本期《自然》《科学》精选

　　本期《自然》《科学》精选

　　生物通综合：

11月22日《Nature》

封面故事：体细胞核转移方法成功用于灵长类动物

对成年细胞重新进行编码的方法是人们苦苦追寻的，因为通过这种方式可以生成与患者的细胞在遗传上能够匹配的细胞。这样的胚胎干细胞也许可用于治疗，而不会产生免疫排斥。重新编码的一种方法是体细胞核转移，即把一个成年细胞核插进一个卵母细胞中，而这个卵母细胞已将自己的核去掉。这样可诱导形成一个早期阶段的胚胎（胚泡），从它上面又可提取并培养出胚胎干细胞。以前，只有对小鼠才有可能做到这一点。现在，Byrne等人已经成功将这种方法用于灵长类动物。他们以灵长类成年成纤维细胞为起点，从来自14只猕猴的304个卵母细胞培育出了两个胚胎干细胞系。这一成功说明，该方法也许适合生成来自患者的胚胎干细胞。Nature杂志网站上还发表了与该论文及News & Views文章相伴的一篇确证论文。本期封面所示为除核前的一个卵子。 该卵子被一个移液管所固定，其右边是一个用来除核的尖尖的移液管，其端部指向该卵子的细胞核。


婴儿也能辨别是非

成功社会互动的关键是具有准确评估对方（不管是朋友还是敌人）意图的能力。对人类来说，这种能力在生命的非常早的时期就存在了。对6个月和10个月大的婴儿所做的一项新的研究表明，人类开始进行社会评估的时间甚至比我们所认为的还要早，即在他们学会使用语言之前就开始了。参加该研究的婴儿能够根据行为者的社会行为来对他们进行评估——他们会被一个帮助某一不相关的第三方去实现他或她的目标的人所吸引，而会避开一个妨碍某一第三方实现目标的人。这些发现支持这样一个观点：成年人的社会评估行为的某些前身特征甚至在婴儿身上也是存在的。这种技能可能是一种生物学上的适应性，它也可能是后天道德思想和行为的基础。


抗抑郁剂“米安色林”能延长寿命

对线虫Caenorhabditis elegans体内能够延长寿命的化学成分所进行的一项大规模筛选得出一个让人吃惊的结果：“米安色林”——一种用作人类抗抑郁症药物的化合物——能够将线虫3个星期的寿命延长近三分之一。在人体中，这种药物通过神经传递物质5-羟色胺阻断神经信号作用； 而其能够延长线虫寿命的效应似乎也涉及5-羟色胺和章鱼胺（octopamine）受体的阻断。其他相关的抗抑郁剂也有一个类似的效应，用不同突变体所做的试验表明，该药物延长寿命的效应所涉及的机制与通过节制饮食来延长寿命的机制相似。一种可能性是，“米安色林”诱发了一种感觉到的、而非真正的饥饿状态。有趣的是，刺激胃口是“米安色林”在人体中的一个副作用。所以存在这样一个可能性：胃口好坏和寿命长短在线虫身上和在人类身上也许都是相联系的。

不知道害怕的小鼠

照片上的小鼠不知道害怕。更准确地说，它对于讨厌的气味不能产生先天性的行为反应，而这种反应正常情况下可以保护小鼠不去吃腐烂的食物或避开某种捕食者的气味。在这种小鼠中，其嗅觉上皮的一个区域（鼻腔内一个对气味敏感的上皮组织）中的嗅觉神经元已经被白喉毒素基因的定向表达除掉了。虽然没有先天的厌恶行为，但该小鼠却能探测和辨别讨厌的气味，并且可以条件性地做出厌恶反应。这些结果表明，同免疫系统一样，小鼠的嗅觉系统也具有“硬件连接的”、通过遗传程序编码的神经回路，它们与后天获得的、与先天系统联系在一起的适应性回路是并行的。


一种高温铜氧化物超导体的表面结构

最近的一篇论文（Nature 447, 565-568; 2007）详细阐述了一种由空穴掺杂的高温铜氧化物超导体在其正常金属状态下的电子结构。在未充分掺杂的材料（由小袋组成）中观测到的费米表面被发现与在过度掺杂的材料中观测到的费米表面形成鲜明对比，并且与传统金属的费米表面也很不一样。现在，David LeBoeuf等人通过对“Hall效应”进行测量发现，费米表面中的这些结构是“电子小袋”（electron pockets），而不是像最初所怀疑的是“空穴小袋”（hole pockets）。这种小袋的形成有可能是由一种神秘的、能够打破对称的相所产生的一个结果，与在一些由电子掺杂的氧化铜中所看到的相似。这种复杂的相似乎是氧化铜的一个普遍性质，因此它预计也许在决定高温超导体性质中扮演一个中心角色。

北美和北欧冰川地区地表水变棕的原因

关于北美和北欧很多偏远冰川化地区地表水随所溶解有机碳浓度增加而变得越来越呈现棕色的报道非常多。人们提出了几个假设来解释这一效应，其中包括最近的气候变化，但这个问题仍然存在争议。现在，一项新的研究工作，将对来自超过500个偏远湖泊和溪流的时间序列数据所进行的分析与一个简单模型结合了起来，发现所溶解的有机碳浓度实际上是与大气沉降物中硫酸盐和海盐含量的下降密切相关。因此，溶解的有机碳浓度也许正在向19世纪酸雨第一次出现之前典型的浓度水平回归。

海洋浮游植物对二氧化碳的吸收

工业化以来由化石燃料所产生的二氧化碳有近一半已被海洋吸收，造成可以测量得出的酸化和碳酸盐饱和。最近一系列研究报告提出，如果由人类活动造成的二氧化碳生产不加限制地继续下去，那么未来将会发生严重的海水酸化。 以前的研究工作主要针对酸化对各海洋物种的影响。现在，在挪威的Raune Fjord所进行的一项实验研究中，研究人员利用环境尺度的中型受控生态系统对二氧化碳吸收在一个自然群落生态系统中的效应进行了估计。结果表明， 海洋浮游植物的二氧化碳消耗因该气体浓度增加所产生的空间压力而明显增加，而营养摄取却没有变化。如果这个结果能够应用于整个海洋，那么这一生物反馈效应也许就是大气二氧化碳浓度的一个重要限制因素。

裸子植物化石研究

关于开花植物出现时间的研究工作因很多保存完好的花粉化石的发现而在过去25年里发生了革命性变化。但裸子植物（针叶树）化石所受到的关注却不是那么多。Friis等人利用一种最近开发出的同步辐射X-射线断层扫描技术改变了这种状况。它们获得的图像以高分辨率显示了内部结构。一些白垩纪裸子植物的种子结构表明，买麻藤目（Gnetales）（一个模糊的、在进化上难以确定位置的裸子植物类群，有三个现存的属）和Bennetitales （一种像苏铁的已经绝灭的重要植物类群）之间存在着演化联系。

白蚁为什么能吃木料？

吃木料的高等白蚁是一个极为成功的动物类群，在帮助环境中的碳周转方面发挥一个重要功能。进行那些使得白蚁的生活方式成为可能的关键反应的并不是白蚁本身，而是在它们的后肠中所发现的能够降解木质纤维素的共生细菌。对来自哥斯达黎加一个雨林的超过150只树生白蚁的肠道细菌所做的一项环境基因组分析，显示了一系列不同的细菌纤维素酶和木质糖水解酶基因以及在其他共生功能中重要的基因。该数据集包括大约1000种细菌木质纤维素水解酶同源物质，它们当中有些是在活白蚁身上原位表达的。 这项工作表明，白蚁是有可能在将木质材料转化成生物燃料的过程中使用的细菌酶的一个丰富来源。

植物防止晒伤的机制

植物要生长的话就需要阳光，但如果阳光太强烈，它们就会被晒伤。为了保护自己不被晒伤， 植物叶绿体中用于利用光线的“天线”在阳光太强时会迅速地、可逆地切换到一种光保护关闭状态。然后，其所吸收的有潜在危害的能量就会以热量形式耗散掉。对于这种能量耗散过程的机制，研究人员在完好的叶绿体膜中和整片叶子中已经用振动莱曼光谱进行了研究。结果表明，绿色植物主要光利用复合物LHCII在不同环境条件下能在不同构型状态之间进行切换，以调控能量流，从而控制在为进行光合作用而有效利用光能和在以热量形式耗散光能之间的平衡。

 

11月23日《Science》

人很关心相对报酬
 
在年终评比、提工资和发奖金的日子越来越近的时候，神经科学家报告说，通过观察人大脑的社会比较处理器——腹侧组织层的激活，人的确关心相对报酬。经济学家在决策模型中将绝对收入作为确定幸福的因素。然而经验显示，社会心理学家和人类学家更关心相对报酬，但是其中的神经生理学在此之前还不清楚。Klaus Fliessbach和德国同事的这项研究显示，相对于游戏伙伴的更多、相等或更少的奖赏能激活腹侧组织层—— 一个在响应和预测奖赏中起中心作用的大脑区域。研究人员用脑成像扫描仪同时测试一对研究对象，他们让研究对象完成一个简单的估计任务，并因此得到钱的奖励。研究人员首先给他们公平的奖励，由此得到腹侧组织层活动的一个基线。随着实验的进行，研究人员把奖励改成不公平的，引起腹侧组织层活动超越基线，并与研究对象和另一研究对象相比是否公平关联。研究人员还发现，即使研究对象没有作出决定，腹侧组织层也活跃，意味着以支付计的社会地位的计算也许是自动的。
 
不知己但知彼
 
R. Shayna Rosenbaum和同事在本期一篇简报中指出，与被接受的心理学理论相反，两位大脑受损的人虽然对他们过去的生活没有任何记忆，但他们仍然能推断他人如何想和感觉。能记住过去的经历以及能推断他人想法的能力被认为是人类独有的。这两个能力类似而且被认为是相关的，但是很难检验。研究人员找到两位研究对象，他们失去了个人记忆，但能记住他们大脑受伤之前的事实。当研究人员让这两人和其他14位对照完成一系列评价他们确定他人的想法和感觉的测试，发现两位大脑受伤的人与对照组的能力没有明显差别。
 
改进骨髓移植预处理的新线索
 
用小鼠进行的新研究提出一个改进骨髓移植效率的方法，从而使捐献的干细胞能更多地成活并且开始为身体供血作贡献。研究人员说，在移植前用一个抗体将宿主现有干细胞耗尽的方法产生的副作用，也许比现在用的准备身体接受移植的常规预处理的方法要小。虽然骨髓移植的成功部分地取决于宿主的免疫系统接受还是排斥新细胞，但有证据(比如移植在有严重免疫缺陷患者的身上失败)表明还有其他障碍存在。Agnieszka Czechowicz和同事现在揭示，在一个小鼠模型中，宿主现有的造血干细胞阻碍捐献干细胞的植入。他们用名为ACK2的抗体做试验，该抗体识别和阻碍一个被称为c-kit的酶，该酶是造血干细胞一个重要的调节因子。将这个抗体注入小鼠体内，耗尽了现有的干细胞，为移植细胞的植入清除了障碍。虽然这一方法是否能用于人类还需要进一步研究，但是文章作者提出，用类似ACK2的抗体也许是“一个取代常规预处理方法的有吸引力的选择，现有方法有很大的健康风险”。