本期《自然》《科学》精选

　　

7月9日Nature

封面故事：肿瘤细胞染色体不稳定的机制
很多肿瘤细胞的一个显著特征是染色体不稳定（CIN），即全部染色体数量的增加或减少速度加快。CIN的机制一直是一个有很多争论的话题。人们长期所持的一个观点是，额外的中心体（它们与CIN有关联性）通过诱导混乱的多极纺锤体组装和非对称的细胞分裂来促使染色体错误分离。但是现在，长期活细胞成像显示，CIN癌细胞很少经历多极分裂，而且甚至当它们经历这种分裂的时候，所产生的也主要是无法生存的后代。相反，额外中心体癌细胞仅仅是经过一个过渡性的多极纺锤体阶段，在这个阶段，“异常动粒微管附着体”会积累。很多附着错误即使在额外中心体聚集形成正确双极纺锤体之后仍存在，从而增加染色体错误分离的可能性。本期封面所示为具有额外中心体的一个人细胞中的一个过渡性多极纺锤体中间形态。图上所示微管为红色，中心体为绿色，染色体为白色。

微生物的主动应对行为
乍一看，微生物似乎受其环境以及该环境中可能发生的任何变化支配。它们的命运似乎只能是对所发生的事件做出反应。所以，关于细菌和酵母在一系列变化遵从一个重复模式的环境中都能够将一个刺激与对某种未来环境的适当反应联系起来的发现，有点儿出乎意料。在一个与巴甫洛夫条件反射在某些方面有相似之处、但却依赖于调控网络和自然选择而非认知的过程中，穿过肠道的大肠杆菌及经过不同发酵阶段的酵母会“预测”它们下面要经历什么，并对代谢通道进行组织，来应对其所要经历的东西。大肠杆菌此后会仅仅重复暴露于一系列环境中的第一个，甚至“忘记”它们所受过的训练并失去条件反射。

“老年性黄斑退化症”的早期诊断
全世界超过3000万人受“老年性黄斑退化症”（AMD）影响，这是老年人致盲的主要原因。这种疾病的新生血管致盲形式的标准治疗方法是采用抗VEGF药物——主要是“雷珠单抗”（Lucentis）和“贝伐珠单抗”（Avastin），但它们只能让三分之一患者改善视力，而且人们对可能产生的毒性也有担心，因为VEGF在正常视网膜功能中发挥重要作用。现在，研究人员发现，细胞因子受体CCR3在一个小鼠模型中是一种早期检测标记物。该发现使早期诊断具有了可能性，这对提高临床效果将是一个重要贡献。另外，以CCR3或其配体（它们抑制新血管对视网膜的入侵）为治疗目标，可能是另一种安全的治疗方案。

B-细胞在免疫系统中的发育过程
B-细胞在免疫系统中的发育经过几个发育阶段和不同空间。Wu等人发现，被普遍认为在时间和空间上分别发生在骨髓和脾脏中的两个过程（编辑和类别转换重组），实际上都能发生在周围成熟B-细胞中。因为这些过程涉及DNA双链的形成在不同位点的断裂，所以这些断裂的重新连接为了解在某些B-细胞淋巴瘤中所观察到的染色体转位的起源提供了线索。

用DNA帮助纯化纳米管混合物
迄今所开发出的碳纳米管制造方法所制造出的是金属和半导体管的混合物，它们具有不同直径和手性。要使纳米管投入实际应用，比如说用在电子系统中，重要的是要能够对每种纳米管进行纯化，以使它们的性质能够被正确地确定。实践证明，要将这些混合物区分开来非常困难，但来自杜邦公司威明顿研究实验室和宾夕法尼亚州伯利恒里海大学的一个研究小组将DNA用于这项工作，并取得了很有希望的结果。他们发现，由一个嘌呤加一个或多个嘧啶构成的重复片段组成的、经过专门量身定制的DNA序列，能够纯化一个纳米管混合物中的每种纳米管。他们还通过理论证明，当包裹在一个纳米管周围时，这些DNA序列能形成特别稳定的三维桶状结构，这可能是产生选择性的原因。

脂肪细胞对造血作用的影响
成年骨髓含有众多脂肪细胞，其数量与造血活性成反比关系。造血作用过剩类疾病如恶性贫血和白血病等，一般都伴随着造血作用对长骨脂髓的渗透。至于脂肪细胞是参与造血调控、还是只是扩张来填满骨髓空间一直不清楚。答案似乎是，脂肪细胞远不止是充数，而是在骨髓微环境中起一个非常关键的生理作用。用小鼠所做实验表明，脂肪细胞数量多的骨髓所含造血干细胞和祖细胞要少于脂肪细胞数量少的骨髓。遗传上不含脂肪细胞的小鼠和用一种阻断脂肪细胞产生的药物处理过的小鼠，在经过一次骨髓移植之后产生新的血细胞的速度要比野生型小鼠快，说明阻断骨髓脂肪细胞生成在临床骨髓移植中也许可帮助造血作用的恢复。

7月10日Science

龟类动物是如何获得其龟壳的
  
 
  
据7月10日的《科学》杂志报道说，一项日本的新的研究显示了龟壳可能是如何演化的：这种动物的肋骨融合成一体并将肩胛骨包围在内。鉴于在大多数的其它种类的脊椎动物中，肩胛骨的部位是在肋骨之外这一事实，乌龟的这种演进过程是非同寻常的。 龟类的体型构造与其它的脊椎动物是如此根本地不同，这使得研究人员长期以来一直殚精竭虑地思索龟类究竟是如何从其软体动物的祖先进化至今的。 在比较鸡、小鼠及中华鳖的胚胎的基础上，Hiroshi Nagashima及其同僚现在为我们描述了龟类进化的过渡阶段可能是怎样的情景。 研究结果提示，在开始的时候，这三种动物的胚胎具有共同的发育模式，这可能是它们最后的共同祖先所具有的模式。 然而，随着龟类胚胎的演化，其体壁本身的一部分开始向内折叠，保留了其发育中的骨骼与肌肉之间的某些联系，但同时也产生了在其它爬行类、鸟类或哺乳类动物中所没有的新的联系。 作为这种折叠的结果，龟类背部的外壳（即背甲）开始从肋骨发育，而肩胛骨则从其不同寻常的位置出现。 在一则相关的Perspective中，Olivier Rieppel解释道，这些发现不支持先前的理念，即背甲的进化是通过皮肤内小型骨板的融合而成的理念。）

使用双语可使脑子保持可塑性
  

  
那些居住在双语环境中的孩子是如何设法学习2种语言的，而使用单种语言的孩子在同样多的时间中却只能学习一种语言？据7月10日的《科学》杂志报道说， 人们可在这一新的研究中寻找到对这一问题的答案。该项研究显示，接触2种语言的婴儿会在应对语言刺激时产生更加灵活的学习策略。 Ágnes Kovács与 Jacques Mehler报告说，12个月大的"双语"婴儿实际上已经成为比单语婴儿更能融通的学习者。 文章的作者让来自单语或双语家庭的婴儿接触2组在结构规律上不同的词汇。 研究人员向这些婴儿展示了有3个音节的词（如结构为lo-ba-lo (ABA) 或 lo-lo-ba (AAB)的词汇 ），接着研究人员将玩具放置在屏幕的左侧或右侧，取决于词汇的结构。 接着，研究人员向这些婴儿展示了他们从来没有听到过的词汇，但这些词汇与这两种词汇结构中的一种相符，但接着不会有玩具的安放。 文章的作者通过测量婴儿在听到每个新词之后眼睛注视的方向来评估这些婴儿是否已经学会了有关的词汇结构。 他们的发现提示，与那些仅接触一种语言的孩子相比，接触多种语言实际上可以使幼儿在学习语音结构时融通能力变得更强，因而他们可能会更好地同时追踪不同的语言结构。

降低热卡能够增寿吗?
  
 
  
据7月10日的《科学》杂志报道说，一个对恒河猴所作的长达20年的研究提示，大幅削减恒河猴的热卡摄入延缓了其衰老的过程并导致了该灵长类寿命的延长。 过去对酵母菌、蠕虫、蝇类和啮齿类动物的研究表明，这种热卡限制（削减约30%，这与营养不良非常不同）可在某些哺乳动物中获得这类健康效益；但鉴于恒河猴与人类之间存在的许多类似情况，该研究表明，这种健康效益可能也会在人类中出现。 Ricki Colman及其同僚在1989年在Wisconsin National Primate Research Center开始了他们的研究，他们将年龄在7岁至14岁的成年恒河猴分配到或是一个热卡限制小组或是一个对照组中。当这些猴子被分配到某一小组的时候，研究人员对它们的食物摄入基线进行了确定，然后研究人员开始削减那些被分配至热卡限制组（CR）的猴子的食物达10%，历时3个月，直到这些猴子的食物被降低至所希望的30%。 在这一研究结束的时候，在对照组中有37%的猴子已经死于与年龄有关的原因，而在CR组中，仅有13%的猴子因此原因而死亡。 这一发现表明，对照组的猴子所经历的与年龄有关的疾病（如：糖尿病、癌症、心血管疾病和脑萎缩）的死亡率是CR组猴子的3倍。 在此研究过程中死亡的任何猴子都会接受一个由认证病理学家所进行的完全的验尸检查，因而这些猴子的与年龄有关的死亡可以与那些无关疾病的死亡进行区分。 这些研究表明，在成年的时候进行热卡限制可在这种恒河猴中延缓其与衰老有关的病理变化。

猪体内发现Reston伊波拉病毒
据7月10日的《科学》杂志报道说，人们过去知道，Reston伊波拉病毒会感染猴子和人类，但这种病毒现在出现在菲律宾的猪的群体中。 Roger W. Barrette及其同僚在在文章中写道：与其它的丝状病毒（filoviruses，包括马尔堡病毒和其它的伊波拉物种）不同，人们尚不知道Reston伊波拉病毒（或称REBOV）是否会在人类中引起疾病，但它出现在人类的食物链中则“令人感到担心”。 目前尚不清楚，REBOV是否会像其它丝状病毒那样在人类中造成烈性疾病，但是研究人员说，这种病毒在假设上有可能会在猪群体中发生变异并变得对人更为危险。 该研究团队对菲律宾猪的组织样本进行了分析，这些猪有着不寻常的严重呼吸道感染。这些体内找到了REBOV的动物同时也感染了猪繁殖与呼吸综合症病毒。 在这些样本中发现的REBOV相互之间的变异要比在猕猴中发现的原始病毒株之间的变异要更大，这表明，REBOV在猪群体中的流行时间可能发生在自从这些病毒在猴子中被初次发现的时候甚至更早。 文章的作者报告说，有某些农场的工人也受到了感染，尽管他们没有出现明显的人类疾病的症状。