《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：

Rescuing US biomedical research from its systemic flaws
PNAS 2014 111 (16) 5773-5777; published ahead of print April 14, 2014, doi:10.1073/pnas.1404402111

4名美国著名科学研究管理者在PNAS上发表一篇长篇评论性文章，提出一个论断。美国生物医学研究正走在一条不可持续的道路，如果不进行根本性改革，将会导致长期衰退。这一文章相对比较难理解，但其中心思想是认为美国生物医学领域大量使用廉价劳动力的现象十分普遍，这一恶劣行径将给年轻科学家带来很大伤害。文章呼吁应该对科研经费资助模式、人才培养的规模等问题提出一系列建议。主题思想是希望给改善年轻学者的经济收入，优化生物医学科研领域的职业环境，降低职业压力，提高科研效率。

四名作者分别是前美国科学院院长和前《科学》杂志主编Bruce Alberts、哈佛大学医学院系统生物学系主发起者Marc W. Kirschner、现任国家肿瘤研究院院长诺贝尔奖获得者Harold Varmus（1989年，Varmus和Bishop 因发现逆转录病毒癌基因的细胞学起源而获得诺贝尔医学奖），在文章中他们呼吁，生物医学研究人员要正视困难，应重新思考对科学研究进行资助、组织和开展研究进行系统改革。

生物医学研究主力是有抱负的青年人如研究生和博士后人员完成的，这种模式培养了很多新科学家，但是结果年轻科学家数量已经大大超过学术机构、政府和私人企业能提供职位的能力。科学家数量过剩必然导致对有限资源抢夺，必然导致科学家职业的吸引力下降，让新老科学家都难以满意。

这些作者提出应该逐步压缩进入生物医学领域哲学博士的数量，以形成新科学家数量补充和将来机会的良性匹配。不过这些建议和目标大部分都曾经出现在美国2012年度生物医学研究劳动力资源报告中，1998年美国国家学术委员会报告也有类似论调。

他们的建议包括压缩科学家队伍中受培训人员的比例，以达到减少培训规模提高培训质量的目的。建议提高研究生培训基金的比例，减少教授研究经费。建议给研究生提供更好的职业信息，提高博士后工资，修改基金评审方法，削弱导致大学盲目扩大规模以获得更多经费的动力。

他们呼吁国会和相关提供研究经费的机构建立对可预期科学提供稳定资助的计划，而不是持续增加给那些无法预测的研究项目。

Social disadvantage, genetic sensitivity, and children’s telomere length
PNAS 2014 111 (16) 5944-5949; published ahead of print April 7, 2014, doi:10.1073/pnas.1404293111

一项针对非裔美国男孩的研究显示，在紧张而充满压力的社会环境中成长，会给儿童染色体留下持久的印迹。端粒是保护染色体末端免遭磨损的重复性DNA序列，而研究人员发现，与家庭条件较好的儿童相比，贫困和不稳定家庭中的儿童端粒更短。

端粒的长度往往被认为是慢性压力的生物学标志。研究人员对来自美国主要城市的40名九岁男孩进行了DNA检测，发现家庭环境较差的儿童的端粒，比家庭背景较好的儿童短19%。

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。

A gradient of childhood self-control predicts health, wealth, and public safety
PNAS 2011 108 (7) 2693-2698; published ahead of print January 24, 2011, doi:10.1073/pnas.1010076108

决策者正在考虑一些大型计划，目的是通过自我控制改善公民的健康和财富，减少犯罪。实验及经济学研究表明这些计划可能很有收获。然而，自我控制对人口的健康、财富和公共安全真的很重要吗？通过对1,000名儿童从出身至32岁的队列研究证明遵循一定的自我控制曲线，儿童期自我控制可以预测其身体健康、物质依赖、个人经济和违法犯罪情况。儿童期自我控制的情况可以分析他们青春期时的智力、社会阶级以及所犯的错误。在另外一次由500对同胞参加的队列研究中，尽管他们的家庭背景相同，但自我控制力差的同胞其结局也较差。调节自我控制力也许可以减少整个的社会成本、节约纳税人的金钱并促进繁荣。

Neural, not gonadal, origin of brain sex differences in a gynandromorphic finch
PNAS 2003 100 (8) 4873-4878; published ahead of print April 2, 2003, doi:10.1073/pnas.0636925100

过去认为性荷尔蒙仅会影响第二性征，过去认为性荷尔蒙也影响了脑的发育，然而一项新研究显示性染色体也是关键。

一双怪异的斑马芬雀（Taeniopygia guttata）是半雄半雌的鸟，右半边的细胞带有雄性染色体（两对Z染色体），左半边的却是雌性的（一个Z和一个W染色体）；牠们有一个睾丸和一个卵巢；牠们的羽翼，右边明亮，左边暗淡。

当洛杉矶加州大学的Arthur Arnold和西雅图华盛顿大学的鸟类学家John Wingfield研究了它的大脑，也发现其大脑也分为雌雄两边。这样的雌雄差异曾被认为是因为性腺分泌的荷尔蒙所造成的，而非神经细胞本身。可是当两边的脑接受到相同的荷尔蒙讯号，差异仍存在，显示不同的遗传组成也是原因。

该阴阳斑马芬雀唱的是雄鸟的歌，它的脑在相同的混合荷尔蒙之作用下，右脑的歌唱中枢仍大于左脑的。它与雌鸟交配产下有生育力的小鸟。

Arnold认为他们的结果有助了解不同性别对疾病的敏感性，因为一些状态对不同性别有不同影响。

Deoxygenation of the Baltic Sea during the last century
PNAS 2014 111 (15) 5628-5633; published ahead of print March 31, 2014, doi:10.1073/pnas.1323156111

一项研究发现，波罗的海氧浓度的不断下降可能主要是由于从陆地进入这个海的营养物质数量的增加。当人类造成的营养物质过剩刺激的水藻生产所消耗的氧超过了来自物理的水混合过程的氧供应的时候，就导致了深海海水的脱氧。缺氧特别影响波罗的海，由于与大洋的交换有限，它特别容易脱氧。为了评估波罗的海缺氧的营养和气候这两种因素的作用，Jacob Carstensen及其同事研究了115年的水氧和盐度谱，发现在这段时期内缺氧增加到了原来的10倍。这组作者报告说，波罗的海目前的缺氧程度主要是由于人类带来的营养物质通过河流冲入了这个海，尽管过去20年气候变暖通过增加生物呼吸作用率和减少氧溶解度，也对不断扩张的缺氧区有贡献。这组作者说，这些结果提示寻求修复波罗的海生态系统的举措应该把重点放在减少营养物质上。

Evolutionary pathway to increased virulence and epidemic group A Streptococcus disease derived from 3,615 genome sequences
PNAS 2014 111 (17) E1768-E1776; published ahead of print April 14, 2014, doi:10.1073/pnas.1403138111

科研人员确定了把一种温和的微生物变成导致坏死性筋膜炎的病原体的进化路径。尽管已经进行了数十年的研究，流行病为人类健康带来了相当大的威胁，这部分是由于科研人员一直无法确定把一些微生物变成有毒力的病原体的关键分子事件的本质与时间安排。James Musser及其同事把焦点放在了一种特别有破坏力的感染上，他们把动物毒力研究与对A群链球菌血清型M1——所谓的“食肉”细菌——的3615个菌株的一项遗传分析结合起来，追踪这种病原体的起源到了一个祖先细胞。这个祖先首先产生了一个毒力因子，通过一系列的步骤进化，直到20世纪80年代初它获得了负责制造导致坏死性筋膜炎的破坏性效应的两种毒素的基因。这组作者说，获得这些基因是是这种病原体出现并转变为一场全球流行病之前最后的重大事件。这组作者说，该研究表明了这类分析可能有助于预测新菌株的出现、指导有效的公共卫生干预措施，并且改善疫苗的开发。

Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection
PNAS 2008 105 (30) 10513-10518; published ahead of print July 28, 2008, doi:10.1073/pnas.0804549105

美国弗雷德哈钦森癌症研究中心发现microRNA——一种有效调控基因表达的重要分子——为癌细胞所释放并且进入血液循环中，这使得这类小分子可以被开发为一种新的生物标记用于检测最早期癌症。

（生物通：万纹）