《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：

Argonaute2 complexes carry a population of circulating microRNAs independent of vesicles in human plasma
PNAS 2011 108 (12) 5003-5008; published ahead of print March 7, 2011, doi:10.1073/pnas.1019055108

占据首位的文章与今年的诺贝尔生理/医学奖有关。尽管关于携带mRNA和miRNA的囊泡的性质充满着不确定性，但是一些生物技术和制药公司已经开始启动一些开发项目，利用分泌的囊泡中包含物作为生物标记来诊断各种种类的疾病。包裹在膜囊泡内部的RNA分子受到保护而不会被RNA酶降解，因而允许把它们从诸如血浆、尿液、牛奶、精液或唾液之类的液体中进行有效回收。

不同实验室中正在进行的研究工作旨在将从正常细胞系和癌细胞系分离出的囊泡中的RNA和蛋白质序列与在患有癌症和其他疾病的病人的生物液体里发现的胞外体中的那些序列进行比较。提出把胞外体及其包含物作为新的生物标记仍嫌太早，但是考虑到当前进行的努力，接下来几年人们肯定会确定这些标记是否存在以及是否有用。然而，值得关注的是，循环miRNA (circulating miRNA)也能够被蛋白复合体保护而免于受到RNA酶降解，因而相对于膜包围的miRNA，蛋白保护的miRNA作为标记的相对重要性也将不得不接受评估。

War, space, and the evolution of Old World complex societies
PNAS 2013 ; published ahead of print September 23, 2013, doi:10.1073/pnas.1308825110

一项研究表明，计算机模拟可以帮助预测人类历史上的大规模复杂社会在何地、何时出现，准确率为65%。为了使用历史和数学方法研究帝国的起源，Peter Turchin及其同事把重点放在了欧洲、非洲和亚洲，记录了从公元前1500年到公元1500年帝国的形成。建模的地域被分成了以高度、草原或沙漠等居住地类型以及是否拥有农业为特征的单元格。这组作者然后根据各种历史地图集和其他来源汇编了信息从而以100年为间隔绘制了控制了超过10万平方公里土地的拥有有组织的治理体系的所有群体的地图。

使用数学公式模拟了社会之间的战争、军事技术的扩散以及社会文化的演化。而忽略了传播军事技术的影响的另一个模型仅仅能解释已知历史数据的16%。这组作者说，社会之间的剧烈的战争再加上相关技术的创新和传播，有助于预测帝国在何时何地形成。

Blue whale earplug reveals lifetime contaminant exposure and hormone profiles
PNAS 2013 ; published ahead of print September 16, 2013, doi:10.1073/pnas.1311418110

通过分析一条死去的蓝鲸的耳内积累的腊，科研人员提出了这个动物一生的激素水平和接触化学污染物的谱。许多长须鲸物种在与外界环境隔离开的耳道内持续积累蜡层，形成了在鲸的一生中存在的一个耳塞。

Sascha Usenko及其同事提出了一种假说，即可以像使用树木年轮那样使用这些蜡层粗略地估计鲸的年龄，这些蜡层可能含有鲸自然分泌和从海洋中接触到的脂溶性化学物质的编年档案。这组作者分析了一只雄性蓝鲸的这种耳塞的每一层，发现了在这只鲸的12年的生命中睾酮和压力激素氢化可的松水平的涨落。这项分析还揭示出了这只鲸鱼还曾在它的生命的头一年里积累了相当水平的持久性有机污染物，诸如杀虫剂和阻燃剂，这很可能是在妊娠期和/或哺育期积累的；相比之下，这个耳塞中的汞含量在这个动物之后的生命期的两个有区别的时间段出现了峰值。这组作者提出耳塞分析可能帮助评估人类活动对海洋生物及其生态系统的影响。

Private traits and attributes are predictable from digital records of human behavior
PNAS 2013 110 (15) 5802-5805; published ahead of print March 11, 2013, doi:10.1073/pnas.1218772110

一项研究证明了多种个人特征——诸如政治或宗教观、性别、种族和性倾向——可以通过一个人在脸谱网（Facebook）上的“赞赏”记录加以预测。Michal Kosinski及其同事开发了一个数学模型从而根据58000位美国脸谱网用户的“赞赏”记录预测一个人的特征和偏好。

这组作者使用来自这些志愿者的脸谱网档案的人口统计信息和通过网上调查测试衡量的智力、人格和对生活满意度等其他特征训练了这个模型。这个模型准确地预测了研究参与者的性别、种族出身和性倾向，在93%的情况下正确地识别出了男性和女性、在95%的情况下正确地识别出了非洲裔美国人和白人，并且在88%的情况下正确识别出了同性恋和异性恋。该模型还在超过80%的情况下正确地对民主党人和共和党人、基督教徒和穆斯林加以分类，但是该模型在预测关系状态、药物滥用以及父母的关系状态方面的准确度较低。这组作者进一步发现这个模型几乎与预测一位用户对经历的开放程度的小型人格测试一样准确。这组作者说，这些发现可能对于改善许多产品和服务的供给有用，但是也可能对于个人隐私有负面的影响。

Testicular volume is inversely correlated with nurturing-related brain activity in human fathers
PNAS 2013 110 (39) 15746-15751; published ahead of print September 9, 2013, doi:10.1073/pnas.1305579110

在一项研究了交配和抚养之间可能存在的权衡关系的研究中，科研人员发现，与其他男性相比，睾丸尺寸较小的男性更有可能参与对孩子的抚养。一项叫做生命史理论的进化论假说认为，交配与抚养会争夺动物用于繁殖而付出的有限的能量。此前的研究已经提出，睾酮的减少可能会抑制为交配做出的努力，这可能会把资源导向对新生儿的抚养上。

考虑到睾丸体积与精子制造以及睾酮水平有联系，James Rilling及其同事研究了睾丸尺寸和男性参与抚养孩子之间的联系。这组作者招募了亚特兰大及其周边的70名21岁到43岁的生育有1到2岁子女的父亲，然后使用磁共振成像（MRI）测量了这些男性的睾丸体积，并且在这些男性观看他们自己的孩子、陌生人的孩子或者一名成年陌生人的时候测量了大脑参与父母动机的一个区域的活动。这些男性的伴侣也回答了一个关于抚养的问卷调查，该调查询问了父亲对诸如带孩子去医院和夜间照料孩子等任务的参与情况。这组作者报告说，父亲的睾丸尺寸与他们观看自己孩子的照片时触发的与抚养有关的大脑活动存在着负相关的联系。尤其是对子女的有表情的面部做出更大反应的父亲倾向于有较小的睾丸，并且会更多地参与新生儿护理。这组作者说，睾丸尺寸与抚养相关大脑活动之间的这种联系提示了在交配和抚养之间的一种权衡的关系。

Sight over sound in the judgment of music performance
PNAS 2013 110 (36) 14580-14585; published ahead of print August 19, 2013, doi:10.1073/pnas.1221454110

英国伦敦大学学院的研究发现音乐新手和专业音乐家都主要依靠视觉信息对音乐表演做出判断，尽管人们一直认为声音是他们的决策的最重要的标准。

Chia-Jung Tsay招募了包括音乐新手和专业音乐家在内的1164名受试者，从而检验了视觉和听觉信息对人们评估音乐表演的相对影响力。研究人员要求受试者在观看和/或听音乐竞赛的前三名决赛选手的只有图像、只有声音或者声音加图像的片段之后识别出10位著名的国际古典音乐竞赛的获胜者。新手和专业音乐家都能够根据无声的图像记录可靠地挑出这些音乐竞赛的实际获胜者，但是无法根据录音或者既有图像又有声音的记录识别出获胜者。研究人员发现一名表演者的激情是他或她的表演质量的最重要的视觉指标，表演者的投入、动力、创造力和独特性起到了促成这种结果的作用。研究人员表示，这些结果提示新手和专业人士主要根据视觉信息迅速而自动地判断音乐表演。

Batrachochytrium salamandrivorans sp. nov. causes lethal chytridiomycosis in amphibians
PNAS 2013 110 (38) 15325-15329; published ahead of print September 3, 2013, doi:10.1073/pnas.1307356110

科研人员分离出了一种此前未知的真菌，它被认为是驱动着欧洲西北部的火蝾螈种群走向几乎灭绝的原因。真菌疾病壶菌病是由水生真菌蛙壶菌（Batrachochytrium dendrobatidis，Bd）引起的，它已经在20世纪90年代以来导致了全球200多种两栖动物的衰退。但是并非所有两栖动物的死亡都与蛙壶菌有关。

An Martel及其同事寻找了困扰着当地火蝾螈（Salamandra salamandra）种群的这种神秘病原体，并且发现了第二种蛙壶菌致病病原体：一种壶菌真菌，作者将其命名为Batrachochytrium salamandrivorans sp. nov。这组作者报告说，从这种全球衰退当中死亡的火蝾螈的皮肤损伤中分离出的这些真菌看上去为寄生在脊椎动物身上做好了准备。这些真菌比蛙壶菌喜欢更凉爽的气候，在50到59华氏度之间生长得最好，并且无法在华氏77度以上的温度下生存。这项研究发现，实验性地让产婆蟾感染了B. salamandrivorans，结果表明它能抵抗这种迅速杀死其他两栖动物的侵蚀性的皮肤疾病。这组作者说，这些发现提示B. salamandrivorans与其亲缘关系相近的蛙壶菌相比，它可能在两栖动物世界中占据了一个不同的生态位。

Low levels of copper disrupt brain amyloid-β homeostasis by altering its production and clearance
PNAS 2013 110 (36) 14771-14776; published ahead of print August 19, 2013, doi:10.1073/pnas.1302212110

一项研究表明，铜（Copper）似乎是引起阿尔茨海默氏症（Alzheimer disease，AD）发病，并促进疾病进程的一个主要的环境因子。

铜在食物供应中普遍存在。它被发现存在于铜管输送的饮用水、营养补剂和如红肉、贝壳类动物、坚果和许多的水果及蔬菜等某些食物中。这一矿物质在神经传导、骨生长、结缔组织形成和激素分泌中起着重要及有益的作用。

然而，新研究表明铜也在大脑中累积，造成血脑屏障出现故障，导致细胞活动副产物β淀粉样蛋白毒性累积。利用小鼠和人类脑细胞，Deane和同事们进行了一系列的实验，确定了铜加速阿尔茨海默氏症病状的分子机制。 （生物通：万纹）