5月Science杂志最受关注的文章（生物类）

　　

生物通报道 美国的《Science》杂志是国际上著名的自然科学综合类学术期刊，在世界学术界享有盛誉，被引文量的影响因子始终高居《SCI》收录的5700种科学期刊的前十位。《Science》杂志发表的论文涉及所有科学学科，特别是物理学、生命科学、化学、材料科学和医学中最重要的、最激动人心的研究进展。据统计，发表的论文中60%有关生命科学，40%是属于物理科学领域。5月在生命科学领域获得较高关注的部分论文如下：

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Positive Selection of Tyrosine Loss in Metazoan Evolution

后生动物（Metazoans）是指除原生动物外，所有其他动物的总称（后生动物亚界），在后生动物中，除中生动物和侧生动物（海绵动物）外才是真后生动物（Eumetazoa），它包括的类群，从腔肠动物（刺胞动物门和栉水母动物门）起直到脊椎动物。虽然后生动物也是多细胞动物，但它不单是一个细胞集团，根据细胞被排列成两胚层或三胚层，而又名胚层动物（德Keimblattie- re）。

2009年加拿大西纳山医院等处的Rune Linding等人发表为“Positive selection of tyrosine loss in metazoan evolution”文章，文章认为在后生动物进化过程中全基因组水平酪氨酸的丢失通常被认为是受到正选择的压力，即通过去除潜在的有害磷酸化位点这一机制来适应酪氨酸激酶信号通路的复杂性进化。

在最新的这篇评论文章中，复旦大学的研究人员对这一观点进行了修正，并提出了新的假说。他们认为后生动物进化过程中基因组组分向高GC含量的偏向性突变是导致酪氨酸丢失的主要原因，而这种非选择性的酪氨酸丢失过程才是促使酪氨酸激酶信号通路以及相应的后生动物机体复杂性进化的原始动力。该假说的提出为生物体遗传网络的进化及生物体表型复杂性进化的研究提供了新的思路。

Widespread RNA and DNA Sequence Differences in the Human Transcriptome

来自美国宾夕法尼亚大学医学院及北卡罗来纳州立大学医学院的研究人员在新研究中惊异地发现RNA与DNA序列之间存在广泛的差异，这表明信使RNA有可能将遗传信息从细胞DNA携带至蛋白质加工厂的过程中以某种未知的机制进行了重新编辑。如果这一研究发现是真实的话，那将成为本年度最重要的发现，从而导致分子生物学中的“遗传中心法则”被改写。

“中心法则”认为细胞中的遗传信息是以DNA为模板通过转录传递给RNA，再由RNA指导蛋白质合成。在这一过程中遗传信息传递完全忠实于最初的DNA模板。在新论文中研究人员提出RNA在进入蛋白质加工厂前有可能通过一种“RNA编辑”（ RNA editing ）的方式置换了部分的碱基，从而导致了生成蛋白质的改变。

宾夕法尼亚大学的Vivian Cheung带领研究小组对参与了千人基因组计划（the 1000 Genomes Project）和国际单体型计划（the International HapMap Project）的27个人的全基因组和转录组测序结果进行了分析。经过比较，研究人员发现大量的RNA与其模板DNA序列不一致，他们在外显子中发现了超过1万个不同的位点。由于在不同的人中存在有相同的错配，从而表明这些并非是转录过程中的随机错误。进而他们证实这些“错配”的RNA也参与指导合成了蛋白质。

“这从一个完全不同的层面揭示了在RNA水平上进行的基因调控，”美国费城威斯达研究所的分子生物学家Kazuko Nishikura说：“现在最大的挑战是要弄清楚这些RNA序列改变的分子机制。”

Chromatin “Prepattern” and Histone Modifiers in a Fate Choice for Liver and Pancreas

揭示胚胎干细胞分化形成终末组织类型的详细机制是许多干细胞生物学家的研究目标。近日来自美国宾夕法尼亚大学医学院的研究人员在祖细胞研究中发现了一种基于组蛋白预测细胞命运的方法。

了解发育胚胎将不同功能分派给不同细胞类型的机制是发育生物学及再生医学研究领域的一个关键问题。在过去的数年里，Zaret的实验室一直致力于揭示小鼠胚胎中决定特异性细胞类型分化的细胞信号网络。研究人员曾证实一种特异的细胞生长因子可结合到细胞表面的特异受体上，启动特异的化学信号决定细胞命运，推动细胞沿着肝细胞途径分化，并抑制其向胰腺细胞方向分化。

在新研究中，Zaret研究小组证实组蛋白乙酰转移酶P300和组蛋白甲基转移酶Ezh2在确定细胞向肝脏或胰腺命运转化中发挥了重要的调控作用。当研究人员在小鼠中对应抑制这两种酶的功能时成功地诱导胚胎细胞生成了较少的肝细胞和较多的胰腺细胞。

“我们惊讶地发现在细胞命运被确定前，朝着肝脏或胰脏分化的胚胎细胞在组蛋白这一表观遗传学标志上就存在着差异。这表明我们或可通过操作这些组蛋白而影响细胞的命运，亦或可通过检测这些组蛋白在分化的早期更好地预测这些细胞的命运，”Zaret说。

“细胞被确定其特殊命运的机制一直以来是发育生物学中的重要研究热点，”美国国立卫生研究院遗传学和发育生物学部主任Susan Haynes博士说：“这项研究促使科学家们更深入地了解了这一过程的早期阶段，并为在再生医学治疗中控制干细胞命运提供了新的方法。”

Fossil Evidence on Origin of the Mammalian Brain

德州大学奥斯汀分校，美国自然历史卡内基博物馆等处的研究人员在最新发表的文章中，描述了朝着大且复杂的脑组织发育的3个关键性的进化步骤，并提出嗅闻有助于哺乳动物智力发育这一观点。

研究人员耗费了数年的时间在高分辨率X射线计算机断层摄影机构用CT来扫描了十几个前哺乳动物脑子的颅腔模型。这些三维的画面提供了这些化石的脑腔和鼻腔的一个放大了的内视图。研究人员观察到，在这些前哺乳动物的化石中，其鼻腔及相关的嗅觉区域有所增大，同时增大的还有脑中的那些处理嗅觉资讯的区域。这两组特征表明，在前哺乳动物中，其嗅觉有所改善。

这项研究还查看了体毛的发育对脑子尺度的影响。例如，回形针大小的巨颅兽长着皮毛，而与其密切相关动物的毛皮或皮肤的化石提示摩根兽可能也长有体毛。文章的作者猜测，多毛的早期哺乳动物很快就发育出了灵敏的触觉，以及增强了的运动协调性。

动物的体毛原先并非用于保暖，而是作为一种及其细小的空中交通控制器，使得前哺乳动物能够在小缝隙中行进并避免受到伤害。文章的作者提出，这种增强的触觉敏感性最终导致了在哺乳动物脑子的新皮层中复杂的感觉区域的形成。

由于新皮层与诸如感官知觉及运动指令的产生等作业有关，其功能的提高可能会导致早期哺乳动物运动技能的精微调节及神经肌肉的协调。在这两个化石中，其小脑（这是脑中负责感觉-运动整合的区域）的尺度生长到如此之大，使得其开始起波纹而形成折叠；这一尺度的增加支持早期哺乳动物已发展出了高级的神经肌肉协调的观念。

与其它种群哺乳动物（如那些叫做犬齿兽的原始爬行动物）化石的脑子颅腔模型进行比较之后显示，摩根兽和巨颅兽的脑子几乎要比哺乳动物的前体动物的脑子大50%。整体来看，这些结果提示，早期哺乳动物的探索大量的以气味占主导的资讯的能力使得它们与即使是它们最近的已经灭绝的亲族相比也存在着极大的差异。

（生物通：何嫱）