本期《自然》《科学》精选

本期《自然》《科学》精选

　　

生物通综合：

5月3日《Nature》

封面故事：意识和思想是怎样产生的？

对脑功能的研究往往是在特定任务过程中或在对特定刺激的响应过程中来测定脑活动。然而脑的时间和能量的大部分都没有用于这些活动。现在，对猴子大脑进行的功能性核磁共振成像研究表明，大脑在不断地通过一种以前与感觉、运动或认知等现象联系起来的活动类型的精致的、分布式的模式进行循环。这种波动即便是在由麻醉诱导的无意识过程中也是存在的，并且与其背后的解剖连接的模式是相对应的。这些神经回路可能代表着使感知和思想成为可能的深层结构。有趣的是，猴子和人类在这方面的模板是相似的（但并不是相同的），说明这种功能组织方式是演化过程中在所有灵长类动物中都保存下来的。（Letter p. 83; News & Views）本期封面图片是美术家John W. Campbell所创作的反映产生意识的神经网络之间动态的画作（是一幅通过数字技术修改过的胶彩画）。

112号元素的化学性质已经确定

112号元素是1996年在德国达姆施塔特的“重离子研究实验室”发现的。10年过去了，现在它的一些化学性质已经被确定。用强钙-48粒子束对钚-242照射三个星期，产生了两个112号元素的原子（该元素尚未正式命名，但通常被称作Ununbium），如果你的动作足够快的话，这两个原子已足以让你做某种化学研究。在化学上，Ununbium表现为元素周期表中一种典型的12族元素（在这一族中还有锌、镉和汞等元素）。它的挥发性非常强，能与一个金表面形成一种金属键。

药物PTC124用于治疗某些遗传疾病的临床试验

很多遗传疾病是由一个信使RNA（mRNA）向蛋白质内转录过程中的过早终止造成的，肌营养不良症就是这样一种疾病。现在，Welch等人报告，一个名为PTC124的小分子能使这一转录机器绕开会引起过早终止的点，但仍会在mRNA的端点正常终止。在人体和小鼠细胞中，该药物能恢复在肌营养不良症中发生突变的基因的正常转录，它在该人类疾病的mdx小鼠模型中还能恢复肌肉功能。这项工作为也许可用于以无用突变（nonsense mutations）为作用目标、并在各种不同的疾病中恢复蛋白功能的类似药物提供了希望。PTC124目前正在进行治疗肌营养不良症和囊性纤维瘤的临床试验。

潮湿的热带森林也可能缺水

热带森林是地球上最为多样的植物群落之一，提供各种不同的生态系统服务。它们因此也受到政策制定者和保护组织的广泛关注。现在，关于它们的一个普遍假设（即潮湿的热带森林一般是水饱和的）受到了质疑。对整个巴拿马地峡的物种分布模式所做的一项评估表明，干旱在决定这些热带森林中的植物群落结构中扮演一个很大的角色。因此，由于气候变化和生境破碎所造成的土壤水分供应的变化很可能对热带物种造成很大影响。

角素可能是甲壳类易引发过敏疾病的共同原因

与昆虫、甲壳类、寄生虫和真菌相关的抗原，构成与人类的过敏和哮喘相关的环境抗原的相当大一部份。然而，将这些广泛分布的抗原联系起来的共同元素却仍然不知道。角素（chitin）也许是一大罪魁祸首。它是自然界第二种最丰富的聚合物，为无数细胞壁和刚性外骨骼提供渗透稳定性和张力。现在，Reese等人发现，用角素处理过的小鼠会产生过敏反应，特征是表达先天免疫细胞的白介素-4的积聚。用几丁质酶（或称甲壳质酶、壳多糖酶）处理后，这种反应会消失。在角素含量较高的环境（如甲壳类动物加工厂）中工作的人哮喘发病率较高，说明这一通道在人类过敏疾病的发病中也可能扮演一个角色（www.natureasia.com）。

4月27日《Science》

肿瘤如何击败抗癌药物

肿瘤通过找到另一条路径刺激癌细胞的失控生长来击败针对肺癌的一种治疗方法。一类包括吉非替尼(gefitinib，商品名Iressa)和埃洛替尼(erlotinib，商品名Tarceva)的新“智能”抗癌药物被用来治疗肺癌，该类药物抑制癌细胞的生长。然而，几乎是不可避免的，这些肿瘤对药物产生了抗药性，又开始重新生长。Jeff Engelman和一个国际小组研究了针对gefitinib的抗药性，发现一组癌症复发的患者中，一个与以前相同的细胞信号发生通道被激活，但通过的是一个名为MET的不同基因的扩增。这项研究也许与某些胃、头颈癌也有关。

火山触发远古变暖事件?

研究人员提出，大约5500万年前在格陵兰岛与欧洲附近发生的一次剧烈的火山爆发，也许触发了古新纪—始新世极热时期(简称PETM)。在PETM时期，全球温度上升了5到10摄氏度，导致大量海洋植物的死亡。虽然PETM的原因仍然不清楚，但是这个事件的一个标志是几千年中的大量温室气体(或是甲烷或是二氧化碳)的释放。Michael Storey和文章共同作者将格陵兰岛与欧洲的一次巨大的火山序列的年代测定为与PETM同一时期。在北大西洋开裂出来时形成了火山爆发，爆发带来了含有大量碳的沉积。文章作者提出，这可能使甲烷或二氧化碳释放到大气中，也许至少能解释PETM的一部分。

人类白血病细胞在小鼠身上生长

一个新的小鼠模型帮助癌症研究人员识别能在小鼠身上模仿白血病人的细胞类型，并随着疾病的进展监测这些细胞。这项研究也许能带来根绝白血病启动细胞的更有效的白血病治疗方法。小鼠模型在研究白血病上至关重要，但是因为白血病细胞来自小鼠，这些模型的作用有限。Frédéric Barabé和同事报告的这个新模型中，原生人血细胞表达一个白血病融合基因的混合、分化、在小鼠身上扎根、最终导致与骨髓或淋巴有关的急性白血病。因为这些小鼠身上的癌症细胞具有人类疾病的特征，它们也许能为启动白血病和导致其发展的诱因提供新的线索。

大洋模糊区域碳通量测量

在大洋中测量经过其“模糊区域”(twilight zone)的碳量的研究人员发现，在太平洋的两个区域中该量有显著的差别，这对大洋碳吸收的计算可能会产生大的影响。大洋的模糊区域是指有阳光照射和光合作用发生的表面海洋与深海之间的一层人们了解很少的区域。科学家对连接海洋表面二氧化碳的吸收与海洋深处的碳储存的过程感兴趣。下沉的颗粒携带一部分碳通过模糊区域，这个过程中的变化会影响全球的碳循环和气候。Ken Buesseler带领的一个国际研究小组发明了名为中性浮力沉积物捕捉器(neutrally buoyant sediment traps)的新测量仪，比过去用的捕捉器能更准确地收集下沉的颗粒。该小组测量了经过夏威夷模糊区域的碳量，发现只有20%的碳沉到500米的深度，80%的碳被浮游生物消耗了。与此相比，在西北太平洋，50%的碳沉到500米的深度。 (郝炘/译，科学时报)