《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：

Experimental evidence of massive-scale emotional contagion through social networks
PNAS 2014 111 (24) 8788-8790; published ahead of print June 2, 2014, doi:10.1073/pnas.1320040111

一项研究发现，阅读脸谱网（Facebook）上的积极的帖子可能增加积极情绪；类似地，消极的帖子可能引起消极的情绪。Adam D. I. Kramer及其同事探索了出现在了689,003 名脸谱网用户的“信息流”（News Feed）功能上的积极和消极的内容的变化如何影响这些人发布的内容的类型。情绪可能以一种称为情绪传染的现象从一个人无意识地传给另一个人。此前测量了情绪传染的实验是基于人与人的相互作用，这导致一些科研人员质疑情绪传染是否取依赖于人际相互作用的线索，诸如非言语身体语言。社会网络已经表现出了情绪传染的观测证据，然而缺乏实验证据。

在当前这项研究中，在2012年1月的1周时间里，一些受试者在他们的信息流中看到的积极的帖子少于平常数量，而其他一些受试者看到的消极的帖子少于平常数量。这组作者发现，受试者随后在脸谱网的张贴量比那些信息流未受影响的用户下降了至多3.3%。此外，那些看到积极帖子少于平常数量的人发出的消极内容多了0.04%，积极内容少了0.01%。同样地，那些看到消极帖子少于平常数量的人发出的积极内容多了0.06%，消极内容少了0.07%。这组作者说，这些结果提示，尽管该研究的效应尺寸较小，情绪可能有能力通过社会网络传播。

Friendship and natural selection
PNAS 2014 111 (Supplement 3) 10796-10801; published ahead of print July 14, 2014, doi:10.1073/pnas.1400825111

西方有句谚语：朋友是我们选择的家人。美国一项新研究从遗传学角度证明了这句话的正确性：朋友之间虽没有血缘关系，但他们在基因上确实有一定相似性。

这项研究14日发表在美国《国家科学院学报》（PNAS）上。参与研究的加州大学圣迭戈分校教授詹姆斯·福勒说：“全基因组分析表明，平均而言，我们与我们的朋友具有遗传上的相似性。与陌生人相比，我们选择做朋友的人通常与我们有着更多相似的DNA。”

福勒与耶鲁大学教授尼古拉斯·克里斯塔基斯分析了近2000人的约150万个基因变异标记。他们发现，从统计学角度看，朋友之间有约1％的相似基因，这相当于拥有共同玄祖父母的人之间的基因相似度。

研究人员表示，1％看上去不多，但在遗传学上是一个“较大数字”。“许多人甚至都不认识与他们拥有共同玄祖父母的亲戚，但我们会在某种程度上选择类似这种亲戚的人做朋友，”克里斯塔基斯说。

新研究显示，朋友之间最相似的基因是味觉基因。研究人员说，这可能是因为具有相似味觉基因的人容易被相似的环境吸引。比如，喜欢咖啡香味的人可能会经常光顾咖啡店，因而容易与志趣相投者成为朋友。

相较而言，朋友之间差异较大的是免疫基因。一个可能的解释是，这对人类的进化有好处，因为当朋友之间能抵抗的病原不同时，他们就可能减少彼此之间传播疾病的可能性。

最让研究人员惊讶的是，朋友间最相似的基因似乎比其他基因进化得更快。研究人员说，这也许有助于解释过去3万年中人类为什么会加速进化，也说明社会环境自身可能是一种进化的力量。

Bodily maps of emotions
PNAS 2014 111 (2) 646-651; published ahead of print December 30, 2013, doi:10.1073/pnas.1321664111

这是一篇十分有趣的文章，关于人体情绪地图，在此前的研究中科学家已经发现，外界刺激致使人们情绪发生变化时，身体总能先一步做出反应。经由植物性神经系统，我们的身体能够对血液流速，神经递质分泌量等因素进行调节，进而使身体产生变化，然后更好应对接下来发生的状况。而在最近的一项研究中，来自芬兰的科学家则进一步根据人们在经历某些情绪时的反应，绘制了人体的“情绪地图”。

研究人员发现，在感受不同的情绪时，胸部区域和头部区域的变化是最为明显的。科学家推测这一变化可能与呼吸、心率和面部表情的改变相关。在经历愤怒、开心、悲伤和绝望时，人体的上臂感觉会得到不同程度的激活或抑制。而恶心则明显的引起消化系统的不适。而人们似乎只有在经历开心时，全身的所有区域都能得到激活。

在未来，科学家或可通过将“情绪地图”与脑电图结合，来进一步探索情绪产生和发展的整个过程。这一研究成果同时将为某些由器质性病变引发的精神疾病的治疗提供参考。

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

最近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。

Microbial biogeography of wine grapes is conditioned by cultivar, vintage, and climate
PNAS 2014 111 (1) E139-E148; published ahead of print November 25, 2013, doi:10.1073/pnas.1317377110

一项研究发现，在酿酒葡萄中存在的细菌和真菌群落与地区、气候和葡萄类型有联系。尽管酿酒葡萄携带一大批微生物，其中许多已知能影响葡萄藤的健康和葡萄质量，称为“风土”（terroir）的地区葡萄酒的特性常常被归结于生长技术以及地理因素。David Mills及其同事研究了葡萄上的微生物群落是否依据葡萄生长地的不同而变化。这组作者分析了加利福尼亚各地的葡萄园的两个生长季节的273份葡萄汁样本，结果发现地区、气候和葡萄品种影响着酿酒葡萄表面存在的真菌和细菌群落。这些发现提示在葡萄园环境条件和微生物模式之间存在一种联系。这组作者提出，这些模式可能有助于解释葡萄酒质量的地区差异。此外，该研究提示酿酒者可以开发出定制的策略从而改变微生物群落，改善葡萄和葡萄酒质量。这组作者说，这些发现还可能对于其他可能受到微生物群落的地区差异影响的农业产品具有意义。

Elite male faculty in the life sciences employ fewer women
PNAS 2014 111 (28) 10107-10112; published ahead of print June 30, 2014, doi:10.1073/pnas.1403334111

一项研究报告说，生命科学领域的男性精英教员训练的女性研究生和博士后研究人员的数量显著少于其他教员。尽管女性获得了所有生物相关领域博士学位的一半以上，女性在生命科学的教员层次上在很大程度上未被充分代表。为了研究学术界生物医学科学家的性别分布，Jason M. Sheltzer和Joan C. Smith收集了24所美国排名最高的研究机构雇佣的4,143名研究生、4,904名博士后人员和2,062名教员的可以公开获取的信息。这组作者发现，男性教员比女性教员雇佣了显著更少的女性研究生和博士后。此外，研究被霍华德•休斯医学研究所资助、被选为美国科学院成员，或者曾获得职业大奖的男性精英教员训练的女性比其他男性教员显著更少。相比之下，女性精英教员在雇佣模式上没有表现出性别偏见。在这些被调查的机构中的新助理教授在很大程度上是由来自精英教员实验室的博士后组成，而成功地训练了新的助理教授的教员的实验室中，男性博士后比例过多。这组作者提出，女性被某些成就较高的实验室排除，或者她们自我选择不去这些实验室，这可能限制了申请教员工作的有竞争力的女性候选人的数量。

RNA-directed gene editing specifically eradicates latent and prevents new HIV-1 infection
PNAS 2014 ; published ahead of print July 21, 2014, doi:10.1073/pnas.1405186111

研究人员利用了近一年来极其热门的CRISPR/CAS9基因剪辑技术。因简便、价廉、多功能和高效率，这种技术也被誉为“基因组编辑的魔术手术刀”。这种技术就是通过RNA（核糖核酸）做向导，把Cas9酶带到相应的位置，然后用这种酶切割病毒 DNA。

艾滋病病毒两端含有几乎对等的长重复序列，利用Cas9酶剪断长重复序列，便切除了其间的艾滋病病毒基因组，此后细胞可自我修复。

研究人员利用艾滋病病毒潜伏感染的多种细胞模型进行实验，包括巨噬细胞、小胶质细胞和T淋巴细胞等，均成功地根除了潜在的艾滋病病毒。

Three-dimensionally printed biological machines powered by skeletal muscle
PNAS 2014 111 (28) 10125-10130; published ahead of print June 30, 2014, doi:10.1073/pnas.1401577111

新一代微型生物机器人能收缩肌肉。美国伊利诺斯大学厄本那香槟分校工程师展示了一类行走“生物机器人”（bio-bots），由肌肉细胞推动、电脉冲控制，研究人员能对其发号施令。

新设计的生物机器人受自然的肌腱骨骼启发。据物理学家组织网近日报道，他们用3D打印水凝胶制成主骨，既能支持生物结构，又能像关节一样弯曲。再把一条肌肉锚在主骨上，就像肌腱把肌肉附着在骨骼上。生物机器人的速度由电脉冲频率来控制，频率越高，肌肉收缩越快，生物机器人也就走得越快。

（生物通：万纹）