《自然》2010年度回顾之生物篇

　　

生物通报道：时近岁末，各大杂志接连进行了年终盘点，昨天出版的《Nature》杂志也对2010年进行了回顾： 2010 Review of the Year，评点了2010年的科技进展，科技政策，重要人物和年度技术：光遗传学（optogenetic）工具。

年度十大新闻（生物类）

砷基生命

来自NASA天体生物学研究所，亚利桑那州大学等处研究人员在加利福尼亚的一座盐湖中发现了一种依靠砷生存的单胞体细菌：GFAJ-1，这是首次发现构成生命的基本元素可以由其他元素取代。如果得到进一步确认，生物学界必须重新审视地球上的生命体系，教科书都将重新修改。这一研究成果公布在Science杂志上。

砷对活体生物通常具有高度的毒性，因为它会破坏生物的代谢通路，但在化学上，其与磷酸盐类似。此前我们对组成生命物质的基本元素的认识都是碳C、氢H、氧O、氮N、硫S、磷P。磷元素在细胞中起着极为重要的作用，包括维持遗传物质DNA和RNA的骨架、参与形成细胞膜、以三磷酸腺苷(ATP)分子的形式输送能量等。而这一发现说明，磷可以被同族元素砷取代。

这种称为GFAJ-1的单胞体细菌能够利用对大多数生物有毒的砷，作为磷的替代物成为细胞的基本元素。遗传物质DNA中的磷元素被砷取代，这意味着它有了完全不一样的生命基础，从而与别的生命区别开来。

研究人员最开始是从富含砷的莫诺湖中采集淤泥，用高砷低磷的人工盐进行培养，然后进行一系列稀释过程，尽量去除溶液中剩下的磷，用砷取代。结果发现，有一种微生物的长势明显比其他细菌要好。分离培养证实，这种细菌在砷溶液里的生长速度，能够达到在磷溶液中生长速度的60%。如果环境中既没有磷也没有砷，它就完全无法生长。

不过科学家们对于这一研究发现持不同的态度，有人认为目前并没有足够的数据来支持这种论断，需要更进一步的研究支撑。

美国干细胞研究禁止与解禁

去年的3月，新任总统奥巴马解禁干细胞研究，给众多干细胞研究者带来福音，但是今年美国一名地区法院法官在一项裁决中发布临时禁令，以破坏人类胚胎为由禁止联邦资金资助人类胚胎干细胞研究。这一裁决被认为是对美国总统奥巴马推行的胚胎干细胞政策的打击。

胚胎干细胞研究在美国一直是争议颇大的研究领域，由于涉及伦理和道德问题，有关研究在美国一直阻力重重。
 

首个合成基因组细胞

2010年5月，引起诸多争议的美国生物学家Craig Venter宣布开发出了第一个由一个合成的基因组所控制的细胞，这代表着世界上首个人造生命细胞的诞生，是人类科学历史上的一个突破性成果。这一研究成果公布在Science杂志上。

这一成果可能将成为生物学领域最有效的一种工具，Craig Venter博士已经为这个目标奋斗了十几年，他参与的一些项目正在利用合成生物学生成细菌，把煤转变成清洁天然气，并把吸收二氧化碳的藻类转变成碳氢化合物燃料。合成生物学的其他潜在应用方式包括生产医药和疫苗的新方法。

不过一些科学家也对这项研究结果表示担忧，害怕由于滥用这项技术或者实验室的微小失误都将导致无法挽回的后果。

尼安德特人基因组

一个国际性的研究团队对尼安德特人（Neandertal）的基因组序列进行了测定。他们所用的是在克罗地亚的一个洞穴中发现的来自3个尼安德特人骨头的一个药片大小的骨粉样品。

获得第一个版本的尼安德特人的基因组测序完成了人们的一个长期以来的梦想。我们第一次能够发现将我们与其它所有生物区别开来的基因特征，其中包括那些在进化上距离我们最近的亲族。

HIV预防新希望

对预防HIV的两种不同且新颖的方法的试验报道了所取得的不容置疑的成功： 一种含有抗HIV药物泰诺福韦（tenofovir）的阴道凝胶可使女性中HIV的感染减少39%，而一种口腔预先接触的预防法可令一组与男性发生性关系的男子和变性女子的HIV感染减少43.8%。

这种tenofovir阴道凝胶与使用安慰剂的女性相比，总的来说，使得HIV感染减少了39%，而在那些最能坚持使用该凝胶的女性中，HIV的感染则可减少54%。 这些女性在每月一次的随访中会接受HIV的测试。在这些随访中，他们还接受诸如妊娠测试等生殖保健服务以及HIV的预防性措施，其中包括HIV测试前后辅导、减少HIV风险的辅导、避孕套的发放以及对其它性传播疾病的治疗。

（生物通：万纹）