Science杂志最受关注的文章（9月）

　　生物通报道：美国的《Science》杂志由爱迪生投资创办，是国际上著名的自然科学综合类学术期刊，与英国的《Nature》杂志被誉为世界上两大自然科学顶级杂志。Science杂志主要发表原始性科学成果、新闻和评论，许多世界上重要的科学报道都是首先出现在Science杂志上的，比如艾滋病与人类免疫缺陷病毒之间的关系，标志性基因组研究成果等。Science杂志近期下载量最多的文章包括：

Genomic surveillance elucidates Ebola virus origin and transmission during the 2014 outbreak

Stephen K. Gire, Augustine Goba, Kristian G. Andersen, Rachel S. G. Sealfon, Daniel J. Park, Lansana Kanneh, Simbirie Jalloh, Mambu Momoh, Mohamed Fullah, Gytis Dudas, Shirlee Wohl, Lina M. Moses, Nathan L. Yozwiak, Sarah Winnicki, Christian B. Matranga, Christine M. Malboeuf, James Qu, Adrianne D. Gladden, Stephen F. Schaffner, Xiao Yang, Pan-Pan Jiang, Mahan Nekoui, Andres Colubri, Moinya Ruth Coomber, Mbalu Fonnie, Alex Moigboi, Michael Gbakie, Fatima K. Kamara, Veronica Tucker, Edwin Konuwa, Sidiki Saffa, Josephine Sellu, Abdul Azziz Jalloh, Alice Kovoma, James Koninga, Ibrahim Mustapha, Kandeh Kargbo, Momoh Foday, Mohamed Yillah, Franklyn Kanneh, Willie Robert, James L. B. Massally, Sinead B. Chapman, James Bochicchio, Cheryl Murphy, Chad Nusbaum, Sarah Young, Bruce W. Birren, Donald S. Grant, John S. Scheiffelin, Eric S. Lander, Christian Happi, Sahr M. Gevao, Andreas Gnirke, Andrew Rambaut, Robert F. Garry, S. Humarr Khan, Pardis C. Sabeti

研究人员已经对来自西非病人的99个埃博拉病毒基因组进行了测序，西非是有记录以来发生最大规模埃博拉病毒感染爆发的地方。他们的结果对埃博拉病毒（EBOV）在2014年爆发时是如何及何时进入人群的提供了见解，它们可能会指导控制埃博拉病毒的传播及了解治疗标靶的方法。过去的埃博拉病毒感染的爆发局限于中部非洲，但2014年的爆发则是从西非国家几内亚开始的，并接着蔓延至塞拉利昂、利比里亚和尼日利亚。

与所有其它EBOV的爆发一样，有关的病毒株带有独特的基因变异。为了对它们进行描述，Stephen Gire等人应用深度测序技术对来自塞拉利昂某医院的78名患者的99个埃博拉病毒基因组进行了评估。通过将2014年EBOV的测序数据与早些时候的EBOV爆发的20个基因组进行比较，Gire等人确定，今年的爆发可能是在过去的10年内从中部非洲传播而来的。研究人员说，与过去的爆发——在这些爆发中，对如感染的狐蝠等病毒储库的持续接触促成了爆发的发展——相比，此次的病毒爆发始于某单一人储库的交换。它接着通过持续的人与人的相互交往而传播，它可能是通过将来自几内亚的2个EBOV病毒世系引入塞拉利昂而传播到那里的。（Gire等指向在几内亚的一个与埃博拉病毒有接触的治疗师的葬礼可能是这些病毒世系传播的源头。）考虑到目前疫情中的高死亡率，像那些在此获得的EBOV样本的演化是有限的。这些样本对了解独特的病毒突变是如何能够影响2014年爆发的严重性提供了一个起点。这些结果还表明，在疾病流行期间对病毒基因组进行快速测序如何能对疾病监控及指导有关治疗标靶的研究提供见解。尽管知道这些病毒序列没有即刻的治疗上的意义，但这一资讯对那些正在努力了解该疾病的科学家们是至关重要的。

The state of global health in 2014
Jaime Sepulveda, Christopher Murray

随着全球多种传染疾病，和慢性病的逐渐增多，公众对健康的关注度持续升温，Science杂志特别推出了“Global Health”专刊，邀请多位专家对目前全球健康形势，所面临的一些挑战，以及哪些技术方法有助于改善健康面貌等多个方面进行点评。其中一篇评论特别探讨了中国居民盐分摄入问题对健康的影响。

在其中一篇文章中，作者讨论了全球过早死亡的发生率，目前50岁不到的死亡率从1970年时的28%减半至2010年时的15%。尽管这代表了进步，但这一负担仍然可通过认真地降低如癌症和心脏病等非传染性疾病的事故和发生率的努力而进一步地减轻。

今年的一项研究表明，处于极度肥胖状态的成年人在年轻时死于癌症和许多其他疾病（如心脏病、中风、糖尿、肾脏和肝脏疾病）的风险，要远高于正常体重的人。

这项研究根据来自三个国家20个大型研究数据而得出，研究人员发现，在III级肥胖组中，随着BMI指数的不断增高，总体死亡风险和死于几种常见疾病的人数明显增加，在III级肥胖组中，主要致死疾病为心脏病、癌症和糖尿病。从BMI值40-44.9到55-59.9，预期缩减寿命从6.5年到13.7年。研究人员发现，III级肥胖者的寿命缩减年限，等于或高于同一研究中正常体重人群中的吸烟者。

虽然这一研究主要使用了自我报告的身高和体重测量，利用BMI作为肥胖的唯一标准，因此这项研究结果的精确度有限。然而，研究人员指出，这些研究结果强调需要采取更多行之有效的干预措施，来解决日益严重的极度肥胖所引发的公共健康问题。

Boundary condition of grounding lines prior to collapse, Larsen-B Ice Shelf, Antarctica
M. Rebesco, E. Domack, F. Zgur, C. Lavoie, A. Leventer, S. Brachfeld, V. Willmott, G. Halverson, M. Truffer, T. Scambos, J. Smith, E. Pettit

据一项新的研究报告，2002年，当南极庞大的Larsen-B冰架分裂并倒塌时，这是因为冰盖上方的暖化而非冰盖下方的不稳定造成的。这一发现会让科学家们意外，因为他们认为该冰盖的崩解主要是由于冰盖本身变薄以及冰盖下方海底所提供的支持丧失而发生的。

在Larsen-B冰盖坍塌之后，M. Rebesco及其同事对其下方的海底进行了详细的研究，并对冰盖的接地线——漂浮的冰盖在此与其下方的基岩相接——给予了密切的关注。由于冰盖的接地线可帮助调节有多少冰川的冰会被排放到海洋之中，因此这些支撑物样的边界线的改变对海平面的上升具有意义。在近些年中，它们的动态已经受到了密切监控。在这里，Rebesco等人揭示，Larsen-B冰盖下方的现代冰盖接地线是在1万2000年前形成的，并自那时以来始终没有变过；换言之，它在2002年没有显著的后退。研究人员说，如果Larsen-B冰盖不是因为接地线不稳而崩塌，那么其倒塌一定是由其上方的暖化引起的。他们的结果对表面过程控制着这一冰盖的解体的理念提供了支持。研究人员说，了解暖化的气温对这一冰盖的垮塌所起的作用可帮助科学家们更好地预测因为南极其它地方冰川的融化而致的未来海平面的上升。

Human tRNA synthetase catalytic nulls with diverse functions
2014年7月18日，8:00:00 | Wing-Sze Lo, Elisabeth Gardiner, Zhiwen Xu, Ching-Fun Lau, Feng Wang, Jie J. Zhou, John D. Mendlein, Leslie A. Nangle, Kyle P. Chiang, Xiang-Lei Yang, Kin-Fai Au, Wing Hung Wong, Min Guo, Mingjie Zhang, Paul Schimmel

据新的研究报告，经过一些可变操纵的众所周知的基因仍然会令我们吃惊，其所产生的用于生物性应用的蛋白产物是科学家们过去一直没有发现到的。这一点是重要的，因为大多数的人类基因都被多次进行可变性设计或剪接--尽管所致蛋白产物的实际性研究一直是阙如的。一个叫做AARS酶的酶族对将遗传密码变为活的现实是至关重要的；AARS酶将氨基酸——这是蛋白质的构件——送交给匹配的转运RNA分子或tRNAs。这个过程有时被称作给tRNA“装料”。一旦tRNA被装料，便可从DNA蓝图进行蛋白质翻译。先前的研究显示，AARS酶的可变剪接可产生具有新功能的全新的AARS蛋白。

为了对其进行研究，Wing-Sze Lo等人以AARS基因族作为目标并对来自可变剪接版本的蛋白进行了分析，他们发现了许多不同形式的蛋白产物，它们中的大多数失去了装料tRNAs的能力。有趣的是，过度表达这些AARS片段会导致不同的细胞活性——提示这些片段发挥了与那些所认识的AARS的典型功能不一样的独特功能。这项工作揭示，即使是特征得到充分描述的基因仍然会让我们感到惊讶，它们会产生具有其它多元的、功能先前没有被认识到的蛋白。

Intersection of population variation and autoimmunity genetics in human T cell activation
Chun Jimmie Ye, Ting Feng, Ho-Keun Kwon, Towfique Raj, Michael T. Wilson, Natasha Asinovski, Cristin McCabe, Michelle H. Lee, Irene Frohlich, Hyun-il Paik, Noah Zaitlen, Nir Hacohen, Barbara Stranger, Philip De Jager, Diane Mathis, Aviv Regev, Christophe Benoist

对于同种病原体，为何我们人体的免疫系统会做出不同的应答反应呢？来自麻省理工和哈佛大学Broad研究院，加州大学等处的研究人员近期完成了三百多个健康个体T细胞表达分析研究，从中找到了一些特殊的作用模式，也许能用于回答这一问题。

很早科学家们就发现免疫反应的产生具有个体差异性，这种个体免疫反应的差异与遗传因素有关，也就是说兔疫反应遗传是通过染色体上的基因来控制的，这些基因的存在是免疫反应产生的物质基础，因此对免疫反应基因控制的研究已成为近代免疫学中一个重要课题。

在这篇文章中，研究人员对来自非洲、亚洲和欧洲人后裔展开了分析，通过348位健康个体样品研究，他们发现激活各种不同的影响细胞信号的细胞因子或小的蛋白，似乎是这些不同个体中免疫应答出现差异的一个最重要原因。

The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis
France Denoeud, Lorenzo Carretero-Paulet, Alexis Dereeper, Gaetan Droc, Romain Guyot, Marco Pietrella, Chunfang Zheng, Adriana Alberti, Francois Anthony, Giuseppe Aprea, Jean-Marc Aury, Pascal Bento, Maria Bernard, Stephanie Bocs, Claudine Campa, Alberto Cenci, Marie-Christine Combes, Dominique Crouzillat, Corinne Da Silva, Loretta Daddiego, Fabien De Bellis, Stephane Dussert, Olivier Garsmeur, Thomas Gayraud, Valentin Guignon, Katharina Jahn, Veronique Jamilloux, Thierry Joet, Karine Labadie, Tianying Lan, Julie Leclercq, Maud Lepelley, Thierry Leroy, Lei-Ting Li, Pablo Librado, Loredana Lopez, Adriana Munoz, Benjamin Noel, Alberto Pallavicini, Gaetano Perrotta, Valerie Poncet, David Pot, Priyono, Michel Rigoreau, Mathieu Rouard, Julio Rozas, Christine Tranchant-Dubreuil, Robert VanBuren, Qiong Zhang, Alan C. Andrade, Xavier Argout, Benoit Bertrand, Alexandre de Kochko, Giorgio Graziosi, Robert J Henry, Jayarama, Ray Ming, Chifumi Nagai, Steve Rounsley, David Sankoff, Giovanni Giuliano, Victor A. Albert, Patrick Wincker, Philippe Lashermes

咖啡是最新的一种接受基因组测序的重要农作物。发表在9月5日《科学》（Science）杂志上的咖啡基因组草图提供了有关一些咖啡基因的新见解，它们赋予了咖啡豆独特的香气和咖啡因内含物。科学家们优先选择了对中粒咖啡（Coffea canephora）进行测序，而没有选择更广泛种植的小果咖啡(Coffea arabica)，因为前者具有更复杂的基因组.

研究人员发现咖啡中具有丰富的编码N-甲基转移酶(NMTs)的基因，这类酶在咖啡因的生成中起至关重要的作用。通过更一步的探查，研究人员发现相比于茶和巧克力中的一些NMTs，，咖啡的NMT基因与咖啡树中的其他一些基因更为相似。

该研究小组还发现了一些抗病基因，这将有助于开发出抵抗咖啡叶锈病的咖啡植物。咖啡叶锈病成为近年来出现在美国中国的一个重要问题

Prevention of muscular dystrophy in mice by CRISPR/Cas9-mediated editing of germline DNA
Chengzu Long, John R. McAnally, John M. Shelton, Alex A. Mireault, Rhonda Bassel-Duby, Eric N. Olson

目前利用CRISPR技术主要还是在基础研究方面，之前曾有研究人员利用CRISPR构建癌症模型，还有利用这种技术根除HIV病毒感染的，但总体来说临床上应用还是比较少的。

这项研究利用CRISPR阻止了杜氏肌营养不良小鼠模型中的肌肉退化，而且研究人员表示，虽然这尚未用于人体，但是这也为治疗肌营养不良症带来了新希望。

这项研究采用了CRISPR技术，这种方法能帮助研究人员像进行外科手术一样的精确“纠正”基因突变。对携带了突变dystrophin的小鼠，研究人员移除了它们携带突变的胚胎，在这些胚胎中注射了CRISPR 编辑元件，这些元件主要靶向并纠正dystrophin突变。然后将这些胚胎返回到野生型雌鼠体内。

Decreased motivation during chronic pain requires long-term depression in the nucleus accumbens
2014年8月1日，8:00:00 | Neil Schwartz, Paul Temkin, Sandra Jurado, Byung Kook Lim, Boris D. Heifets, Jai S. Polepalli, Robert C. Malenka

据Neil Schwartz及其同事的一项新的研究披露，慢性疼痛会引起脑的某个区域发生变化从而导致在小鼠中的动力的下降。慢性疼痛会在一种叫做甘丙肽的神经肽的帮助下让伏隔核中的神经元的连接改变，从而导致动力不足的行为。但是，研究人员还注意到，该影响可通过阻断甘丙肽的作用而被逆转。临床医生知道，在人类中，慢性疼痛、抑郁及对完成长期目标动力的下降常常是密切相关的。

为了探索这些联系，Schwartz及其同事对取自小鼠的神经元进行了观察，这些小鼠遭受着两种类型的慢性疼痛，其中包括在其后脚掌中注射致炎物质及通过损伤其坐骨神经而引发的疼痛。研究人员通过检测它们是否会尝试克服越来越困难的障碍以获取食物奖励来对小鼠的动力水平进行测试。有慢性疼痛的小鼠比其它小鼠在克服这些障碍时的动力要少，即使当它们被给予镇痛药以缓和这些疼痛时。。Schwartz及其同事得出结论，这种动力的下降似乎来自在动力神经回路中的甘丙肽依赖性的改变。在一则相关的《视角》文章中，Howard Fields在有关动力神经基础的其它近来发现的范围内对这些结果进行了讨论。

（生物通：万纹）