同期《自然》《科学》文章精选

　　

生物通报道：上周的《自然》和《科学》杂志上发表了生命科学领域多篇基础研究、调查研究结果。以下精选出其中的重要研究成果。

 

4月17日《自然》杂志精选

 

诺奖得主沃森基因组分析结果公布

在宣布完成诺贝尔奖得主Jim Watson的基因组测序一年后的今天，来自美国Baylor医学院和罗氏454生命科学的研究人员公布了对这个基因组的DNA和细节内容的一项分析结果。首次公布的人类基因组是通过post-Sanger DNA测序平台完成。在这项研究的基础上，通过使用454公司的测序技术，Baylor的研究人员正在计划测序更多的人类基因组。这项研究的结果公布在《自然》杂志上。

 研究人员测序了沃森基因组的两套染色体，并分析了未成对序列。这些数据由454公司在两个月内花费不到100万美元获得的。研究组确定出这个基因组中的330万个SNP，其中超过60万个是之前未知的。大约10500个SNP导致氨基酸替代，进而可能改变蛋白质功能。另外，他们还检测到20万个小的插入和删除多态性，以及少数的拷贝数变异，这些能导致染色体区域中的局部变化。值得一提的是，他们还测序了人类参考基因组中不不含的基因组序列部分。

缺血线虫提供贫血重要线索

利用一种“面无血色”的线虫，来自马里兰大学的研究人员发现了有关人类血液中携带的铁如何被吸收并转运到身体中的一个重要线索。这项发现可能有助于发展出能够治疗缺铁症状的新方法。利用线虫作为研究模型，研究组确定出之前未知的一些蛋白质，这些蛋白是运输血红素的关键因子。血红素是形成血红蛋白和携带铁粒子的重要分子。他们的发现刊登在4月16日的《自然》杂志上。

 研究人员指出，虽然研究人员经常对血红蛋白进行结晶，但是却没有人知道血红素如何整合到球蛋白中，或者人类如何吸收铁。为了解开缺铁的营养和遗传原因，研究人员分析了血红素吸收有关的分子和机理。一旦了解了血红素的运输，就能更高效地传递这种物质以有助于人们更好地吸收铁离子。

 这项研究获得了多项新发现。首先，研究发现基因与血红素转运有关。Hamza研究组发现HRG-1基因是线虫血红素转运的重要调节因子。他们还发现血红素太多或太少都会杀死线虫，而这一结果可能帮助研究人员找到治疗缺铁患者的方法。

捕捞对鱼类资源的威胁

 

生态学家早就怀疑，被捕捞的鱼类资源的丰度的波动大于未被捕捞的鱼类资源的丰度的原因与它们被捕捞的事实本身有关。为了解释这种现象，人们提出了三个主要假设。第一个是，变化的渔业压力本身直接增加了鱼类资源存量的可变性。另外两个假设与“年龄截断效应”有关：不是成熟鱼的减少使得幼小种群更易受环境变化影响，就是它通过改变内在生长速度等因素而使得种群动态不稳定。一个关于“加利福尼亚洋流”渔场中鱼苗种群的50年记录被用来区分这些可能性。没有发现支持第一个假设的证据，对第二个假设的支持也几乎没有，找到支持依据的是第三个假设：渔业生产增加种群动态的不稳定性，能导致在渔业资源存量系统性下降之前所出现的不稳定的突增和突减。这意味着，如果没有捕捞政策限制资源枯竭，很多有重要经济价值的渔场将会崩溃。

 

前后肢成形的控制

 

Sonic hedgehog(Shh)是一种形态发生素，它在发育中的肢芽中形成一个梯度，控制指/趾身份。在本项研究中，Tickle及其同事发现了Shh在肢芽中的一个额外的功能，即控制细胞周期调控因子的表达，从而控制生长及确定指/趾分化梯度活动区域的大小。他们发现，当它们在小鸡肢芽中抑制Shh信号作用时，所有指/趾前体都形成了前肢结构。相比之下，当它们抑制细胞增殖时，所有前肢结构都丢失，所有指/趾前体都形成了后肢结构。他们还发现，Shh表达的持续时间由细胞增殖控制。能够将Shh的指/趾分化功能与其对细胞增殖的控制及指/趾分化区域的扩大脱开关系，将能够帮助了解先天性及演化性指/趾还原。

 

微RNA治疗干预实验

 

关于微RNA在正常发育及癌症、心脏病和代谢紊乱等疾病的基因调控中发挥中心作用的认识，促使研究人员提出，它们也许是治疗干预的可行目标。现在，研究人员首次在非人类灵长目动物中实现了高效的、持久的和可逆的微RNA沉寂。他们给非洲绿猴从腹膜内注射了一种修饰过的短RNA序列，该序列与一种微RNA（miR-122）结合，并阻断其功能，而这种微RNA则调控影响胆固醇水平的基因。研究人员观察到，绿猴血液中胆固醇水平被降低，降低程度与注射剂量有关，没有发现有毒迹象。从这一实验到治疗应用仍然有很大的距离。微RNA能在细胞中的很多基因上发挥作用，所以可能出现的毒性风险也是相当大的。

 

4月18日《科学》文章选读

 

亚洲，新流感病毒株的发源地

 

一个国际性研究团队发现，季节性流感病毒株不断在亚洲演化，形成重叠性的流行蔓延，并周期性地席卷世界其他地区，并在南美洲渐渐止息。这些发现提示，如果将对流感的监控重点放在东亚和东南亚地区，研究人员也许能够更好地预测哪些流感病毒株最有可能流行，这也可能对专家决定哪些病毒株应该入选每一年的流感疫苗有所帮助。

 

Colin Russell及其同事对1.3万个A型流感（H3N2）样本进行了分析，这些样本是在2002年到2007年间在6个大陆地区采集到的。这种流感亚型目前是造成人类流感有关疾病及死亡的主要原因。研究人员对所有样本中的一种叫做血凝素抗原的表面蛋白的三维结构的差别进行了比较。血凝素可帮助病毒进入细胞内，因此其形状哪怕是很小的变化都可影响该病毒致病的能力。在整个样本的一个亚组中，研究人员还对编码血凝素的基因序列进行了比较。对这些结果的综合分析使得研究人员在为期5年的时间段内，在其到达的不同的新地点时都可以辨识出不同的A型流感病毒株（H2N2）。这些结果披露，新的病毒株是在东亚和东南亚出现的，接着移向其他地方——大概是通过在国际间旅行的人携带传播——这些病毒株需要大约6～9个月的时间才到达欧洲和北美。再过几个月，这些病毒株最终到达南美洲，这是它们进化过程的“坟场”。

 

汞情报告：不要摄食蜘蛛

 

新的研究显示，被污染河流中的汞并不仅仅影响水中的生物——它已经通过蜘蛛和其他昆虫进入到了Shenandoah River附近的陆地上的食物链中。Daniel Cristol及其同事报道说，有12种捕食陆地上昆虫的鸟的血液和羽毛中的汞浓度可能已经达到有害水平。它们体内汞的水平与那些捕食水生昆虫的鸟类体内汞的水平相仿。当文章的作者对陆地鸟类的食物进行分析后发现，这些昆虫，主要是蜘蛛是传递大量汞的元凶。文章作者说，汞对河流的污染可能对捕食水滨附近的掠食性无脊椎动物的数百万只禽鸟造成威胁。

 

抗抑郁药使大脑更具可塑性

 

研究人员报道说，抗抑郁药fluoxetine可以使成年大鼠脑中与视觉有关的神经元回复到它们年轻时的更具可塑性的状态，并使其能够从某些类型的视觉损害中康复。这些发现表明，fluoxetine可能对治疗成年人的弱视有用，弱视也被称为“懒眼症”，这是一种相当常见的疾病。罹患该病的患者的一只眼睛比另外一只要弱，因为较弱的那只眼睛在患者孩童期的早期未被充分使用。这些结果还为一个尚未得到解答的问题提供了线索，即抗抑郁药是如何帮助调整抑郁症患者的情绪的，因为该线索提示脑可塑性可能是该疾病的一个重要部分。José Fernando Maya Vetencourt及其在意大利和芬兰的同事给成年大鼠喂食常规剂量的fluoxetine，而这些成年大鼠的视力已经受到损害，因为在它们早年发育的关键时期，它们的眼睛缺少与视觉图像的接触。研究人员发现，大鼠脑中的蛋白质表达及电信号在治疗后发生了变化，表明这种治疗已经使大鼠视觉系统神经元的可塑性得到恢复并促进了大鼠视觉的康复。（生物通）