10月《自然》子刊文章纵览

　　：《自然》杂志是国际权威顶级学术杂志，除《自然》杂志本身外，还有多个自然子刊，包括《自然－方法学》、《自然－遗传学》、《自然－生物技术》、《自然－医学》和《自然－神经科学》、《自然－细胞生物学》、《自然－免疫学》、《自然－材料学》、《自然－结构和分子生物学》。以下为10月号几个《自然》子刊的内容选读。

　　

生物通综合：《自然》杂志是国际权威顶级学术杂志，除《自然》杂志本身外，还有多个自然子刊，包括《自然－方法学》、《自然－遗传学》、《自然－生物技术》、《自然－医学》和《自然－神经科学》、《自然－细胞生物学》、《自然－免疫学》、《自然－材料学》、《自然－结构和分子生物学》。以下为10月号几个《自然》子刊的内容选读。

 

《自然－遗传学》

 

多发性硬化症的新遗传线索

 

多发性硬化症是一种自体免疫疾病，患者大脑的中枢神经系统因失调而导致发炎和神经细胞死亡，最终导致进展性的运动功能丧失，科学家们认为环境和遗传因素的共同作用导致这种疾病的原因。在10月出版的《自然-遗传学》上，两项研究展示了与多发性硬化症感病性相关的基因区域。

 （Figure: The strongest peak of association spans the centromere of chromosome 1.）

    以前的研究发现，这种疾病发病的风险并不是单个基因造成的，而是涉及到与免疫识别和反应相关的大遗传区域。George Ebers和同事展示了加拿大和芬兰的多发性硬化症患者在这一遗传区域的高清晰度图像。他们纯化了该遗传区域的边界，发现一组与调节外来蛋白质的免疫反应相关的基因。在另一个相关的研究中，David Reich和同事用计算机模拟找到了在不同人群中的风险因子变体，发现了影响多发性硬化症的新遗传线索。他们将患有多发性硬化症的非裔美国与健康人进行对比。与传统方法相比，新的计算机方法能更有效地鉴别出导致这种疾病的因子，而且还可用于鉴别其它常见病的致病因子，如狼疮、肾脏疾病和II型糖尿病。

    参考英文文献：A whole-genome admixture scan finds a candidate locus for multiple sclerosis susceptibility 
    Published online: 25 September 2005 | doi:10.1038/ng1646

 

“错误阈限”的概念

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“错误阈限”的概念

在9月出版的《自然－遗传学》上，一篇研究报告也许能让我们对与地球上人类进化相关的一个关键障碍有新认识：遗传综合体是如何进化出来的？活细胞从复制分子进化而来，这个理论的一个问题是：这些复制过程天生并不完美。更大和更多复杂分子也许有能力预防或纠正复制中的错误（如变异），但如果复制目标过大，发生变异的风险就会增加。科学家们认为，这种被称为“错误阈限”困境是复杂分子进化的致命障碍。

 （Figure: Mutagenized ribozymes.）

    Eors Szathmáry和同事推算出许多变异不会成为真正复制体的致命障碍。他们在一个真实RNA酶的预计结构上检验了真正变异的效果，发现许多变异其实根本没有效果，或者甚至会抵消其它变异引起的损害。这种来自“变异消融”的缓解足以让一个拥有7000个碱基对的微型基因组在RNA的世界中存活。科学家们一直对“错误阈限”的概念非常有兴趣，它可以成为今天对付病毒的一种方法，即通过药物诱导病毒的复制过程发生超出其承受力的变异。

    参考文献：Real ribozymes suggest a relaxed error threshold 
    Published online: 28 August 2005 | doi:10.1038/ng1621

 

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《自然—医学》

 

    为什么 H5N1如此致命

    对越南感染上禽流感病毒H5N1的患者的一项研究揭示出一些线索，可以帮助我们理解为什么H5N1是如此致命，这项最新的研究结果发表在10月号的《自然—医学》上。

    Menno de Jong和同事将一组感染上H5N1的患者与另一组感染上两种人流感病毒的患者进行对比，分析两组患者的病毒水平及其对免疫系统的影响。与感染人流感病毒的患者相比，感染H5N1的患者在咽喉部的病毒载量水平要高很多，死亡的H5N1患者体内的病毒载量水平则是最高的。在死亡的患者的血液里常常可以检测到这种病毒。Jong和同事还发现，高水平的H5N1会刺激部分炎症细胞因子的释放；炎症细胞因子的水平与病毒载量相关，死亡患者体内的炎症细胞因子水平最高。致命的H5N1感染与外周血液中淋巴细胞的丧失也有关。

    Jong等认为新发现支持了这样的观点：H5N1病毒的复制水平比人流感病毒的复制水平高得多，高水平的H5N1激发了过度的炎症反应，导致肺部功能的丧失甚至死亡。他们还提出早期诊断H5N1感染的重要性，并应尽早使用抗病毒素将病毒的复制阻断在萌芽期，防止过度的炎症反应。

《自然—生物技术》

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《自然—生物技术》

 

生产更好的生物塑胶

 

    聚羟基脂肪酸酯类(Polyhydroxyalkanoates, PHAs)是一种类似塑料的分子，它能储藏能量，这也是动物积存能量的方式。有许多细菌会像PHAs一样能储存能量，富养罗尔斯通氏菌(Ralstonia eutropha H16)是众多制造可生物降解塑料的细菌分子中的一员，但与同类分子不同的是，这种分子只需要氢和二氧化碳就能生存。研究人员在10月号的《自然—生物技术》期刊上报告说，他们测出了R. eutropha H16的基因组序列。

    每年从化石燃料中制取的塑料高达3500亿磅，主要是从石油中制取。相对于从石油制取的塑料来说，以可再生能源为原料制取的PHAs对环境更加友好，而且可以对它们进行改良以满足多方面的应用，比如从制模所需要的强塑料到树脂涂层。

R. eutropha H16的基因组序列揭示出50多个可能与细菌的生物塑胶制造机制有关的新基因，增加了我们对堆积在细菌中的PHA的认识。到目前为止，可以通过改变细菌的饲料来改良生物塑胶的基本性质。这些新基因提供了一种可能性，即可以通过基因改造工程对细菌甚至植物进行改良，拓展我们每天生活所使用的生物塑料的多样性。

 

《自然—神经科学》

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《自然—神经科学》

 

    过分专注损害视觉感知力

    我们通常认为更好认识某种客体的方法之一是专注于它，但是在10月号的《自然—神经科学》上，一项研究认为持续专注实际会损害部分视觉的感知力。

    明暗对比度大的区域对更容易造成视觉刺激。以前的研究认为，注意力会让视觉刺激更容易看见对比度正在提高的对象。然而，实验结果与之相反，长时间地观察高对比度的刺激物会降低人的感知力。Ling和Carrasco向受试对象展示了黑白相间的条纹，并让他们报告这些条纹是向左还是向右倾斜；当条纹的黑白对比度低时，受试者更难完成这一任务。研究人员发现，当受试者专心致志地关注于特定的一套条纹时，即使条纹的对比度低他们也能完成任务。然而，在过长时间地关注后，受试者需要更高对比度的条纹才能完成这一任务。

    这些结果表明，实际上，过长时间关注于特定的刺激物可能是损害而不是提高了感知力。