本期《自然》《科学》精选

　　

10月9日《nature》

封面故事：又有两种疟原虫基因组完成测序
经常感染人类的疟原虫已知有四种：恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）、间日疟原虫（P. vivax）、三日疟原虫（P. malariae）和蛋形疟原虫（P. ovale）。能造成最严重人类疟疾的疟原虫为恶性疟原虫，其基因组于2002年同其蚊子宿主疟蚊（Anopheles gambiae）同时完成测序。本期Nature杂志（以疟原虫为重点）介绍了另外两种疟原虫的基因组序列。第一个是间日疟原虫的基因组序列。这种疟原虫所造成的人类疟疾发病数量是相当大的，虽说其所导致的疾病与由恶性疟原虫所导致的疾病相比通常并不是致命的。在介绍这种有点儿被忽略的疟原虫的基因组序列的同时，研究人员还将其与其他几种疟原虫的基因组进行了比较分析。本期封面上的缩微照片（由Elisabet Caler 和Jane Carlton提供）所示为一个被感染的肝细胞，它在处于休眠状态的休眠子（hypnozoite）阶段含有间日疟原虫。

SAP缺陷会影响抗体制造
“X-相关淋巴增生症”是由与淋巴细胞激发分子相关的蛋白SAP所存在的缺陷引起的一种致命的免疫缺陷疾病。缺少一种功能性SAP的人（及以相应基因为目标的小鼠模型）不能产生发生中心（germinal centres），这是淋巴结中抗体亲和性成熟的地方。利用双光子活体成像（一种荧光显微镜，能跟踪组织内标记的细胞），Hai Qi等人发现，SAP有缺陷的T-细胞不能与抗原特异性B-细胞发生相互作用，也不能为其提供帮助，而且不会被吸收进发生中心。这项工作可帮助解释为什么缺乏SAP的患者制造抗体有困难，并可为了解T-细胞和B-细胞之间的细胞间通信提供线索。

DNA修复谜题基本解开
多年来，从事DNA修复研究的研究人员面临一个难题：同源重组（一个修复双链DNA断裂的过程）需要尾端为3\'的单链DNA的生成。然而，使得一个核酸外切酶在这一过程中发挥功能的明显候选物是Mre11复合物，而它所产生的是尾端为5\'的分子。现在，Eleni Mimitou 和Lorraine Symington对这个问题做了一定的澄清。细胞的做法是，采用一个由两步组成的过程：在这个过程中，一个短寡核苷酸首先被Mre11复合物从一个链上除掉，然后核酸外切酶ExoI和解旋酶Sgs1加载到这一基质上，生成尾端为3\'的分子。

青藏高原为什么今天还存在
人们对青藏高原怎样及何时形成给予了很多关注，但迄今为止对河流向该高原本身的切入作用的控制因素却研究得比较少。Oliver Korup 和 David Montgomery对这个问题进行了研究，它也与青藏高原为什么仍然还在原位这样一个问题相关。尽管该高原拥有地球上最深峡谷之一，但高原边缘却极为清晰，而且根据被广泛接受的水流功率理论，它应被亚洲最强大的河流之一——雅鲁藏布江严重切割。Korup 和 Montgomery提出，该高原的东南边缘之所以被保留下来，部分原因是冰川的存在，在全新世时这些冰川大到足以阻止河流沿高原边缘进行的有力的下切作用。

牙齿演化的历史
关于脊椎动物牙齿演化的经典观点是所谓的“由外向内”（outside-in）模型，即口腔的空腔和口腔中的牙齿都是通过内陷作用从外胚层形成的。现在，对转基因蝾螈所做的一项研究表明，这个过程要比上述模型所描述的更为复杂。对胚胎中细胞的命运所做分析显示，口腔中的牙齿既来自外胚层，又来自内胚层：它们中有些甚至同时起源于外胚层和内胚层。这说明，神经冠间充质相对于上皮细胞在牙齿形成中起主导作用。这一发现在演化上的意义是，神经冠细胞的牙齿形成能力是牙齿演化的必要因素，而不管上皮细胞是经过了一个由外向内还是由内向外的过程。

使抗药性细菌感染力增强的一个新因素被发现
为什么对抗生素有抵抗力的细菌在感染接受抗生素治疗的患者时非常成功？这是一个有点儿神秘的问题。本期Nature报告了一个以前未被发现的因素：用广谱抗生素万古霉素治疗，会因为削弱小肠先天免疫力而增加有抵抗力的细菌所造成的感染。在接受该抗生素的小鼠中，抗菌蛋白RegIIIγ在小肠的表达被抑制。RegIIIγ对于治疗对万古霉素有抵抗力的细菌肠球菌（Enterococcus (VRE)）所造成的感染疗效显著，该细菌是造成住院患者感染的一个常见原因。因此，能够提高这种蛋白水平的疗法（如口服脂多糖）也许可用于接受广谱抗生素治疗的患者。

共生菌和ATP在免疫疾病中的重要性
小肠粘膜下固有层（作为粘膜一个构成部分的一层细胞）由不同类群的细胞组成，其中包括TH17 或 T helper 17细胞（产生白介素-17的T helpers细胞），它们是该固有层的构成成分，但却是选择性存在的。现在，用小鼠进行的一项研究表明，共生菌（或它们所产生的ATP）激发小肠树突状细胞的一个独特亚组，以诱导白介素-6的产生和TGFbeta的激发，从而促进TH17细胞的局部分化。另外，外生ATP会通过增强的TH17分化使结肠炎病情加重。这些发现凸显了共生菌和ATP在免疫疾病中的重要性，并且还有可能帮助确定异常TH17细胞响应导致包括炎性肠道疾病在内的免疫疾病的机理。

 

10月10日《Science》

据10月9日的《科学》杂志报道说，研究人员已经创造出了一种基于纳米管的干性胶黏剂，其粘性超过壁虎脚的粘性——这决非易事，因为壁虎可以附着在几乎任何类型的表面上。壁虎是依赖其排列成行的精微绒毛来进行对抗重力的攀爬，而由Liangi Qu及其同僚所做的设计也模仿这种排列：一种垂直排列的直立碳纳米管及其顶端的一层卷曲、纠缠的纳米管。正像壁虎的脚一样，这种组合产生了一种在剪应力方向具有优异强度的胶黏剂——即可抵抗重力的黏着性——而重力是在正常情况下在垂直方通常存在的力量，它能使黏合物质轻易地从某一表面上被撕脱。该纳米管排列的剪应黏附力几乎是壁虎脚的剪应黏附力的10倍。

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ARTICLE #7: "Carbon Nanotube Arrays with Strong Shear Binding-On and Easy Normal Lifting-Off," by L.Qu; L. Dai at University of Dayton in Dayton, OH; M. Stone at Air Force Research Laboratory in Wright-Patterson Air Force Base, OH; Z. Xia at University of Akron in Akron, OH; Z.L. Wang at Georgia Institute of Technology in Atlanta, GA.

物种上下求索以避暑热

据10月9日的《科学》杂志报道说，在热带地区，许多物种如果缺乏一个可以迁往的较为凉爽的地方的话，它们不久将面临因为全球气候的变暖而出现种群数的下降及灭绝的局面。这些地球上的热带地区对物种来说是一种独特的挑战，因为纬度方向的迁徙（向东或向西）并不能够给它们提供足够的救助。这些物种必须将其活动范围向高处迁移才能够躲避暑热。Robert Colwell及其同僚分析了热带的植物、昆虫和真菌等1902个物种的数据并得出结论：低地的物种种群数不久即会出现生物多元性和物种丰富程度的下降，这是因为还没有什么已经适应了较高温度的物种源可以取代那些因气温变暖而被驱往更高海拔的物种。在此期间，研究人员提出，较高海拔的物种当面临向更高海拔攀登的空间已不复存在的时候，它们将会同时面临“山顶灭绝”的处境。 此外，一项新的调查显示，在Yosemite National Park内的小型哺乳动物在经过气温变暖的一个世纪之后，其活动范围发生了重大的改变。某些生活在高海拔地区的哺乳动物如高山金花鼠的活动范围已经缩小，而生活在低海拔地区的动物如巢鼠则已经将其活动范围扩大到了较高的海拔地区。Craig Moritz及其同僚说，气候变暖也搅乱了其它生活在中等海拔和高海拔地区的哺乳动物群落。为了证明这些变化，研究人员将他们的调查数据与在20世纪初由Joseph Grinnell收集的在Yosemite的大量的数据组进行了比较。Joseph Grinnell是一位田野生物学家，他的工作导致了“生态位”概念的问世。尽管物种的活动范围出现了显著的波动，Yosemite在过去的100年中一直维持着小型哺乳动物物种的多样性。Moritz及其同僚提出，受到公园保护的广大地区可能因为允许哺乳动物随着气候的变化而迁往新的海拔高度从而保持了这动物的多样性。在一篇Perspective中，Jens-Christian Svenning更为详细地解释了这些发现。

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ARTICLE #19: "Generation of Mouse Induced Pluripotent Stem Cells Without Viral Vectors," by K. Okita; M. Nakagawa; H. Hyenjong; T. Ichisaka; S. Yamanaka at Kyoto University in Kyoto, Japan; T. Ichisaka at Japan Science and Technology Agency in Kawaguchi, Japan; S. Yamanaka at Gladstone Institute of Cardiovascular Disease in San Francisco, CA.