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《PNAS》八大热点文章

作者:万纹 来源:生物通 日期:2017-01-12
导读

         《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 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。

关键字:  《PNAS》 

        《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 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:

        Cliff-edge model of obstetric selection in humans

        最近,来自奥地利和美国的一个小的研究团队发现统计证据表明,过去几十年来,通过剖腹产诞下婴儿的母亲数量增加,已经引起了进化上的改变——剖腹产宝宝的头越来越大,即使产道大小是固定的。这项新研究认为,这导致了更多的婴儿出生时具有过大的头颅。他们用逻辑学和数学得出了这个结论。他们注意到,逻辑学表明,如果出生时头大的婴儿可存活至成年——而不是在出生时死亡,就像人类历史的大部分情况——从而携带更大头颅的基因,然后在将来会诞生更多携带相同基因的婴儿,据证明头大的婴儿一般比头小的婴儿更健康,从而增加了繁殖的机会。为了支持他们的论点,他们对过去半个世纪的出生资料数据进行了运算,并发现全球的胎盆不称率已经从上世纪 60 年代新生儿的百分之 3,提高到今天新生儿的百分之 3.3。研究人员指出,这种增加可能是由于,使用剖腹产引起的进化变化,使得这种生产方式得以继续,然而他们承认,他们还没有任何实际证据。他们注意到,婴儿头部大小的增加可能是由于现代的生活方式,与过去几代人相比,现代人更加的久坐不动和富含卡路里。剖腹产率的增加 正导致人类进化发生改变

        Persistent sulfate formation from London Fog to Chinese haze

        这篇题为《从伦敦雾到中国霾:硫酸盐的持续性形成(Persistent sulfate formation from London Fog to Chinese haze)》的文章指出,在中国,农业氮肥和工业排放产生大量氨气污染,碱性的氨气促进了二氧化硫和氮氧化物的反应过程,形成大量硫酸铵,但也中和了酸性环境,使得中国雾霾在酸碱度上呈现中性。

        Cluster failure: Why fMRI inferences for spatial extent have inflated false-positive rates 功能性磁共振成像(fMRI,functional magnetic resonance imaging)是一种神经影像学方式,其原理是利用磁振造影来测量神经元活动所引发之血液动力的改变。用于这种方法的非侵入性、没有辐射暴露问题等优点,被广泛应用于神经科学研究。然而近期来自麻省总医院的一组研究人员发现,fMRI 数据处理最常用的软件包产生的假阳性率高达 70%,这令其所涉及的 40,000 项研究受到质疑。研究人员分析了来自 500 例健康对照的静息态(resting-state,就是大脑非任务状态,生物通注)fMRI 数据,然后随机分配到对照组和 “实验” 组,这些数据会被数千次分配到三个常见的软件包:PM、 FSL 和 AFNI 中的一个,造成假阳性。除了高得惊人的假阳性率,研究人员还在 AFNI 软件包中发现了一个 bug:当他们利用软件的一个调试版本时,能减少 10% 的假阳性率。研究人员指出,大多数采用这种错误软件的研究数据不可用,因此数据不容易重新分析。上万项研究采用的技术被质疑

        Metabolic features of chronic fatigue syndrome 研究者们最近发现了一类慢性疲劳症(CFS)的特有化学标记物,而且这一特征与其它物种在受到环境压力时出现的 “冬眠” 现象十分相似。慢性疲劳症又被称为肌痛性脑脊髓炎,能够对患者造成长达半年之久的疲乏症状。在这一时期内,患者会不时表现出头痛,睡眠障碍以及记忆问题等等。为了研究该疾病的生物学原理,研究者们招募了 84 名志愿者(45 名患者与 39 名健康人)进行试验。通过采集样本,他们筛选到了 612 个代谢标记,参与了血浆中 63 种不同的生化反应。通过比对健康人与患者之间的代谢物差异,作者们发现患有 CFS 的患者在其中 20 个代谢通路中出现了异常,而 80% 的代谢物水平也有明显下降。这意味着患有 CFS 的患者在代谢上述化合物时相比正常人有明显的障碍。这一特征与蠕虫在进行冬眠时的情况十分相似。

        Online social integration is associated with reduced mortality risk

        一项研究指出有更强社交网络的人寿命更长。研究人员将加利福尼亚的脸谱网用户与来自加利福尼亚公共卫生部门的重要记录相匹配。为了保护隐私,在自动匹配姓名和出生日期之后,对数据进行去识别和汇总。所有的分析都是在汇总数据上进行,所有的数据都是观测性的。

        第一个发现是,那些在脸谱网上有互动的人,比那些不在网上互动的人寿命更长。在使用脸谱网的人当中,研究人员查看了朋友数量、照片数量和动态更新、发布的帖子和发送的信息数量,以探析更活跃的人是否寿命更长。社交网络处于平均水平或者更多的人——在前百分之 50 至百分之 30,比那些处于最低百分之 10 的人寿命更长,这一发现与 “针对离线关系和长寿的经典研究” 相一致。

        PPARγ-coactivator-1α gene transfer reduces neuronal loss and amyloid-β generation by reducing β-secretase in an Alzheimer’s disease model 科学家们早就发现,在阿尔茨海默病患者的脑部有大量的β淀粉样蛋白沉积,尽管造成沉积的真正原因尚不清楚,它们却是造成神经细胞功能衰退和死亡的罪魁祸首。伦敦帝国学院的科学家们发现,通过表达一种叫做 PGC-1α的基因,可以有效地抑制β淀粉样蛋白的生成,从而保护神经细胞免受其伤害。在小鼠模型内进行的该基因疗法实验取得了良好的结果。 PGC-1α是转录因子 PPARγ的辅助因子,PPARγ在体内参与包括新陈代谢在内的许多重要生理活动的调控。在阿尔茨海默病的小鼠模型中进行实验时,研究人员使用经过改造的慢病毒携带 PGC-1α基因,直接感染小鼠皮层和海马部位的神经元。4 个月之后,与对照组小鼠相比,接受了基因疗法的小鼠脑内β淀粉样蛋白沉积减少了将近一半,而且并没有出现像对照组小鼠那样的神经细胞死亡现象。更重要的是,在专门为小鼠设计的记忆力测试中,接受了基因疗法的小鼠表现得比对照组明显要好,几乎达到了健康小鼠的程度。综上所述,PGC-1α基因疗法在治疗患阿尔茨海默病的小鼠时有着非常积极的结果。

        Evaluating the evaluation of cancer driver genes

        寻找癌症治疗方法的研究中,许多科学家使用基因组测序技术寻找促进肿瘤细胞生长的基因突变。为了帮助进行基因突变的筛选,一些研究人员开发了新的生物信息学方法。但是到目前为止仍然有一个重要问题存在:在众多定位促癌基因突变的策略中,哪种方法能够获得最精确的结果呢?为了帮助解决这一谜题,美国约翰斯霍普金斯大学的科学家们自行设计了生物信息学软件对目前一些发现促癌突变和区分癌细胞内良恶性突变的策略进行评估。这篇题为 “Evaluating the evaluation of cancer driver genes” 的文章最近发表在国际学术期刊 PNAS 上。研究人员表示由于遗传学研究方法在开发抗癌策略方面有潜在价值,因此对这些方法进行评估有非常重要的意义。

        PMS1T, producing phased small-interfering RNAs, regulates photoperiod-sensitive male sterility in rice

        水稻是自交作物,人类为了提高水稻产量,传统的方法是依靠自然突变和人工选择获得对当地自然和栽培环境具有良好适宜性的优良水稻品种,或者改良栽培技术。后来人们发现水稻也具有杂种优势,但是其特殊的花结构导致无法在田间大规模生产杂交种。1966 年袁隆平先生发文提出了利用不育系、保持系和恢复系三系配套的方法充分利用杂种优势提高水稻产量的理论构想,10 年后三系杂交稻开始在中国大面积推广种植。1973 年石明松先生在湖北沔阳(现仙桃)农垦 58 的大田中发现的光敏感雄性核不育水稻 “农垦 58S”,拉开了两系法杂交稻的序幕。农垦 58S 具有长日照条件下不育,短日照条件下可育的育性转换特性。所以长日照下可做不育系,短日照下做保持系,一系两用,大大简化了杂交过程。长期以来,国家也将两系杂交稻研究和应用在多个重大计划中作为重点予以支持。1989 年首个基于光敏不育水稻的两系杂交稻培育成功,二十几年来,两系杂交稻的种植面积逐渐增加,为水稻增产做出了重要贡献。张启发课题组从 1987 年开始水稻光敏不育基因的研究,于上世纪九十年代确定了农垦 58S 的光敏不育特性由 pms1 和 pms3 两个位点控制。经过近二十年的艰苦努力,2012 年他们报道了导致农垦 58 突变为农垦 58S 的光敏感雄性核不育基因 pms3 克隆的研究成果。最近在 pms1 基因的克隆和功能分析方面又取得了新成果。

        该论文指出 pms1 是不完全显性基因,编码一个长链非编码 RNA。pms1 的转录本 PMS1T 能够被 microRNA2118 识别并介导剪切,形成一串 21-nt 的小 RNA。这些小 RNA 在基因组上串联、首尾相连,也被称为 phasiRNA(phased small-interfering RNAs),是植物所特有的。农垦 58S 与可育品种在 pms1 区间存在一个突变的碱基,位于剪切位点下游的 24 bp,这一突变导致了农垦 58S 在长日照下能产生更多的 phasiRNA,从而造成雄性不育。

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