《PNAS》八大热点文章

排在第一是来自台湾中研院基因组研究中心，及台湾大学生化科学研究院等处的研究成果，他们破解了困扰科学家们长达二十年的一个谜团——糖基转移酶的结构与作用机制，这对于进一步研发新型抗生素具有重要意义……

　　

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、物理和社会科学，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：

Crystal structure of Staphylococcus aureus transglycosylase in complex with a lipid II analog and elucidation of peptidoglycan synthesis mechanism
PNAS 2012 109 (17) 6496-6501; published ahead of print April 9, 2012, doi:10.1073/pnas.1203900109

来自台湾中研院基因组研究中心，及台湾大学生化科学研究院等处的研究人员破解了困扰科学家们长达二十年的一个谜团——糖基转移酶的结构与作用机制，这对于进一步研发新型抗生素具有重要意义。

在与人类对抗的过程中，病菌往往通过快速变异令药物产生耐药性，令投入临床使用的药物很快失效。目前研发抗生素主要是通过靶向转肽酶（transpeptidase），这是细菌细胞壁上一种主要组成成分，对于细菌的存活至关重要。针对转肽酶的抗生素中最著名的就是青霉素了。

但是近年来，糖基转移酶变异，以及其它改变都导致了耐药性细菌的出现。而另外一种细菌细胞壁酶：糖基转移酶（transpeptidase）则至今没有针对性的抗生素。

研究人员通过分析几种耐药性细菌，发现其糖基转移酶并没有发生遗传突变，这说明这是针对糖基转移酶的新型药物也许是未来发展的方向。然而知道这一点容易，研发相应的药物却很难，二十年来科学家们都聚焦于这一领域，但是未有突破性进展。在这篇文章中，研究人员则利用X射线结晶方法，清晰解构出金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）细胞壁上糖基转移酶，以及其作用底物：lipid II 的复合结构。并由此分析了糖基转移酶催化lipid II的机制机理。

这项研究表明未来可以针对阻断糖基转移酶作用的小分子药物，从而研发出新一代抗生素。这无疑对于目前靶向超级细菌等耐药性细菌具有重要意义，因此这项研究引起了各方的关注。

PNAS Plus: Microstratigraphic evidence of in situ fire in the Acheulean strata of Wonderwerk Cave, Northern Cape province, South Africa
PNAS 2012 ; published ahead of print April 2, 2012, doi:10.1073/pnas.1117620109

美国马萨诸塞州波士顿大学的考古学家Francesco Berna及其同事，在北开普省Wonderwerk山洞内30米处的沉积层中，发现了烧焦的草片、树叶、灌木，以及骨骼碎片的灰烬。这一山洞是已知最古老的人类聚居地之一，有迹象表明这里几乎在距今200万年前便有人居住。

现在还很难断定到底是哪一种早期人类于100万年前在这里生活，但研究小组相信，他们很可能是直立人（Homo erectus）。

研究人员发现，有少量的灰烬——范围从几毫米到几厘米长——保存得非常完好。它们锯齿状的边缘表明这些灰烬并非在别处燃烧后被吹到或冲到山洞中来的，因为那样的话这些边缘将被磨损殆尽。

The CD47-signal regulatory protein alpha (SIRPa) interaction is a therapeutic target for human solid tumors

一项研究说，科研人员可能已经发现了实体瘤细胞用于逃避人类免疫系统的一种所谓 “别吃我”的信号。Irving Weissman及其同事们研究了来自一系列类型的癌症的肿瘤细胞并发现了它们全都表达一种称为CD47的蛋白质。科研人员已经变得对CD47越来越感兴趣，这种蛋白质被认为防止了肿瘤在一个被称为吞噬作用的过程中被免疫细胞吞噬和消化。实体瘤必须逃避吞噬作用才能不受妨碍地生长并转移到其他部位。这组作者说，用一种定向抗体疗法阻断CD47启动了体外的针对人类实体瘤细胞的吞噬作用，并抑制了已经移植到小鼠身上的人类实体瘤的生长和转移。这组作者警告说，必须谨慎地阻断人类的CD47的功能，因为对这种蛋白质的广泛干预可能让某些非癌细胞面临免疫系统的攻击。但是，这组作者说，这些发现提示CD47可能对于其作为通用癌症标记和未来的使用免疫系统应对实体瘤的药物疗法来说是一个有前途的候选。

Social environment is associated with gene regulatory variation in the rhesus macaque immune system
PNAS 2012 109 (17) 6490-6495; published ahead of print April 9, 2012, doi:10.1073/pnas.1202734109

科研人员发现社会地位可能直接影响猕猴群的免疫基因的表达。在人类和其他灵长类动物中，由于可获取的资源的差异，较低的社会地位与大于预期的疾病风险有关联。但是这类关联受到因果性问题的困扰：社会地位决定了适合度，还是适合度决定了社会地位？Jenny Tung及其同事们通过操纵每只猴子引入到一个新的社会群体中的地位，从而为5组雌性猕猴指定了社会地位。

这组科研人员发现，他们能够根据这49只猴子的免疫细胞基因表达预测个体的社会地位，准确度达80%。在一些猕猴改变了社会地位之后，基因表达数据也发生了相应的变化，这让这组科研人员能够预测这7只猕猴中的6只的地位。血液测试表明低等级的猕猴的T细胞比例相对于社会地位高的猕猴减少，而某些基因区域的DNA甲基化明显在低等级和高等级的雌性身上有区别。这些结果向这组作者提示，细胞组成和表观遗传学可能有助于把社会地位和身体与遗传的趋势联系起来。这组作者说，总的说来，这些结果表明社会支配力影响着非人类灵长类动物的负责免疫监察和防御的细胞的基因表达。

Chronic stress, glucocorticoid receptor resistance, inflammation, and disease risk
PNAS 2012 109 (16) 5995-5999; published ahead of print April 2, 2012, doi:10.1073/pnas.1118355109

长期心理压力可能削弱人体调控炎症的能力，该研究可能有助于解释为什么压力常常与许多心理和生理健康问题有关。

Sheldon Cohen及其同事们评估了276位健康的男性和女性的压力水平，把压力定义为和健康无关的生活经历，这一经历对个人施加了适度的和长期的负担。让这些受试者接触到感冒病毒，然后把他们隔离起来。血液测试和对疾病的其他评估表明暴露在长期压力下的受试者的免疫细胞和其他健康人相比对通常能终结身体的炎症应答的激素的敏感度更低。

对82位健康成年人的随访研究表明免疫敏感度减少的被感染者比其他被感染者产生了更高水平的一种能促进炎症的化学信使。这组作者说，这些发现提示长期压力影响炎症的调控，这可能影响到一大批疾病的发作和发展。

Facial expressions of emotion are not culturally universal
PNAS 2012 ; published ahead of print April 16, 2012, doi:10.1073/pnas.1200155109

这项研究反驳了一种广泛存在的信念，即6种基本情绪状态——高兴、惊讶、恐惧、厌恶、愤怒和悲伤——的面部表情在生物学上是与生俱来的，而且是通用于人类文化中。Rachael Jack及其同事们使用一种计算机图形程序生成了随机面部运动的三维动画。身份是西方白人和东亚人的观察者看了同种族或其他种族的4800个随机的面部动画，根据6种基本情绪分类把每一个动画归类，并用5分制评价每一个动画的情绪强烈程度。

这组作者把这些随机面部运动与这些动画引出的情绪进行了逆关联，从而生成了观察者的这6种情绪状态的心理表现的模型。这组作者发现，西方观察者用6组常见、有明显区别的面部运动表达每一种情绪，而东方观察者的表达在情绪种类之间有重叠，特别是在惊讶、恐惧、厌恶和愤怒之间。此外，东方人通过在眼部区域的与众不同的早期信号表现出了高兴、恐惧、厌恶和愤怒的强烈程度，而西方人用面部其他部分表达情绪的强烈程度。这组作者说，这些研究提示情绪是通过有文化特异性的面部表情加以交流的，它是为了社会交流的用途而进化出来并且多样化了的。

Aristolochic acid-associated urothelial cancer in Taiwan
PNAS 2012 ; published ahead of print April 9, 2012, doi:10.1073/pnas.1119920109

研究发现马兜铃酸可以与人体的DNA相互作用，形成一种独特的接触生物标记，在肿瘤抑制基因中生成信号表明已有致癌物质摄入。

这项研究以151名尿道癌患者为对象，其中60%显示有与马兜铃酸相关的特异性的基因突变。尤其是研究人员发现在摄取马兜铃酸后肾皮质中的TP53肿瘤抑制基因出现了一个特异的突变标记。

（生物通：万纹）