《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：

Ultraconserved words point to deep language ancestry across Eurasia
PNAS 2013 110 (21) 8471-8476; published ahead of print May 6, 2013, doi:10.1073/pnas.1218726110

从英语、葡萄牙语到日语、乌尔都语，这些被欧洲和亚洲数十亿人使用的语言可能“同根同源”。研究人员表示，如今欧亚各国使用的语言都可溯源至大约1.5万年前的欧洲南部，那时该地区人们使用的语言经过发展演变，逐渐形成一个原始的超语系欧亚语系。但由于该地区语言演变很快，约一半词汇每隔2000年至4000年就会更新一次，所以学界对欧亚语系的存在一直持有争议。

这项最新研究发现，在这一超语系中，一些常用的代词、数词和副词上万年来基本没有变化。他们先通过计算机模型找到一些可能因为历史上变化较少所以在该地区不同语言中仍有类似发音的词汇，然后在语言学家重建的原始语言词库中查找这些词，发现有很高的吻合率。

研究人员表示，这一发现为印证欧亚语系的存在提供了新的线索，有助于了解语言的构成机制和历史演进过程。

Cross-talk between Akkermansia muciniphila and intestinal epithelium controls diet-induced obesity
PNAS 2013 110 (22) 9066-9071; published ahead of print May 13, 2013, doi:10.1073/pnas.1219451110

一项研究发现，消化道细菌Akkermansia muciniphila可能在维持消化道粘膜屏障和防止肥胖相关代谢疾病方面起到了一个关键的作用。

Patrice D. Cani及其同事发现，生活在消化道的营养丰富的粘液层的主要的细菌A. muciniphila的丰富程度在肥胖和II型糖尿病小鼠体内减少了。这组作者还观察到了，让这些小鼠服用低聚果糖益生元（oligofructose prebiotics）能恢复A. muciniphila的丰富程度，这与消化道屏障的改善以及肥胖相关代谢疾病的逆转相关，这些代谢疾病包括脂肪重量增加、脂肪组织炎症以及胰岛素耐受。提供A. muciniphila增加了控制葡萄糖和肠道平衡的内源性大麻素的肠道水平，并且阻碍了饮食诱导的粘膜屏障厚度的减少。这组科研人员发现，这些效应需要活的A. muciniphila作为疗法，而热灭活的A. muciniphila不会改善这种代谢情况或者小鼠的粘液层厚度。这些结果表明A. muciniphila可能在消化道屏障功能、代谢炎症和脂肪储存方面起到了一个关键的作用，而且这组作者提出，可以将A. muciniphila用于开发预防肥胖及其相关代谢疾病的疗法。

Private traits and attributes are predictable from digital records of human behavior
PNAS 2013 ; 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。

Circadian patterns of gene expression in the human brain and disruption in major depressive disorder
PNAS 2013 ; published ahead of print May 13, 2013, doi:10.1073/pnas.1305814110

抑郁症患者通常还会有生理节奏的紊乱。但是造成紊乱的分子和细胞机制尚未确定。在这篇文章中，研究人员采用了一组相当不寻常的样本——34位抑郁症患者和55位非抑郁症者死亡后的大脑。李教授说，这些人都是死于突发性原因，比如心脏病或者自杀，他们的大脑都是立即被冻存起来的。

在计算出死者的死亡时间与日出时间的差值后，研究小组收集并研究了六个脑区的12000条基因打开的活性记录。作者指出，非抑郁症者的基因活性记录都是有规律可循的，有些死者的基因活性在日出时达到顶峰，其余的则在正午达到峰值；而抑郁症患者的基因活性似乎与时间无联系，也不可预测。

这项研究没有证明到底是抑郁症导致了昼夜节律的紊乱，还是昼夜节律混乱导致了抑郁症，但加州大学的分子生物学家、遗传学家傅嫈惠表示，它证实了两者之间是有联系的，也可能对受到影响的生理过程展开进一步的研究。

Bacteriophage adhering to mucus provide a non–host-derived immunity
PNAS 2013 ; published ahead of print May 20, 2013, doi:10.1073/pnas.1305923110

科研人员发现了此前没有被记录过的一种免疫的形式，在这种免疫形式中，被称为噬菌体的会感染细菌的病毒保护身体不受入侵病原体的侵害。身体表面的保护性的粘液层既是病原体的进入点，也是一大群有益微生物的栖息地。Jeremy Barr及其同事研究了为什么种群密集的噬菌体会出现在粘液中，而它们在身体其他地方的浓度却低得多。这组作者进行了一系列的组织培养实验，结果发现噬菌体附着在所有他们研究过的无脊椎动物和脊椎动物——这个范围包括从刺细胞动物到人类——的粘液中，而这种附着是通过噬菌体与位于膜蛋白表面的被称为多聚糖的糖类形成弱连接而达到的。根据他们的发现以及之前的研究，这组作者提出了噬菌体附着粘液（BAM）的免疫模型，它强调了噬菌体在身体自然免疫方面的作用。这组作者说，这个BAM模型是粘膜免疫的一种此前未被认识到的形式，它能保护人类和其他后生动物免受入侵的病原体的侵害。

Warm temperatures induce transgenerational epigenetic release of RNA silencing by inhibiting siRNA biogenesis in Arabidopsis
PNAS 2013 110 (22) 9171-9176; published ahead of print May 17, 2013, doi:10.1073/pnas.1219655110

何祖华研究组在植物抗病性研究中，把拟南芥的油菜素受体BRI1与水稻免疫受体XA21组成的嵌合基因转化拟南芥后得到一系列内源BRI1基因共抑制的矮化表型，即转基因沉默(S-PTGS: sense-transgene induced post-transcriptional Gene Silencing)。他们发现环境温度从22ºC升高到30ºC可以完全抑制不同转基因引起的基因沉默。他们发现拟南芥内源小分子RNA，ta-siRNAs(trans-acting siRNA)也随着温度的升高明显降低。

更有意思的是温度引起的PTGS解除在接下来的22ºC种植后代中也能观察到，即表现出后代记忆的效应。研究人员对其机制的研究表明高温可能通过促进SGS3蛋白的降解进而抑制双链RNA形成，从而解除PTGS并抑制ta-siRNA产生。提高SGS3蛋白水平可以抑制高温对PTGS的解除并降低后代记忆。这些发现揭示了温度与siRNA合成以及表观遗传之间的关系，对植物温度感应以及作物转基因改良等有重要的指导意义。

Macrophages are required for adult salamander limb regeneration
PNAS 2013 ; published ahead of print May 20, 2013, doi:10.1073/pnas.1300290110

科学家已经发现，蝾螈的免疫系统是其重新长出四肢这一非凡能力的关键，也能加强其脊髓、脑组织甚至部分心脏的再生能力。来自莫纳什大学澳大利亚再生医学研究所(ARMI)的科研人员发现，当被称为巨噬细胞的免疫细胞切除，蝾螈丧失肢体再生能力而形成疤痕组织。

Synthesis of customized petroleum-replica fuel molecules by targeted modification of free fatty acid pools in Escherichia coli
PNAS 2013 110 (19) 7636-7641; published ahead of print April 22, 2013, doi:10.1073/pnas.1215966110

英国研究人员利用经基因工程(Genetic Engineering)改造的大肠杆菌(Escherichia coli)，成功生产出一种生物柴油(biodiesel)。研究人员说，这种柴油与传统柴油几乎一样，不过要实现商业生产仍面临许多挑战。

现有含酒精或生物柴油(biodiesel)的生物燃料(biofuel)需要复杂的生产工艺，而且这种燃料不能与多数现代发动机完全兼容，满足的只是一小部分需求。英国埃克塞特大学的研究小组希望找到一种具有类似石油属性的生物燃料(biofuel)。

大肠杆菌(Escherichia coli)能将植物中的糖转化为脂肪，研究人员利用这一特性通过合成生物学(Synthetic biology)技术来制造生物柴油(biodiesel)。他们从能发出生物冷光的发光杆菌等多种细菌中分离出代谢基因，然后利用它们来改造大肠杆菌(Escherichia coli)。经过改造的大肠杆菌(Escherichia coli)能将植物中的糖转化为一种碳氢化合物分子，这种分子在结构和化学性质上与10种零售柴油燃料中的碳氢化合物分子相同。

（生物通：万纹）