本期《自然》《科学》精选

本期《自然》《科学》精选

　　

9月14日《Nature》

封面故事：太阳发光度的变化

太阳能量输出（或发光度）的微小变化因其对气候变化的意义而引起人们的注意和争论。这种变化源自11年的太阳黑子周期中日面的暗结构(黑子)和亮结构（光斑）。1978年以来，科学家可以用卫星对这些结构进行准确追踪，并且发现它们的变化为0.07%。Foukal等人对我们在了解太阳发光度变化及其对地球上能量平衡的影响方面所取得的最新进展进行了评述，他们得出结论认为，自17世纪以来的太阳变亮不大可能对气候变化产生明显影响。与太阳紫外线和磁化等离子体输出相关的更具猜测性的气候变化尚不能排除，但由于涉及到复杂的相互作用因而也难以量化。本期封面所示为造成发光度变化的结构。（图片提供：Dan Kiselman/ Mats Löfdahl，瑞典1-米太阳望远镜2003年6月拍摄）

人类为什么与众不同？

什么使得人类与众不同？ 关于这个问题的一种比较遗传学方法揭示了一个候选基因，它在使人类之所以为人类方面起着部分作用。有趣的是，该基因在neocortex的胚胎发育过程中表达，而neocortex是大脑很多最复杂过程所发生的地点。该基因是在对直到黑猩猩/人类在进化过程中分道扬镳以前基本保持不变、但此后在人类中加速演化的非编码基因组区域所进行的一次搜寻中发现的。作为人类这个分支中演化速度最快的基因组区域之一的一个区域，相应于一个以前没有被研究过的RNA基因，名叫HAR1。基因表达研究表明，该基因在妊娠的关键阶段活跃于被称为Cajal-Retzius的神经元中，而这个时候neocortex的很多神经细胞正在大脑内确定自己的功能。

两种多药物排出输送分子的晶体结构

多药物排出输送分子在癌症化疗中和在细菌感染的治疗中会引起严重问题。它们的生物学中一个令人困惑的问题是，一个单一的输送分子何以能够识别和输送范围如此广泛的、结构又不相同的化合物？ 两种很不相同的多药物排出输送分子的晶体结构的发表，帮助解开了这个谜团。在第一项研究中，AcrB（一种来自大肠杆菌的多药物排出输送分子）的结构被确定出来。组成它的三个亚单元是在输送周期中的不同阶段被捕捉到的：基质结合之前、基质结合阶段和排出之后。庞大的多药物结合包通过多点结合处理多种基质。在另一项研究中，来自金黄色葡萄球菌(S.aureus)的一种由ATP驱动的多药物排出输送分子的结构被确定出来。这一“ABC”家族的输送分子的临床意义在于这样一个事实：它们催化在癌症治疗中所用的各种不同细胞毒性化合物的排出。该结构（在其中输送分子处于面向外的构型）是人类同类结构的一个有用模型，也许可以启发研究人员去合理设计以干涉在化疗中所用药物的排出为目标的药物。

p53蛋白两种作用之间的关系

p53蛋白是脊椎动物DNA损伤响应和肿瘤抑制的一个重要调控因子。总体上，这两种作用被认为是有因果关系的：p53通过对肿瘤细胞中的DNA损伤或基因组异常做出响应以及触发生长抑制或细胞凋亡来抑制肿瘤。现在，Christophoru等人利用一个能够可逆转换的内生p53小鼠模型，发现病理性的由p53诱导的对辐射的响应，与由p53调控的对由这种辐射所诱导的肿瘤的抑制无关。相反，此后恢复 p53可避免辐射的病理效应，但能进行更多的肿瘤抑制。这些数据表明，DNA损伤响应和肿瘤抑制是p53的两个没有联系的活动，每个是由不同的信号诱导的。在另一项实验中，研究人员得出了一个类似的结论。肿瘤抑制蛋白ARF的缺乏，被发现会消除小鼠中一个额外版本的p53的额外的癌症保护活性。这个结果又一次说明，致癌信号作用对于触发p53的保护很关键，而由于DNA损伤所造成的p53的激发对于肿瘤最后发育的影响要小一些。 在一篇News and Views文章中，Anton Burns分析了这些发现对于p53活性模型的意义。

9月15日Science

科学家测出杨树基因组草图
科学家首次测序了一种名为黑三角叶杨的树的基因组，使他们能够开始寻找哪些遗传密码形成了长活的、木质植物，而不是像拟南芥那样的开花植物。树在一个地点生活几十年甚至上百年，周围的环境不断地变化，它们一定有非凡的生存战略。Gerald Tuskan 和他的合作者指出，树覆盖了地球陆地表面的30%，它们必须制造木制材料，在长距离上协调信号和营养，经历季节变化和其它气候周期而存活。树的基因组将为它们如何完成这些高招提供线索。Tuskan和他的国际小组用了散弹法和序列组装，将基因组分成片段，测序这些片断，然后靠比较端部的序列将它们组装起来。他们将这个方法与遗传图谱结合起来，遗传图谱是指标明了遗传标记位置的大致基因组，组装出Populus trichocarpa 的基因组草图。结果显示，该树经历了两个整个基因组复制事件，其中一个发生的时间与拟南芥中发生的同时。文章作者报告说，这个杨树的基因组看起来必拟南芥的基因组进化得慢。与拟南芥相比，杨树有抵抗疾病、分生组织（根和幼芽）发育、代谢输运、以及合成植物细胞壁的纤维素和木质素的扩展的基因库。 
研究文章：The Genome of Black Cottonwood, Populus trichocarpa (Torr. & Gray), G. A. Tuskan, et al. 


达尔福尔死亡人数比报道的要高
根据有限的数据做出的一个保守和科学的估计指出，在苏丹达尔福尔地区的武装冲突中死亡的人数达几十万，而不是过去报道的几万人。苏丹西部的死亡和被迫移民开始于2003年2月。John Hagan和Alberto Palloni解释说，准确的死亡统计为了解这个悲剧以及大屠杀程度的提供了方法。但是战乱的环境使人们不可能做彻底的调查，所以研究人员用来自达尔福尔西部“内部被迫离开人们”的营地中进行调查所得到的最好的数据。在苏达达尔福尔西部、北部、和南部的每个州中约各有100万人被迫离开，研究人员估计冲突导致至少20万人死亡。 
政策论坛：Death in Darfur, John Hagan and Alberto Palloni 

单个基因抵抗单个病毒
一个单个基因缺陷也许是单纯疱疹脑炎(herpes simplex encephalitis)的罪魁祸首，这一发现也许对我们如何思考传染的遗传抵抗有令人惊讶的影响，它也可能帮助解释为什么只有很少的人患这类脑炎，尽管该病毒也引起世界范围80%的未成年人感染唇疱疹。有的单个基因缺陷引起罕见的、但传播范围广的使人易患多种感染的免疫缺陷，多个基因的作用使健康人群易受一种常见疾病的感染。但是Armanda Casrouge和同事现在揭示了另一种可能性：一个单个基因突变与对一个单个疾病的免疫抵抗力的一对一的关系。这些研究人员在一个叫UNC-93B 的蛋白中发现了一个罕见的、使两个儿童易患单纯疱疹脑炎突变，该蛋白被认为与细胞的抗病毒响应有关。这两位儿童对其它的病原体有强的免疫应答，表明该基因突变只让他们对单纯疱疹病毒1变得易感。 
科学特快报告：Herpes Simplex Virus Encephalitis in Human UNC-93B Deficiency, Armanda Casrouge, et al. 


土卫六的缺失乙烷找到了？
来自卡西尼飞船的新数据提出，土卫六泰坦的一个大的极地云层也许含有该卫星“缺失”的乙烷。有关土卫六大气化学的预测使科学家认为该卫星的表面会被乙烷海洋覆盖，但是其表面看上去大部分是乙烷潮湿的丘。现在，Caitlin Griffith和同事说，一个的徘徊在土卫六北极上空的巨大的云也许包含了大部分预测的乙烷。研究人员说，在冰冷的条件下，乙烷的冰和雪能在极地凝聚，虽然目前还没有极地乙烷冰盖的直接证据。卡西尼上的可视红外绘图光谱仪探测到云也许是通过与地球冬天极地上部类似的全球大气循环模式形成的，F. Michael Flasar在一篇相关的研究评述中写道。 
报告：Evidence for a Polar Ethane Cloud on Titan, C. A. Griffith, et al. 
研究评述：Titan's Polar Weather, F. M. Flasar 

云层能推迟变暖吗？
根据一个可能的地球工程(geoengineering)战略的新模型，在地球上制造更多的云层覆盖也许能抵消全球变暖，从而给降低化石燃料的依赖提供更多的时间。Tom Wigley探索了用一种地球工程方法来减轻大气层二氧化碳过多所带来的破坏性影响，这个方法是将硫酸盐气溶胶前导物注入平流层，所产生的气溶胶可能增加云层覆盖。云层则可以将太阳光更多地反射回太空，从而降低大气二氧化碳浓度高所造成的变暖效应。Wigley用1991年6月皮纳图博火山爆发后该山上增加了的云层作为起点，来计算不同的可能性。他说，该火山爆发引起了短期的变冷，但是对气候系统没有产生没有大的影响。 
科学特快报告：A Combined Mitigation/Geoengineering Approach to Climate Stabilization, T. M. L. Wigley 
(生物通：万纹）