12月8日Nature选读

　　

生物通综合：
封面故事：狗的基因组完成测序

从遗传上来讲，家狗的基因组在地球上5500种哺乳动物中可以说是最有趣的。不同品种的狗之间在行为和体征方面的明显差异（这些特征是由在相对较短的时间内人类的强化选择造成的），这意味着，狗的基因组含有了解基因组演化和组织的关键线索，也含有了解疾病易感性的线索。在本期Nature上，Lindblad-Toh等人发表了狗基因组的高质量序列草图，更具体地说，是一只名叫“塔莎”的、品种为“拳击手”的德国母狗的基因组，并且还列出了不同品种的狗之间的一些遗传差异。将狗与人类和啮齿类动物所做的比较分析，为我们提供了一个关于基因和基因组的演化的具有普遍性的视角。

狗为什么比人更适合在弯道奔跑？

在200米短跑中，没有运动员想要一条内线。为了补偿有效体重的增加 （在跑步过程中身体会受到引力和向心力加速的影响），运动员要增加每只脚着地的时间，并且必须跑慢点。而在弯道奔跑的狗就没有这种问题。在绕一个角度较小的弯道奔跑时，灰狗的四肢所承受的力比人高65%，因为狗会将其四肢与地面的接触时间保持不变。与人不同的是，灰狗是通过围绕臀部的扭动力来使身体往前跑的，所以，就像登自行车的人一样，提供跑动力的肌肉被机械地与支撑体重的结构分开了。

霍乱弧菌的生存之道

霍乱弧菌（Vibrio cholerae）占据两个形成对比的生存环境：人的小肠和水生生态环境。现在，研究人员发现了在这两个环境中都能增强该细菌生存能力的一种蛋白，它是一种“定居因子”，通过与浮游动物和上皮细胞表面上的糖结合来调控该细菌向两种载体上的附着。考虑到这种蛋白所扮演角色的广泛性，它可能是疫苗设计的一个有希望的目标。

肿瘤细胞的转移机制

很多肿瘤有向特定器官转移的倾向。对将肿瘤细胞引向特定组织的机制，我们基本上不了解，但目前的观点是，它可能涉及肿瘤细胞本身所固有的分子差异，由免疫细胞和其他组织来调控。新的研究工作表明，还存在另一个可能性：骨髓中表达VEGFR1的造血前体细胞似乎会在肿瘤细胞到达特定地点前先为它们瞄准这些目标，通过形成特定的、让它们能够生存和繁殖的环境来为转移中的漫无目标的肿瘤细胞铺平道路。转移前生境（在其中，非癌细胞可促进未来的转移）的概念是一个新概念，它提出了这样一个可能性：以VEGFR1和相关分子为目标，有可能具有治疗价值。

对多巴胺与快感之间联系的新认识

人们之所以使用会产生依赖性的药物，至少在最初是由于它们能让人产生快感；以后，长期使用会导致上瘾。有大量文献支持这样的观点：多巴胺的释放是吗啡让人产生快感的原因。一个普遍的假设是，多数会产生依赖性的药物释放多巴胺，同包括食物和性在内的其他刺激一样。多巴胺甚至被称为“快乐传输因子”。所以，当发现不能产生多巴胺的小鼠与能产生多巴胺的小鼠能有基本相同的快感反应的时候，人们不免会感到吃惊。在这个结果（是根据一种被称为“条件地点偏爱”的行为获得的，该行为被作为鼠科动物“快感”的一种度量）之前，也曾有人发现，按对糖的偏爱程度来度量，缺少多巴胺的小鼠有一个完好的奖赏系统。多巴胺与快感之间的联系也许并不像人们曾经所以为的那样。

防止蛋白聚集的机制

蛋白倾向于聚集在一起的问题是一个任何生命体系都必须克服的问题。对阿尔茨海默氏症和发病较晚的糖尿病等疾病所做的研究表明，如果蛋白的聚集不控制的话会发生什么。抑制蛋白聚集的两个体系的物质（即分子伴护者和质量控制蛋白）已经受到广泛的研究，但关于氨基酸序列所承受的选择性压力对此会有什么作用我们仍然知之甚少。现在，对巨型分子Titin所做的一项研究表明，多域蛋白的序列在演化过程中可能形成了减少误折叠和聚集的概率的本领。Titin非常适合此项研究，因为其成分“免疫球蛋白”域会展开，再重新折叠，该现象是肌肉活动的一个内在部分。研究结果表明，虽然来自不同生物的同样的“免疫球蛋白”域经常有约95%的序列身份，但在一个给定蛋白中的相邻域之间，序列身份只有约25%。计算表明，相邻域序列身份高于30-40%，可能会引起误折叠和不想要的域之间的聚集。

今天的鹿与灭绝的鹿有什么关系？

今天的鹿种与绝灭的巨型鹿或爱尔兰麋鹿之间的关系（一个争论多年的话题）已被弄清，研究人员所采用的是线粒体DNA测序方法。DNA和形态数据是从一个化石记录中获得的，这个化石记录从距今40万年前一直延伸到距今大约8000年前灭绝，跨越欧洲，从爱尔兰延伸到西伯利亚。所获得的结果支持一个早期的观点（该观点是以一般的鹿角形状为依据的，依据不是很充分），即地球上曾经有过的最大的鹿与今天的体格小得多的鹿的关系要比与麋鹿（Wapiti）和红鹿的关系更近。