PNAS精选

来自《美国科学院学报》（PNAS）的新闻 10月20日-24日的PNAS新闻摘要

　　

论文要点

• 运动员消耗能量比“沙发土豆”更快
• 在一个不断缩小的世界里保持联系
• “太空侵略者”在哺乳动物和爬行动物的基因组中殖民
• 菌株可能有助于治疗克罗恩病
• 艾滋病病毒可以从单个细胞中卷土重来

您也可能感兴趣

• 让蝴蝶飞翔
• 微磁体：全球变暖的产物

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运动员消耗能量比“沙发土豆”更快

科学家证明了经过耐力训练的运动员的静止肌肉新陈代谢比“沙发土豆”更高，这提示经过精心训练的运动员即便不锻炼也比惯于久坐的人们消耗能量更快。Gerald Shulman及其同事利用磁共振波谱成像比较了有耐力的跑步运动员和惯于久坐的志愿参与者休息时的腓肠肌的氧化率和ATP合成率。ATP（腺苷-5'-三磷酸）在细胞内为新陈代谢贮存能量。尽管运动员比惯于久坐者的氧化（线粒体消耗输入的材料的过程）高54%，两者静止时的ATP合成率类似。这一数据提示跑步运动员的肌肉在静止的时候把更多的能量转化成了热。已知体育锻炼可以通过增加葡萄糖吸收和脂肪氧化以及增加线粒体的数量从而减少胰岛素抵抗。胰岛素抵抗是2型糖尿病的一个关键因素。这组科学家说，这些新的结果提示氧化和ATP合成的分离可能是体育锻炼增强胰岛素敏感型和消耗多余能量的另一条道路。

论文 #08-08889: "Increased substrate oxidation and mitochondrial uncoupling in skeletal muscle of endurance trained individuals," 作者 Douglas E. Befroy, Kitt Falk Petersen, Sylvie Dufour, Graeme F. Mason, Douglas L. Rothman和Gerald I. Shulman

媒体联系人：Gerald Shulman，耶鲁大学医学院

School of Medicine, Yale University, New Haven, CT

电话：203-785-5447

电子邮件：[e-mail]

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在一个不断缩小的世界里保持联系

通过研究纽约市服装业的复杂系统，Felix Reed-Tsochas及其同事为这样的网络如何缩小并最终消失建立了动态模型。这组科学家利用计算机模型检查了逐步衰退的纽约服装业的联系和关系数据。这组作者获得了超过1万名设计者和承包商（生产服装的公司）的数据，在1985年到2003年的19年数据收集中，它们一共进行了超过70万次交易。随着这组作者观察到纽约的服装业网络间歇性地缩小，他们发现即便随着设计者和承包商的总数下降，剩下的生意之间的联系的总体平衡在很大程度上仍然没有变化。他们报告说，这个网络没有像他们预料地那样分解成不同的片段；相反，这个产业网络是以一种确保大多数剩下的企业在一个不断缩小的世界中相互保持联系的方式衰退的。这组作者提出，这样的建模方法可以用于分析其他复杂系统的解体，例如物种灭绝、阿尔茨海默病的神经退化，以及金融市场的崩溃。

论文 # 08-04740: "Asymmetric disassembly and robustness in declining networks," 作者Serguei Saavedra, Felix Reed-Tsochas和Brian Uzzi

媒体联系人： Felix Reed-Tsochas，英国牛津大学James Martin 研究所和CABDyN 复杂性中心

James Martin Institute and CABDyN Complexity Centre, Saïd Business School, Oxford University, Oxford, UNITED KINGDOM

电话：[phone]

电子邮件： [e-mail]

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“太空侵略者”在哺乳动物和爬行动物的基因组中殖民

根据一份新的报告，外来的遗传成分通过水平转移而不是传统的遗传从而把它们自己整合到了几种哺乳类和爬行类物中的基因组中。Cédric Feschotte及其同事发现了hAT (hobo/Activator/Tam3)转座子超家族此前未归类的成分，他们将其称之为“太空侵略者”。在大多数生物体内，基因是从亲代遗传或者说传递给子代的。遗传信息的横向或者说水平转移——这对于简单原核生物的进化至关重要——发生在外来遗传成分整合到宿主基因组中的时候。这些成分通常是由病毒、称为质粒的环状DNA或者转座子运送的。转座子是小片可转移的DNA片断。这组科学家在调查夜间活动的灵长类动物——丛猴的DNA转座子的时候发现了这些成分，在经过进一步检查之后，他们在其他物种中也发现了这些“侵略者”，包括大鼠和小鼠、负鼠和非洲爪蛙。然而，其他许多脊椎动物的基因组中并没有“太空入侵者”。这组作者说，这种入侵现象是科学家首次报告哺乳动物中出现转座子的水平转移，而且对受影响的物种的这种入侵很可能发生在大约1500万年到4600万年的类似时间段中。

论文 #08-06548: "Repeated horizontal transfer of a DNA transposon in mammals and other tetrapods," 作者John K. Pace II, Clément Gilbert, Marlena S. Clark和 Cédric Feschotte

媒体联系人： Cédric Feschotte，德克萨斯大学阿灵顿分校生物系

Department of Biology, University of Texas at Arlington, Arlington, TX

电话：817-272-2426

电子邮件：[e-mail]

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菌株可能有助于治疗克罗恩病

科学家发现了一种细菌，它可能成为治疗克罗恩病的关键。克罗恩病是一种肠炎，在该病中，免疫系统因为自然产生的肠道细菌的不平衡而激活。在此前的研究中，Philippe Langella及其同事证明了克罗恩病的患者显著缺乏柔嫩梭菌群（Clostridium leptum）。这组科学家如今证明了这个菌群的一个主要组成者Faecalibacterium prausnitzii占了缺乏的大部分。他们发现F. prausnitzii能分泌减少炎症的生化物质。这组作者从一个正在进行的更大规模的研究中得到数据，结果发现接受过肠道手术的人类克罗恩病患者如果F. prausnitzii的水平比健康人低，那么他们就更可能复发该病。在培养细胞的实验中，这组科学家证明了培养F. prausnitzii生长的液体能提供抗炎效果。这组科学家说，如果正在进行的动物试验获得成功，人类患者可能从使用F. prausnitzii的益生菌治疗中受益。

论文 #08-04812: "Faecalibacterium prausnitzii is an anti-inflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn's disease patients," 作者 Harry Sokol, Bénédicte Pigneur, Laurie Watterlot, Omar Lakhdari, Luis G. Bermúdez-Humarán, Jean-Jacques Gratadoux, Sébastien Blugeon, Chantal Bridonneau, Jean-Pierre Furet, Gérard Corthier, et al.

媒体联系人：Philippe Langella，法国法国国家农业研究院消化道生态学和生理学部

Unit of Ecology and Physiology of the Digestive Tract, National Institute for Agricultural Research, Jouy-en-Josas, FRANCE

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媒体联系人：Philippe Seksik，法国国立卫生和医学研究院，皮埃尔与玛丽·居里大学

National Institute of Health and Medical Research, Pierre and Marie Curie University, Paris, FRANCE

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艾滋病病毒可以从单个细胞中卷土重来

科学家发现了证据表明艾滋病病毒在停止接受抗逆转录病毒治疗的患者体内卷土重来可能来自于最少只有一个T细胞的来源。此前的研究表明当患者中断抗逆转录病毒治疗的时候，他们的血液病毒计数急剧上升，尽管还不完全清楚这些病毒是从哪里出现的。一些科学家怀疑一群细胞可能不断进化从而避免治疗，但是它们曾被药物抑制了。然而，Beda Joos及其同事提出，每次抗逆转录病毒治疗都可能杀死绝大多数现存的艾滋病病毒，但是该病毒可以从最少只有一个被感染细胞的贮存宿主中再度出现。这组科学家从瑞士-西班牙间歇疗法试验的20名患者身上获取了数据，这些患者在试验中经历了反复的抗逆转录病毒治疗用药和停药循环。这组作者分析了艾滋病病毒的序列，从而跟踪病毒进化的轨迹。对于每位患者，他们追溯到了一个“最近共同祖先序列”，并为病毒样本生成了进化树。这组科学家提出，目前的抗逆转录病毒药物治疗似乎让病毒产生了严重的进化瓶颈。

论文 #08-04192: "HIV rebounds from latently infected cells, rather than from continuing low-level replication," 作者Beda Joos, Marek Fischer, Herbert Kuster, Satish K. Pillai, Joseph K. Wong, Jürg Böni, Bernard Hirschel, Rainer Weber, Alexandra Trkola, Huldrych F. Günthard, 和瑞士艾滋病人群研究

媒体联系人： Beda Joos 和Huldrych Günthard，瑞士苏黎世大学附属医院医学系

Department of Medicine, University Hospital Zürich, Zürich, SWITZERLAND

电话：41-1-255-21-84

电子邮件：[e-mail]和[e-mail]

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让蝴蝶飞翔

蝴蝶的后翅对于这种昆虫进行全速空中机动从而让它们保持在捕食者的范围之外是必要的。

论文 #08-07223: "Hindwings are unnecessary for flight but essential for execution of normal evasive flight in Lepidoptera," 作者Benjamin Jantzen 和Thomas Eisner

媒体联系人： Thomas Eisner，康奈尔大学神经生物学和行为系

Department of Neurobiology and Behavior, Cornell University, Ithaca, NY

电话：607-255-4464 (白天), 607-277-4404 (晚间)

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微磁体：全球变暖的产物

微生物产生的大得不同寻常的磁性晶体和5500万年前的一段全球变暖时期有联系。

论文 #08-03634: "Gigantism in unique biogenic magnetite at the Paleocene-Eocene thermal maximum," 作者Dirk Schumann, Timothy D. Raub, Robert E. Kopp, Jean-Luc Guerquin-Kern, Ting-Di Wu, Isabelle Rouiller, Aleksey V. Smirnov, S. Kelly Sears, Uwe Lücken, Sonia M. Tikoo, et al.

媒体联系人： Hojatollah Vali，加拿大麦吉尔大学解剖学和细胞生物学系

Department of Anatomy and Cell Biology, McGill University, Montreal, QC, CANADA

电话：514-398-3025

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