本期《自然》《科学》《PNAS》精选

　　

1月8日《Nature》

LCMV-特异性细胞毒性T-淋巴细胞的病理作用
小鼠中枢神经系统的淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）感染，是一个用于研究慢性病毒性疾病的常用模型。这种状况涉及LCMV-特异性细胞毒性T-淋巴细胞（CD8+ T-细胞），但它们的病理作用却不清楚。人们也许可以预计这些细胞的“杀细胞”活性也与该状况有关，但利用双光子荧光显微镜所做的一项新的研究表明，事实并不是这样的。相反，研究中可以看到，细胞毒性T-淋巴细胞会将单核细胞和嗜中性粒细胞吸引到血液-大脑边界上的脑膜上。那里的血管会发生泄漏，从而发生致命的癫痫。这一结果提出了一些新的问题，其中包括“细胞募集”（cell recruitment）的机制是什么以及在脑膜炎中细胞是怎样产生这种损害的，同时也提出了几个新的药物作用目标。

声音模仿学习的理论基础得到证实
鸣鸟会学习发音，即它们会学习去模仿“老师”的叫声。在一个嘈杂的群落中，这意味着鸣鸟个体需要区分自己发出的声音和其他鸟儿发出的声音，从而使其能够准确匹配学到的叫声模板。为此，人们长期假设，同人类一样，鸣鸟也拥有一个能探测声音错误的大脑机制。现在，George Keller 和Richard Hahnlose在斑胸草雀的听觉前脑中发现了专门对叫声或回放声音的扰动做出反应的神经元，说明在其前脑的听觉区域存在一个纠正错误的计算功能。这一发现证实，很早之前就建立起来的一个理论概念——“内部模型理论”是声音模仿学习的基础。

哺乳动物宿主CD8+ T-细胞数量的适应性变化
反复暴露于病原体及以杀死病原体为使命的记忆性CD8+ T-细胞的生成，被认为会导致事先存在的记忆性T-细胞存量的消耗，以保持记忆腔的总体大小不变。但用小鼠进行的新的研究工作表明，记忆性CD8+ T-细胞腔的大小在免疫之后会增加，而且新的记忆性CD8+ T-细胞的生成并不会显著减少事先存在的记忆性CD8+ T-细胞的数量。关于哺乳动物宿主CD8+ T-细胞数量能根据免疫经验发生适应性变化的发现，对于疫苗的生产可能具有重要意义，因为我们也许有可能大量引入特异性CD8+ T-细胞，而不会影响以前就有的、针对其他感染的免疫能力。

核糖体的校对功能
体外蛋白质合成研究一直不能完全解释文献中所报道的活体蛋白质合成所具有的保真度。DNA 和RNA聚合酶复合物（它们将氨酰基- tRNA输送到核糖体A-点上）具有校对功能，但此前这种活性一直没有在核糖体本身中发现。现在，Hani Zaher 和 Rachel Green发现了一个以前没有定性的、用于保证蛋白质合成的保真度的体系，该体系在肽键形成之后发挥作用。如果一个不正确的氨基酸被吸收进了一个正在生长的多肽链中，那么在核糖体的活性点上特异性一般就会丢失，导致错误累积，触发肽合成的过早结束。这种“后肽基转移编辑”（post-peptidyl transfer editing），在某种程度上可以解释活体蛋白质合成中所达到的给人印象深刻的保真度。

硅藻是在草地大量出现之前形成的
被称为硅藻的单细胞藻类是海洋生态系统的一个至关重要的组成部分。硅藻完全依赖于二氧化硅，被认为是在中新世同草地一起发展起来的，当时地球上发生了来自草地的二氧化硅的首次大规模风化。对一个海床数据库所做的一次新的分析与以上情景相矛盾：Daniel Rabosky 和 Ulf Sorhannus发现，硅藻多样性在距今大约4000万年前的始新世－渐新世边界上达到高峰，远在草地大量出现之前。对于硅藻的演化过程，现在必须寻找其他的解释。

炎症与癌症之间的基因联系
人们知道，在一些类型的慢性炎症与某些癌症之间存在着一个联系。现在，对肝癌组织所做的一项遗传研究发现，IL6ST基因中的功能获得性突变（该基因是一个炎症信号通道的组成部分，为白介素-6共受体gp130编码）是良性肝肿瘤发育的一个可能的早期步骤。IL6ST的这一突变经常与β-连环蛋白（beta-catenin）所发生的突变一起被发现，说明它们在促使肿瘤生成中可能相互配合。

控制“耳石”生物矿化过程的一个外源因子
在斑马鱼中，同在人类和其他脊椎动物中一样，听力和平衡是由内耳中的机械传感器调控的。这些传感器由被称为“耳石”的、生物矿化的混合晶体组成。Colantonio等人利用对斑马鱼胚胎的活体视频显微镜观测发现，由纤毛所产生的液流影响“耳石”的数量、生长和定位以及它们在发育过程中的矿化。用“吗琳代”反义低聚核甘酸所进行的基因剔除研究表明，纤毛运动需要动力蛋白调控复合物。所以，由纤毛驱动的流动在控制“耳石”生物矿化中似乎是一个关键的外源因子，而动力蛋白调控复合物亚单元则是人类纤毛疾病致病基因的候选物。

“多尔”幼虫不吃东西而长寿的奥秘
为了在严酷环境中生存，蛔虫的幼虫能进入一种所谓的“多尔”状态，在处于这种状态期间，它们不吃东西，但仍能活动，对压力具有抵抗力，而且极为长寿。在一个典型的“多尔”幼虫体内，胰岛素类信号作用减少，营养储备充分，而且其代谢过程发生全面变化。Patrick Narbonne 和 Richard Roy发现，如果没有AMPK (LKB1)信号作用，“多尔”幼虫会迅速耗尽其所储存的能量，并且会由于重要器官衰竭而过早死亡。在一个正常的“多尔”幼虫中，LKB1/AMPK通过减慢甘油三酸酯的水解来保证幼虫不需要食物而能长寿和具有活力，从而使体内所存储的脂肪能够维持更长时间，同时保持正确的渗透调节（osmoregulation）。这项工作触及在关于衰老、糖尿病和肥胖症研究中所涉及的体系。

在未来的一个更热的世界中会发生食物短缺
据1月9日的《科学》杂志报道说，对本世纪余下时间的天气预报是气候会不断变暖，这一预报很可能会给全球农业造成重大破坏，除非农夫们能够调整他们的种植方法。 David Battisti及其同僚对来自 23个天气模型的结果对农业的蕴涵意义进行了考量，这些结果促使 Intergovernmental Panel on Climate Change在 2007年提出了 2050年至 2090年的夏季温度评估。他们报告说，到 21世纪末的时候，在热带和亚热带的耕种季节中，有极高的可能性会出现温度超过从 1900年至 2006年所记录到的最极端的季节性高温。文章的作者说，在温带地区，有记录的最炎热的季节将会在许多地方成为典型。他们还谈及了最近 3次极端性的季节高温对食物系统造成危害的例子：2003年在法国的夏季高温，该事件对欧洲的食物生产以及对人类的生活都造成了影响； 1972年在前苏联的夏季气候反常，该事件是造成小麦物价飙高的主要原因；以及在萨赫勒地区（Sahel）的长达数十年的干旱，那里因为缺水和热应力造成作物和牲畜生产能力的骤降。文章的作者说，将来，随着较热的耕种季节更为频繁地出现，牲畜和农作物感受到热应力将成为一种全球性的现象。为了在世界某一地区的食物缺乏与世界另一地区的食物过剩之间取得平衡，我们将需要耐热与耐旱的农作物品种以及不同的灌溉系统。

 

1月6日《PNAS》

戒烟的大规模效果

与吸烟有关的死亡率的下降速度可能比美国社会保障局此前估计的更快，后者的模型没有考虑到吸烟者戒掉烟瘾的因素。Haidong Wang 和Samuel Preston建立了一个新的统计模型，它根据人的吸烟习惯预测了全国范围的平均预期寿命的增加。此前美国社会保障局使用的Lee-Carter模型只衡量一个人在他/她的一生中是否曾经吸过香烟。Wong和Preston修改了这个模型，考虑了一个人到40岁的时候的总吸烟年数的因素。这组作者指出，这种方法比每天吸烟包数能更准确地预测肺癌的死亡率。他们报告说男性死亡率将很可能比女性死亡率下降得更快，因为男性吸烟率的下降速度比女性吸烟率的下降速度更快。Wong和Preston把他们的模型预计的死亡率下降的大部分归结于戒烟率的增加。

论文 #08-11809: "Forecasting United States mortality using cohort smoking histories," 作者Haidong Wang 和Samuel H. Preston

媒体联系人：Samuel Preston，宾夕法尼亚大学人口研究中心

Population Studies Center, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA

电话：215-746-5396

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加拉帕戈斯的粉鬣蜥

查尔斯·达尔文在他访问加拉帕戈斯群岛的时候忽略的一种粉色陆地鬣蜥物种可能提供了这种古老动物在这个群岛上的分化提供了证据。达尔文在1835年访问加拉帕戈斯群岛的时候没能探索伊莎贝尔岛上的Volcan Wolf火山，那是新发现的Conolophus属陆地鬣蜥——“rosada” 鬣蜥的唯一家园。Gabriele Gentile及其同事对rosada鬣蜥和其他陆地鬣蜥进行的遗传分析表明rosada鬣蜥起源自超过500万年前的加拉帕戈斯，而且在这个群岛仍然在形成的过程中与岛上的其它鬣蜥种群分开了。Rosada鬣蜥和其他陆地鬣蜥的古老分化——早在Volcan Wolf火山形成之前——为加拉帕戈斯群岛记录的最古老的分化事件之一提供了证据。这组作者警告说，这种最近才被承认的鬣蜥物种可能已经濒危，而且可能会灭绝。

论文 #08-06339: "An overlooked, pink, new species of land iguana in the Galápagos," 作者Gabriele Gentile, Anna Fabiani, Cruz Marquez, Howard Snell, Heidi Snell, Washington Tapia和Valerio Sbordoni

媒体联系人：Gabriele Gentile，意大利罗马Tor Vergata,大学生物系

Department of Biology, University Tor Vergata, Rome, ITALY

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解密冠状病毒

科学家发现了一种冠状病毒的三维结构。冠状病毒会造成上呼吸道和胃肠道的炎症，而且可能导致从SARS到感冒在内的疾病。Abraham Koster及其同事利用一种电子显微镜技术获得了鼠肝炎冠状病毒（MHV）及其核糖核蛋白核心的完整图像。此前，科学家只有它们的二维图像，这妨碍了对该病毒的发病机制的详细研究。冠状病毒是一种“包膜”病毒，这意味着它们的病毒载荷被蛋白质覆盖，这些蛋白质帮助病毒与其宿主融合。这组科学家证明了鼠冠状病毒有一个明显的球形外形，以及一个厚的异乎寻常的包膜，几乎是典型生物膜的厚度的两倍。他们报告说，这种额外的厚度是由一种广泛折叠的蛋白质核心而非一个有壳核心构成的一个额外的内层造成的。这组作者提出，破解鼠肝炎冠状病毒的结构可以让科学家更好地为该病毒基因组建模，并提供对哺乳动物病毒结构的更完整的理解。

论文 #08-05270: "Cryo-electron tomography of mouse hepatitis virus: insights into the structure of the coronavirion,"作者 Montserrat Bárcena, Gert T. Oostergetel, Willem Bartelink, Frank G. A. Faas, Arie Verkleij, Peter J. M. Rottier, Abraham J. Koster和Berend Jan Bosch

媒体联系人：Abraham Koster，荷兰莱顿大学医学中心分子细胞生物学系

Department of Molecular Cell Biology, Leiden University Medical Center, Leiden, NETHERLANDS

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该论文配有视频可供索取

 

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论文 #08-10496: "50 Hz flicker triggers attentional selection without awareness," 作者Frank Bauer, Samuel Cheadle, Andrew Parton, Hermann J. Müller和 Marius Usher

媒体联系人：Samuel Cheadle，伦敦大学伯克贝克学院心理学院

School of Psychology, Birkbeck College, University of London, London, UNITED KINGDOM

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寻找最佳进化策略

一种博弈论模型表明人们会随机探索一系列行为策略从而找到文化进化的最成功方法。

论文 #08-08450: "Exploration dynamics in evolutionary games," 作者 Arne Traulsen, Christoph Hauert, Hannelore Brandt, Martin Nowak和 Karl Sigmund

媒体联系人：Arne Traulsen，德国马克斯·普朗克进化生物学研究所、进化生态学研究所

Institute for Evolutionary Ecology, Max-Planck Institute for Evolutionary Biology, Plön, GERMANY

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防止生态体制变化

生态系统的长期、急剧变化被称为生态体制转型，如果能发现并改变这种变化的驱动者，就有可能避免这种变化。

论文 #08-11729: "Turning back from the brink: Detecting an impending regime shift in time to avert it," 作者 Reinette Biggs, Stephen R. Carpenter和 William A. Brock

媒体联系人： Reinette Biggs，瑞典斯德哥尔摩大学斯德哥尔摩适应力中心

Stockholm Resilience Centre, Stockholm University, Stockholm, SWEDEN

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