本期《自然》《科学》精选

时间:2008年10月7日
来源:生物通

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10月2日《Nature》

封面故事:物种形成可通过感官驱动而发生
非洲湖泊中的慈鲷鱼是教科书中关于物种快速形成的典型例子,但其中所涉及的机制仍然不是很清楚。现在,对维多利亚湖中的慈鲷鱼所做观测研究,揭示了导致(通过自然和性别选择进行的、由感官驱动的)物种形成过程的视觉系统趋异演化(表现为视觉基因的分化、雄性的彩色化和雌性的喜好)的生态及分子基础。感官驱动假说预测,感觉和信号系统中对不同环境的趋异适应,可在种群的第二接触点(secondary contact)上引起交配前隔离(premating isolation)。除了为证明物种形成可以通过感官驱动发生而不需要地理隔离提供明确证据外,这项工作还为在由人为原因造成的维多利亚湖富营养化期间慈鲷鱼物种多样性的崩溃提供了一个机制性的解释。本期封面所示为彩色的慈鲷鱼Pundamilia nyererei 和 Pundamilia pundamilia以及一种野生的中间形态(图片最上边),背景为不同水深处的光谱。

艾滋病疫苗研究仍应从基础抓起
本期Nature上两篇文章所关注的内容一定是当今科学中最为优先的任务之一:寻找一种真正有效的艾滋病疫苗。Dan Barouch的综述文章介绍了迄今为止人们在这方面所做的工作,虽然目前所发现的候选疫苗都无效。Barouch认为,HIV-1疫苗研究目前仍处在其起步阶段,而且如果这个领域要取得进展,我们就需要把工作重点重新放在基础发现研究上

成年细胞能重新编程为可分泌胰岛素的细胞
如果能将大量完全分化的成年细胞以受控方式转变成能分泌胰岛素的贝塔细胞的话,糖尿病治疗的前景将会改变。虽然文献中有几个以这种方式生成贝塔细胞的例子,但这个过程迄今为止是无法控制的。所以,人们对Qiao Zhou等人发表的这一研究报告会感兴趣的。他们发现,患糖尿病的活小鼠的外分泌胰腺细胞可被重新编程,成为能够产生胰岛素的内分泌细胞,与贝塔细胞相似,从一种分化状态进入另一种分化状态,中间并不需转变成干细胞。这种策略是基于早先关于胰腺发育中所涉及转录因子的研究成果:三种因子(Ngn3, Pdx1 和 Mafa)的组合是该过程中的关键成分。

HIV/AIDS的过去和现在
来自金沙萨大学档案馆的一个历史性标本,被用来获取艾滋病出现之前的HIV基因序列。名为“DRC60”的样品来自1960年从当时比属刚果Léopoldville(即现在的刚果民主共和国首都金沙萨)的一位成年女性身上所取的一个淋巴结活检切片,它使得研究人员有可能对艾滋病出现之前的“化石”HIV-1序列首次进行演化分析,其办法是与来自同一时期的另一个病毒序列(来自1959年所取的一个血浆样品,也是在金沙萨)进行对比。 分析结果支持这样的观点:HIV-1在中-西非的多样化过程是早在人们发现艾滋病流行之前出现的(Letter p. 661; News & Views)。在近50年之后的今天,艾滋病成为中国的一个大问题。在中国,虽然HIV-1感染过去主要局限于高风险人群,但现在它却正在向普通人群扩散。Lin Lu等人报告了中国云南省为遏制艾滋病发展所做努力,那里由性传播所引起的HIV感染病例急剧增加。

数感与儿童的数学天赋
“近似值系统”(ANS)是一种大致的数感(number sense),已在没有语言计数系统的社会中、在人类婴儿中、甚至在猴子中被发现。一项新的研究显示,更为精深的数学天赋可能也与这一从演化上来说古老的能力相关。年龄在14岁左右、有数学天赋的儿童,被发现比数感不好的儿童能够更精确地完成ANS任务,而与他们的智商高低或视觉-空间推理技巧无关。这一发现提出了一个问题:是更好的数学背景促使那些儿童能够更好完成ANS任务、还是早期在ANS方面的辅导有助于提高他们的数学能力?

能够激发先天免疫系统的分子STING被发现
Hiroki Ishikawa 和Glen Barber报告,他们发现了一种名为STING (STimulator of INterferon Genes)的分子,该分子能够识别DNA 和RNA病毒感染,并通过触发干扰素的产生来激发身体的先天免疫系统。STING(一种以前未定性的蛋白)是在对其激发干扰素β启动子的能力所进行的一项表达筛选(expression screen)研究中分离出来的。它主要存在于内质网中,通过IRF3 和 NF-κB通道的激发来促进干扰素的产生。它还与RIG-I蛋白(一种模式识别受体,参与RNA病毒检测)发生相互作用,也与易位子适配蛋白Sec61β发生相互作用,从而说明易位子或在新生多肽向内质网的内部(cisternal 或lumina)空间转位中所涉及的转位通道在先天免疫信号作用中扮演一定角色。

Myc的确可能是一个有效的抗癌目标
Myc基因为一种转录因子编码,这种转录因子在正常细胞的基因调控中起中心作用。它还是一种致癌基因,在很多不同类型的肿瘤中过度表达或被放大。虽然这使它成为抗肿瘤药物的一个候选目标,但其在很多正常细胞功能中的参与、疗效证据的缺乏以及对其进行定位所存在的困难意味着,在很多潜在目标的名单中它都不是居首位。但这种情况有可能会改变。Soucek等人利用Ras-依赖型肺癌的一个小鼠模型(在该模型中,Myc功能实际上可被打开和关闭)发现,内生Myc的抑制可触发肿瘤抑制。重要的是,虽然Myc的系统性抑制在其他组织中也有效,但在这些组织中其效应是很容易逆转的,说明Myc也许是一个有效的抗癌目标。

HIV-1蛋白酶的观测研究
HIV-1蛋白酶是病毒成熟所不可或缺的,这使其成为抗HIV疗法的一大潜在目标。它所起作用是将新形成的聚合蛋白质Gag 和 Gag-Pol分开,以产生结构和功能蛋白的成品,包括其本身在内。现在,研究人员利用NMR光谱和“顺磁弛豫增强”对HIV-1蛋白酶自处理过程中的早期事件(在这些事件中,一个前体二聚物被认为经历分子内解理)进行了观察。该研究显示,虽然这种蛋白酶主要是单体的,但它也以瞬时“遭遇络合物”(encounter complexes)的形式存在,这些络合物相对于成熟二聚物有一系列不同取向。N-端区域与基质结合点发生瞬时亚单元内和亚单元间接触,使得当“遭遇络合物”处于正确二聚物取向时自解理能够发生。

 

10月2日《Science》


对蓝鳍金枪鱼的帮助   
 
  
据10月2日的《科学》杂志报道说,一项新的发现表明,出生在墨西哥湾的西方蓝鳍金枪鱼和出生在地中海的东方蓝鳍金枪鱼,它们在发育期的时候都汇聚在大西洋中。这一发现有可能会触发对有关保护措施的修改,并帮助增加该物种的数量。目前,这两种大西洋中蓝鳍金枪鱼的种群数都处于一种非常脆弱的状态,而当前的保护措施似乎也不奏效。Jay Rooker及其同僚通过比较这些鱼内耳中的碳和氧的同位素比例来确定许多金枪鱼种群的出生地。他们发现,当这两个种群在大西洋中相互混合之后,东方和西方的蓝鳍金枪鱼种群又回到它们的出生地去产卵。这一发现披露,这些鱼会跨过国际管辖的权限,而研究人员提出,人们应该根据这一发现修改相应的国际性保护条例。Rooker及其同僚还说,在缅因湾和圣劳伦斯湾周围的水域是西方蓝鳍金枪鱼种群中的性成熟成年金枪鱼的一个庇护场所,而西方蓝鳍金枪鱼的状况比东方蓝鳍金枪鱼要更糟。这一发现应该也被编入新的保护方针之中。最后,文章的作者表示,对这种渔业资源的开发需要采取更为保守的方法才能使西方蓝鳍金枪鱼的种群有所恢复,其中包括杜绝在墨西哥湾中的混获做法。

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ARTICLE #20: "Natal Homing and Connectivity in Atlantic Bluefin Tuna Populations," by J.R. Rooker; R. Schloesser at Texas A&M University in Galveston, TX; D.H. Secor at University of Maryland Center for Environmental Science in Solomons, MD; G. DeMetrio at University of Bari in Valenzano, Italy; B.A. Block at Stanford University in Pacific Grove, CA; J.D. Neilson at St. Andrews Biological Station in St. Andrews, NB, Canada.

无中见有

据10月2日的《科学》杂志报道说,当个人对一种处境缺乏控制能力的时候,他们更容易看到某些实际并不存在的模式,希望籍此恢复其对这种处境的控制能力。但是,他们还说,自我肯定的训练可以减少某个人的这种被称为错觉模式感知的欺骗性的现象。这些发现证实了长期存在的信念,即对某种模式的感知是一种由缺乏控制能力的无助感所引起的一种代偿性的机制。他们还对如何克服这种错觉模式感知提供了见解。Jennifer Whitson 和Adam Galinsky在人类受试者中开展了6个试验。在这些试验中,他们诱发出一种缺乏控制能力的情况并用多种不同的刺激来测度错觉模式感知以得出这些结论。他们发现,在不同的试验中,缺乏控制能力的试验参与者会感受到更多的错觉模式,如:在喧闹声中看到画面,在股票市场资讯中形成错觉性模式,感受到阴谋论以及出现迷信信念等。研究人员提示,感知模式,即使是错觉性的,也足以使缺乏控制的无助感得到安慰,并甚至会不时地令人适应它,但人们可以通过自我肯定的训练来减少这种错觉性感知模式。

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ARTICLE #15: "Lacking Control Increases Illusory Pattern Perception," by J.A. Whitson at University of Texas in Austin, TX; A.D. Galinsky at Northwestern University in Evanston, IL.

全世界哺乳动物的处境
  

据10月2日的《科学》杂志报道说,根据一项新的重要调查披露,全世界的陆地哺乳动物中,有1/4的物种的生存受到威胁,而海洋哺乳动物物种中有1/3生存受到威胁。在陆地上,主要的危险来自哺乳动物栖息地的丧失、捕猎和收集;而在海洋中,污染以及渔业的间接影响所造成的危害最大。Jan Schipper及一个国际性的研究团队编纂了世界上5487个哺乳动物物种的数据。并在现在将全世界的有关这些动物的保护状态及其分布情况的评估进行了介绍。上一次的这类的评估是由International Union for the Conservation of Nature在1996年完成的。这些作者说,我们对哺乳动物了解的不完整程度仍然令人震惊。这次的新的评估包括了海洋哺乳动物和许多第一次进行评估的其它物种。这是由130个国家的超过1700名专家所作出的协作性的努力:他们收集了有关物种的分类学、分布、栖息地、生态学、威胁、人类使用、污染趋势和保护措施等详细的资讯。评估的结果显示,南亚和东南亚的海洋哺乳动物和陆地哺乳动物所面临的前景尤其黯淡。例如:这一地区的79%的灵长类物种受到物种灭绝的威胁。

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ARTICLE #16: "The Status of the World's Land and Marine Mammals: Diversity, Threat, and Knowledge," by Jan Schipper of IUCN Species Programme in Gland, Switzerland and colleagues. A full list of authors is available in the manuscript.

 

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