本期《自然》《科学》精选

　　

10月30日《Nature》

封面故事：印度洋今后还将发生大海啸
在人类有文字记载的历史中，没有任何已知的东西可以让我们作为依据去预测2004年12月26日发生的、夺去近25万人生命的印度洋海啸。这一海啸进入地质史的方式是，在被其淹没的海滩上留下几厘米厚的沙子。现在，Jankaew等人发现了在“帕莱松岛”（泰国西部一个荒岛）沼泽洼地的黑色土壤中所保存下来的以前海啸的这种沉积物记录。本期封面图片所示为从2007年在那里所挖一个坑中取出的样品：最上面的浅色层代表2004年的海啸，而下面类似的一层所记录的则是公元14或15世纪发生的一次海啸。图中标尺刻度为10厘米长。在印尼Aceh完成的另一项研究中，Monecke等人发现，2004年的沙层之前为过去1200年间三次海啸产生的沉积物。这些早期沉积层中的某一个，可能与泰国所发现的一个中世纪海啸沉积层能够匹配上。这两项研究所取得的发现表明，2004年的海啸既不是同类海啸中的第一次，也不是最后一次。

微RNA是后生动物的一个早期特征
微RNA（MicroRNAs）是1993年在线虫中发现的抑制性小RNA分子，广泛分布在复杂动物中。人们普遍假设，它们是当动物形成双侧对称性（即动物身体结构复杂到有前部和后部以及上部和下部）时作为微调基因表达的一种方式而出现的。但新的研究工作（这项工作是基于对三种“基底后生动物门”的代表动物（一种扁盘动物、一种海绵和一种海葵）及一种单细胞“领鞭毛虫”的总RNA内容所做测序进行的）表明，微RNA出现的时间要比人们以前所想的长得多。调控性微RNA通道似乎是在后生动物演化过程中非常早的时候出现的——是当多细胞生命方式出现时出现的，尽管这种机制后来在一些生命分支中丢失了。

转录因子Npas4是脑细胞中的“主开关”
激发性和抑制性突触数量之间必须保持很好的平衡，神经回路才能发挥功能。人们对突触、尤其是抑制性突触依赖于活性的形成中所涉及的细胞内分子信号通道基本上不了解。一项新的研究发现，转录因子Npas4在脑细胞中起一个“主开关”作用，维持突触激发和抑制之间的体内平衡，该平衡被认为在如自闭症、癫痫症和精神分裂症等神经疾病中受到破坏。Npas4通过调控超过200个依赖于活性的基因的表达来发挥作用，这些基因反过来又控制由GABA调控的突触（它们形成激发性神经元）的数量。

GSK-3在促进白血病病情发展中所起作用
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶GSK-3（糖原合成酶激酶-3）是很多信号通道的构成部分，包括那些在糖原生产、细胞凋亡和干细胞维持中所涉及的信号通道。这些通道中的其中一些已被与人类疾病联系在一起，而GSK-3抑制剂则被看作是糖尿病和阿尔茨海默氏症的可能治疗药物。现在，GSK-3被发现在支持急性白血病的病情发展中扮演一个以前人们未曾料到的角色——这个角色与人们根据其在抑制某些癌症中被异常激发的信号通道中扮演的已知角色所做出的预测是相反的。比较矛盾的是，GSK-3支持由MLL（混合型白血病）致癌基因引起的一种与众不同的遗传性白血病亚型。在一个MLL白血病的小鼠模型中，GSK-3的抑制影响癌症病情的发展，说明它的确是一个候选药物作用目标。

农用化学药品威胁两栖类种群数量
在过去20年里，世界各地不同地方都有关于两栖动物种群数量下降的报道。这些事件被归于不同原因（经常并没有很多证据支持），包括生境损失、气候变化和疾病等。现在，关于美国明尼苏达州湿地中北方豹蛙（Rana pipiens）的一项案例研究表明，农用化学药品的使用，再加上寄生虫的感染，是造成种群数量下降的一个因素。在这项研究中，研究人员试图找到与这种青蛙身上吸虫幼虫多少相关的因素。这些寄生虫如果很多会使青蛙身体虚弱，引起四肢变形、肾脏损伤、甚至死亡。在关于吸虫感染的超过240种可靠的预测因素（这些因素从各种不同植物和动物物种的存在到农用化学药品和生境地理因素都包括在内）中，两个因素比较突出：“莠去津”除草剂和 “磷酸盐”化肥。“莠去津”和“磷酸盐”是玉米和高粱生产的主要农用化学药品，它们加在一起可解释吸虫丰度变化的74%。

捕食者-猎物之间的小幅度循环
McCauley等人将理论与实验结合在一起，来探索产生不同类型捕食者-猎物循环的动态机制。他们的理论预测到一种新型的小幅度循环，该循环与耦合的消费者-资源体系中的大幅度波动共存。他们还发现，具有所预测到的特征的小幅度循环出现在食草水蚤（Daphnia pulex）及它们的藻类猎物的种群中。这些发现也许可解释为什么小幅度循环在捕食者-猎物体系中普遍存在，因而也可解释它们的相对稳定性。

宿主体内帮助李斯特菌感染的因子
李斯特菌是一种食源性病原体，可使人和动物严重致病。现在，名为GILT (interferon-γ-inducible lysosomal thiol reductase)的酶被发现是李斯特菌感染的一个关键宿主因子。一旦进入体内，李斯特菌便产生一种能形成孢子的毒素，即李斯特菌素-O (LLO)，该毒素能将被吞噬的细菌释放进巨噬细胞的胞液中，在那里，它们可以复制。在具有活性之前，LLO需要被还原，而调控其还原的是宿主的GILT酶。缺少GILT的小鼠对李斯特菌具有抵抗力。这项研究工作为一种抗生素抵抗力越来越受到关注的疾病提供了一个新的潜在治疗目标。

细菌染色体复制过程的跟踪研究
当一个细菌细胞复制其环状基因组时，一个染色体被连续合成（领头链），另一个染色体被不连续地合成（拖后链）。以前的研究表明，这种差别可能会决定一个染色体在细胞分裂时位置在哪里，但过去没有关于这一模型的直接证据。White等人设计了一个能让他们跟踪每个链的体系，而且他们发现，一个染色体的两个版本被送到不同的细胞目的地。领头链被送到细胞极（cell pole）；拖后链被送到细胞中心。这些结果也与干细胞界正在争论的“不朽链”（immortal strand）假说有关。

酵母蛋白组的量化研究
一项将高分辨率质谱、“SILAC”标记和计算蛋白组学方法结合起来的研究工作，被用来实现蛋白组学中的一个重要目标：一个蛋白组的完全识别和量化。该研究发现了一个由多达4,399单个内生蛋白组成的蛋白组，就在正常生长的酵母细胞中所表达的蛋白而言，这实质上是一个完整的蛋白组。研究人员将单倍体细胞中这些蛋白的水平与双倍体细胞中它们的水平进行了对比。除了其他差别之外，双倍体中细胞壁成分的含量也显著降低，这与双倍体比单倍体大两倍、但并没有两倍大的表面积这一事实是一致的。

10月31日《Science》

喜爱寒冷的真菌是蝙蝠相继死亡的一个可能的肇因
  
   
  
据10月30日的《科学》杂志报道说，研究人员已经在那些死于“白鼻综合症”的蝙蝠身上找到了白色的真菌。最近，白鼻综合症使得美国东北地区的蝙蝠种群数被大批地杀灭。这些蝙蝠相继死亡的实际原因仍然不清楚，但这些在蝙蝠的口鼻部、耳朵和翼翅中发现的真菌与这些动物的死亡有关联。自从2006-2007年冬季以来，某些过冬地点的蝙蝠种群数减少了80-97%。这些蝙蝠的相继死亡很古怪，因为蝙蝠的免疫能力相当强，它们可以携带诸如狂犬病等疾病。蝙蝠死亡的意涵特别糟糕，因为蝙蝠在昆虫控制、植物授粉和种子传播上都扮演着重要的角色。在本期的Brevium中, David Blehert及其同僚从100多个罹患白鼻综合症的蝙蝠（包括数个物种）身上获取了真菌样本。通过在实验室中培养该真菌，研究人员发现，这种真菌喜欢在寒冷的温度中生长，而较温暖的温度会抑制该真菌的感染。遗传学的分析表明，这种真菌属于Geomyces属，它包括在寒冷气候中殖生在动物皮肤上的其它种系的真菌，但该种真菌的外观与其它的Geomyces真菌不同。

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ARTICLE #25: "Bat White-Nose Syndrome: An Emerging Fungal Pathogen," by D.S. Blehert; C.U. Meteyer; B.M. Berlowski-Zier at USGS - National Wildlife Health Center in Madison, WI; A.C. Hicks; J.C. Okoniewski; W.B. Stone at NY Department of Environmental Conservation in Albany, NY; M. Behr; R.J. Rudd at NY Department of Health in Albany, NY; E.L. Buckles at Cornell University in Ithaca, NY; J.T.H. Coleman; R. Niver at US Fish and Wildlife Service in Cortland, NY; S.R. Darling at Vermont Fish and Wildlife Department in Rutland, VT; A. Gargas at Symbiology LLC in Middleton, WI.

细菌可保护蝇类免受病毒的侵害
据10月30日的《科学》杂志报道说，昆虫的某种特别细菌的感染可以保护这些昆虫免受一大批RNA病毒的侵害。研究人员说，这一发现可能对未来在人群中减少昆虫传播的疾病有帮助。在一篇Brevium中, Lauren Hedges及其同僚显示，Wolbachia 细菌感染可在许多昆虫中具有抗病毒的效果，而这种细菌可在线虫类、甲壳类、节肢类动物及许多其它类的昆虫中找到。研究人员用蝇类来证明当这些蝇类昆虫感染了多种致死性的RNA病毒时，蝇类昆虫的Wolbachia 感染可延缓其死亡的发生。这一死亡的延迟与病毒在Wolbachia-感染的蝇类昆虫体内的积聚相对应，而这种相关性可能表明蝇类体内的这种细菌具有一种正面的选择性优势。

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ARTICLE #11: "Wolbachia and Virus Protection in Insects," by L.M. Hedges; J.C. Brownlie; S.L. O'Neill; K.N. Johnson at University of Queensland in Brisbane, Australia.

 

创新是人类迁徙的催化剂
  
 
 
  
据10月30日的《科学》杂志报道说，新的发现表明，技术上的创新和社会性的组织在现代人类走出非洲的迁徙活动中，其催化作用比环境变化要更加大。人类开始从非洲扩散到世界各地的时间是在8万年到6万年前，这一时期也是人们看到位于南部非洲的2种被称作Still Bay 和Howieson’s Poort行业的重要的工具建造传统出现的时间。符号使用和个人装饰物品的相关证据也随着这两种相应的“工具包”而现身于世。某些研究人员提出，这些创新活动是人类在非洲内部和走出非洲（尽管究竟是创新导致了迁徙或是迁徙导致了创新则仍然不清楚）的扩散性迁徙的主要原因。一个与此相对抗的理论则提出是环境变化驱使我们的祖先外出寻找新的土地。解决这个争论的一个主要障碍一直是人们缺乏一条清晰的有关人类活动在非洲附近扩张的时间轴线。 Zenobia Jacobs及其同僚现在应用一种单一的方法对因袭Still Bay和 Howieson’s Poort传统的各种史前器物进行了系统的年代确认，这些器物是在９个不同的地点发现的，这些地点跨越了南部非洲多种不同的气候和生态地区。他们的结果显示，这两种行业仅简短地兴盛一时，其中Howieson’s Poort流行了大约５千年的时间，而Still Bay的流行时间还要短得多。这两种行业的流行时间都位于８万年至６万年前人类扩张和消散的关键时期之内。此外，这些行业的出现与任何已知的气候变化之间看来都没有关联性，表明这些创新活动的爆发无法用环境因素作为主要的解释。

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ARTICLE #18: "Ages for the Middle Stone Age of Southern Africa: Implications for Human Behavior and Dispersal," by Z. Jacobs; R.G. Roberts at University of Wollongong in Wollongong, Australia; R.F. Galbraith at University College London in London, UK; R.F. Galbraith at University College London in London, UK; H.J. Deacon at Iziko Museums of Cape Town in Cape Town, South Africa; R. Grun; A. MacKay at Australian National University in Canberra, Australia; P. Mitchell at University of Oxford in Oxford, UK; R. Vogelsang at University of Cologne in Koln, Germany; L. Wadley at University of the Witwatersrand in Johannesburg, South Africa.