本期《自然》《科学》精选

　　

生物通综合：

8月17日Nature杂志

封面故事：影响核小体定位的因素

真核基因组在活体中不以裸露DNA形式存在，但在被称为染色质的蛋白-DNA复合物中是以裸露DNA形式存在的。染色质含有核小体，它们是紧紧包裹在一个组蛋白核心周围的短DNA片段，排斥大多数结合DNA的蛋白，所以起抑制剂的作用。在一项研究工作中，研究人员将计算方法和实验方法结合起来，用以确定核小体对DNA序列的偏好，并预测整个基因组范围内核小体的组织。酵母基因组编码一个内在的核小体组织，这可以解释活体中核小体位置的大约一半。该编码在不同真核细胞中都高度保留了下来，它的作用是将转录因子引导到它们的结合点，并辅助很多其他的特定染色体功能。本期一篇配发的News and Views文章讨论了DNA序列和其他调控因子在核小体定位中所起的作用。（Article p. 772; News and Views）封面图片（绘图：Helit Sayfan Altman）所示为带有几个核小体的一段染色质。

用于物体识别的新算法

即便是在吵杂的视觉图像中，人类通常也能够毫不费力地找到相干区域，这是物体识别的关键。在自然观看条件下，电脑算法在完成这项任务时一直不是很成功，部分原因是，早期关于该问题的研究工作只对图像进行了局部计算。现在，一种新方法已经开发出来，它所靠的是图像分割，即对一个图像的所有突出区域进行分析，再将这些区域做成一个有层次的结构。该方法比以前的方法更快，更准确，但所得到的算法使用起来相对比较简单。研究人员通过在由物体构成的一个大数据库中寻找与一个目标物体相匹配的物体的方式，对这种新方法进行了演示。


古生菌在土壤氨的氧化中居主导地位

硝化作用指的是微生物将氨转换成硝酸盐的过程，它是全球氮循环中的一个关键过程。人们曾经普遍假设，专门进行硝化作用的细菌是土壤中在需氧条件下氧化氨的主要细菌。对为名叫“氨单氧酶”的关键酶的一个亚单元编码的amoA基因的丰度所做的分析表明，在来自三个不同气候带的12种不同土壤类型中，来自泉古菌门(Crenarchaeota)的古生菌的amoA基因数量要比细菌的amoA基因数量多3000倍。所以，在原始土壤和农业土壤中，古生菌迄今似乎都是居主导地位的氨氧化剂。

Notch受体在控制干细胞的一个通道中所起的作用

将干细胞用于治疗的一个障碍是，难以控制它们的生长和分化。Androutsellis-Theotokis等人发现，Notch受体在控制胚胎干细胞、胎儿干细胞和成年干细胞的一个通道中扮演一个至关重要的角色，而且向成年大鼠的大脑中施用Notch配体，可帮助大鼠在一次模拟中风之后恢复行动。该发现为以鼓励身体内生的干细胞去修复损伤、而不是试图生长和移植新细胞为目的的疗法铺平了道路。

癌症干细胞的身份

癌症被认为是来自正常组织细胞或定向祖细胞。关键问题是，在后一种情况下，能够自行更新（祖细胞缺乏这种能力）的癌症干细胞是怎样出现的。有一组小鼠白血病干细胞，将少到只有4个的这种细胞注射进小鼠体内，就能诱发白血病。现在，这样的小鼠白血病干细胞已经从通过定向祖细胞中的一个突变患上白血病的小鼠身上分离出来。这使得研究人员有可能利用基因表达筛选的方法来确定这些细胞的共同身份，观察从正常祖细胞向白血病干细胞的转变。 引人注目的是，白血病干细胞大体上能够保持定向祖细胞的基因表达特点，同时激发正常情况下在造血干细胞中表达的一个亚组的基因。至少可以说，这些基因中有些对于白血病干细胞的自行更新是重要的。白血病干细胞和正常干细胞之间的差别，对于开发一种能够选择性地以癌症干细胞为目标的药物的工作来说也许还是好消息。

8月18日Science杂志

越南战争的心理损失
一项新研究证实了越南战争给回来的美国士兵带来了巨大的心理损失，虽然修正的创伤后压力心理障碍症发病率比被人们广泛引用的一项过去研究估计的要低。1980年代后期，两项由美国政府资助的研究对越战老兵中的创伤后压力心理障碍症(简称PTSD)的发病率给出两个不同的结果。由于人们现在将伊拉克战争与越战作比较，对越战的PTSD问题的兴趣也增加了。Bruce Dohrenwend和同事用改进了的诊断方法、军方的纪录(而不是自述)、以及接触战区压力的纪录，重新研究了越战老兵中的PTSD发病率。他们得出老兵终生PTSD 发病率为百分之18.7的结论，在过去两项研究得出的结果之间。文章作者还发现了一个比过去研究得出的更强的“剂量-效应”关系：老兵接触到的创伤越多，就越有可能患PTSD，这表明战争的心理损失是一个实实在在的问题。一篇相关的研究评述描述了这项新研究的设计是如何解决了过去研究中存在的问题的。 
报告：The Psychological Risks of Vietnam for U.S. Veterans: A Revisit with New Data and Methods, Bruce P. Dohrenwend, et al. 
研究评述：Psychiatric Casualties of War, Richard J. McNally 


与肌肉无力症有关的基因突变
一个国际研究小组报告说，一个帮助连接神经系统与身体的肌肉的蛋白的突变是一种常见遗传的肌肉疾病的原因。先天性肌无力综合征是一组涉及神经元与肌肉连接(即“突触”)的遗传紊乱。一部分患者的肌肉无力主要影响的部位是肩部和髋部。David Beeson和同事研究了一些这类患者，发现他们都有DOK-7蛋白的突变，该突变导致小的、非正常的神经元肌肉连接突触的形成。最近，另外一个小组曾确定出DOK-7是一个信号通道的一个组成部分，该通道引起神经递质受体在肌肉上簇集，在神经接触点形成突触。(见2006年6月23日的《科学》) 文章作者提出，虽然该综合症可能还涉及到有别的基因，但是检查dok-7基因应该能帮助诊断这种疾病。 
科学特快报告：Dok-7 Mutations Underlie a Neuromuscular Junction Synaptopathy, David Beeson, et al. 


衰老恒星揭示的秘密
天文学家找到了恒星物理学中与恒星年龄有关的两个基本转变，这也许对更准确地确定银河系的年龄有所帮助。Harvey B. Richer 和同事用哈勃太空望远镜观察了遥远的球状星团NGC 6397中微弱的恒星，用哈勃的高级摄像机给这些微弱的恒星拍照5天，得到了高分辨率的图像。这些图像揭示了决定恒星命运的质量阈值：哪些会通过以氢为燃料的核聚变得以存在几十亿年，哪些则永远不会达到能自我维持的质量。不能自我维持的恒星最多能存在10亿年。研究人员还探测到星团中白矮星颜色变化的一个特征，这个特征与白矮星死亡时周围大气变冷后氢分子的形成有关。这两个效应证实了过去理论的预测。有了这些信息，天文学家能更好地了解低质量恒星和白矮星的物理，也许还能改进对恒星和宇宙年龄的估计。 
研究文章：Probing the Faintest Stars in a Globular Star Cluster, Harvey B. Richer, et al. 


p53 阻止肿瘤血液供给
Jose Teodoro和同事的新研究提出，肿瘤抑制蛋白p53激发一个阻止肿瘤新血管生成的酶的产生。这些发现给这个常见蛋白的抗肿瘤机制增添了新种类。p53激活一个编码引起从胶原蛋白中释放某种肽的酶的基因。这些肽包括血管内皮抑素和tumstatin，有已知的抑制肿瘤新血管生成的功能。Teodoro和同事还显示，通过增加该酶的表达或是用基因治疗输入该酶后，小鼠的肿瘤生长变慢。 
报告：p53-Mediated Inhibition of Angiogenesis Through Up-Regulation of a Collagen Prolyl Hydroxylase, Jose G. Teodoro, Albert E. Parker, Xiaochun Zhu, and Michael R. Green 


植物种群内部的多样性
科学家知道植物物种多样性对生态系统的健康很重要，现在新研究显示，一个物种种群中植物个体之间的多样性也有重要的作用。Gregory Crutsinger和同事研究了菊科植物的野外地块，在地块内改变菊科植物的基因型数量。那些菊科植物基因型多样性最大地块中，昆虫多样性也最大，而且有最大的净初级生产力。文章作者说，这些效应的大小与过去对物种多样性研究得出的结果可比。他们得出结论，昆虫的多样性既来自于不同植物宿主的吸引（因为昆虫在一定程度上有分工），也是植物量增加的结果。 
报告：Plant Genotypic Diversity Predicts Community Structure and Governs an Ecosystem Process, Gregory M. Crutsinger, et al. 


国际干细胞研究合作
来自14个国家的50多位科学家、伦理学家、期刊编辑、律师、以及政策制定者最近在英国开会讨论了有关人类胚胎干细胞研究国际合作指导原则的制定问题。Debra Mathews和同事在本期的政策论坛中总结了这次会议的突出部分。与会者达成共识：法律制定者和科学家必须相互咨询，同时与公众沟通；有关允许什么、不允许什么的法律应该是清晰的。他们还认为，如果科学上和伦理上可以成立的研究在一个国家被允许，来自有不同法律的另一个国家的科学家应该能参与允许国的工作，而不必担心在本国受到惩罚。但是，对这点应该如何延伸，与会者没有达成一致的意见。与会者还讨论了期刊编辑与审稿人促进伦理和科学操守的必要性，他们将建立一个与胚胎干细胞研究的伦理问题有关的信息数据库。 
政策论坛：Integrity in International Stem Cell Research Collaborations, Debra J. H. Mathews, et al.