋白的卵子的死亡率,比具有罕见或全新的配子识别蛋白的卵子高得多。科学家报告说,罕见或全新卵蛋白导致低效的卵子 -精子匹配,从而降低了精子穿透卵子的概率,减少了被多个精子受精而导致的卵子死亡。这项研究提出了新物种形成的一个可能途径:高精子密度可能有利于不同种群卵子上独特蛋白的进化,最终导致这些种群间不能互相交配。 报告:Selection on Gamete Recognition Proteins Depends on Sex, Density, and Genotype Frequency, Don R. Levitan and David L. Ferrell

Page 57: Progress in Life Sciences

本期专题:生物化学前沿的新工具

• 本期的仪器专题部分介绍了生物化学前沿的研究人员是怎样采集在其自然环境 -活细胞中蛋白质如何工作的定量信息的。专题部分的文章描述了研究人员用来搞清楚细胞中蛋白质种类和数量、在蛋白质相互作用时观察之、以及探索蛋白质运动的技术和方法。这些已有和即将来临的工具应该能使科学家在或细胞中观察生物化学反应,以及了解每个分子如何起作用。 专题介绍: Proteins at Work, Valda J. Vinson

Page 58: Progress in Life Sciences

本期专题部分:流感

• 高度致病的禽流感病毒株 H5N1 在全球大部分地区的惊人的传播突出了人类面对新子类流感病毒出现的危险。本期《科学》专题部分的作者描述了我们能够将目前对 H5N1禽流感毒株的关注用于建立一个长期的监视和对付类似的新兴传染病的国际基础设施的一些方法。专题部分包括一篇综述、几篇论文评述、一组新闻报道、以及一篇社论,还包括几项曾在《科学特快》在线发表过的新研究的印刷版。 专题介绍:Influenza: The State of Our Ignorance, Caroline Ash and Leslie Roberts

Page 59: Progress in Life Sciences

保护基因研究的对象• 随着 DNA测序变得更快、更便宜,科学家正在采集越来越多的个人 DNA序列。目前,这些序列数据是 " 去识别(de-identified)" 的,也就是说研究对象的个人信息是保密的,但是 Amy L. McGuire 和 Richard A. Gibbs 说,这样做已经不足以保护研究对象。在本期的 " 政策论坛 " 中,他们引用一个不久前的研究来说明这个问题,该研究发现只用 75 个单碱基对的不同( SNPs)就能确定了一个人的独特的基因组。文章作者提出基因组测序研究应该被认为是人类对象研究,显然应该属于现有联邦政府规定的研究对象保护范围。他们还建议了一个新的知情同意程序,研究对象应该被告知他们的 DNA将被如何分析,并有权决定允许那些人共享他们的 DNA 数据。 政策论坛: No Longer De-Identified, Amy L. McGuire and Richard A. Gibbs

Page 60: Progress in Life Sciences

抗疟疾的野生蚊子

• 科学家在野生蚊子身上发现了一个天然的抗疟疾的基因线索,这也许能用于新的疟疾控制战略。有些野生蚊子在吸食了人类被疟疾原虫感染的血液后,将疟疾传染给他人。一项新研究提出,许多野生蚊子对疟疾原虫具有基因抵抗力,它们能杀死被感染血液中的寄生虫而不传播这些原虫。当野生蚊子吸食了来自马里人的被疟疾原虫天然感染的血液后,这些蚊子位于其名为 "抵抗岛 " 的一小段染色体的基因保护蚊子不受疟疾原虫的感染。这个抵抗岛上的一个蚊子基因与植物和脊椎动物识别病原体的基因类似,而且似乎能在实验室中保护蚊子不受疟疾原虫的感染。这个国际小组的作者推测,易患并传播疟疾的蚊子也许其免疫系统有缺陷。 报告: Natural Malaria Infection in Anopheles gambiae Is Regulated by a Single Genomic Control Region, Michelle M. Riehle, et al.

Page 61: Progress in Life Sciences

真菌性制的极端转变

• 有些生活在土壤中的非致病霉菌被哺乳动物的肺吸入后,转变为致病的酵母,科学家现在发现了控制这个极端转变的基因。这项新研究的作者说,对控制 "二态真菌 " 这类转变机制的进一步了解,也许对开发心的药物和疫苗有用。在美国,二态真菌每年能引起超过 100万例感染,包括人类的肺炎。 Julie Nemecek 和同时发现,编码一对名为 "组氨酸激酶 " 的蛋白复合体的基因,在几种二态真菌中能觉察出从土壤环境进入哺乳动物肺暖温环境的变化。这个古老的、进化保守的环境感应似乎参与控制很多真菌的特征,包括细胞壁和孢子的形成、以及毒性因子的表达。当真菌觉察到环境的变化后,比如从土壤进入人类肺脏,它们的性质会改变。 报告:Global Control of Dimorphism and Virulence in Fungi, Julie C. Nemecek, Marcel Wüthrich, and Bruce S. Klein

Page 62: Progress in Life Sciences

稻瘟病菌如何侵入水稻 • 稻瘟病是影响世界上水稻产量的最严重的周期性发作病害,

现在一项新研究的作者对该真菌如何入侵水稻提供了线索。这个名为稻瘟病菌 (Magnaporthe grisea) 的致病真菌形成一个专门的、半球形的名为“附着器”的感染结构,该结构侵入水稻植物的叶和茎。文章作者揭示,这个致病真菌在能感染水稻之前,其中的个别细胞必须选择性地死亡。科学家得出结论,真菌病原体能在感染宿主时用自噬相关的细胞死亡来进行细胞分化和重构。他们还提出,真菌孢子的自噬细胞死亡也许能成为一种用来确定稻瘟病发生的发育“检查站”。 报告: Autophagic Fungal Cell Death Is Necessary for Infection by the Rice Blast Fungus, Claire Veneault-Fourrey, Madhumita Barooah, Martin Egan, Gavin Wakley, and Nicholas J. Talbot

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寒武纪之前的动物化石

• 尽管地球上最早动物中的大多数可能在埃迪卡拉 (Ediacaran)纪后消失了,但是研究人员发现了一个看起来存活到寒武纪动物的新化石,这也许能为动物进化这个转变时期提供一点线索。这些被称为 "vendobionts" 的动物是埃迪卡拉纪的几种神秘动物之一。人们不清楚它们与后来动物的进化关系;其实许多埃迪卡拉纪动物似乎都没有后来的亲戚。舒德干和同事现在描述了来自中国寒武纪早期的新vendobiont 化石,并提出这些 vendobionts 是从埃迪卡拉纪存活下来的。这个叶状化石被定为 Stromatoveris 属,它保存得极为完整,能看到内部的软组织。这个动物看起来是靠一个茎依附在海洋底生活的。 报告: Lower Cambrian Vendobionts from China and Early Diploblast Evolution, D.-G. Shu, et al.

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免疫 B 细胞的伸展与抗体生产

• 免疫系统的 B 细胞搭乘在其它细胞的表面巡逻搜索异种蛋白,新研究说,这些 B 细胞伸展出去包住其它细胞,将侵犯蛋白收集成一个中心块。 Sebastian Fleire 和同事说,这个伸展和收集的应答也许帮助细调 B 细胞的激活。这些研究人员用实时实验观察了 B 细胞在其它细胞的表面伸展它们的细胞膜,然后在收缩时收集刺激 B 细胞受体的任何异种蛋白。研究人员发现,这个伸展行为由 B 细胞受体与异种蛋白作用的强度、以及异种蛋白的密度控制。 Margaret Harnett 在一篇相关的研究评述中指出,这个敏感的过程帮助 B 细胞估计需要多强的抗体应答。 报告: B Cell Ligand Discrimination Through a Spreading and Contraction Response, S. J. Fleire, J. P. Goldman, Y. R. Carrasco, M. Weber, D. Bray, and F. D. Batista 研究评述: B Cells Spread and Gather, Margaret M. Harnett

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非洲猴新属• 在坦赞尼亚新近发现的非洲猴 Lophocebus kipunji 是 2005年首次被科学地描述的,当时它被认为是现有属的一个新种。新研究指出,该猴应被划为一个新属。文章作者说,基于猴子分子系统发生学和形态学的数据分析,该猴不应该被归在 Lophocebus属,而应该划为新属Rungwecebus 。猴的新学名是 R. kipunji ,它与狒狒属 Papio 的亲缘关系比与 Lophocebus属要近,后者是两个白睑猴属之一。 Rungwecebus 是给生活在现代的灵长类在 83年中首次建立的一个新属。该属的名字来自 Rungwe山,是首次发现这个猴子的地方,也是新研究中描述的样品的发现地。 Rungwe山是这个属已知的最大种群生活的地方。研究人员分析的样品是一只亚成年雄性猴,是在当地农民靠森林的玉米地里设的陷阱中发现的,发现时已经死亡。猴子头和躯体总长 37厘米,体重约 4公斤。 Rungwecebus kipunji 有浅到中灰色的皮毛,尾部和腹部的皮毛接近白色。猴子有特有的鸣叫,作者说,由于栖息地的破碎和被捕捉,它们处于濒危状态。 科学特快报告: A New Genus of African Monkey, Rungwecebus: Morphology, Ecology, and Molecular Phylogenetics, Tim R.B. Davenport, et al.

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大脑中的燃料感应器• 科学家发现了调节体重的大脑系统中的一个新组分。大脑

的丘脑下部中有一群感应身体中燃料多少的神经元,并根据感应结果影响胃口和代谢。 Daniela Cota 和同事报告说,除了监测碳水化合物和脂肪的水平外,这个神经回路还响应蛋白的组成部分氨基酸的信号。科学家过去曾发现,大脑外的 "mTOR 信号通路 "结合营养信号与激素信号来控制生长和发育。他们还发现氨基酸亮氨酸增加 mTOR 信号作用。在这项新研究中,当研究人员将亮氨酸注射到锯齿类动物的大脑中时,激活了下丘脑的 mTOR 信号作用,降低了食物的摄取和体重。文章作者推测,大脑中与身体其他部分燃料感应通路的不平衡也许使人易患肥胖症或糖尿病。一篇相关的研究评述讨论了这项研究。 报告:The Sand Seas of Titan: Cassini RADAR Observations of Longitudinal Dunes, R. D. Lorenz, et al.

Page 67: Progress in Life Sciences

中风打开细胞死亡通道

• 中风使大脑细胞失去关键的氧气和葡萄糖,导致细胞混沌,可以在几分钟内造成细胞死亡。现在,研究人员找到了响应中风应激的关键离子导电通道,该通道促进细胞死亡。Roger Thompson 和同事说这些被称为 "半通道 " 的通道也许是预防中风时神经细胞死亡的一个重要的药物靶标。这些研究人员发现,低氧和低葡萄糖的结合打开了大脑的锥体细胞中由 Pannexin 1 蛋白组成的半通道,从而打开了细胞膜中钙、钠、钾离子功能异常流动的大门,导致细胞死亡。 报告: Ischemia Opens Neuronal Gap Junction Hemichannels, Roger J. Thompson, Ning Zhou, and Brian A. MacVicar

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专题部分:利用病毒

• 病毒被称为“完美的寄生物”,因为它们大多数具有极为简单的部件不足以被划分为活的生物体。虽然病毒学领域研究的重点是它们如何致病,但是研究人员开始对病毒的其它功能越来越感兴趣。本期封面显示的是植物的豇豆萎黄斑病毒打开和关闭的形态,关闭形态的病毒糖衣的一部分被去掉,以便显示其内腔。这个病毒能被用作基于病毒的纳米材料应用的生物模板,有关的介绍见本期的一篇研究评述。该研究评述与两篇综述文章及一篇新闻报道构成本期的专题部分,介绍了人类健康以外的病毒研究。 专题介绍: Paradigms in the Virosphere, Caroline Ash, Stella Hurtley, Marc Lavine, Stephen Simpson

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猩猩能预先计划

• 收拾行李准备去阳光明媚的地方度假吗?你大概不用多想就能记住带上遮阳镜和凉鞋,因为你能预知这些东西在海滩上用得上。现在看来,我们人类不是唯一能做这种预先准备的动物,靠一点“心理时间旅行”来想像未来需要的东西。用倭黑猩猩 (bonobo chimpanzees) 和猩猩 (orangutans)做的新研究提出,提前计划的技能至少在 1400万年前就出现了,这是倭黑猩猩、猩猩、和人类最后的共同祖先生活的时间, Nicholas Mulcahy 和 Josep Call 说。他们发现,倭黑猩猩和猩猩能够选择一个合适的工具来取一个好吃的东西,把工具带走,几个小时后再把同一个工具带回来取好吃的。研究人员说,看来猩猩为未来的奖赏作了准备。但 Thomas Suddendorf 在一篇相关的研究评述中指出,“还需要做更高明的试验来确定猩猩有什么样的远见,什么是它们这个能力的限度”。 报告: Apes Save Tools for Future Use, Nicholas J. Mulcahy and Josep Call 研究评述: Foresight and Evolution of the Human Mind, Thomas Suddendorf

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西丛鸦记得别的鸟• 西丛鸦储藏食品以备未来的需要,但是它们在藏食品时从翅膀上方左顾右望,担心别的比自己更厉害的鸦来偷窃它们藏的食品。现在, Joanna Dally 和同事做的研究首次得到证据表明,西丛鸦能记住它们第一次藏食物时哪个鸟看到了它们,并用这一信息来决定是否应该把食物藏到一个不同的地方来避免被偷。这是否意味着西丛鸦有认知研究人员称为“心理理论”的理解其它生物体思想和意图的能力呢? Dally 和同事说,“记住谁在看它们”不一定需要心理理论。反之,这些研究人员提出,这种行为可能是具体的有关未来风险的学习模式或预测。 Thomas Suddendorf 在一篇相关的研究评述中讨论了这项研究。 科学特快报告:Food-Caching Western Scrub-Jays Keep Track of Who was Watching When, Joanna M. Dally, Nathan J. Emery, and Nicola S. Clayton

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马达加斯加的动物多样性• 马达加斯加的某些森林地区比该岛上其他森林地区有更多

的本地特有的动物,科学家在一项新研究中为这个使人困惑的现象提出了一个解释。 Lucienne Wilmé 和同事提出,靠近低纬度的河流或源头地区的森林,比靠近高纬度河流的森林,在气候涨落中变得更隔离。这个隔离会在地区尺度上产生适合新物种形成的条件,文章作者说。在河流和森林分布在较大唯独范围的区域,森林生活的物种,在气候涨落时期,也许有更多的撤退和分散的选择。这可能减少了隔离以及与此有关的促成新物种形成的影响,文章作者提出。这些发现是分析了物种分布与和流河分水岭关系得出的。 报告: Biogeographic Evolution of Madagascar's Microendemic Biota, Lucienne Wilmé, Steven M. Goodman, and Jorg U. Ganzhorn

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大脑中的“自己”和“他人”

• 当一个人为另一个人开门时,只要每个人知道他或她的角色,这个过程就能够顺利地进行。(否则会出现像喜剧中常见的场面。)能够作出角色的区别,不仅对温文尔雅的举止来说不可缺少,而且对计划如何与伙伴合作更是至关重要的, Damon Tomlin 和同事说。他们的新研究帮助演示了大脑如何区分究竟是自己还是他人的行为对社会相互作用的后果负责。研究人员让志愿者玩一个信任游戏,其中由一个游戏人决定投资多少钱,由另一个游戏人决定给投资人多少倍的回报,研究人员监测了玩游戏人的大脑活动。他们的结果提出,大脑一个叫“扣带回皮层”的区域登记“自己”和“他人”的概念。在试验中,当游戏人做出自己的决定时,他们扣带回皮层的中部变得活跃。当游戏对方的选择被揭示时,游戏人大脑的前叶和后叶区域变得活跃。 报告: Agent-Specific Responses in the Cingulate Cortex During Economic Exchanges, Damon Tomlin, et al.

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HIV 起源于野生黑猩猩

• 从喀麦隆森林地被黑猩猩排泄物中搜集到的遗传证据证实了HIV-1 病毒株起源于野生黑猩猩种群。在此之前,与 HIV的关系很近的另一种免疫缺陷病毒 SIV只是在圈养黑猩猩中发现过,但是研究人员一直怀疑 HIV 是起源于野生黑猩猩种群的。一组来自美国、喀麦隆、以及欧洲的研究人员在喀麦隆南部的一个黑猩猩亚种 Pan troglogdytes troglodytes的排泄物中检测到 SIV 抗体,并发现病毒感染率在某些黑猩猩社区中高达 35% 。进一步的遗传分析帮助研究人员确定了作为大流行与非流行的 HIV-1毒株起源的不同社区。 科学特快报告: Chimpanzee Reservoirs of Pandemic and Nonpandemic HIV-1, Brandon F. Keele, et al.

Page 74: Progress in Life Sciences

过度捕捞是对海草丛的最大威胁

• 美国加州南部的沿海生态系统,比如海草丛,正在受到污染排放和过渡捕捞的威胁,新研究提出,过度捕捞生态系统的危害更大。这可能意味着旨在 "自上而下影响的的保护措施 --比如限制捕鱼 - 对沿海生态系统,尤其是海草丛的作用比以前认为的更重要 " , Benjamin Halpern 和同事说。 Halpern 和同事跟踪了 46 种加州海洋物种好几年,用的到的数据得出结论,大螯虾和 Kellet's蛾螺等关键捕猎者的消失,比化肥污染给沿岸海水造成的富养,对海草丛动物种类的影响高 7 到 10倍。 报告:Strong Top-Down Control in Southern California Kelp Forest Ecosystems, Benjamin S. Halpern, Karl Cottenie, and Bernardo R. Broitman

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专题部分:癌症的个体化治疗

• 癌症治疗的进展到底如何?一方面,近 50年来癌症的死亡率基本没有变化;另一方面,有导向的癌症疗法、肿瘤生物标记、以及基因组医学等正在从天花乱坠的宣传变成临床现实。随着对肿瘤基因基础了解的进展,出现了有希望的新疗法,也带来了对未来癌症治疗模式的讨论,是否应该按个体患者的分子特征来指导治疗。本期专题部分讨论了这个新模式以及癌症治疗研究方面的新课题。 专题介绍: Celebrating a Glass Half-Full, Paula A. Kiberstis and John Travis

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脊索侧索硬化症的两个步骤

• 一项用选择性基因沉默的方法作的研究提出,神经元变性疾病 --脊索侧索硬化 (ALS) 的发作和进行是由神经系统两个不同类型的细胞控制的。人们已经知道一个名为 SOD1酶的突变是导致 ALS 的原因之一。Séverine Boillée 和同事在小鼠不同的细胞类型中控制突变 SOD 1 的表达,来准确地确定带有突变 SOD1 的细胞类型是如何影响疾病过程的。他们发现,运动神经元中突变的 SOD1 通过启动这些神经元的损伤触发 ALS ,使疾病开始。当突变的酶在脊髓中围绕运动神经元的发炎细胞中也出现时,这个疾病迅速地发展。研究人员说,如果这些结果被证明与人类的该疾病相关,它也许提示了一个针对非神经元细胞(比如发炎细胞)的、可能的 ALS 治疗方法。 报告:Onset and Progression in Inherited ALS Determined by Motor Neurons and Microglia, Séverine Boillée, et al.

Page 77: Progress in Life Sciences

无花果是最早家化的作物?

• 一项新研究提出,在约旦谷的一处 11,400年前的房屋中发现的无花果样品也许标志着农业最早的形式之一。 Mordechai Kislev 和同事描述了在 Gilgal I考古点发掘出来的残留无花果,显示出这些无花果属于没有授粉就可结果而成熟的那种。这种果子不从树上掉下来,而且成熟时变得软和甜,可以吃。造成这种“单性果实”的突变在某些无花果树上能发生,但是相当罕见。残留的无花果的丰富程度意味着人类发现了这些罕见的树,并通过种植树枝来繁殖它们。 报告: Early Domesticated Fig in the Jordan Valley, Mordechai E. Kislev, Anat Hartmann, and Ofer Bar-Yosef

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蝗虫何时成群连锁飞行• 研究人员准确地确定出了兜圈飞的沙漠蝗虫形成有序的集

体祸患的临界昆虫密度。这个用无序和有序粒子的统计物理模型预测的临界点也许能用于控制毁坏庄稼或带来疾病的虫害的爆发。 Jerome Buhl 和同事把蝗虫放在一个体育馆内,然后在有越来越多的昆虫加入进来时,拍摄它们运动的电影,以此检验了模型的预测。在昆虫的密度较低时,个体蝗虫自行其道。在中等密度时,虽然蝗虫聚集起来但飞行的方向不确定。但是当 30只左右蝗虫进入体育馆后,它们很快地组成队列并且挑选一个固定的飞行方向。 Daniel Grünbaum 在相关的研究评述中讨论了这些实验。 报告: From Disorder to Order in Marching Locusts, J. Buhl, et al. 研究评述: Align in the Sand, Daniel Grünbaum

Page 79: Progress in Life Sciences

早期免疫应答是抵抗 SIV 的关键

• 新研究指出,接种了抗 SIV疫苗的猴子比没有接种的猴子对病毒有更强的免疫应答而且存活的时间长,这也许给研究 HIV疫苗带来一些线索。 Norman Letvin 和同事给猴子接种一种抗猴免疫缺陷病毒 (SIV) 疫苗,导致 T 细胞的强免疫应答。过去用 HIV 和 SIV做的研究提出,感染后的强 T 细胞应答能降低病毒水平,从而减慢感染的进程。接种了疫苗的猴子在感染 850天之后,仍具有高的存活率。重要的是,猴子存活时间的延长很可能是最初更强的 T 细胞应答以及重要的 " 中心记忆 "T 细胞保存的结果,研究人员说,两者对考虑未来 HIV疫苗来说都可能很重要。 报告:Preserved CD4+ Central Memory T Cells and Survival in Vaccinated SIV-Challenged Monkeys, Norman L. Letvin, et al.

Page 80: Progress in Life Sciences

回到一个更暖的世界?

• 随着大气中温室气体的增加使我们的行星变暖,地球上的气候在不远的将来将是什么样呢?一个猜测是也许气候会像距今 500 到 300万年前早上新世的温暖期。那个时期全球的平均温度比现在高很多,而其它决定气候的因素比如太阳光强度和大气层二氧化碳浓度与现在的类似。在本期这篇综述文章中, Alexey Fedorov 和同事讨论了早上新世气候,从而帮助了解我们目前的变暖趋势。早上新世的温暖气候表现在北半球没有冰架,而且太平洋中大概有一个永久的厄尔尼诺效应。研究人员说,当代的类似变化可能会恢复这些暖气候条件。 综述:The Pliocene Paradox (Mechanisms for a Permanent El Nino), A. V. Fedorov, et al.

Page 81: Progress in Life Sciences

HIV检测在中国

• 据联合国和中国官员估计,截止 2003年底,中国约有 840,000 人被人类免疫缺陷病毒 (HIV)感染。世界各地的专家们担心这个估计偏低,他们警告说到 2010年中国可能会有 1000万人被 HIV感染。为了控制这个流行病在国内的传播,中国政府正在积极地鼓励高危人群做 NIV检测,而且把 HIV检测作为监狱等公共机构提供的护理服务的日常程序。正如吴尊友和同事在本期政策论坛中指出的,中国政府的这一政策受到国际社会的一些批评,但是中国公共健康官员们认为这样做是为了保护未受感染的人群,也能为被感染的人群提供医疗和社会服务。 政策论坛: HIV Testing in China, Zunyou Wu, Xinhua Sun, Sheena G. Sullivan, and Roger Detels

Page 82: Progress in Life Sciences

新的鸟类化石暗示鸟的水生起源

• 来自中国的新发现的并保存完好的玉门甘肃鸟 (Gansus yumenensis) 的化石支持现代鸟的祖先是水鸟的想法。这些 1.1亿年前的三维的、大部分没有压碎的甘肃鸟骨骼相当完整,它的碳化了的羽毛和足部的蹼提示,这种鸟也许像现代的潜鸟或鸊鷉一样潜水觅食,虽然可能效率不如现代鸟的高,尤海鲁和同事说。甘肃鸟是包括现代鸟和其化石祖先的鸟类中最古老的成员,新化石的发现也许能为现代鸟是如何以及什么时候开始统领天空。 报告:A Nearly Modern Amphibious Bird from the Early Cretaceous of Northwestern China, Hai-lu You, et al.

Page 83: Progress in Life Sciences

肝脏与脂肪间的信号通路

• 日本研究人员发现了一个在肝脏与末梢脂肪组织之间传递信号的神经元通路,帮助调节身体的能量平衡。大脑和其它组织之间有两个通讯系统,最终帮助控制胃口以及脂肪代谢。一个系统涉及血液中循环的分子,另一个涉及神经系统。 Kenji Uno 和同事研究了小鼠肝脏中的 PPARg 受体的作用,该受体过去被认为与肥胖症有关。他们发现这个蛋白参与一个涉及调节能量开销、系统胰岛素敏感性、葡萄糖代谢、以及肝脏和的末梢脂肪之间的脂肪分布的通路。该通路也许能帮助保护动物不受由于过多脂肪贮存而导致的代谢混乱的影响。 报告:Neuronal Pathway from the Liver Modulates Energy Expenditure and Systemic Insulin Sensitivity, Kenji Uno, et al.

Page 84: Progress in Life Sciences

远古的胚胎发育

• 中国研究人员报告说,一些最早的动物用了与某些现代动物类似的发育战略。一个细胞的核一旦在细胞分裂中劈开,统称为“胞质”的细胞成分也必须分开。包括软体动物和蜗牛的某些动物的早期胚胎中,充满胞质的被称为极叶的结构从正在分裂的细胞的一端凸起。最终它们被掐断,分别到两个分裂出来的细胞中。这个过程最终帮助产生具有特定功能的细胞。陈钧远和同事在年代为晚前寒武纪 (距今约 5.8亿年 ) 的岩石中发现了许多看似极叶胚胎的化石样品。这些发现意味着这个发育战略的起源很早,几乎是在最早的动物出现时。 报告: Phosphatized Polar Lobe-Forming Embryos from the Precambrian of Southwest China, Jun-Yuan Chen, et al.

Page 85: Progress in Life Sciences

发炎增加脊髓中的疼痛感

• 炎症和创伤能增加一个人对疼痛的敏感性,部分地因为发炎能改变脊髓如何处理疼痛感。 Hiroshi Ikeda 和奥地利的同事 现在发现了脊髓中的一个疼痛“放大器”,它能被模仿炎症的低水平和无规律的疼痛输入启动。这种无规律的疼痛输入能提高脊髓中感觉疼痛的神经元的钙离子水平,导致长时程增强 (LTP)或突触强度的增强,这也许会改变这些神经元与疼痛通路下一步的其它脊髓神经元的最初关键突触。研究人员说,突触的变化放大了疼痛信号,潜在地增加了一个人对疼痛的敏感性。 报告:Synaptic Amplifier of Inflammatory Pain in the Spinal Dorsal Horn, Hiroshi Ikeda, et al.

Page 86: Progress in Life Sciences

在基因组时代研究自然选择

• 正如查尔斯 ·达尔文和阿尔弗雷德 ·华莱士首先明确有力地表述的,正选择是有益的特征在种群中的出现随时间变得更频繁的原理。构成其基础的基因在人类进化中经历了正选择,它们能够为形成人类这个物种的事件以及至今仍在困扰我们的疾病提供深刻的了解。直到不久以前,唯一可行的确定人类中正自然选择例子的方法是分析每个可能的候选基因。在本期这篇综述中, Pardis Sabeti 和同事描述了基因组范围的序列以及多态性数据如何为寻找在人类进化种经历了正选择的基因提供了全新的方法。 综述: Positive Natural Selection in the Human Lineage, P. C. Sabeti, et al.

Page 87: Progress in Life Sciences

蜘蛛圆形网的起源

• 本期两篇新简报指出,蜘蛛像车轮状的圆形网也许有同一个晚侏罗纪的起源。 Jessica Garb 和同事说,来自巨眼蛛科 (包括撒网蛛 )织圆形网的蜘蛛的新遗传证据确实了这群蜘蛛,与园蛛科 (包括普通金丝蛛 ) 有共同的关键丝蛋白。基于化石证据,这两类蜘蛛的共同祖先大概生活在距今 1.36亿年前。在另一项研究中, Enrique Penalver 和同事描述了一个镶嵌在琥珀中的一个 1.1亿年前的蜘蛛网碎片,网上还缠着甲虫、小虱以及黄蜂的部分。这个化石网的设计提出,它也许曾是一个圆形网,这就意味着织圆形网的蜘蛛影响飞行昆虫的进化达上亿年之久了。 简报: Silk Genes Support the Single Origin of Orb Webs, Jessica E. Garb, Teresa DiMauro, Victoria Vo, and Cheryl Y. Hayashi 简报: Early Cretaceous Spider Web with Its Prey, Enrique Penalver, David. A. Grimaldi, and Xavier Delclòs

Page 88: Progress in Life Sciences

沿海生态开发的历史记录• 新发现提出,不论人类在世界海岸线的什么地方定居下来,

其定居点有极为类似的生态模式。对人类如何影响沿海生态系统的研究主要集中在去过去的 50年,但是自从史前时代以来,世界各地的海岸线一直是人类的最好地产。 Heike K. Lotze 和同事汇集了北美、欧洲、以及澳大利亚人类首次出现以来的 12 个入海口和海岸生态系统生态变化的数据,说有这些地点有类似的变化模式。过度开发和栖息地消失这两个变化能解释 95% 的物种衰落和灭绝以及生态系统功能的变化。作者报告说, 20世纪的保护措施部分地是成功的,尤其是对大的生物体来说,但是这些努力还远不能恢复人类到来之前的生态系统。这些结果对为未来的保护努力提供了可能有用的定量基准。 报告:Depletion, Degradation, and Recovery Potential of Estuaries and Coastal Seas, Heike K. Lotze, et al.

Page 89: Progress in Life Sciences

在世界范围研究惩罚的代价

• 在全球不同地区的小型社会中,随着人们参与“游戏”的结果越来越不公平,个人会变得越来越积极地惩罚他人,同时也给自己带来更多的代价。这是 Joseph Henrich 和同事对世界各地社会的研究得出的结论之一,他们测试的人群来自非常不同的地方:西伯利亚、加纳、巴布亚新几内亚、以及厄瓜多尔。研究人员用当地的工资水平改编了通常让西方大学本科生参与的三个经济学游戏,游戏参与者决定一笔钱的不同分法。不同的社会在愿意惩罚上不同,有的很愿意惩罚,有的完全不惩罚,有的惩罚过于大方的分钱提议,有的惩罚过于小气的分钱提议。研究人员还注意到有强的惩罚的社会同时也是最可能有强的利他冲动的社会。 研究文章: Costly Punishment Across Human Societies, Joseph Henrich, et al.

Page 90: Progress in Life Sciences

小鼠消耗脂肪的一个新通路

• 研究人员报告说,有过量的名为 TRB3 蛋白的小鼠能吃更多的东西,但是体重不比正常的小鼠增加得更多。导致禁食时消耗脂肪的步骤之一是名为 ACC酶的激活,该酶在脂肪酸的合成中起作用。 TRB3 的量也在禁食时增加,现在 Ling Qi 和同事发现了一个平行通路, TRB3 在这个通路中通过在脂肪组织中降解 ACC刺激脂肪的消耗。在脂肪组织中过度表达 TRB3 的转基因小鼠受到保护不至于因为饮食而肥胖,因为它们有增强的脂肪氧化功能。这些小鼠将更多的脂肪转化成能量,看起来以热的形式释放,一篇相关的研究评述指出。该评述还讨论了这些结果能如何帮助搞清楚控制脂肪代谢的信号系统。 研究文章: TRB3 Links the E3 Ubiquitin Ligase COP1 to Lipid Metabolism, Ling Qi, et al. 研究评述: A New Way to Burn Fat, Jaap G. Neels and Jerrold M. Olefsky

Page 91: Progress in Life Sciences

DNA转录和修复的联系• 一个通过切开 DNA股来改变 DNA排列从而帮助 DNA 复制

以及染色体分离的酶也在转录激活中其作用,转录激活是为下一步的蛋白生产将 DNA转变为 RNA 的过程。 Bong-Gun Ju 和同事现在显示,通过核受体和其它类型的转录因子的基因转录激活需要拓扑异构酶 topoisomerase II-beta ,该酶在基因的特定位置产生双股 DNA 的断裂。研究人员发现, DNA断裂发生后,其它 DNA修复酶参与进来帮助将基因暴露给转录机器。 Jean-Francois Haince 和同事在一篇相关的研究评述中讨论了这一发现。 报告: A Topoisomerase II beta-Mediated dsDNA Break Required for Regulated Transcription, Bong-Gun Ju, et al. 研究评述:Gene Expression Needs a Break to Unwind Before Carrying On, Jean-Francois Haince, Michèle Rouleau, and Guy G. Poirier

Page 92: Progress in Life Sciences

质疑二氧化碳增加给作物带来的好处

• 一篇新分析指出,与全球气候变暖有关的大气二氧化碳的增加给农作物带来的好处可能不像以前所认为的那样。比如,过去政府间气候变化专门委员会 (IPCC)曾作出结论说,高二氧化碳量有肥料的作用,能够抵消在全球更暖气候下由于高温和土壤水分降低造成的产量的下降。但是 IPCC 的数据来自在温室和大棚的老的作物试验,这些试验没有很好地反映大田的情况, Stephen Long 和同事说。他们对大田试验的分析的结论是,高二氧化碳量带来的作物的产量只是温室试验的一半。他们指出,在热带地区,二氧化碳的增加也许完全不会使玉米和高粱等作物增加产量。 David Schimel 在一篇相关的研究评述中写道:这些发现“也许会提高对农业的影响问题在气候变化所带来的紧迫问题清单上的位置”。 研究文章:Food for Thought: Lower-Than-Expected Crop Yield Stimulation with Rising CO2 Concentrations, Stephen P. Long, Elizabeth A. Ainsworth, Andrew D. B. Leakey, Josef Nosberger, and Donald R. Ort

Page 93: Progress in Life Sciences

基因相互作用增加患皮肤癌的风险

• 太阳造成的损伤是浅肤色人群患皮肤癌的一个已知风险因素,但是在皮肤损伤不多的情况下,患黑色素瘤是什么因素的作用呢?Maria Teresa Landi 和同事现在显示,继承了一个色素受体的突变版本的白皙皮肤的人,患带有 BRAF癌症基因突变的黑色素瘤的风险增高。 BRAF癌症基因与没有慢性皮肤损伤的黑色素瘤有关。 Landi 和同事提出,带来白皙皮肤、雀斑、以及红头发的黑素皮质素受体1 的变异,提高了没有慢性皮肤损伤的人患 BRAF癌症基因突变的黑色素瘤的风险,连接这两个基因变异的确切机制现在还不清楚。 科学特快报告: MC1R Germline Variants Confer Risk for BRAF-Mutant Melanoma, Maria Teresa Landi, et al.

Page 94: Progress in Life Sciences

结核菌株成功的代价低

• 新研究指出,临床肺结核中最常见的类型是由那些突变的既抗药又不给自身带来多少适应度代价 (fitness cost) 的肺结核细菌引起的。 Sebastien Gagneux 和同事说,这可是一个环消息,因为看起来最新的抗药肺结核菌比上几代的细菌还更适应。这些研究人员显示,抗利福平的突变的适应度代价在不同的肺结核菌中不同,取决于具体的突变以及菌的遗传株。 Gagneux 和同事做出结论:对已经在患者身上繁荣的菌株的适应度没有影响或影响不大的突变最可能再进一步扩散。 报告: The Competitive Cost of Antibiotic Resistance in Mycobacterium tuberculosis, Sebastien Gagneux, et al.

Page 95: Progress in Life Sciences

沙漠蚂蚁的步程计

• 一个不同寻常的试验证实,沙漠蚂蚁用某种内在的“步程计”来测量准确的行程。研究人员知道蚂蚁在它们回蚁巢的路途中用来自天空的光线索给自己定位,但是它们是如何确定准确的距离的问题一直不清楚。 Matthias Wittlinger 和同事有这样一个想法:蚂蚁靠步的长短这样的内在步程计来测量距离,他们用改变蚂蚁腿长短的方法检验了这个想法。他们在试验中给一些蚂蚁上了“高跷” -将猪鬃黏接到蚂蚁腿上使其增长,用部分切断的方法使另一些蚂蚁的腿变短。腿变短的蚂蚁的步子小了,在前行的试验中没有到达目的地;而踩高跷的蚂蚁的步子大了,在前行的试验中,它们做过了目的地。这些蚂蚁能够适应新的腿,从而准确地达到目的地,这意味着它们用步子的长短做为步程计,研究人员说。 报告: The Ant Odometer: Stepping on Stilts and Stumps, Matthias Wittlinger, Rüdiger Wehner, and Harald Wolf

Page 96: Progress in Life Sciences

小鼠也有同情?

• 研究人员报告说,小鼠有类似同情的感情并且响应其它小鼠的疼痛,但只是在它们认识这些其它小鼠的情况下。真正的通情被认为是高级灵长类独有的,而且也许只有人类才有,但是 Dale Langford 和同事说,其它动物也许能感受到低等的类似现象,比如“感情的传染”。这些研究人员用小鼠做了一系列的试验,发现仅仅观察到另外一只小鼠感受疼痛,改变了小鼠自身对疼痛的敏感性。尤其有意思的是,这个作用只在相互熟悉的小鼠之间发生,尽管这些小鼠之间不一定有亲缘关系。文章作者宣称他们的发现不能简单地用比如应激、模仿、或条件反射作用解释。 报告:Social Modulation of Pain as Evidence for Empathy in Mice, Dale J. Langford, et al.

Page 97: Progress in Life Sciences

生命周期的社会科学研究

• 本期《科学》专题部分介绍了社会科学家对人类从儿童到老年的生命周期不同阶段研究的一些结果,包括 7 篇研究评述以及一篇有关人类繁殖力下降和政府如何响应的报道。比如,一篇研究评述讨论了这样的问题:如果你更富有你会更幸福吗?大多数人认为如果他们更富有,他们会更幸福,但是在许多国家作的问卷调查的结果正相反。但是在某些情况下,生命的满足的确看起来是随着家庭收入的增加而增加的。 Daniel Kahneman 和同事解释说,这是因为当人们考虑任何单一因素对他们的福利的影响时,他们倾向于夸大这个因素的重要性。作者把这个趋势称为“焦点幻觉”,他们提出,收入对人幸福的影响不大,因为随着收入的增加,人们的对时间的利用看起来没有转移到使他们得到幸福的活动上去。美国全国范围的一个代表性的采样显示,有更高收入的人花更多的时间在给他们带来压力的活动上,比如工作、采购、照管儿童、以及锻炼。 专题介绍: Science Looks at Life, Barbara Jasny, Donald Kennedy, and Eliot Marshall 研究评述: Would You Be Happier If You Were Richer? A Focusing Illusion, Daniel Kahneman, Alan B. Krueger, David Schkade, Norbert Schwarz, and Arthur A. Stone

Page 98: Progress in Life Sciences

化验血来检测克雅氏病 ? • 新发现向用化验血来检测人类版本疯牛病克雅氏病迈进了一步。人类非常需要一个简单的检测克雅氏病的方法,尤其是在发现了看起来是通过输血传染的病例之后。传染该病以及某些其它致命的神经退化性疾病的病原体被认为是异常折叠的朊蛋白。 Paula Saá 和同事描述了一个他们在仓鼠没有表现出症状之前,用来检测其血液内感染性朊的技术。在疾病早期,朊在进入大脑之前看来先要复制。在疾病晚期,也就是症状期,朊看来从被感染的大脑组织中渗漏出来。在另一项研究中, Matthew Trifilo 和同事制造了血液中有很多朊的转基因小鼠。这些小鼠患心脏病,而不是神经系统疾病。文章作者说,因为这个小鼠模型可靠地产生血液中能测到的感染朊,该模型应该对用来确定新的诊断或治疗方法的敏感性有用。 报告: Presymptomatic Detection of Prions in Blood, Paula Saá, Joaquín Castilla, and Claudio Soto 报告: Prion-Induced Amyloid Heart Disease with High Blood Infectivity in Transgenic Mice, Matthew J. Trifilo, et al.

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毛象和小鼠皮毛的颜色

• 科学家报告说,一个控制小鼠皮毛颜色的基因也使有的毛象有深色毛皮、有的有浅色毛皮。人们已经知道这个名为 Mc1r 的基因在几种哺乳动物中帮助决定毛的色泽,比如低的 Mc1r活性是人类红头发的原因。 Holger Rompler 和同事在从来自西伯利亚的毛象骨头中提取出 DNA后,测序了该基因的毛象版本。基于序列中的变异,作者确定出毛象的该基因大概有两个版本,一个本版具有全活性、一个有部分活性。他们提出,有部分活性版本基因的毛象很可能具有浅色的皮毛,但是不清楚这是否给该动物带来了进化好处。 Mc1r 基因也控制佛罗里达海滩鼠皮毛的颜色,而且皮毛色泽看起来帮助这些鼠的生存,另一项研究指出。海滩鼠生活在佛罗里达海湾岸屏障岛的海岸沙丘中,它们是猫头鹰和老鹰捕猎的对象,天然保护色帮助鼠存活,所以这些鼠与它们在大陆生活的亲戚相比有更浅的皮毛而且有不同的颜色图案。 Hopi Hoekstra 和同事显示,由Mc1r 生产的蛋白的一个氨基酸的改变在深颜色与前颜色色素的转换上起作用。奇怪的是,佛罗里达达西洋海岸的海滩鼠没有这个基因变异,意味着它们的浅色皮毛是独立进化出来的。 简报: Nuclear Gene Indicates Coat-Color Polymorphism in Mammoths, Holger Rompler, et al. 报告:A Single Amino Acid Mutation Contributes to Adaptive Beach Mouse Color Pattern, Hopi E. Hoekstra, Rachel J. Hirschmann, Richard A. Bundey, Paul A. Insel, and Janet P. Crossland

Page 100: Progress in Life Sciences

用偷来的基因抵御抗生素

• 暴露在抗生素下给肺炎链球菌带来的应激,能使该细菌杀死肺炎球菌同伴并从中给自己的基因组获取基因。这一现象也许能帮助细菌获取新的抵御抗生素基因或获得新的毒性基因,两者都能帮助抵抗大多数抗生素的“超级细菌”的形成。 Marc Prudhomme 和同事说,设计新抗生素疗法的研究人员应该考虑到细菌响应抗生素应激时能加快它们的基因交换率的能力。 报告:Antibiotic Stress Induces Genetic Transformability in the Human Pathogen Streptococcus pneumoniae, Marc Prudhomme, Laetitia Attaiech, Guillaume Sanchez, Bernard Martin, and Jean-Pierre Claverys

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霸王龙的生命史

• 霸王龙也许有与长寿的鸟类和哺乳类类似的生命史:它们很可能活过了未成熟期,大多数是在中年和晚年死亡的。人们对恐龙的生命史知之甚少,所以 Gregory M. Erickson 和同事描绘的霸王龙的生命史也许能为了解恐龙行为提供线索,而且也许能解释为什么博物馆中几乎没有未成年恐龙的样品。研究人员分析了加拿大阿尔伯达省附近丰富的霸王龙化石沉积,这些化石代表了短时间段内死亡的一个种群,他们提出霸王龙的身体超过一定大小后活过未成熟期的可能性增加。中年阶段交配和掠食的压力增加了该阶段霸王龙死亡的可能性,而且最年长的化石表明,与不如类动物以及其它长寿物种类似,恐龙也受到衰老所带来的衰弱的影响。 报告: Tyrannosaur Life Tables: An Example of Nonavian Dinosaur Population Biology, Gregory M. Erickson, Philip J. Currie, Brian D. Inouye, and Alice A. Winn

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大猫鼬教小猫鼬捕猎

• 有关野生猫鼬的新证据提出,人类也许不是主动教育下一代的唯一物种。动物世界中几乎看不到教育行为:一个个体传递给另一个个体技能的指导机制。 Alex Thornton 和Katherine McAuliffe 现在显示,年长的猫鼬教幼小猫鼬如何抓取食物,老猫鼬用把美味推到里小猫鼬更近的地方、甚至把蝎子的螫针先摘掉再让小猫鼬试着抓等来增加猫鼬崽触摸活的被捕食动物的机会。随着猫鼬崽的长大和变得更熟练,老猫鼬也随着时间改变它们的行为。研究人员发现,教育对年长猫鼬来说是一种代价,因为它们从中得不到直接的好处,而且它们在这个过程中花不少的时间和力量。 报告: Teaching in Wild Meerkats, Alex Thornton and Katherine McAuliffe

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找金矿的细菌

• 澳大利亚的金沙为细菌能对天然金块的形成有直接贡献提供了迄今为止最有力的证据。 Frank Reith 和同事显示,在两个金矿中,细菌生物膜与土壤中发现的几乎所有的金沙有关联,但与土壤本身没有关联。 DNA测试表明这种探矿微生物大概是一种名为 Ralstonia metallidurans 的细菌。这种细菌也许通过沉降金作为一种给它们的环境解毒的方法,从而使金在细胞内积累,或者在某些情况下使细胞膜外镀一层金。 报告: Biomineralization of Gold: Biofilms on Bacterioform Gold, Frank Reith, Stephen L. Rogers, D. C. McPhail, and Daryl Webb

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蜜蜂和其授粉的植物的多样性在下降• 科学家报告说,不列颠和荷兰的蜜蜂以及这些被蜜蜂授粉的植物的多样性已经减少了。许多农作物和天然植物种群依赖野生昆虫的授粉。虽然研究人员和政策制定者曾对授粉“服务”的丢失表示担忧,但是迄今为止没有多少授粉昆虫减少的证, Jacobus Biesmeijer 说。他和同事们分析了不列颠和荷兰数据库中 1980年以前与以后的蜜蜂和食蚜蝇的观察记录。文章作者发现,两个国家当地的蜜蜂密度都有所下降,但食蚜蝇的变化没有固定的趋势。 Biesmeijer 和同事报告说,靠蜜蜂授粉的植物物种相对其他植物物种也有所下降。作者说,现在还不清楚是植物还是蜜蜂先减少的,或者两者是否都是在响应某种其它因素,但是它们的下降是并行发生的。 报告:Parallel Declines in Pollinators and Insect-Pollinated Plants in Britain and the Netherlands, J. C. Biesmeijer, et al.

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与果蝇心脏发育和心脏病有关的基因• 新研究发现,与哺乳动物的胆固醇生产的分子通路有关的

基因也对果蝇的心脏发育至关重要。 Peng Yi 和同事说,这些发现也许给包括人类在内的哺乳动物的心脏发育和先天性心脏病提供了线索。研究人员筛选了大量的果蝇从中找到心脏发育的早期通路,发现了被他们命名为“心碎的”突变果蝇,这些果蝇的收缩心脏细胞与周围的支持功能与分泌功能的细胞分离开。心碎的果蝇的关键突变似乎与哺乳动物胆固醇生产早期阶段的基因有关。他汀 (Statin) 类药物也产生心碎的果蝇,这也许能解释曾有过的妊娠期服用这种降胆固醇药物导致先天性心脏病的病例报告,研究人员说。 科学特快报告: The Mevalonate Pathway Controls Heart Formation in Drosophila by Isoprenylation of G gamma1, Peng Yi, Zhe Han, Xiumin Li, and Eric N. Olson

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染色体数目是真菌抗药性的关键• 白色念珠菌对药物不断增长的抗药性对免疫系统减弱的病人尤其有害,该真菌抗药的能力似乎与这个微生物改变其细胞内染色体数目的能力有关。白色念珠菌是人类最普遍的真菌病原体,通常用唑类药物来治疗这种真菌的感染,唑类药物的副作用很少。白色念珠菌对唑类药物的抗药性正在不断增长,但是现在没有多少可以取代唑类药物的抗真菌药物。这个病原体有一个能适应细胞分裂中出现多余的染色体数的灵活的基因组,这种现象被称为“非整倍体”。 Anna Selmecki 和同事报告说,这种真菌对唑类药物不同程度的抗药性与不同程度和可逆的非整倍体有关,尤其是 5 号染色体的左臂,该染色体区域有表达作为唑类药物靶标的酶的基因。 科学特快报告: Aneuploidy and Isochromosome Formation in Drug-Resistant Candida albicans, Anna Selmecki, Anja Forche, and Judith Berman

Page 107: Progress in Life Sciences

设计安全的抗体治疗

• 今年 3月,六位健康人在接受一个试验抗体注射后受到立刻的和严重的副作用,这个抗体是被设计来激活正常情况下抑制免疫系统的一小类 T 细胞的。在本期的一篇研究评述中, Ellen Vitetta 和 Victor Ghetie讨论了应该如何避免未来的不幸事故,以及如何优化涉及这类单克隆抗体的新治疗方法。答案在于抗体和临床试验的涉及上,应该将抗体组建成或是杀死肿瘤细胞、或是修饰免疫系统,但不两者兼顾。而且,研究人员必须意识到用实验鼠或猴子做的动物试验的结果可能会产生与用人做的试验不同的结果。 研究评述: Considering Therapeutic Antibodies, Ellen S. Vitetta and Victor F. Ghetie

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本期专题部分: HIV/艾滋病

• 研究人员在本期专题部分的一篇综述中指出,一段长时间以后,人类也许能向其他灵长类那样,最终进化出对 HIV或艾滋病的一定程度的抵抗力。 Jonathan Heeney 与荷兰和英国的同事讨论了人类的 HIV ,探讨了一些个体的免疫系统的小变化如何开始对抵抗该病毒的进化起一些作用。总体来说,这个过程会在进化的时间尺度上发生,但不是在较近的未来。与此同时,对这些变化的进一步了解也许能为新的治疗方法提供线索。 专题部分还包括一篇 Anthony Fauci 撰写的社论、以及获奖记者 Jon Cohen撰写的有关 HIV/艾滋病在拉丁美洲和加勒比的 10 篇报道。 Cohen 在 10 个月的时间里去了墨西哥、中美洲和南美洲、以及加勒比海的 12 个国家,访问了诊所、妓院、实验室、注射吸毒场所、各国的公共卫生部门、同性恋者俱乐部、大学、贫民窟、民工聚集的铁路小站、监狱、以及许多在 HIV病毒困扰下生活的人们。 专题介绍: Learning to Live With HIV, Leslie Roberts and Jon Cohen

Page 109: Progress in Life Sciences

小鼠大脑中的焦虑

• 新研究指出,小鼠的焦虑看起来至少部分地由大脑的 "较高 " 区域中的 5- 羟色胺受体控制。 Noelia Weisstaub 和同事说,这些发现也许能帮助揭示焦虑、恐惧和抑郁的神经化学,并可能带来针对焦虑的药物靶标。研究人员显示,没有神经递质 5- 羟色胺受体的小鼠表现出较少的焦虑,而且在遇到新的、有潜在危险的情况下(比如在一个高架迷宫中跑或是在新环境中吃东西),表现出较少的退却。但是这些小鼠的被恐惧制约的和与抑郁有关的行为没有受到影响。在大脑皮层,而不是皮层下区域中,恢复受体功能,使小鼠恢复了正常的焦虑状态。研究人员说这也许提示了焦虑响应是在大脑负责复杂功能的部分作出的风险和威胁估计的帮助下产生的。 报告:Cortical 5-HT2A Receptor Signaling Modulates Anxiety-Like Behaviors in Mice, Anna Selmecki, Anja Forche, and Judith Berman

Page 110: Progress in Life Sciences

天花病毒的遗传多样性很低

• 新研究指出,安全实验室保存下来的天花正式消灭前历年的样品显示,天花的遗传多样性很低。 Joseph Esposito和同事说, 45 个分离出的不同天花病毒株的 DNA序列几乎是一样的。尽管有高度的类似性,但是他们的分析也提出了病毒的三个主要进化分支:西非洲、亚洲、和南美洲。通过重建这些进化分支以及确定这些毒株导致不同死亡率的蛋白差异,研究为改进诊断化验以及药物治疗提供了基础数据。 科学特快研究文章:Genome Sequence Diversity and Clues to the Evolution of Variola (Smallpox) Virus, Joseph J. Esposito, et al.

Page 111: Progress in Life Sciences

免疫系统的蛇咬解毒剂• 新研究提出,名为肥大细胞的免疫细胞帮助保护小鼠不受某

些毒蛇咬和蜜蜂蜇的危害。虽然目前最清楚的是肥大细胞在帮助产生过敏性休克、哮喘和过敏的症状上的作用,但是科学家也认识到这些细胞在免疫系统对付感染上的其他辅助作用。许多昆虫和爬行类的毒液含有能激活肥大细胞的化学物质,所以研究人员通常认为肥大细胞的作用是恶化毒蛇咬或毒虫蜇的危害。但是, Martin Metz 和同事的一项新研究显示,蛇和蜜蜂的毒液对缺少肥大细胞的小鼠比对正常小鼠的害处更大。用以色列鼠毒蛇毒液做的试验提出,肥大细胞通过释放羧肽酶 A 提供保护作用,该酶降解毒液的一个危险成分,这给解毒研究提出了可能的新方向。蛇咬含有不同量的毒液,肥大细胞对低于或接近致命量的毒液的作用最大,文章的通讯作者 Stephen Galli 说。 报告:Mast Cells Can Enhance Resistance to Snake and Honeybee Venoms, Martin Metz, et al.

Page 112: Progress in Life Sciences

气候变化是否增加了暴风的强度?

• 强烈的热带暴风比如 2005年的飓风卡特里纳和 2006年的暴风拉里过去几个飓风季节中变得更为常见,使一些研究人员把剧烈暴风与全球气候变化导致的海水表面温度升高联系起来。在本期一篇研究评述中, Christopher Landsea 和同事提出,全球热带暴风数据不够完整可靠,还不能使人们得出暴风强度的长期趋势,这使确定最近的极端暴风是否是全球变暖的结果变得比较难。研究人员说,在能够恰当评估热带暴风趋势前,首先需要解决改变卫星监控、世界各地观察站的不同操作标准、以及官方数据中存在的漏洞等问题。 研究评述:Can We Detect Trends in Extreme Tropical Cyclones?, Christopher W. Landsea, Bruce A. Harper, Karl Hoarau, and John A. Knaff

Page 113: Progress in Life Sciences

人类大脑中的非理性

• 如果有人给你 50 美元,你愿意保留其中的 20 美元呢,还是丢掉 30美元?新研究将某些非理性决定 ( 类似于选择保留 20 美元,因为“保留”看起来比“丢掉”好 )跟踪到大脑中与感情有关的中心。这项研究还把理性的决定 ( 人们意识到保留 20 还是丢掉 30没有差别 )与大脑的另一个区域联系起来。 Benedetto De Martino 和英国的同事研究了所谓的 "框架效应 ," 既用正面或反面的方式给出选择影响一个人的决定。有关经济决策的理论传统地假设人根本上是理性的,所以不会受框架效应的影响。本文作者对参加试验的志愿者在他们选择在两个不同背景下如何处理一笔钱时做脑成像。表现出更易受框架效应影响的志愿者在大脑名为杏仁体的与学习和感情有关的区域中有更高的活性。作者还报告说,他们能够靠测到的大脑另一个区域 (腹侧和内侧皮层 ) 中增加的活动来预测哪些志愿者最不易受框架效应的影响,也就是说他们也许是最理性的。 报告:Frames, Biases, and Rational Decision-Making in the Human Brain, Benedetto De Martino, Dharshan Kumaran, Ben Seymour, and Raymond J. Dolan

Page 114: Progress in Life Sciences

血栓纤维的超弹性

• 新研究提出,形成血栓的网状母体的纤维出人意料地有弹性。 Wenhua Liu 和同事在本期的一篇简报中报告说,这种纤维能延伸到其长度的三倍而不失去弹性,而且只有在延伸到其长度 6倍时才断掉。当血浆的一个可溶解的成分纤维素原被转变为纤维蛋白的分支网络时,就形成了血栓。文章作者说,对单个纤维蛋白的机械型能过去了解甚少,虽然这种信息对测试血栓的机械模型是必需的。他们用一个原子里显微镜的探针来拉长这些纤维。整体的纤维蛋白栓“只有”百分之 100到 200 的延伸性,意味着血栓变形是通过单个纤维的拉伸发生的,而且栓的破裂一定是纤维连接断开的结果。这个结果出人意料,因为许多网络对张力的响应是首先排列纤维,然后拉伸,这样的网络比单个纤维更有伸缩性。 简报: Fibrin Fibers Have Extraordinary Extensibility and Elasticity, W. Liu, et al.

Page 115: Progress in Life Sciences

抗体的双重作用与发炎

• 某些抗体有双重身份,它们有时处于支持发炎的状态、有时处于抵抗发炎的状态,新研究显示它们是靠修饰附着在其上的糖来转变状态的。发炎对身体有好处,因为它帮助抵抗感染,但是如果发炎失去控制,它也可能损害身体的组织。类似地, IgG 类的抗体通常是不发炎的,但是它们能在感染是帮助补充发炎细胞。 Yoshikatsu Kaneko 和同事报告, IgG 抗体通过修饰抗体上与免疫细胞结合部位的糖体来实现这个转变。通常,免疫细胞的受体与糖增强的抗体形式的结合相对较弱,这就给细胞信号使它们在表面上带很多的抵抗发炎的蛋白。但是在感染时,糖体消失,使抗体与免疫细胞的结合变得很强,这就“上调”了支持发言信号的表达。一篇相关的研究评述讨论了这些发现。 报告:Anti-Inflammatory Activity of Immunoglobulin G Resulting from Fc Sialylation, Yoshikatsu Kaneko, Falk Nimmerjahn, and Jeffrey V. Ravetch 研究评述: Sugar Determines Antibody Activity, Dennis R. Burton and Raymond A. Dwek

Page 116: Progress in Life Sciences

石笋与气候研究

• 石笋以及岩洞中其他碳酸盐沉积会不会成为 21世纪气候变化研究的“冰芯”?从冰芯得来的气候记录在过去 20年中彻底改变了气候变化的研究,但是 Gideon Henderson 在本期一篇研究评述中指出,洞穴碳酸盐结构比冰芯有更多的优越性。冰芯主要在远离人群分布的地方形成,与冰芯不同,世界各地都有洞穴,而且它们能用铀的放射性衰变来精确地测定年代。精确测出年代的洞穴记录能帮助建立跨越地球不同地点气候变化的关联,比如北大西洋的变冷与亚洲干旱,而且还能帮助搞清影响长期冰川周期的因素。 研究评述: Caving In to New Chronologies, Gideon M. Henderson

Page 117: Progress in Life Sciences

蛋白毒性与衰老过程

• 错误折叠的蛋白的聚集在诸如老年痴呆症和帕金森症等疾病中有毒性作用,这些疾病经常在老年时出现。现在,线虫的新研究提出了一个衰老过程与蛋白聚集毒性之间的重要连接。 Ehud Cohen 和同事显示,在寿命长、衰老慢的线虫中 beta淀粉样肽聚集体的毒性较低。这个作用似乎通过在 IIS 通路中的两个蛋白调节, IIS 是一个与衰老过程有关的胰岛素信号通路。其中一个蛋白降解一些毒性聚集体,另一个蛋白将较小的聚集体组装成大的、但毒性低的大聚集体。研究人员提出,在自然衰老过程中,这些 IIS 蛋白的变化能降低它们的解毒活性。 科学特快报告: Opposing Activities Protect Against Age Onset Proteotoxicity, Ehud Cohen, Jan Bieschke, Rhonda M. Perciavalle, Jeffery W. Kelly, and Andrew Dillin

Page 118: Progress in Life Sciences

一种鱼控制一条河的碳生态系统• 把一种人们喜欢吃的鱼从南美洲一条河段中拿掉,改变了

这条河基本的生态系统过程 -碳合成和降解。这种鱼是食物链下层的 flannelmouth characin ,是一种被高度捕捞的鱼,由于过度捕捞、修水坝以及土地使用的改变,它的数量在下降。对居住在亚马逊和奥利诺科流域的人们来说,鱼是他们主要的蛋白质来源。 Brad W. Taylor 和他的研究小组在奥利诺科流域一段的中心建了一个 210米长的屏障,把这种鱼从屏障的一边全部拿掉。他们比较了河两边以及下游的碳含量。 100多种鱼中没有任何其它鱼能补偿该鱼对河生态的这个关键作用,这与人们通常认为的高度多样性使物种作用重叠的观点矛盾。 报告:Loss of a Harvested Fish Species Disrupts Carbon Flow in a Diverse Tropical River, Brad W. Taylor, Alexander S. Flecker, and Robert O. Hall, Jr.

Page 119: Progress in Life Sciences

本期专题部分:迁徙与分散

• 在生命的进化中,物种的迁徙与分散的能力变得越来越复杂,有的物种行程达到几千公里以上。这些旅行塑造了一个物种的生活史,而这个生活史形成了物种所到地方的生态。不论是为了躲避被捕猎,还是找到更好的繁殖和抚养下一代的地方,或是离开家族,生物体有各种分散和迁徙的方法。正如本期专题部分的论文指出的,研究人员仍在用新的跟踪技术、基因研究、以及全球栖息地的变化,来构建许多物种迁徙和分散的细节。 专题介绍: When to Go, Where to Stop, Gideon M. Henderson

Page 120: Progress in Life Sciences

与肌肉无力症有关的基因突变• 一个国际研究小组报告说,一个帮助连接神经系统与身体

的肌肉的蛋白的突变是一种常见遗传的肌肉疾病的原因。先天性肌无力综合征是一组涉及神经元与肌肉连接 (即“突触” ) 的遗传紊乱。一部分患者的肌肉无力主要影响的部位是肩部和髋部。 David Beeson 和同事研究了一些这类患者,发现他们都有 DOK-7 蛋白的突变,该突变导致小的、非正常的神经元肌肉连接突触的形成。最近,另外一个小组曾确定出 DOK-7 是一个信号通道的一个组成部分,该通道引起神经递质受体在肌肉上簇集,在神经接触点形成突触。 (见 2006年 6月 23日的《科学》 ) 文章作者提出,虽然该综合症可能还涉及到有别的基因,但是检查 dok-7 基因应该能帮助诊断这种疾病。 科学特快报告:Dok-7 Mutations Underlie a Neuromuscular Junction Synaptopathy, David Beeson, et al.

Page 121: Progress in Life Sciences

p53 阻止肿瘤血液供给

• Jose Teodoro 和同事的新研究提出,肿瘤抑制蛋白 p53激发一个阻止肿瘤新血管生成的酶的产生。这些发现给这个常见蛋白的抗肿瘤机制增添了新种类。 p53激活一个编码引起从胶原蛋白中释放某种肽的酶的基因。这些肽包括血管内皮抑素和 tumstatin ,有已知的抑制肿瘤新血管生成的功能。 Teodoro 和同事还显示,通过增加该酶的表达或是用基因治疗输入该酶后,小鼠的肿瘤生长变慢。 报告:p53-Mediated Inhibition of Angiogenesis Through Up-Regulation of a Collagen Prolyl Hydroxylase, Jose G. Teodoro, Albert E. Parker, Xiaochun Zhu, and Michael R. Green

Page 122: Progress in Life Sciences

植物种群内部的多样性

• 科学家知道植物物种多样性对生态系统的健康很重要,现在新研究显示,一个物种种群中植物个体之间的多样性也有重要的作用。 Gregory Crutsinger 和同事研究了菊科植物的野外地块,在地块内改变菊科植物的基因型数量。那些菊科植物基因型多样性最大地块中,昆虫多样性也最大,而且有最大的净初级生产力。文章作者说,这些效应的大小与过去对物种多样性研究得出的结果可比。他们得出结论,昆虫的多样性既来自于不同植物宿主的吸引(因为昆虫在一定程度上有分工),也是植物量增加的结果。 报告:Plant Genotypic Diversity Predicts Community Structure and Governs an Ecosystem Process, Gregory M. Crutsinger, et al.

Page 123: Progress in Life Sciences

早期哺乳动物的牙齿特征

• 来自俄罗斯一考古点的单个牙齿化石提示,一个所有哺乳动物都有的牙齿特征在 1.3亿年前的早白垩纪就已经进化出来。哺乳动物上臼齿的尖部与对应的下臼齿的凹部相配,很像研杵与研钵的匹配。这个特有结构给予哺乳动物压碎和研磨食物的能力,同时也使它们能用牙撕裂和切断食物。这个结构的研钵部分已被发现在过去找到的其他早期哺乳动物牙化石上存在,现在 Alexey Lopatin 和 Alexander Averianov描述了新的上臼齿有的重要的研杵部分。在本期这篇简报中,研究人员讨论了这一新发现可能如何改变人们对早期哺乳动物进化的认识。 报告: An Aegialodontid Upper Molar and the Evolution of Mammal Dentition, Alexey V. Lopatin and Alexander O. Averianov

Page 124: Progress in Life Sciences

叶子化石虫咬痕迹记录灭绝事件后的进化

• 研究人员报告说,在一次大规模的物种灭绝发生后,有些植物和吃植物的昆虫的多样性也许不是相互依赖的。正如 R. L. Kitching 在一篇相关的研究评述中指出的,过去的研究曾提出,吃植物的昆虫的多样性也许与它们能吃到植物的多样性有直接关系。但是这项 Peter Wilf 和同事做的新研究使这个问题变得更复杂。文章作者研究了 6500万年前白垩纪末期灭绝事件的几百万年后的几千个被虫子咬过的叶子化石。许多食植物的虫子对叶子有特有的损坏,从而在叶子化石上留下了它们的标志,使研究人员得以同时分析史前昆虫与植物的多样性。文章作者报告说,在大多数情况下,灭绝事件后植物和昆虫的多样性都相对较低,但是有两个重要的特例,表现出植物和昆虫的相对高的多样性。这使研究人员们得出结论,在有一段时间中在某些地点,植物看起来是在不被昆虫食用的情况下进化的,在另一些地方,尽管没有植物的多样性,昆虫也得以进化。 报告: Decoupled Plant and Insect Diversity After the End-Cretaceous Extinction, Peter Wilf, Conrad C. Labandeira, Kirk R. Johnson, and Beth Ellis 研究评述: Crafting the Pieces of the Diversity Jigsaw Puzzle, R. L. Kitching

Page 125: Progress in Life Sciences

" 化学伴随物质 " 类药物能治小鼠的糖尿病

• 研究人员报告说,某些帮助细胞完成新合成的蛋白的最后修饰的药物能保护小鼠不环 2型糖尿病。如果这些药物在人体中同样工作,它们也许能为治疗人类的 2型糖尿病提供新线索。过去的研究发现,肥胖症激发细胞的内质网 (ER) 的应激,该网在蛋白质折叠和运输上有作用。而 ER应激转过来打乱身体的胰岛素信号系统。 Umut Ozcan 和同事研究了一类名为 " 化学伴随物质 " 的、使 ER功能正常化的药物,在 2型糖尿病的小鼠模式中是否有治疗作用。在遗传肥胖和患糖尿病的小鼠中,该药物治疗了血糖过高症,恢复了对胰岛素的敏感性,研究人员报告说。他们注意到这些药物在其他临床试验中已被证明是安全的。 报告: Chemical Chaperones Reduce ER Stress and Restore Glucose Homeostasis in a Mouse Model of Type 2 Diabetes, Umut Ozcan, et al.

Page 126: Progress in Life Sciences

学习加强了神经元的连接

• 两项研究也许为我们的大脑通过名为 " 长时程增强 (LTP)" 的过程存贮记忆提供了最终的实验证据。 LTP 指大脑皮层中连接神经元的 "突触 " 强度的持续增加, LTP 是 30多年前发现的,吸引了众多科学家对其作为学习和记忆机制的研究,但是一直没有人能直接揭示 LTP 的确是由学习导致的。一篇相关的研究评述简单描述了 LTP假说的两个关键的预测:大脑的海马区域中的学习应该带来 LTP ,而且在学习一个任务后抑制 LTP应该将这个任务的记忆消除。 Jonathan Whitlock 和同事现在为第一个预测提供了证据。他们让大鼠在学习避免进入一个隔间,大鼠在隔间曾受到轻度电击,研究纪录了大鼠学习之前与之后的海马电活动。他们在记录电极的一部分中观察到了 LTP 。在另一项研究中, Eva Pastalkova 和同事用一个消除突触增强的名位 ZIP 的肽来检验第二个预测。他们首先训练大鼠在一个旋转的平台上避免一个受电击的区域,但是在给动物注射 ZIP后,它们不再避免这个电击区域。 研究文章: Learning Induces Long-Term Potentiation in the Hippocampus, Jonathan R. Whitlock, Arnold J. Heynen, Marshall G. Shuler, and Mark F. Bear 报告: Storage of Spatial Information by the Maintenance Mechanism of LTP, Eva Pastalkova, et al.

Page 127: Progress in Life Sciences

DNA损坏哨兵与 p53蛋白的关系

• 研究人员搞清楚了 DNA损坏哨兵 ATM(该蛋白在共济失调毛细血管扩张症患者身上有突变)与无处不有的肿瘤抑制蛋白 p53 之间的关系,搞清楚这两者间的关系也许能帮助解释为什么为什么患共济失调毛细血管扩张症的人患癌症的风险增加。 David Dornan 和同事显示, ATM 对 p53 的作用是通过一个叫 COP1 的酶实现的。在通常情况下,COP1降解 p53, 降低活跃的肿瘤抑制因子的数量。但是,当 ATM检测到 DNA损坏后,它改变 COP1酶的作用,使该酶不再降解 p53 ,而转变为降解自身。研究人员发现,如果这个混合中没有 COP1 , p53 会响应 DNA 的损坏从而增多。 报告: ATM Engages Autodegradation of the E3 Ubiquitin Ligase COP1 After DNA Damage, David Dornan, et al.

Page 128: Progress in Life Sciences

本期专题部分:淡水资源

• 世界上近五分之一的人口没有安全的饮用水,超过三分之一的人口面临的卫生条件不令人满意。每年有超过 150万的儿童死于腹泻,这些数据给本期的全球淡水问题提供了一些背景,淡水在发达国家经常被当成理所当然的东西。来自日本、瑞士、以色列、和美国的一组综述和研究评述,加上几篇特别新闻报道,介绍了世界各地致力于获得和维持淡水资源的科学和工程的努力。 专题介绍: A Thirsty World, Jake Yeston, Robert Coontz, Jesse Smith, and Caroline Ash

Page 129: Progress in Life Sciences

基因工程改造的细胞使肿瘤变小

• 一组研究人员用基因工程将正常免疫细胞改造成专门攻击肿瘤的杀手,首次演示了这些基因工程改造过的细胞能在人体中存留并能使大的肿瘤变小。 Steven Rosenberg 和同事在 17位患有晚期黑色素瘤的患者身试验了这个方法,其中两位的肿瘤缩小,并在这个治疗试验开始的一年半之后被宣布为没有临床症状。研究人员从患者身上取出正常的 T 细胞,将它们用基因工程的方法改造为携带识别黑色素的细胞蛋白受体,然后把这些“重新武装器来的”细胞放回到患者身上来重建其免疫系统。这些改造过的 T 细胞在 15位患者身上存留下来,在治疗的两个月后,患者 T 细胞的 10% 是这种改造过的细胞。 科学特快报告: Cancer Regression in Patients After Transfer of Genetically Engineered Lymphocytes, Richard A. Morgan, et al.

Page 130: Progress in Life Sciences

全球变暖引起果蝇遗传变化

• 西班牙和美国科学家报告说,某些果蝇种群开始表现出看来是气候变化引起的遗传变异。这项跨三个大陆、历时 25年的工作是第一次这样大规模的研究。 Joan Balanyá 和同事分析了果蝇 Drosophila subobscura 种群中染色体倒位的记录,染色体倒位是指染色体片段翻转过来。研究人员将这些数据与现在同一地区的对应数据、以及这些时期的温度记录作了比较。他们发现,在几乎所有的果蝇种群中,有较多的染色体倒位的基因型过去在低纬度的地方比较常见,现在在高纬度的地方变得也常见了。遗传变异成为目前全球气候变化所带来的生物影响的不断增加的又一个例子。 科学特快报告: Global Genetic Change Tracks Global Climate Warming in Drosophila subobscura, Joan Balanyá, Josep M. Oller, Raymond B. Huey, George W. Gilchrist, and Luis Serra

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人类与猿认知的基因联系

• 一项新研究提出,人类与某些猿有共同的蛋白,这个过去不知道的蛋白也许是认知功能的一个关键。高度的基因复制是进化新奇的主要源泉, Magdalena C. Popesco 和同事在人类和大型类人猿种系基因组中寻找在复制数上有很大不同的基因。他们发现最显著的人类种系倍增来自一个以前不知道的基因 MGC8902 。而且类人猿与人类越近,该基因拷贝的出现越频繁。 MGC8902 被预测编码一个名为 DUF1220 的蛋白质域的多个拷贝,该蛋白质域的功能目前开不清楚。但是研究人员知道 DUF1220域在脑皮质新成部很丰富,脑皮质新成部是哺乳动物大脑中与包括人类的有意识思维和语言有关的高级推理的部位。所以文章作者推测 DUF1220 也许在高级认知功能中起作用。 报告: Human Lineage-Specific Amplification, Selection, and Neuronal Expression of DUF1220 Domains, Magdalena C. Popesco, et al.

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猴子大脑中处理社会信息的部位

• Peter Rudebeck 和同事的一项新研究指出,猕猴用大脑一个叫前扣带皮层 (anterior cingulate cortex) 的部位来正确地识别重要的社会信息,比如看到有吸引力的猕猴、或认出社会地位高的猴子,并对这些信息作出反应。这一发现也许能为破坏正常的社会交际的大脑损伤提供线索。研究还可能帮助澄清猴子是否能察觉到其它猴子的心理状态,这个功能被认为人类独有。研究人员观察了猕猴大脑两个相邻区域(前扣带皮层和眶额皮层 ) 的损坏如何改变这些猴子的社会认知。他们发现,前扣带皮层的完整性对正常的社会反应比不可缺,这些反应包括注意到另一个猕猴。眶额皮层的损坏只影响了对恐惧视觉 (比如一条橡皮蛇的移动 ) 的反应。 报告: A Role for the Macaque Anterior Cingulate Gyrus in Social Valuation, P. H. Rudebeck, M. J. Buckley, M. E. Walton, and M. F. S. Rushworth

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测序癌症基因组

• 一组研究人员首次完成了一项大规模测序乳腺癌和结肠癌中 13,000 个编码蛋白的基因的工作,为与癌症有关的突变提供了独有的视角,也为诊断和治疗提供了可能的新靶标。 Tobias Sjoblom 和同事的分析发现了 189 个“可能的”癌症基因,其中许多过去没有与癌症联系起来,这些基因在乳腺癌和结肠癌中突变的频率很高。这些基因编码涉及与细胞附着 、信号转导以及转录调节有关的蛋白。乳腺癌和结肠癌所表现出的突变不同,意味着器官特异的致癌物质的存在。这两类肿瘤中的突变癌症基因集合也存在着不同,甚至同一组织中不同肿瘤的基因突变也不同。研究人员说,这项研究所提供的信息也许能帮助指导设计计划中的大规模“癌症基因组”测序项目。 科学特快报告: The Consensus Coding Sequences of Human Breast and Colorectal Cancers, Tobias Sjoblom, et al.

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清洗掉我们罪孽

• 研究人员报告说,身体和道德的纯洁在心理上是相互纠缠的,甚至在某种情况下互换。在世界上的文化和宗教中,干净和肮脏的概念对身体和道德都适用。 Chen-Bo Zhong 和 Katie Liljenquist 现在用一系列科学试验揭示了这一联系。当他们让志愿者先集中想道德或不道德的行为,然后做不同的练习。先想了不道德行为的志愿者更可能挑表示感觉不干净的选择。比如,他们更可能把字母 "W _ _ H" 的片段解释成 " 清洗 " 和选择一个抗菌擦手巾而不是铅笔作为所获得的免费礼品。在另一项试验中,志愿者首先记住一个道德的行为,之后他们或洗手或不洗手。然后他们被问及是否愿意义务参加一项帮助一个绝望的研究生做实验的工作。没有洗手的人中 74%愿意提供义务帮助,而洗手了的人中只有 41%愿意。文章作者写道: " 干净的手是否真正能产生纯洁的心尚待分晓,但是我们的研究表示,在做了违背道德的事之后洗手至少提供一个干净的良心 " 。 报告: Washing Away Your Sins: Threatened Morality and Physical Cleansing, Chen-Bo Zhong and Katie Liljenquist

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帮助 HIV在细胞中休眠的蛋白

• 科学家显示一个保镖蛋白在帮助 HIV将自己的基因组插入宿主细胞核中起关键作用,这使得 HIV 能长时间潜伏(比如在抗病毒治疗阶段)然后在条件合适时东山再起。 HIV产生能进入细胞核与宿主 DNA混合的 DNA ,这个过程由病毒的整合酶催化。科学家一直在寻找可能在这个整合过程中起辅助作用的分子,一个首选可能是个叫 p75 的蛋白。这个蛋白与整合酶结合,将病毒 tether 在宿主细胞核的遗传物质上,帮助病毒不被细胞的防御系统降解。但是 75 蛋白在整合中其关键作用的证据一直不太一致,使人们对其真正的重要性有怀疑。 Miguel Llano 和同事用一个改进了方法降低了细胞中 p75 的活性,从而使他们能够显示该蛋白在帮助病毒整合上的关键作用。文章作者提出,干涉 p75 和整合酶相互作用的药物也许对抗 HIV 有用。 科学特快报告: An Essential Role for LEDGF/p75 in HIV Integration, Manuel Llano, et al.

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基因转位使杂交雄性不育

• 科学家发现了一个新的在自然种群中形成生殖隔离的机制,这个机制虽然被提出过,但是在自然界这是首次被观察到。一个果蝇的对生殖至关重要的基因从一个染色体跳到另一个染色体上,导致杂交雄性丧失了生育能力。 John P. Masly 和同事步达尔文的后尘,寻找使使一个物种进化为两个的原因。 DNA序列的变化通常对这个过程有帮助。比如,当马和驴交配时,它们生下没有生育能力的骡子,是因为这两种动物的遗传不同。这些不能生育的骡子于是“生殖隔离”了马和驴。研究人员在实验室中交配两种果蝇: Drosophila melanogaster 和 D. simulans ,这两种果蝇大约是在 300万到 500万年前分离出来的。研究人员意外地发现,在那个时期,对精子的能动性有关键作用的 JYAlpha 基因从 D. melanogaster 的 4 号染色体跳到 D. simulans 的 3 号染色体。许多缺少 JYAlpha 的雄性杂交果蝇没有生育能力,表明在这个情况下,生殖隔离是由基因转位,而不是基因 DNA序列的变化,造成的。 报告: Gene Transposition as a Cause of Hybrid Sterility in Drosophila, John P. Masly, Corbin D. Jones, Mohamed A. F. Noor, John Locke, and H. Allen Orr

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改造酵母使其生产人糖类蛋白

• 用一种复杂的基因工程技术,研究人员使一些酵母能生产类似人的糖类蛋白。这些糖类蛋白,比如红细胞生成素蛋白和某些抗体具有重要的治疗价值。目前,这些重要的蛋白是用哺乳动物培养细胞制造的,但是它们如果能用酵母来做,则能更容易和更快地生产。 Stephen Hamilton 和同事在酵母 Pichia pastoris剔掉 4 个基因、加了 14 个新基因,然后用其来生产类似人的带有关键唾液酸糖类蛋白。这个基因改造过的酵母分泌了红细胞生成素蛋白,该蛋白帮助红血细胞的产生,是一个治疗贫血的重要药物。 报告: Humanization of Yeast to Produce Complex Terminally Sialylated Glycoproteins, Stephen R. Hamilton, et al.

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老年性痴呆与 β淀粉样肽• 两项新研究调查了老年性痴呆和其它神经退化性疾病患者大脑中的被称为 "β淀粉样肽 " 的蛋白块。其中一项研究给治疗老年性痴呆的药物带来一个警告,另一项显示人的β淀粉样肽能 "感染 "转基因小鼠。 作为可能的治疗老年性痴呆药物靶标的 β分泌酶一直引人注目,因为该酶是生产 β淀粉样肽的关键。但是,人们一直不知道这个酶在健康大脑中的作用,所以这类药物可能的副作用也一直是个迷。 Michael Willem 与他在德国、美国、和比利时的同事报告说,β分泌酶与髓鞘形成有关 , 髓鞘形成是用脂肪物质髓磷脂包住从而保护新生神经细胞的过程。该过程通过一个叫 neuregulin 的蛋白质调解,文章作者发现, β分泌酶对小鼠的 neuregulin 有作用。他们还报告说,缺少 β分泌酶基因的小鼠的髓鞘形成有类似于 neuregulin突变的小鼠的缺陷。作者指出,药物研究人员应该认真考虑 β分泌酶的这一重要作用,以及任何阻碍该酶的药物的可能副作用。 另一项研究的作者报告说,将来自老年性痴呆患者尸体解剖的 β淀粉样肽提取物注射到转基因小鼠的大脑中,在小鼠上引起了类似老年性痴呆的损害。科学家对这些与老年性痴呆和其它神经退化性疾病有关的蛋白块如何错误折叠以及黏在一起有不少的了解,新发现为 β淀粉样肽如何在活体中集结提供了线索。 Melanie Meyer-Lühmann 与她在欧洲和美国的同事报告说,注射到表达人淀粉样肽前导蛋白的转基因小鼠大脑中的人淀粉样肽提取物,给病灶形成提供了 " 种子 " 。这一结果还提示,有不同的 β淀粉样肽 ,它们的行为不同。淀粉样肽提取物与导致疯牛病的错误折叠的蛋白朊类似,但是迄今为止还没有证据表明 β淀粉样肽真像朊那样有传染性。 科学特快报告: Control of Peripheral Nerve Myelination by the β-Secretase BACE1, Michael Willem, et al. 报告: Exogenous Induction of Cerebral β-Amyloidogenesis Is Governed by Agent and Host, Melanie Meyer-Luehmann, et al.

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卡特里娜和丽塔帮助恢复湿地?

• 研究人员报告说,飓风给密西西比海湾沿岸带来大量的沙子和淤泥。这项研究对该地区恢复湿地的工程有重要的意义。湿地有许多重要的生物和物理作用,比如保护内陆区域不受风暴驱动的海浪汹涌的影响,这个作用在卡特里娜和丽塔 2005年登陆时变得格外地明显。 Eugene Turner 和同事说,因此恢复湿地以及保护其不再消失在路易斯安那州等地区的政治上优先考虑的事。他们研究了卡特里娜和丽塔给海湾沿岸湿地带来的沉积物层,估计了层中无机物的总量。湿地组成部分中只有一个比较小的部分是无机沉积物,但是它们对植物下面的物质框架很重要。人们通常认为河流发洪水是湿地无机沉积物的关键来源,这意味着规划师在恢复湿地的努力中将注意力集中在堤坝和河流转向上。但是新研究提出,飓风是密西西比河沿海湿地无机沉积物的主要来源。 科学特快报告: Wetland Sedimentation from Hurricanes Katrina and Rita, R. Eugene Turner, Joseph J. Baustian, Erick M. Swenson, and Jennifer S. Spicer

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果蝇提供人类需要睡眠的线索

• 据 Indrani Ganguly-Fitzgerald 和同事报告,在复杂的社交情况下花了许多时间的果蝇,比与世隔绝的果蝇,需要更长的睡眠。果蝇和哺乳动物的睡眠有行为和生理的类似,研究人员利用这个特点,加上果蝇遗传分析比较容易,来寻找联系社会经历、睡眠、和记忆的基因。在果蝇被训练完成复杂的任务后,它们需要更多的睡眠。打断睡眠导致任务记忆的减弱。 Ganguly-Fitzgerald 解释说,这意味着大脑也许需要睡眠,来引起与社会经历和学习的有利变化。社会交往与睡眠的关系对所有的年龄都适用。研究人员发现,当涉及大脑重新连接和信息处理的过程 -多巴胺、 cAMP 以及 17 个记忆基因 - 从大脑中取出后,社交对睡眠的作用消失。 报告: Waking Experience Affects Sleep Need in Drosophila, Indrani Ganguly-Fitzgerald, Jeff Donlea, and Paul J. Shaw

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肿瘤调动救援

• 没有血液供给固体肿瘤不能存活。为了解决这个问题,肿瘤将附近的宿主细胞调动起来制造新的血管,这一观察带来了治疗癌症的成功的抗血管生成药物的开发。 Yuval Shaked 和同事现在显示,肿瘤也能用远离它们微环境之外的宿主细胞来修筑血管。文章作者发现,用一种癌症药物治疗小鼠肿瘤导致名为来自脊髓的 "内皮前体细胞 (EPC)" 在肿瘤边缘的大量出现。当 EPC 的调动被阻止后,肿瘤对治疗的响应变得更有效,意味着这些细胞在肿瘤血管生长上有重要的作用。这些发现提出,把 EPC 作为靶标也许是优化现有癌症疗法的一个方法。 报告: Therapy-Induced Acute Recruitment of Circulating Endothelial Progenitor Cells to Tumors, Yuval Shaked, et al.

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磷虾为海洋混合作贡献

• 研究人员报告说,当小甲壳纲动物磷虾每个夜晚上升到海面洗月亮浴时,它们剧烈搅动海水,能使湍流增加几个数量级。磷虾和可能的其它海洋小动物也许是表面层湍流的一个重要原因,表面层湍流在营养物输运到深水域以及海洋与大气的气体交换等重要过程中起作用。大多数研究湍流混合的工作聚焦物理原因,比如风,而且研究人员在采集动物是否对湍流起作用的数据上一直有困难。磷虾在白天呆在海洋表面 100米以下,以躲避被捕食,夜晚它们上升到表面来吃浮游植物。Eric Kunze 和同事测量了一个海湾入口处黄昏时上升的磷虾造成的湍流。这些动物使湍流增加了 1万倍,但是高峰只持续了 15分钟,因此作者说很容易想象过去的研究没有注意到磷虾对湍流的贡献。 报告: Observations of Biologically Generated Turbulence in a Coastal Inlet, Eric Kunze, John F. Dower, Ian Beveridge, Richard Dewey, and Kevin P. Bartlett

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免疫细胞预测直结肠癌预后• 研究结肠直肠癌患者的科学家发现,肿瘤中免疫细胞的类型、密度、以及位置,比病理的常规化验,能更好地预测患者预后。尽管过去用小鼠做的实验显示,免疫系统控制肿瘤的生长,但是在人类是否也是这样比较有争议。 Jérome Galon 和同事研究了结肠直肠癌的三个不同患者群体,发现通过采集肿瘤中的免疫细胞的有关信息,他们能更准确地预测疾病的临床进程,比如肿瘤复发前患者的生存时间。这些结果支持了人类免疫系统影响肿瘤行为的观念。采集这些免疫数据也许会使找到最适合病人个体的治疗变得容易。 报告: Type, Density, and Location of Immune Cells Within Human Colorectal Tumors Predict Clinical Outcome, Jérome Galon, et al.

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联系药物、基因、与疾病

• 一个研究小组报告了建立大规模的药物如何影响健康和疾病细胞数据库的初步成果。他们称这个项目为 " 联系图 (Connectivity Map)" ,因为它有揭示药物、基因、与疾病之间联系的能力。项目旨在汇编身体细胞处于各种状态的基因组 " 识别标志 (signature)" ,使研究一个具体候选药物的研究人员可以将一个识别标志输入到数据库中,来发现该药物可能的新作用。为了建立这个数据库的第一批数据, Justin Lamb 和同事搜集了用 146 个有生物活性的小分子处理的培养人类细胞的基因表达谱,这些小分子包括抗癌药物 gedunin 、雌激素、以及某些抗精神病药。研究人员也搜集了诸如食物引起的肥胖症、阿尔兹海默氏症、以及抗药物的白血病细胞的基因识别标志。用图形匹配软件来挖掘这些数据,作者发现了药物作用的可能机制,证实了已知药物的应用,也发现了已知药物可能的新应用。 研究文章: The Connectivity Map: Using Gene-Expression Signatures to Connect Small Molecules, Genes, and Disease, Justin Lamb, et al.

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地球炎热的过去的二氧化碳浓度更高

• 为了了解如果我们在下 100年中像现在这样继续燃烧化石燃料的话,气候将会怎样变化,研究人员回顾了过去 6500万年中全球温度持续最高的时期。 Tim K. Lowenstein 和 Robert V. Demicco 研究了来自约 6500万年到 4900万年前始新世的矿石证据,确定出那时的大气二氧化碳体积浓度高于 1,125ppm ,这是工业化前大气二氧化碳浓度的四倍。一些科学家估计,如果我们继续用化石燃料作为世界的主要能源,地球二氧化碳的水平将达到 1,000ppm 。本文作者用对远古二氧化碳量的估计是建立在与大气接触的水中沉降出的碳酸钠的分析上的,他们的样品来自美国的科罗拉多和怀俄明州,以及中国和土耳其。 简报: Elevated Eocene Atmospheric CO2 and Its Subsequent Decline, Tim K. Lowenstein and Robert V. Demicco

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基因组学与生命之树

• 给所有活的东西建一个生命之树是系统分类研究人员面临的一个挑战。 Antonis Rokas 在本期一篇研究评述中写道,虽然第一个基因组是在 10年前的测定,但是基因组已经对系统分类有了很大的影响。基因组数据使研究人员发现了建立生物之间早期关系的新的标记。大量的数据给系统分类建设的推断以更多的信心,但也带来了挑战。研究人员需要更大的计算机和新的统计算法来处理这些数据。有些棘手的问题也变得更清楚,包括某些基因历史看起来更像进化网络而不是树。比较基因组学将使可以得到的分子数据极大地增加,从而在组建一个更清晰的生命之树上起关键作用。 研究评述: Genomics and the Tree of Life, Antonis Rokas

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专题部分:基因组的故事

• 看来进化是一个缓和紧张关系的故事,对变化环境的适应是与功能严密的生物机器需求的一场拉力战。在本期专题部分,三篇综述和一组新闻讨论了这个复杂故事的不同方面。通过比较基因组学,科学家正在了解哪些影响促进多样性或给我们的生物机器施加约束。比较基因组学也给人类生理的进化历史提供了线索,同时可能会提示治疗疾病的新方法。 专题介绍: Genomic Tales, Barbara R. Jasny, Elizabeth Pennisi, and John Travis

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