本期《自然》《科学》精选

　　

9月17日Nature

封面故事：“致病疫霉” 基因组完成测序
19世纪触发爱尔兰马铃薯饥荒的病原体“致病疫霉”（ Phytophthora infestans）的基因组已完成测序。它仍是一种破坏力非常大的病原体，晚疫病每年破坏价值数十亿美元的作物。疫病难以控制，部分原因是它能非常快地适应在遗传上具有抵抗力的马铃薯品种。与其他疫霉属基因组所做对比表明，特定家族的分泌型疾病效应蛋白（包括在感染过程中诱导的很多基因，它们具有被认为能改变宿主生理的活性）周转很快，且大范围扩张。这些快速演化的效应基因存在于该基因组中高度变化的、扩大的区域，这个因素可能有助于它能够快速适应宿主植物。“致病疫霉”基因组是迄今所完成测序的最大的基因组，约有240个巨碱基（百万碱基），重复内容极高，接近75%。它是卵菌的一个模型生物，而卵菌则是与褐藻和硅藻等生物相关的真菌样真核生物的一个与众不同的分支。本期封面所示为一种被疫病感染 的马铃薯。

防止mtDNA疾病传播的一个方法
线粒体DNA（mtDNA）由母亲遗传给后代，精子线粒体不给胚胎贡献DNA。mtDNA的突变与包括2-型糖尿病、线粒体肌病和神经疾病在内的一系列疾病相关。8月26日提前在网上发表、本期在印刷版上发表、且配发一篇News & Views 文章的一篇Nature论文，在一个非人类灵长目模型中发现，一个有缺陷的线粒体基因组可被替换，方法是，将纺锤体-染色体复合物从一个卵细胞转移到另一个细胞核被去掉的卵细胞中。实验中所用的是来自两只雌性恒河猴的未受精的卵，将其分别作为“核供体”和“细胞质供体”。融合的卵受精后发育成胚胎，被移植到“代理母亲”体内，生出了健康的双胞胎，分别被命名为Mito 和Tracker（根据用来对线粒体成像的探针命名）。这项研究为防止mtDNA疾病在受影响家庭传播提供了一条辅助生殖技术途径。

已灭绝的海洋爬行类为胎生
陆地脊椎动物过去曾多次返回大海。现代海豹和鲸由于是哺乳动物，因而是胎生的，它们的性别由基因型决定。但曾经在海洋里生活的很多爬行动物如沧龙、鱼龙和蛇颈龙的情况是什么样的呢？性别也许是由环境决定的或基因型决定的，它们也许是胎生，也许是卵生。根据复杂的系统发生分析，Organ等人提出，过去到海里去生活的爬行动物不仅是胎生的（这一点是从化石记录知道的），而且它们的性别也是由基因型决定的。这样，它们就不需要返回陆地去生育后代（羊膜卵在水中会死亡），它们也便能够发生形态转变，变成高度进化的鱼类形式。

一种能够预测丙肝治疗预后的生物标记被发现
丙肝是世界上最常见的传染病之一。在估计存在的1.7亿感染者中，很多人患病多年都无严重症候，但约四分之一患者会转化成肝硬化。一种能够预测一个人对丙肝治疗之反应的生物标记的发现表明，有可能通过提高患者对经常要求非常严格的干扰素治疗方法的遵从性来提高临床治疗效果。这一新发现的生物标记是一个“单字母”基因变异体——在IL28B基因附近的一个DNA片段上一个字母C（代表胞嘧啶）替换了一个字母T（代表胸腺嘧啶）；IL28B基因编码白介素28B（interferon-lambda-3）。这一发现在一定程度上可解释欧洲裔（高IL28B频率）、非洲裔和亚洲裔个体之间为什么治疗效果有所不同。而且重要的是，它还可以立即投入临床应用。

FD患者特异性iPS细胞
家族性自主神经功能障碍（FD）是一种罕见、但却致命的周围神经疾病，由编码在转录伸长中涉及的一个蛋白的基因IKBKAP8所发生的一个突变引起。Lee等人报告，他们获得了患者特异性iPS细胞（诱导多能干细胞），并将其定向分化成了所有三个胚层的细胞，包括周围神经元在内。基因表达分析显示，在体外实验中IKBKAP发生组织特异性误剪接，患者的神经冠前体所表达的正常IKBKAP转录水平特别低，说明这是疾病特异性的一个机制。转录组分析和细胞分析表明，神经分化和迁移行为存在缺陷。这项工作朝利用iPS技术生成相关人类疾病模型的方向迈出了一步，在功能分析中也朝候选药物识别的方向迈出了一步。

ATP酶伴护蛋白Get3的晶体结构被确定
尾锚定蛋白（TA蛋白）在几乎每种细胞膜中调控重要生物化学过程。它们是整体性的膜蛋白，含有一个胞质溶解性N-端区域，该区域被一个跨膜区域锚定在细胞膜上。最近的研究表明，TA蛋白向内质网的定位由胞质溶解性ATP酶伴护蛋白Get3调控。现在，Get3的晶体结构已以一种“开放的”无核苷酸形式和一种“封闭的”与核苷酸相结合的形式被确定。从开放向封闭的转变导致一个较大的构形变化，露出一个疏水沟，该疏水沟之大足以容纳TA基质。这些结果让我们对TA蛋白由核苷酸调控的结合及释放有了一个机制上的认识。

9月18日Science

神秘的陨星:  
在澳大利亚沙漠中的一个“流星天文台”观测天空的研究人员说，他们找到了一颗玄武岩陨星（即它内含玄武岩这种火山岩），它与其它纪录在案的陨星相比是独特的，因为它起源于一颗不同的母体小行星。 已知的玄武岩陨星中的绝大多数源之于一颗叫做4 Vesta的小行星，但这一新的标本处于一个不同的轨道，并具有与来自其它陨星的不同的组分。 Philip Bland及其同僚是在2007年7月20日在Desert Fireball Network（这是位于Nullarbor沙漠中的一个照相机网络）第一次注意到这一被称作Bunburra Rockhole的陨星的。 研究人员对该陨星的轨道进行了监测，以便在其坠落到地球上时能够给其定位，并进而分析其组成。 他们说，它与产自4 Vesta小行星的陨星非常相似，但其所在的轨道以及其所含的同位素表明它来自一个不同的未知的起源。 他们的发现意味着，有与4 Vesta不同的位于主要内侧小行星带中的其它来源的玄武岩陨星（即具有玄武岩外壳的小行星）的存在。

极小的雷克斯暴龙就开始出现了可怕的特别征兆:
当人们想到雷克斯暴龙（Tyrannosaurus rex）的时候，人们会想到定义该种系的独特的身体特征：一个大脑壳以及极小的附着在巨大身体上的前臂。 但是，研究人员刚刚在中国挖掘出了一个体型小得多（身高不超过3米）但也显示了所有这些特性的暴蜥状龙：它比其体型较大版的食肉恐龙要早1亿2500万年。 这一发现意味着，这种特别的身体特征并非是以史前食肉动物体型增大的方式演化而来，相反，为了有效地摄食，它们在其统治的白垩纪中是以各种不同的体型出现的。 Paul Sereno及其同僚对这种叫做Raptorex kriegstein的新的小体型恐龙的化石进行了研究；他们估计，这是一个在死的时候年龄大约为5或6岁的年轻的成年恐龙。 研究人员详尽地检测了这一新恐龙化石的颅骨、牙齿、鼻子、脊骨、肩骨、前臂、骨盆和后腿，并将其特征与较大进化版的暴蜥状龙的特征进行了比较。 他们的结论是，R. kriegsteini的这些特别的摄食特征（或称“掠食性骨骼结构”）在其后子孙后代中只不过按比例地被放大，而没有什么改动。其后裔的体型最终可长到比R. kriegsteini的体型要大90倍的状态。 Sereno及其同僚还以这一新的化石提出并描述了在暴蜥状龙的进化史上存在的三个主要的形态学阶段。

  
公众舆论可能是恐怖主义的早期预警信号 :
新的研究表明，一个国家有关另外一个国家的公众情感可能成为一个针对第二个国家的恐怖袭击可能性有多大的有用的指标。 这些结果并非表明公众舆论会真的引起恐怖主义，但这两个因素是相互关联的。 Alan B .Krueger和 Jitka Malečková分析了来自Gallup World Poll及 National Counter Terrorism Center的数据。 他们发现，一个国家中的人民对另外一个国家的领导阶层表示不赞同与第一个国家的人或团体针对第二个国家所发动的恐怖攻击的数字之间存在着一种正相关的关系。 文章的作者报告说，这种关系看来独立于其它的可能与恐怖主义有关的因素，如经济情况、公民自由、人口统计学以及两个国家之间的地理距离等。

   
翼翅的极小的细节在飞行中会形成重大的差别:
新的发现提示，昆虫翼翅的旋转和扭曲是一个从前未被注意到的飞行过程中的一个重要部分。 这一资讯对那些尝试设计模拟昆虫扑翼的飞行器的工程师们应该是有用的，因为在过去的模型中，人们将翼翅当作一个刚性的平板，尽管事实上昆虫的翼翅在飞行中会有显著的变形。 为了研究这一变形给空气动力学带来的裨益，John Young及其同僚首先应用高速数码照相机来监看真实蝗虫的翼翅运动。 他们将这些结果与一个根据流体动力学模型所作的三维电脑模拟的结果进行了比较。 这些结果匹配良好，确认了电脑模型的有效性，并表明，现代空气动力学理论可以精确地模仿昆虫飞行的空气动力学。研究人员接着应用该模型来观察移除不同的翼翅特征时会对昆虫的飞行功效产生什么样的影响。 他们发现，翼翅表面的曲率以及翼翅的扭转能力对蝗虫的飞行动力学皆会产生重要的作用。