《PNAS》八大热点文章

　　

生物通报道：《PNAS》（美国国家科学院院刊）是与Nature、Science齐名，被引用次数最多的综合学科文献之一，PNAS收录的文献涵盖生物、物理和社 科学，主要内容包括具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。近期其最受关注的文章（生物类）如下：

Rising morbidity and mortality in midlife among white non-Hispanic Americans in the 21st century

一项研究发现，1998年之后非西班牙裔美国中年白人的死亡率增加与在其他人口统计组和此前的历史经验中观察到的死亡率持续下降形成了对比。美国和其他富裕国家的死亡率自从1970年开始持续下降，包括45到54岁的中年人群。Angus S. Deaton 和Anne Case研究了死亡率记录和生活方式调查，结果发现在1999年到2013年间，非西班牙裔美国中年白人的死亡率减少的趋势发生了逆转。这组作者发现，如果中年死亡率保持在1998年的死亡率上，大约96000人的死亡可能会避免，如果死亡率像之前那样下降，在被研究的这个期间，大约50万人的死亡可能会避免。非西班牙裔美国中年白人的死亡率可能被归结于自杀、毒品和酒精中毒的增加，以及肝硬化和肝病。这组作者还发现，美国中年白人报告了心理健康、工作能力、执行日常活动的能力以及肝功能随着死亡率的增加而下降。这组作者说，这些结果提示，目前的中年人群可能比目前的老年人群以更差的健康而进入Medicare医保的适格范围。

Topography of social touching depends on emotional bonds between humans

在对来自5个国家的1,368人的一项研究中，科研人员报告说，一个人允许别人触摸的自我报告的总的人体区域与触摸和被触摸的两人之间的情感联系正相关，自我报告的触摸另一个人的理由的数量也是如此，而且发现被研究的所有这些国家都有同样的趋势。

Nuclear and mitochondrial DNA sequences from two Denisovan individuals

科研人员报告了两个丹尼索瓦人族标本的DNA序列。2010年，在西伯利亚丹尼索瓦洞穴中发现的丹尼索瓦3号标本指骨的细胞核基因组序列将这个骨鉴定为属于有别于尼安德特人和现代人的一个此前未知的人族群体，称为丹尼索瓦人。还在丹尼索瓦洞穴中发现了两枚推定的丹尼索瓦人臼齿——丹尼索瓦4号和丹尼索瓦8号。

Svante Pääbo及其同事对来自这些臼齿的细胞核DNA以及线粒体DNA（mtDNA）进行了测序。这些丹尼索瓦臼齿比尼安德特人或早期现代人的臼齿更大，而且缺乏尼安德特人或早期现代人的臼齿的典型特征。对细胞核DNA序列的分析提示，所有这3个标本属于同一个系统发生群体，并且支持了一种观念，即这个群体有别于尼安德特人和现代人。这组作者使用来自这3个丹尼索瓦人标本的线粒体DNA推断了他们的相对年龄。丹尼索瓦8号的线粒体DNA比丹尼索瓦3号或4号的线粒体DNA积累的突变更少，这提示丹尼索瓦8号比其他两个标本显著更古老。这组作者说，丹尼索瓦8号与其他两个标本的年龄的差异提示，丹尼索瓦人在丹尼索瓦洞穴附近的区域生活了一个长的时期。

Highly efficient Cas9-mediated gene drive for population modification of the malaria vector mosquito Anopheles stephensi

科研人员报告了一种基于CRISPR/Cas9的基因驱动系统原型，用于改造蚊子对疟疾寄生虫的耐性。在全世界范围，仅2014年就有58万人死于疟疾。为了让针对疟疾寄生虫的耐性在蚊子病媒中扩散，Anthony James及其同事制造了一个基于CRISPR/Cas9的基因驱动系统，它能够把一种抗寄生虫基因引入到蚊子中间并加以扩散。在一个使用斯氏按蚊（Anopheles stephensi）这种造成了印度估计约12%的疟疾传播的蚊子的概念验证研究中，这组作者证明了一种经过改造的基因驱动系统能够在蚊子中间传播一种双重抗寄生虫效应子基因。

这种抗寄生虫基因针对人类疟疾寄生虫恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的感染阶段制造的两种关键蛋白质，在一个高度特异性的基因转换事件中在雄性和雌性蚊子种系里扩散，效率大于98%。这个17千碱基结构的遗传载荷在目标蚊子以血为食的时候触发。这组作者还发现了一种对Cas9表达的抑制驱动的母系效应，必须克服这种效应从而优化这种驱动在野外的使用。尽管这些发现带来了朝着蚊子种群修饰的有希望的一步，需要进行效应子基因在不同的蚊子类型和环境条件下的稳定性的研究，从而验证这种控制疟疾的驱动系统。这组作者说，在这个基因驱动系统在实地环境中有适当的社会接受和监管的情况下，这种方法可能代表了不断增长的抗疟疾武库中的一个强有力的武器。

Synthesis of phylogeny and taxonomy into a comprehensive tree of life

来自佛罗里达大学的研究人员将之前绘制的484张不同物种系统发育树拼凑在一起，创造了迄今为止最全面的生命之树，这一进化树包含有230万种已知的物种。

研究人员利用开花植物进化树数据，提出了植物是如何逐渐具备抗拒低温的特性的，并指出，人类活动对植物和全球的农业造成的威胁可能被原来想象的还要大。研究者发现，这些植物在进入更加寒冷的地区之前，可能已经获得了某些适应低气温的特性。而某些现代的被子植物，包括大多数开花植物、树和农作物，可能都不具备迅速应对人类活动导致的气候变化的特性。

Myeloid differentiation architecture of leukocyte transcriptome dynamics in perceived social isolation

孤独不仅仅是一种感觉，还会危害人体健康。对于老年人来说，孤独感会使其早逝风险增加14%。那么，孤独是如何造成这种负面影响的呢？芝加哥大学的研究团队日前在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，揭示了孤独触发生理反应并最终让人患病的具体机制。

研究人员对人类和恒河猴（一种高度社会化的灵长类动物）进行了孤独研究。他们发现，孤独会使机体产生“战或逃”的压力信号传导，最终影响白细胞的生成。白细胞是一种非常重要的免疫细胞，帮助机体抵御细菌和病毒的入侵。

Evidence for extensive horizontal gene transfer from the draft genome of a tardigrade

缓步动物（tardigrade），更常见的俗名是“水熊虫”，因为它看起来像可爱的多腿小熊。这种微小的动物对几乎所有的东西都有抵抗力：煮，冻，辐射，丢真空——它都很难死掉，可以说是地球上最强悍的生物之一。因此，生物学界对水熊虫不仅叹为观止，而且视之为研究瑰宝，期望它会带来可与果蝇相比拟的贡献。

最近，来自北卡罗来纳大学教堂山分校（UNC）的研究人员，对这种几乎坚不可摧的缓步动物进行了基因组测序，并发现了一些他们意想不到的事情：它们基因组的一大部分——近六分之一或百分之17.5，是来自于外源DNA。

Life and extinction of megafauna in the ice-age Arctic

一项研究报告说，在冰期迅速的气候变化可能导致了诸如猛犸和野牛等几种北极哺乳动物的繁荣和萧条的循环。为了探索冰期的物种灭绝，Beth Shapiro研究了来自美国阿拉斯加北坡的巨动物群物种的化石，这是在布鲁克斯山脉和北冰洋之间的一个苔原区。这组作者比较了随着时间推移骨的丰富程度与气候记录，结果发现巨动物群物种的相对丰富程度随着时间推移而显著变化，在从寒冷到温暖时期的转变中达到顶峰。这些结果提示，生态系统的变化导致了巨动物群种群的涨落，区域性灭绝之后是来自其他区域的种群的重新建立。长距离扩散可能是这些物种长期存在的关键，并且需要地理上相互连接的范围。这组作者说，海平面上升导致的扩散的泥炭地和通向西伯利亚的扩散道路被水淹没造成的草场退化可能导致了这个冰期末期巨动物群的灭绝。这组作者提出，只要北极哺乳动物的栖息地保持地理上的相互连接，并且允许它们长距离扩散，北极哺乳动物可能有能力在迅速的环境变化中生存下来。
（生物通：万纹）