《PNAS》八大热点文章

　　生物通报道：《PNAS》（美国国家科学院院刊）是与Nature、Science齐名，被引用次数最多的综合学科文献之一，PNAS收录的文献涵盖生物、物理和社会科学，主要内容包括具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。近期其最受关注的文章（生物类）如下：

Antagonistic VEGF variants engineered to simultaneously bind to and inhibit VEGFR2 and αvβ3 integrin
PNAS 2011 108 (34) 14067-14072; published ahead of print August 8, 2011, doi:10.1073/pnas.1016635108

PNAS Plus: Targeted enrichment of ancient pathogens yielding the pPCP1 plasmid of Yersinia pestis from victims of the Black Death
PNAS 2011 ; published ahead of print August 29, 2011, doi:10.1073/pnas.1105107108

一项研究发现，所谓的“黑死病”——一种在1347年到1351年在欧洲肆虐的鼠疫——很可能是由一种目前已经灭绝的鼠疫耶尔森氏菌导致的。Hendrik Poinar及其同事在分析了从英国伦敦的East Smithfield大规模埋葬地点挖掘出的109个人类骨骼残骸的DNA之后，做出了这样的推断。

Hendrik Poinar他们也研究了来自St. Nicholas Shambles（该地点早于中世纪黑死病瘟疫的发生）出土的10具人类残骸的DNA。在East Smithfield埋葬的人DNA里含有鼠疫耶尔森氏菌的基因，科研人员测出了它们的序列从而组成了古代病原体的最古老和最长的遗传信息集合。然而测出的遗传序列不同于其他已知版本的鼠疫耶尔森氏菌，这个结果表明造成黑死病的这种病原体很可能灭绝了。

由于现代鼠疫继续每年在全世界影响估计约2000人，Hendrik Poinar他们指出，这种疾病的更早期的形式可能为这种病原体的进化史提供线索，而且还可能揭示出它如何在黑死病流行期间导致了如此广泛的破坏。

A central role for venom in predation by Varanus komodoensis (Komodo Dragon) and the extinct giant Varanus (Megalania) priscus
PNAS 2009 106 (22) 8969-8974; published ahead of print May 18, 2009, doi:10.1073/pnas.0810883106

科学家报告说，科莫多巨蜥咬它们的猎物的时候注入毒液，从而让猎物削弱和无法移动。人们知道这种爬行动物咬它们的猎物，然后释放它们，让它们因伤流血而死；据报告，受害者出现休克，然后科莫多巨蜥杀死它们并把它们吃掉。

一些科学家认为科莫多巨蜥嘴里的致病细菌感染了猎物，但是Bryan Fry及其同事如今证明了这种爬行类的牙齿和毒液的组合很可能是它们的狩猎威力的原因。这组科学家利用计算机建模分析了科莫多巨蜥的咬的动作，结果发现它们的咬的威力远远比鳄鱼更弱。

然而，这组作者用磁共振成像技术发现了科莫多巨蜥的复杂毒液腺。在从动物园的一头患晚期疾病的科莫多巨蜥身上用手术切除这些腺体之后，这组科学家利用质谱仪获得了这种毒液的特征，结果发现这种毒素类似于希拉毒蜥和许多种蛇的毒液。这种毒液通过防止血液凝结和扩张血管从而导致血压严重下降，从而让受害者休克。这组科学家还检查了已灭绝的巨蜥亲缘物种——古巨蜥的化石，结果发现这种7米长的蜥蜴是曾经存在过的最大的有毒液动物之一。

Protection from UV-induced skin carcinogenesis by genetic inhibition of the ataxia telangiectasia and Rad3-related (ATR) kinase
PNAS 2011 108 (33) 13716-13721; published ahead of print August 16, 2011, doi:10.1073/pnas.1111378108

一项8月15日发表的美国研究表明，咖啡通过杀死可能转化为肿瘤的受损细胞，有助降低罹患皮肤癌风险。

这项研究显示，适量饮用咖啡甚至只将咖啡应用于皮肤，可能对避免患上非黑素瘤有助。

研究人员利用一种受到遗传性转变、抑制ATP蛋白的老鼠做实验，他们发现，这种老鼠即使曝露于紫外线，也能抵御患癌症。

先前研究提出，每天饮用一杯含咖啡因咖啡，可以启动抑制ATP蛋白的效果，继而触发受紫外线照射而受损的细胞死亡。

接受实验的老鼠最终都患上癌症，但比普通老鼠晚3个星期。经过19个星期照射紫外线后，受转变老鼠产生肿瘤比例比对比组低69%，患侵入性肿瘤比例低4倍。

不过，这种抵御性效果有限。经过34个星期照射紫外线，所有老鼠都产生肿瘤。研究报告作者之一阿伦·科菲告诉法新社记者：“最终，如果你处理（照射）他们足够时间，老鼠都会患癌症，所以这不是100%的防御。实际上，使用任何致癌物质处理，所有动物最终都会患癌症。”

科菲和他的研究小组已经证实最初的假设，饮用或在皮肤上应用咖啡，可以起到抑制ATP蛋白作用。他们说，需要更多研究，看看是否对人类有效。

皮肤癌是美国最常见的一种癌症，根据美国国家癌症研究所数据，美国每年新增100万个皮肤癌病例。非黑素瘤是最常诊断出的皮肤癌，如果发现及时，通常可以治愈。

Ca2+ blinks: Rapid nanoscopic store calcium signaling
PNAS 2005 102 (8) 3099-3104; published ahead of print February 14, 2005, doi:10.1073/pnas.0500059102

这篇文章是北京大学程和平教授2005年发表的“钙火花”（calcium spark）研究经典文章。

程和平教授研究组在1993年曾首次揭示，在心脏搏动时，“钙火花”（calcium spark）是心肌细胞内钙库钙离子释放的基本单位。长期以来，钙火花究竟是不可分割的最小单位，还是包含有更为精细的结构，许多实验室提出多种猜想，并进行了不懈的实验探索。这篇文章详细介绍了这方面的研究进展。

Comprehensive identification of conditionally essential genes in mycobacteria
PNAS 2001 98 (22) 12712-12717; published ahead of print October 16, 2001, doi:10.1073/pnas.231275498

Flow regime, temperature, and biotic interactions drive differential declines of trout species under climate change
PNAS 2011 108 (34) 14175-14180; published ahead of print August 15, 2011, doi:10.1073/pnas.1103097108

科研人员预测说，更温暖的气候可能通过改变河与溪的流量从而威胁鲑鱼种群。此前的研究预测了更温暖的水对几种喜欢冷水的鲑鱼物种的负面影响。

Seth J. Wenger及其同事通过把造成了各种河流流量模式的洪水和干旱的时机考虑进去，从而拓展了这些预测。鳟鱼的生命周期依赖于这些模式，而这些模式很可能在一个更温暖的气候中发生变化。这组作者说，气候驱动的流量可能放大或抵消水温适度增加带来的负面影响。例如，彩虹鳟鱼在春季产卵，而之前的年度融雪可能为这些鱼提供额外的冷水。但是在秋季产卵的棕鳟和溪鳟的情况可能更糟，因为多雨的冬季很可能让脆弱的卵和幼鱼暴露在更冷的水中，而那时候是它们最脆弱的。

这组作者预测说，尽管存在这些差异，到2080年，美国西部所有鳟鱼物种的栖息地将很可能衰退至多50%。这组作者说，这些发现表明可以改进只考虑温度的模型从而更好地考察和解决正在迫近的气候变化的影响。

PNAS Plus: Control of excitatory CNS synaptogenesis by astrocyte-secreted proteins Hevin and SPARC
PNAS 2011 108 (32) E440–E449; published ahead of print July 25, 2011, doi:10.1073/pnas.1104977108

（生物通：万纹）