生命科学进展市公开课金奖市赛课一等奖课件

生命科学进展ReportfromSciencesince第1页第1页激素leptin与行为中间环节科学家们最近发觉激素leptin是通过大脑中愉快中心(pleasurecenter)发挥作用，使人们对食物兴趣减少，但对高能量消耗活动兴趣增长。Leptin被认为是体内“脂肪调整器”，当脂肪积累过多时，它克制食物摄取并增进新陈代谢。但是该激素作用内在神经行为机理以前始终不清楚。Fulton等人将大鼠连接到一个系统上，通过这个系统大鼠能够电刺激它们下丘脑几种部位来得到“脑刺激奖励”。当减少大鼠日常食物量时，大鼠增长了对一些部位刺激，但给它们注射leptin后，不再增长对这些部位刺激。其它部位不受限制食物影响，但受leptin影响。这些结果将leptin与大脑“奖励电路”(rewardcircuitry)联系在一起，这也是酒精及其它成瘾物质目的。激素leptin反作用表明它是通过减少一行为奖励值和增长与其竞争行为奖励值来影响行为。第2页第2页寄生虫生存策略引起疟疾寄生虫为了适应寄主体内免疫防御系统形成了一个不寻常策略：它们繁殖出更多雄性以适应特殊生存环境。许多动物依据本身生存环境调整它们后代性别百分比，新研究表明疟原虫是一个特例，其生存环境由寄主免疫系统所决定。Paul等人研究发觉当寄主产生激素促红细胞生成素(erythropoietin)使得骨髓中红细胞增长时，疟原虫性别百分比中雄性偏多。在这种情况下，血液对雄性疟原虫而言是一个恶劣环境，克制了寄生虫活动以及它们使雌性受精能力。做为回应，疟原虫就大量繁殖雄性后代。第3页第3页解读线虫基因组假如说基因组像一本书，那么科学家当前已能读出几种生物中大部分单词，也就是基因。但是要理解其中含义，科学家将不得不弄清这些单词是如何构成句子，也就是说这些基因做什么，它们指令是如何实现。一个研究小组通过研究由一组线虫基因编码蛋白质产物互相作用正在开展对这个问题研究。线虫基因组已所有测序。Walhout等人用一个新办法(该办法应当能使研究整个线虫基因组“语法”成为也许)，集中研究了涉及线虫阴门发育27个基因。他们能描绘出已知和也许新蛋白质互相作用并注释了约100个先前未区别基因产物。在相关研究评述中，Kim指出，由于哺乳动物和线虫拥有许多相同基因，线虫蛋白互相作用图将有助于发觉哺乳动物中类似互相作用。第4页第4页科学家用胚胎分裂克隆出猕猴ClonalPropagationofPrimateOffspringbyEmbryoSplitting,byA.W.S.Chan,etal.

一个科研小组在本期《科学》上宣布了猕猴Tetra问世，这是初次用分裂胚胎原始细胞办法“克隆”出第一只灵长类动物，该办法可用来取得多只完全相同动物。Chan等人在寻找避免老式克隆技术潜在缺点过程中，采用了这种新办法。他们希望用它哺育出适合于研究人类疾病遗传不变试验对象，也也许为以后进一步研究建立胚胎干细胞系。Chan等人技术把8个细胞猕猴胚胎分离成4个各含2个细胞组，研究人员然后把它们转移到一位“代理”母亲体内，希望哺育出一模同样四胞胎。尽管Tetra是唯一活着生下来，但该过程产生了4胎，成功率为31%，通常体外受精成功率是53%。第5页第5页补充维生素A“金色”大米EngineeringtheProvitaminA(beta-Carotene)BiosyntheticPathwayinto(Carotenoid-Free)RiceEndosperm,byXudongYe,etal.

研究人员用遗传工程办法研制出一个更富营养新型大米。这种大米将有助于消除当前正威胁着全世界许多人维生素A缺乏症。Ye等人将三种基因引入水稻中，使其产生β胡罗卜素。哺乳动物需要用β胡罗卜素合成维生素A。β胡罗卜素(也称维生素A前体)使大米这种常见主食呈现出金黄色。一旦这种植物繁殖系建立起来，发展中国家农民可免费得到种子。据预计，全球既有1.24亿儿童缺乏维生素A，造成各种健康问题，缺乏维生素A也是引起失明常见原因。Guerinot在相关研究评述中指出：迄今为止，大多数改变遗传特性试验仅需要转移一个基因，而Ye等人成功地转移了产生β胡罗卜素所必需三种基因，能够称得上是一个“技术上杰作”。第6页第6页影响生育细胞表面蛋白缺乏细胞表面蛋白CD9雌性小鼠，由于精子不能与其卵子相融合，生殖力明显下降。这一发觉有也许阐明CD9蛋白确实切功效并揭示出造成一些人类不育症也许原因。LeNaour等人在破坏了小鼠中CD9基因后发觉缺乏CD9似乎只影响雌性──延缓怀孕、减少胎儿数目和增长幼子死亡率。尽管雌鼠仍含有正常卵细胞和排卵周期，但卵子却失去了与精子融合正常功效。Migado等人在类似试验中也发觉缺乏CD9雌鼠不育率有所增长。当把精子强行注入到这些雌鼠卵细胞后，受精卵仍能正常发育，表明不育率升高是由融合失败造成，而并不是卵细胞有缺点。

汇报：SeverelyReducedFemaleFertilityinCD9-DeficientMice,byFrancoisLeNaour,etal.第7页第7页让植物放松警惕基因科学家们克隆出一个蛋白质基因，这种蛋白质帮助蚕豆关闭控制水分蒸发气孔。弄清这种关键蛋白活性部位以及它是如何作用，也许使其成为未来改进植物技术标靶，也许能哺育出收割前自行脱水农作物或提升浇灌田里农作物产量。这种蛋白质主要通过调整气孔周围保卫细胞活动发挥作用，同时本身被激素ABA所激活。激素ABA控制作物对干旱等环境压力反应。Li等人发觉置换保卫细胞蛋白质中一个氨基酸就足能够让气孔对ABA发出关闭信号失去反应。

汇报：RegulationofAbscisicAcid-InducedStomatalClosureandAnionChannelsbyGuardCellAAPKKinase,byJiaxuLi,etal.

第8页第8页巩固记忆新记忆开始时只是隐隐约约，伴随时间增长会逐步在脑子里得到强化和巩固，这是一个老想法，但它正不断地得到最前沿研究人员关注。科学家们正在摸索诸如扁桃体(amygdala)和海马(hippocampus)等大脑部位在巩固记忆过程中作用，以及类似于肾上腺素激素活动在调整和增长记忆强度方面作用。近期研究主要集中在记忆细胞机制上，尤其是记忆长期增强(long-termpotentiation，简称LTP)分子基础。在这篇综述中，McGaugh回顾了上个世纪记忆巩固方面研究，并探讨了诸如记忆几种阶段是互相联系还是独立，LTP是不是记忆基础，巩固能连续多久等研究焦点问题。

综述：Memory--aCenturyofConsolidation,byJamesL.McGaugh第9页第9页劫持”消化道神经系统轮状病毒

一项新研究发觉，被轮状病毒（rotavirus）感染而引起腹泻和呕吐也许是轮状病毒刺激肠神经系统造成。每年与轮状病毒相关腹泻在发展中国家要夺去超出60万儿童生命，但是什么原因使消化道自己与自己过不去至今仍不清楚。发觉轮状病毒与神经系统相关也许会为治疗这种传染病提供新路径。Lundgren等人研究了轮状病毒是如何刺激新生小鼠肠神经系统，引起液体和电解液分泌。他们发觉四种阻碍神经系统活动药物也可影响分泌物分泌。另外，局部麻醉剂利多卡因（lidocaine）用于肠壁后，也可减少被轮状病毒感染小鼠腹泻。

汇报：RoleoftheEntericNervousSystemintheFluidandElectrolyteSecretionofRotavirusDiarrhea,byOveLundgren,etal.

第10页第10页胎儿如何对付母亲免疫系统得以生存新研究表明，胎儿为了活着出生必须用一些蛋白质克制母亲免疫系统中一个关键部分（该部分通常袭击带有外源基因任何有机体）。因此，这些蛋白质缺点有也许是造成动物和人类自发性流产原因。Xu等人发觉缺乏编码Crry蛋白质基因小鼠活不到出生。Crry蛋白质主要克制一个叫补体系统(complementsystem)免疫反应。人体中两种蛋白质DAF和MAP起着同样调整补体作用。因此它们也许对胎儿生存至关主要。

汇报：ACriticalRoleforMurineComplementRegulatorCrryinFetomaternalTolerance,byChenguangXu,etal.

第11页第11页一起进食昆虫能够互相传播病毒研究人员初次证实靠昆虫传播病毒能够在以同一寄主为食昆虫之间互相传播，而寄主本身并不需要感染上这种病毒。这一发觉阐明共同取食也是病毒感染一个主要方式，使人们不只将注意力放在病毒贮源哺乳动物寄主身上。Mead等人对一个常见家禽病毒--毒水泡性口炎(vesicularstomatitis)病毒--进行了研究，他们观测到：当受感染与未受感染蚋(blackfly)在鹿鼠(deermice)身上一起取食时，未受感染蚋感染上了病毒，而鹿鼠却没有带病毒迹象，表明病毒是由其它蚋传播。这种传染方式也许解释一些靠昆虫传播病毒在没有寄主贮源情况下为何能够存活下来。

汇报：TransmissionofVesicularStomatitisVirusfromInfectedtoNoninfectedBlackFliesCo-FeedingonNonviremicDeerMice,byDanielG.Mead,etal.

第12页第12页不怕胃酸幽门螺旋杆菌科学家们揭开了幽门螺旋杆菌(Helicobacterpylori)能够在人胃里生存秘密，这为预防胃炎、溃疡和一些胃癌将会有所帮助。幽门螺旋杆菌是一个尤其能生存在我们胃里极度酸性环境下细菌，它是靠产生一个能够抵消胃酸酶。Weeks等人观测到，一个位于细菌膜上蛋白质ureI负责调整这种酶生产。ureI蛋白质在细胞膜上起“质子通道”(protonchannel)作用，它控制进入细胞内胃酸量。因此使ureI失活有也许让幽门螺旋杆菌对胃酸袭击变得敏感，这也也许是从正常胃中根除该细菌一个办法。

汇报：AH+-GatedUreaChannel:TheLinkBetweenHelicobacterpyloriUreaseandGastricColonization,byDavidL.Weeks,etal.

第13页第13页耐高温转基因植物科学家们对烟草植物进行了遗传修饰，使其对高温有更强抵抗力。气温达到35℃—40℃时，植物通常要停止光合作用。Murakami等人发觉，使负责产生叶绿体膜中某种脂肪酸基因“沉默”能够哺育出更适应高温转基因植物。在相关研究评述中，Sharkey指出“伴随大气层中温室气体浓度上升，高温对植物影响是一个很主要研究领域”。

汇报：TrienoicFattyAcidsandPlantToleranceofHighTemperature,byYuukiMurakami,etal.

研究评述：SomeLikeItHot,byThomasD.Sharkey第14页第14页传染病威胁野生动物野生动物传染病日益严重，这不但对人类健康，也给全球生物多样性带来了威胁。然而Daszak等人认为至到现在，野生动物传染病仍没有引起科学家们应有注重。在这篇综述中，作者解释了造成野生动物传染病上升一些原因：比如人类侵犯野生动物栖息地、由家禽带来感染、通过贸易和旅游引入新动物及病原体、甚至气候改变。正如作者所指出，传染病对濒危物种危害尤为严重。家禽、甚至人类也受到野生动物传染病威胁，艾滋病和莱姆关节炎(Lymedisease)就是例子。作者提议，未来鉴定和控制野生动物传染病办法应仿效已用于人类传染病综合性办法。

综述：EmergingInfectiousDiseasesofWildlife--ThreatstoBiodiversityandHumanHealth,byPeterDaszak,etal.第15页第15页克隆和生长抗癌酶科学家克隆并测序了一个名为epothilone酶，这个酶可能被用做有效抗癌剂。Epothilone与另一个著名抗癌药Taxol工作原理相同，它有潜力成为一个水溶性更加好、用于治疗抗Taxol肿瘤药。当前，epothilone是用自然界细菌很慢、极少许地生产，不适于大量临床使用。Tang等人克隆了该细菌生产epothilone基因簇团，并把这些基因插入到另一个宿主细菌中，使其能快速、大量地生产epothilone。与自然生产epothilone细菌不同，这个新细菌工厂基因特性便于控制，为科学家提供了深入调整epothilone生产可能性。

汇报：CloningandHeterologousExpressionoftheEpothiloneGeneCluster,byLiTang,etal.

第16页第16页对付艾滋病病毒新候选目的科学家找到了一类克制艾滋病病毒(HIV)化合物，它们可能用于治疗对现有疗法不敏感病人。现有药品经过使HIV病毒逆转录酶(reversetranscriptase)和蛋白酶(protease)失活，从而使被感染细胞里病毒不能自我繁殖。但一些HIV株系对这些药品有了抗药性。Hazuda等人以整合酶(integrase)为靶标，这个酶对病毒将其DNA插入宿主基因组能力相关键作用。作者筛选了25万个不同化合物，发觉了两个能克制整合酶活力。这两个化合物都属于二酮酸(diketoacid)类，它们正是在酶帮助病毒DNA序列端部与细胞DNA结合时起干涉作用。即使也有其它化合物被提议为可能整合酶克制剂，但它们作用机制都不是这么，而且这些克制剂是否含有有用抗病毒作用也一直有争议。

汇报：InhibitorsofStrandTransferThatPreventIntegrationandInhibitHIV-1ReplicationinCells,byDariaJ.Hazuda,etal.

第17页第17页从SIV到HIV以及艾滋病蔓延即使分析和试图征服艾滋病毒(HIV)工作已进行了二十年，但艾滋病仍在“进化、扩展、给人类提出更大挑战。”据Hahn等人统计，HIV在非人类灵长类中近亲SIV(simianimmunodeficiencysyndrome)已在27种灵长类动物中被发觉。科学家认为HIV-1和HIV-2分别从黑猩猩和sootymangabey通过至少7种渠道传给人类。在这篇综述中，作者讨论了非洲灵长类动物是如何成为包括HIV在内反录病毒家族潜在贮源，以及在20世纪早期HIV也许是如何跨过物种界线开始成为人类传染病。使艾滋病上升为流行病社会原因，以及HIV与灵长类其它反录病毒重组也许性，使彻底理解HIV过去和未来成为公共卫生至关主要问题。

综述：AIDSasaZoonosis:ScientificandPublicHealthImplications,byBeatriceH.Hahn,etal.第18页第18页细胞依据需求送出蛋白质有朝一日糖尿病患者也许可用下面方式来控制他们胰岛素量：用基因疗法将生产胰岛素基因送入一些细胞；这些用基因工程生成胰岛素在细胞内质网(endoplasmicreticulum，简称ER)里聚合在一起(ER是细胞分泌过程基地)；聚合在一起胰岛素块太大，不能从细胞里出来，直到病人用某种可口服“小分子”药物。在ER里，这个小分子药物能够将胰岛素块破碎，从而细胞能将其依据需要送入血液--就象在非糖尿病患者系统中同样。Rivera等人最近演示了主要蛋白质，比如胰岛素、生长激素、以及其它自然地突发分泌蛋白质(那些与疼痛、饥饿、血压相关)能够存在ER内，然后通过用小分子药物控制其分泌。这个系统似乎在培养细胞和活小鼠身上都工作。最后障碍是将该系统与安全、有效基因疗法结合在一起，这个问题还没有处理。在相关研究评述中，Aridor和Balch进一步讨论了这一工作。

研究文章：RegulationofProteinSecretionThroughControlledAggregationintheEndoplasmicReticulum,byVictorM.Rivera,etal.

研究评述：RegulatingExportofERCargo,byMeirAridorandWilliamE.Balch

第19页第19页疟疾疫苗研究应注意问题一项新研究表明，一个人身上不同种疟疾寄生虫之间相互竞争，可使它们与宿主免疫系统一起工作使疾病不表现出来，产生一个跨物种免疫性。因此针对一个物种疫苗在这种情况下可能无效，甚至会使疟疾问题变得更坏。Bruce等人分析了新几内亚被感染但没有症状孩子们身上几个疟疾寄生虫。他们发觉，不同物种寄生虫种群依次达到高峰，这可能是包括种群增加自调整效应和种特有免疫反应种群相互作用结果。疟疾在发展中国家有很高发病率，因此疟疾疫苗可能性对人们很有吸引力。但如这一研究所显示，在疟疾极常见地域，可能同时被不同寄生虫感染，一个只针对某个详细物种疫苗可能给其它种寄生虫更加快地繁殖提供更多机会。

汇报：Cross-SpeciesInteractionsBetweenMalariaParasitesinHumans,byMarianC.Bruce,etal.第20页第20页神经之间不通讯也能建立系统一个使神经元不能互相“交谈”单个基因突变能够完全毁掉大脑功效，但神经网络在发育过程中能正常建成。Verhage等人发觉，缺乏munc18-1基因小鼠是完全瘫痪，并也许因其不能呼吸，在出生后马上死亡。删除munc18-1基因停止了所有神经递质(neurotransmitter)分泌，神经递质是从轴突(axon)顶端传到临近神经元化学信使。但作者发觉，停止神经递质分泌并不制止胚胎中正常大脑形成。由此可见，大脑复杂神经网络不需要神经传递也能发育。但一旦神经元之间联接建立了，假如没有神经传递，它们就会退化。

汇报：SynapticAssemblyoftheBrainintheAbsenceofNeurotransmitterSecretion,byMatthijsVerhage,etal.第21页第21页基因组学和生物信息学基因组学正在给研究者带来一个主要新工具，使他们能够鉴定生物体制造据有医学主要性化合物详细环节。在这篇研究评述中，Cane描述了基因组学和分子生物学如何为新酶以及它们在一些生物合成路径作用发觉做出奉献两个最近例子。过去，发觉新酶典型办法是基于测试，看看哪些酶作用引起给定生物化学改变；最近，研究者们开始用核酸序列来辨认也许候选酶。

研究评述：BiosynthesisMeetsBioinformatics,byDavidE.Cane第22页第22页酒精如何损坏胎儿大脑科学家告诫我们，怀孕期间饮用含酒精饮料会给发育中胎儿带来一系列问题，既胎儿酒精综合症(fetalalcoholsyndrome,简称FAS)。现在科学家们发觉了酒精是怎样破坏胎儿大脑。一系列用新出生小鼠做试验揭示，乙醇制止谷氨酸受体活动同时使大脑中一些其它受体超活化，这两个过程都带来大脑细胞死亡，降低大脑总质量。人类对应神经系统发展阶段从怀孕第7个月开始。依据接触乙醇时间长短，不同类型脑细胞可能被损坏，造成与FAS相关各种神经心理(neuropsychiatric)问题。

汇报：Ethanol-InducedApoptoticNeurodegenerationandFetalAlcoholSyndrome,byChrysanthyIkonomidou,etal.第23页第23页基因组不是越大越好进化过程诸多重大疑点之一是，一个生物体复杂性与其基因组大小似乎毫不相干。比如，单细胞变形虫(amoeba)基因组有多于人类基因组百倍以上DNA。几十年来生物学家始终解不开这个迷。现在一项新研究初次为一个最近假设找到了好证据：小基因组生物体也许能更有效地淘汰对它们不是必需垃圾(junk)DNA。Petrov等人发觉，其基因组比夏威夷蟋蟀基因组小一个量级果蝇，必蟋蟀删除多出DNA拷贝速度快40倍。在相关研究评述中，Capy进一步讨论了这一结果。

汇报：EvidenceforDNALossasaDeterminantofGenomeSize,byDmitriA.Petrov,etal.

研究评述：IsBiggerBetterinCricket?,byPierreCapy第24页第24页治疗肝坏损有了新希望本期《科学》有两篇文章汇报了也许用来延长等待肝移植患者生命新办法。移植肝细胞(hepatocytes)对损坏肝脏有暂时帮助。但肝细胞不易在培养物中生长，没有可供移植足够量。现在Kobayashi等人用基因疗法大量地生长出了这种细胞。他们首先使细胞感染上传送“长生不老基因”修饰过反录病毒，从而使细胞数量每48小时翻一翻。即使这样快细胞繁殖对在试验室里得到大量细胞很有利，但在体内也许造成癌变。于是研究人员又引入第二个反录病毒用它来把第一个消除。把这样改造过细胞移植给小鼠，研究人员发觉它们能有效地治疗急性肝坏死。将类似治疗用于人类也许能延长患者生命等待肝移植手术。第二组科学家对减缓肝坏死提出了另一个提议。Rudolph等人发觉，有异常短染色体端粒小鼠比正常小鼠在肝脏受伤后更易得肝硬化。当研究人员用基因疗法恢复了小鼠端粒酶功效后，这些小鼠不再容易得肝硬变。这一结果为用药物来激活端粒酶从而也许延缓人类肝病恶化带来了希望。

汇报：PreventionofAcuteLiverFailureinRatswithReversiblyImmortalizedHumanHepatocytes,byNaoyaKobayashi,etal.

汇报：InhibitionofExperimentalLiverCirrhosisinMicebyTelomeraseGeneDelivery,byKarlLenhardRudolph,etal.第25页第25页分子钟比过去假设要快基因组“分子钟”被认为是一个物种从其祖先分化出来时间纪录，但现在科学家发觉这些分子钟比过去假设也许要快。单点突变指基因组中一个核苷酸自然地被另一个取代，这一过程以相对稳定频率发生，因此研究人员靠比较相关生物体基因组中单点突变数量来预计这些物种进化年龄。但Averof等人现在发觉，这种突变能够成对出现，并且在进化史上成对突变发生率也是相对频繁。因此一些物种事实上要比它们分子钟所批示年龄轻。

汇报：EvidenceforaHighFrequencyofSimultaneousDouble-NucleotideSubstitutions,byMichalisAverof,etal.第26页第26页突触蛋白在帕金森病中作用大脑中一个突触(synaptic)蛋白异常积累也许是造成与包括帕金森病几种神经变性病相关神经元内含物(neuronalinclusions)形成罪魁祸首。Masliah等人制造了生产人类突触蛋白a-synuclein转基因小鼠。依据这种蛋白量多少，小鼠脑中在与人类脑相同位置形成了神经元内含物，并且失去了多巴胺神经递质(dopamineneurotransmitter)神经末端。伴随这些改变发生，小鼠运动功效退化。也许alpha-synuclein积累与人类帕金森病人运动功效消失相关。

汇报：DopaminergicLossandInclusionBodyFormationinalpha-SynucleinMice:ImplicationsforNeurodegenerativeDisorders,byEliezerMasliah,etal.第27页第27页收入与健康相辅相成关系一个国家越富有，她人民也越健康，这已是常识。但Bloom和Canning在这篇政策论坛中指出，健康水平提升也能够造成收入增长。最近经济研究显示，生命盼望增长与经济发展直接相关。好健康水平间接效果主要来自工作年龄人口相对于依赖人口增长和生育率下降。作者写道，“这一观测为国际发展机构提供了一个新也许性：靠投资健康来刺激发展。”

政策论坛：TheHealthandWealthofNations,byDavidE.BloomandDavidCanning第28页第28页生物信息学现实状况人们都知道盲人摸象故事：他所摸到那个部位决定了他对大象结识。由生物学与数学、计算机科学、以及工程学被迫结合在一起生物信息学也许就象一头占据了科学会客室里一把大椅子象。许多生物学家觉得生物信息学一大产物是大量废物。假如你曾试图从大量Web网站上或是软件包中寻找一个用来搜集和分析大量科学数据有用工具话，你也许有同样感觉。其实，在发展更强计算能力、教生物学家使用计算机、增长资金、以及建立原则等方面已有了相称大进步。

Tech.Sight：BioinformaticsintheInformationAge,bySylviaJ.Spengler第29页第29页信号辨认颗粒关键晶体结构科学家对把一些蛋白质引导到细胞里正确位置分子有了新结识。信号辨认颗粒(signalrecognitionparticle，简称SRP)是一个蛋白质和RNA复合体，它中断新蛋白质生产过程，将新蛋白质带到细胞里正确位置，然后再允许生产过程继续下去。Batey等人拟定了这个颗粒关键结构，并且发觉了这个分子一些结构是如何辨认蛋白质以及与蛋白质互相作用。在相关研究评述中，Walter等人进一步讨论了这一工作。本期《科学》封面与这一工作相关。

研究文章：CrystalStructureoftheRibonucleoproteinCoreoftheSignalRecognitionParticle,byRobertT.Batey,etal.

研究评述：SRP--WheretheRNAandMembraneWorldsMeet,byPeterWalter,RobertKeenan,andUliSchmitz第30页第30页本期专项：干细胞自从科学家们在试验室里成功地用人类胚胎培育出干细胞后（见1998年11月6日《科学》杂志，1014和1145页），利用这种可发育成体内其它各种类型细胞干细胞，来生长用来取代因为衰老、外伤或疾病而损坏组织幻想开始成为可达到现实。干细胞能够在体内不同化学信号影响下成为任何细胞组织。不过用胚胎做研究伦理道德后果给这些研究造成一些严重、至今未能处理冲突。因此，近期大量相关成人干细胞惊人可塑性方面研究结果给人们带来了新希望。成年人体内许多组织也含有干细胞，依据传统观点，这些干细胞仅能发育成为一个或极少几个类型组织。但与此相反，用动物做研究发觉，成年干细胞能够被诱导回到它们未分化状态，并可重新分化为各种完全不同细胞或组织类型。比如，大脑中神经干细胞可产生出血液细胞(见1999年1月22日《科学》杂志，471和534页)。即使现在还不知道在构想组织取代疗法中，用成年干细胞比用胚胎干细胞效果怎样，但因为用前者不需要毁掉胚胎，因此人们对成年干细胞怀有希望。这期专题包含三篇观点文章、五篇综述、三组新闻和一篇社论对当前干细胞研究现实状况以及该研究科学和伦理问题进行了评述。

专题介绍：StemCellsBranchOut

第31页第31页生长因子决定精子命运对生长因子GDNF在小鼠中作用一项新研究指出：这种影响神经系统和肾脏发育生长因子同时也控制着将发育成精子但尚未分化细胞命运。这一发现也许将有助于阐明人类男性不育原因。Meng等人设计了好几种转基因小鼠，来研究生长因子GDNF表达不足和表达过量所产生影响。当减少雄鼠中GDNF含量时，能够发育为成熟精子细胞干细胞数量大减。另一方面，GDNF过量表达延迟了精子发育，由于大量尚未分化细胞堵塞了精子生产线。含有大量GDNF小鼠也容易患睾丸肿瘤。

报告：RegulationofCellFateDecisionofUndifferentiatedSpermatogoniabyGDNF,byXiaojuanMeng,etal.第32页第32页蜘蛛丝基因进化构成螺旋蜘蛛网丝极富弹性，编码蜘蛛丝蛋白基因序列是一个反应了均化(homogenizing)和异化(divergent)进化势力妥协结果。Hayashi和Lewis说，编码这种细长丝基因(简称Flag基因)分子结构也许“对将高性能丝看做是适应性最佳超级分子(supermolecures)解释有尤其含意。”两种关系很近蜘蛛种Flag基因中均含有外显子(编码)和内含子(非编码)基因段落。研究人员发觉迹象证实协调进化冲淡了物种间外显子和内含子差别。但是，外显子在基因编码区含有大量重复片段以预防它们被完全均化。蜘蛛丝特有主要属性是外显子重复序列所赋予，而这些序列存在则是以牺牲协同进化过程为代价。

汇报：MolecularArchitectureandEvolutionofaModularSpiderSilkProteinGene,byCherylY.HayashiandRandolphV.Lewis

第33页第33页疱疹病毒如何维持其潜伏期细胞感染上1型单纯疱疹病毒(herpessimplexvirus-type1)后，一个维持细胞生命基因也许是这种病毒能长期潜伏关键。疱疹病毒长期潜伏最严重一个后果是，它使与眼睛相连神经细胞终身感染，能造成角膜失明。早先研究涉及到这个过程中病毒基因LAT，但LAT确实切功效直到现在才被揭示出来。Perng等人用该基因发生突变兔子做试验，发觉LAT可预防被感染细胞自行毁灭，因此这些细胞成为等待发作病毒一个稳定储备环境。

汇报：Virus-InducedNeuronalApoptosisBlockedbytheHerpesSimplexVirusLatency-AssociatedTranscript,byGuey-ChuenPerng,etal.第34页第34页养育者、捕食者和幼鸟数在热带和南方地域，雌鸟与它们生活在温带及北方地域多产同类相比每次孵化幼鸟都要少许多。每窝幼鸟数目到底主要决定于食物限制，还是鸟类捕食者，还是二者兼有，这是一个长久在争论问题。AlexanderSkutch在1949提议了一个将两个原因结合起来理论，他指出捕食者经过迫使成年成年鸟降低外出寻食次数，限制了幼鸟取得食物量，最终使每窝幼鸟数目降低。但Skutch假设直到现在也没有经过试验证实。Martin等人观测了阿根廷亚热带1331窝幼鸟和美国亚利桑那州7284窝幼鸟。像所预料那样，每窝位于阿根廷幼鸟数目要少一些，每位鸟妈妈平均孵2.58个蛋，而在亚利桑那州鸟妈妈则平均孵4.61个蛋。对每个地域进行分别分析似乎支持Skutch理论：被捕食率越高物种所产幼鸟数越少，研究人员也发觉它们食物运输次数少但每次量比较大。但当研究人员将阿根廷和亚利桑那州整个结果进行比较时，发觉他们一些数据与这个理论并不相符。比如，在阿根廷，捕食者不那么厉害，鸟妈妈外出寻食次数较多，但它们每窝所孵小鸟并不多。研究人员提议把南方和北方气候下成年鸟死亡率考虑进来，改进Skutch理论。文章作者之一ThomasE.Martin说，这一研究“有利于我们预计不同物种所面临灭绝或种群数量问题危害。”

汇报：ParentalCareandClutchSizesinNorthandSouthAmericanBirds,byThomasE.Martin,etal.第35页第35页抵抗小鼠体内伊波拉病毒(Ebola)新抗体Wilson等人汇报说，受新研制单克隆ebola病毒糖蛋白glycoprotein抗体保护试验小鼠，能够抵抗致命Ebola病毒。在小鼠被病毒感染前还是在感染后予以小鼠抗体，都能够起到保护作用。随后分析找到了详细氨基酸组，它们似乎使Ebola糖蛋白与一些抗体相结合。其中一组氨基酸在已知引起人类致命出血疾病所有Ebola病毒中都存在。Ebola病毒糖蛋白是已知存在于病毒体和感染细胞表面上唯一病毒蛋白，这使得它成为科学家制服Ebola病毒首选目的。一些新单克隆抗体能够和引起人类疾病所有Ebola病毒相结合。作者由此得出结论认为，“这些结果指出通过接种疫苗有也许生成抵抗所有致病Ebola病毒有效抗体。”这一发觉也许处理了抗体是否能对付Ebola病毒争仪。尽管用于人类治疗仍需要大量、进一步研究，但作者对此很乐观。Ebola病毒感染几乎都是致命，由于当前还没有任何治疗办法和免疫办法。

汇报：EpitopesInvolvedinAntibody-MediatedProtectionfromEbolaVirus,byJulieA.Wilson,etal.第36页第36页病毒也有钾离子通道人们过去认为钾离子通道(potassiumchannels)只在真核细胞中才有，现在在细菌中也发觉其存在。Plugge等人描述了一个在小球藻(chlorella)病毒PBCV-1中编码一个钾离子通道基因。这个被称为Kcv通道看起来不属于任何已知钾离子通道族。但它是一个功效完全通道，显示了几种其它钾离子通道共性。它也是一个很小蛋白质，也许它有助于更加好地理解钾离子通道基本原理，以及离子通道作用。

汇报：APotassiumChannelProteinEncodedbyChlorellaVirusPBCV-1,byB.Plugge,etal.第37页第37页监视细菌运动原新办法使生物化学研究能够在单个细胞上进行，而不需用大量细胞。Cluzel等人用光谱仪跟踪了单个细菌生产鞭毛马达(flagellarmotor)量，从而监视细菌对趋药性(chemotactic)信号分子CheY浓度改变反应。细胞反应依据CheY磷酸盐浓度改变而有极大改变，由于这个信号似乎被运动原(motor)本身性质所放大。

汇报：AnUltrasensitiveBacterialMotorRevealedbyMonitoringSignalingProteinsinSingleCells,byPhilippeCluzel,etal.第38页第38页污染云不下雨一项新研究表明，都市和工业大气污染会减少降雨和下雪，由于大气中污染物颗粒阻碍了水气凝结成水滴和雪花。卫星照片和对“污染轨迹”测定表明处于污染源下游云层受污染物影响不降水。几十年来，科学家们始终在争论都市和工业污染对降水影响，这些数据是第一次相关此问题直接证据。在相关研究评述中，Toon进一步讨论了污染物颗粒是如何减少降水量。

汇报：SuppressionofRainandSnowbyUrbanandIndustrialAirPollution,byDanielRosenfeld

研究评述：HowPollutionSuppressesRain,byOwenB.Toon

第39页第39页微生物帮助酸矿排放科学家在美国加州铁矿山（IronMountain）新发觉了一个类似于真菌原始微生物。它们生活在PH值极低粘土或沉积物中。这些小东西能够帮助将显露硫化矿物质分解成硫酸，它们也许在该地域酸矿排放（acidminedrainage）中饰演主要角色。Edwards等人发觉铁矿山产酸地点都被这些嗜酸微生物所覆盖，它们数量达到了矿区微生物总数85%。相关这些微生物生理方面情况当前仍知道得不多，但它们独特结构（包括缺乏细胞壁）也许是它们能够在如此恶劣环境下（PH为零）繁衍生息关键所在。本期《科学》封面与这一工作相关。

汇报：AnArchaealIron-OxidizingExtremeAcidophileImportantinAcidMineDrainage,byKatrinaJ.Edwards,etal.第40页第40页脑膜炎细菌基因组有助于科学家设计疫苗两个科研小组在完毕了一株脑膜炎细菌基因组测序后，立刻开始从这些新遗传数据中寻找也许用于避免这个致命疾病疫苗信息。这是基因组研究如何在21世纪帮助医学发展较好一例。科学家研究这株脑膜炎球菌为血清B型，是引起北美和欧洲地区脑膜炎和败血病主要元凶，现在没有对付它疫苗。Tettslin等人绘出了该细菌整个基因组图谱，还拟定了与其毒力和突破人体免疫系统有关也许基因。Pizza等人则接着利用这一信息，分离并克隆出该细菌外壳上蛋白质，用以作为测试疫苗候选物。研究人员把暴露在细菌外膜上7个高度保守区域注入到小鼠体内后，发现小鼠产生了对细菌抗体。尽管血清B型疫苗开发仍有待进一步研究，但Nassrf在相关研究评述中说，这些报告“强调指出了细菌基因组在制服传染病开辟新治疗策略方面巨大潜力。”

报告：CompleteGenomeSequenceofNeisseriameningitidisSerogroupBStrainMC58,byHerveTettelin,etal.

报告：IdentificationofVaccineCandidatesAgainstSerogroupBMeningococcusbyWhole-GenomeSequencing,byMariagraziaPizza,etal.

研究评述：AFurtivePathogenRevealed,byXavierNassif第41页第41页果蝇味觉大多数动物味觉对科学家来说仍是一个谜，但现在研究人员发觉了果蝇味觉信号系统也许分子基础。Clyne等人利用一组计算机程序在整个果蝇基因组中依据结构来搜索某个蛋白质，他们找到了看起来是编码果蝇味觉受体一个基因族。这七跨膜结构域(seven-transmembrane-domain)蛋白质在结构上与哺乳动物嗅觉和味觉受体很相同，并且存在于果蝇味觉器官唇瓣（labellan）中。这个蛋白质族较大，阐明果蝇也许拥有一个复杂味觉系统，能够分辩各种化合物。

汇报：CandidateTasteReceptorsinDrosophila,byPeterJ.Clyne,etal第42页第42页干细胞为何需要休息？和体内其它细胞相比，成年人干细胞相对比较懒惰。除了定期产生新、更特定细胞外，它们真得几乎什么也不干。但科学家发觉，这种不活泼性对于保持一个健康干细胞供应是十分主要。Cheng等人利用缺乏蛋白质P21小鼠对成年干细胞“静止”有益之处进行了研究。P21可诱导并调整细胞分裂。在缺失P21情况下，造血干细胞进入超载工作状态，制造诸多血液细胞，但最后使造血干细胞供应变得枯竭。作者写到，“限制细胞周期对预防干细胞过早衰竭和造血细胞死亡是至关主要。”

汇报：HematopoieticStemCellQuiescenceMaintainedbyp21cip1/waf1,byTaoCheng,etal.第43页第43页有脚蛇化石人们在耶路撒冷附近、距今9500万年海底沉积层中发觉了一块有脚蛇化石，这一发觉有也许推翻当前一个理论，该理论提议蛇祖先来自海洋。这块保留完好化石被命名为Haasiophisterrasanctus，是在该地域发觉第二种带脚蛇。另一个蛇名为Pachyrhachis，其骨骼特性是一个起源学说基础，该学说将蛇海洋祖先与白垩纪一个名为沧龙会游泳巨蜥联系起来。现在，一个国际研究小组对Haasiophis进化关系进行了描述和分析，指出这两种蛇化石事实上与现在蛇(比如巨蟒和蟒蛇)有很近关系。它们粗短肢体代表了进化上退化，至少相对于它们肢体大为缩短了直接祖先来说是一个退化。一篇相关研究评述讨论了这种通过修正进化图景。

汇报：AFossilSnakewithLimbs,byEitanTchernov,etal.

研究评述：LimblessTetrapodsandSnakeswithLegs,byHarryW.GreeneandDavidCundall第44页第44页尿和口水携带癌症标识化验一些体液中基因突变也许成为一个简朴、无损检测膀胱、头部、颈部和肺部癌症办法。这些突变发生在细胞线粒体DNA(mtDNA)中。在一项新研究中，科学家在膀胱、肺部、头部和颈部肿瘤中拟定出mtDNA突变。由于细胞中含有许多同样mtDNA拷贝，研究人员推测，在来自肿瘤组织体液中，也容易检测出这些突变。事实上，来自膀胱、肺部、头部和颈部肿瘤突变也分别出现在了尿、肺液和口水中。与活组织检查分析相比，化验体液带来损伤较小，它也许在未来成为在广大人群中检测常见癌症办法。

汇报：FacileDetectionofMitochondrialDNAMutationsinTumorsandBodilyFluids,byMakikoS.Fliss,etal.第45页第45页让视网膜青春永驻科学家们发觉，哺乳动物眼中似乎也含有干细胞，它们可产生新视网膜细胞。假如科学家能够在试验室中控制其增殖，这些细胞能够在治疗受损视网膜时发挥极大作用。鱼类、两栖类和一些其它非哺乳类脊椎动物视网膜中都含有干细胞，这就使它们视网膜碰到损伤或由于疾病引起衰退时能够再生。一个加拿大研究小组在小鼠视网膜中一个特定区域发觉了一组细胞，这组细胞也许是从哺乳动物之前祖先进化残留物。在培养基中，这些细胞已产生了几组视网膜细胞，但在眼睛中，却不知什么原因这种过程受到了克制。

汇报：RetinalStemCellsintheAdultMammalianEye,byVincentTropepe,etal.第46页第46页本期专项：新药研制就如同当今大多数研究同样，未来新药研究关键将取决于信息革命。这场革命正在给科学家、临床医生和制药工业提供新办法，去寻找和改进21世纪治疗手段。当基因秘密和细胞中细微活动成为研究热点，新药研制将依据这些发现，采用新合成技术，来不断更新药物。本期专项有4篇综述文章、2篇观点文章和1篇技术评论和4则新闻，对这场药物革命和它带来冲击进行了探讨。本期《科学》封面与这一专项有关。

专项简介：AnInformationRevolution,byJuliaUppenbrinkandJeffreyMervis第47页第47页本期专项：果蝇基因组近一个世纪以来，果蝇(Drosophilamelanogaster)作为遗传研究良好材料在这一领域做出了大量奉献。现在科学家终于完毕了对其基因组测序工作。这一里程碑工作在研究人员加速人类基因组测序工作时候实现了。本期专项包括三篇综述、四篇观点、一篇相关汇报，一篇社论和一篇关于果蝇基因组测序和它潜在应用新闻。本期杂志封面也与此专项相关。

专项简介：TheUniverseofDrosophilaGenes,byBarbaraR.Jasny第48页第48页恐鸟快速死亡帮助解释灭绝原因一项对新西兰岛恐鸟(moa)灭绝原因新分析指出这些大型不会飞行鸟类在人类移民到岛上后不足160年中就所有死亡了。文章作者说，与更新世晚期北美动物群灭绝相比，恐鸟这种“闪电灭亡”是“……已知灭绝动物群中死亡速度最快”。相关一篇研究评述则认为，新时间表细节强调了考古学研究有能力解释当今灭绝事件。对恐鸟数量动态改变模拟试验表明当初成年恐鸟死亡率高、出生率则很低、以及人类占领该岛时间较晚造成了恐鸟快速灭绝。先前科学家始终认为整个灭绝时期要超出10。

汇报：RapidExtinctionoftheMoas(Aves:Dinornithiformes):Model,Test,andImplications,byR.N.HoldawayandC.Jacomb

研究评述：BlitzkriegAgainsttheMoas,byJaredDiamond第49页第49页年龄、性别和老山羊在沿着穿越伊朗西部和伊拉克东北部扎格罗斯山脉崎岖石灰石山脊上，人类和山羊关系大约在100前发生了改变。科学家始终在努力寻找从近东肥沃地域到南美最南端关键有代表意义事件。解剖学改变以及兽群年龄和性别特性反应了当初环境情况和捕获方式，而不是管理模式。现在，梅林达·齐德和布赖恩·赫西设计了一个新办法通过骨头来研究动物年龄和性别。这种方式使他们区别出被祖先猎人捕杀山羊和最早驯养山羊。在伊朗高原上一处名为GanyDareh地方已有100人类居住历史了。研究人员在此发觉了驯养痕迹，包括有选择地屠杀年轻公山羊和延长母山羊寿命。从另一处人类居住历史稍微短一些AliKosh地域，发觉骨头揭示出更先进管理方式。羊角形状改变以及山羊长得更小都表明AliKosh牧人也许是首先把被俘山羊从遗传上隔离出来。这些发觉都在相关研究评述中有所讨论。Oscillation,MJO)季节性改变联系起来。一旦MJO进入东太平洋地域，与振荡相关异常西向气流会对墨西哥湾热带风暴和飓风形成带来明显影响。由于MJO形成比较缓慢，因此人们能够依据它到来提前两周作出飓风预报。

汇报：TheInitialDomesticationofGoats(Caprahircus)intheZagrosMountains10,000YearsAgo,byMelindaA.ZederandBrianHesse

研究评述：Age,Sex,andOldGoats,byCurtisW.Marean第50页第50页突变受体可加速艾滋病进程一个由法国和美国科学家构成科研小组发觉一些患者感染上艾滋病毒后，体内细胞受体上突变可加速艾滋病进程。该项研究作者说，这种受体可成为艾滋病治疗一个新临床靶点。在熟知CD4受体和寄主协同受体帮助下，艾滋病毒可穿透细胞壁。这项研究在3组艾滋病患者体内寻找受体突变，发觉其中一个突变类型与艾滋病进程加快有联系。但造成这一结果确实切机制仍不清楚，也许与艾滋病毒入侵细胞能力相关，或者是与抵抗这种感染免疫反应相关。

汇报：RapidProgressiontoAIDSinHIV+IndividualswithaStructuralVariantoftheChemokineReceptorCX3CR1,bySophieFaure,etal.

第51页第51页全球海洋热效应据一组海洋科学家报道，全球海洋在过去50年间温度始终在升高，这一现象已经影响了大气温度和全球气候。到现在为止，全球变温研究重点始终是大气和地表温度波动，但是海洋巨大热储存能力使其在气候改变中饰演着举足轻重角色。科学家还不能解释海洋温度上升确实切原因，但他们对主要海洋盆地数据进行了整理，表明变暖高峰出现在70年代中期到90年代。所有盆地都显示了变暖迹象——即使并不是同时。另外还表明海底温度升高总是在海平面温度上升之前。

研究文章：WarmingoftheWorldOcean,bySydneyLevitus,etal.第52页第52页20世纪全球变暖是什么原因造成全球气温在20世纪前50年上升呢？普林斯顿研究人员指出人为原因和海洋—大气热互换改变共同造成了温度升高。在20世纪气候统计中有两段时期全球气温显著变暖：1925年到1944年，1978年至今。模拟人为原因（如温室气体加剧）气候模型令人信服地重现了后一时期气候，但却解释不了前一次变暖过程。这项新研究对综合了海洋—大气改变、温室气体不同浓度以及火山灰等各种原因看法进行了比较。

汇报：SimulationofEarly20thCenturyGlobalWarming,byThomasL.DelworthandThomasR.Knutson第53页第53页阐述人类衰老机制头发变白、体重减轻以及其它明显衰老症状也许都是细胞失去正常复制功效后所造成基因突变结果。研究人员对分别来自于青年人、中年人和老年人、以及一些患有早衰病(progeria)人6000多个基因进行了分析，从中找出了与衰老和年龄疾病相关一些基因。许多其表示随时间而变基因涉及细胞周期一个特定阶段：G2-M期。衰老过程中一个主要机制也许就是过了生命生殖期后细胞分裂机制出现了故障，造成突变率增长和基因表示改变，而这些是早晨身体衰老特性基础。

汇报：MitoticMisregulationandHumanAging,byDanithH.Ly,etal.第54页第54页用致死遗传来控制害虫英国研究人员创造了一个不危害环境控制昆虫种群遗传技术，该技术还省去了绝育和昂贵分类过程。这个用果蝇试验成功技术未来某一天也许会用于对付商业上更主要害虫或携带疾病昆虫。既有办法首先要繁殖不育昆虫，然后将雄性与雌性分离后，将雄性释放到自然种群中与野生雄性互相竞争，吸引雌性，通过几代繁殖随步减少种群数量。英国一个科研小组新办法是，让果蝇携带一个致命、与性别相关基因系统，只要在果蝇食物中做一些简朴改变就可对该系统进行控制。一个遗传修饰当在食物中除去四环素后，利用一个在基因表示上游特定与性别相关蛋白质触发物，来产生有毒基因产物杀死所有雌性。第二种修饰用了另一个与性别相关毒素，在除去四环素后，该毒素在雌性中起作用。雄性即使能不死于这一致命遗传，但也达到所希望后果：既它们不能产生雌性后代。

汇报：InsectPopulationControlUsingaDominant,Repressible,LethalGeneticSystem,byDeanD.Thomas,etal.第55页第55页诱导B细胞自体免疫科学家在免疫系统中发觉了一个出人意料现象，这一发觉对理解自体免疫含有主要意义。自体免疫可使免疫系统袭击人体本身细胞。B细胞是生产生抵抗外来病原体抗体，通常它不理体内被称为本身抗原蛋白质。以前始终认为T细胞一些活动可使B细胞失去这种宽恕，从而引起自体免疫反应。但新发觉指出外来抗原在没有T细胞参与情况下也也许引起B细胞自体免疫反应。一个科研小组给小鼠注入一个噬菌体(bacteriophage)，该噬菌体表示一个类似于小鼠本身抗体抗体，他们观测到小鼠B细胞失去了对自体细胞宽恕。上述发觉也提出了一个问题：B细胞通常在没有T细胞帮助下是如何区别本身和外来抗原？

汇报：TCell-IndependentRescueofBLymphocytesfromPeripheralImmuneTolerance,byValerieKouskoff,etal.第56页第56页有益菌与有害菌共同谋生手段有两种细菌，一个是哺乳动物病原体，另一个则是植物共生体，即使它们与寄主关系截然不同，但它们都依赖于同一个基因生存。这项新研究汇报，病原体流产杆菌(B.abortus)和共生体苜蓿根瘤菌(R.meliloti)都靠bacA基因在寄主体内存身，也可能靠该基因来规避寄主防御机制。带有有缺点bacA基因流产杆菌能在小鼠体内能引发正常免疫反应，但不能成功感染小鼠。这些发觉指出bacA基因表示蛋白质可能是疫苗研究一个有用候选物。现在还没有安全和有效疫苗用来对付人类普鲁氏菌病，该疾病是由流产杆菌所引发。

汇报：SimilarRequirementsofaPlantSymbiontandaMammalianPathogenforProlongedIntracellularSurvival,byK.LeVier,etal.第57页第57页基因表示中RNA干预几乎所有真核生物都能关闭一些基因不需要表示。一项新研究帮助解释了生物体后代在有些情况下是如何继承这些以沉默形式存在基因。双股RNA分子通过降解负责将遗传信息从基因传到蛋白质生产工厂核糖体信使RNA分子，可使某个详细基因序列不表示。一个由三位科学家构成科研小组研究了一称为RNA干预过程影响是如何传递给生物后代。他们在双股RNA上找到了两个与序列相关产生沉默因子(也许是一个小RNA分子)所必需基因，因子可通过种系(germline)遗传下去。这个中间分子可在后代中诱导其它两个基因使目的mRNA沉默。一篇相关研究评述更进一步地讨论了上述发觉。

汇报：GeneticRequirementsforInheritanceofRNAiinC.elegans,byAllaGrishok,etal.

研究评述：RNAInterference,byPhillipA.SharpandPhillipD.Zamore第58页第58页昏睡病与寄生虫战略研究人员发觉了引起昏睡病寄生虫是如何给本身提供一个关键物质，这一发觉为药物治疗该疾病提供了一个新靶标。这个非洲锥体寄生虫用一层由易脱落蛋白质构成外壳覆盖本身，从而规避寄主免疫细胞监视。为了能合成将易脱落蛋白质固定在其表面分子，寄生虫需要一个名叫肉豆蔻酸(myristate)脂肪酸。在此之前，没有些人知道肉豆蔻酸起源。肉豆蔻酸在寄主血液中并不丰富，同时研究人员认为寄生虫不能独立地合成这种化合物。现在，YasuS.Morita和他同事们推倒了这一观念。肉豆蔻酸合成过程并没有发生在哺乳动物体内，因此这个过程也许是药物治疗昏睡病一个好靶标。比如抗生素硫乳霉素(thiolactomycin)能够阻断肉豆蔻酸合成，它有希望为制造治疗这种严重疾病药物提供先导。

汇报：SpecializedFattyAcidSynthesisinAfricanTrypanosomes:MyristateforGPIAnchors,byYasuS.Morita,etal.第59页第59页甲烷大泄漏新迹象表明，在过去6万年时间内，气候快速变暖事件也许已经将海底大量甲烷气体释放到大气层中。大气层中甲烷浓度在过去40万年中有极大改变，这种高效温室气体关键起源也许是存贮在海洋大陆架中大型氢氧化物气体储蓄源。这些套住甲烷或其它温室气体水分子“笼”在温度或压力发生轻微改变时会变得不稳定。美国加利福尼亚一个科研小组分析了太平洋岸一处沉积岩芯中碳同位素统计。他们提出，与被称为Dansgaard-Oeschger(D-O)周期千年尺度上气候振荡相关海洋温度升高，使海底氢氧化物气体变得不稳定。由此也许释放出大量甲烷气体能够解释大气层中甲烷浓度在过去40万年中几次主要改变。一篇相关研究评述更进一步地讨论了这些发觉。

汇报：CarbonIsotopicEvidenceforMethaneHydrateInstabilityDuringQuaternaryInterstadials,byJamesP.Kennett,etal.

研究评述："Frozen"MethaneEscapesfromtheSeaFloor,byThomasBlunier第60页第60页解开蛋白质用光学镊子或一台高性能微镜悬臂端，科学家能够夹住蛋白质末端将其延伸，逐步地把蛋白质展开。一个由德国和瑞士科学家构成研究小组初次将一个完整膜蛋白质(Bacteriorhodpsin)解开，从而来研究蛋白质折叠路径。他们首先将一对跨膜螺旋体一起从细胞膜中取出来，自由螺旋体开始解开，然后又取另一对螺旋体。所需拉力伴随一对对螺旋体取出而逐步减少。总共，膜蛋白质被拉长了70多纳米。在一篇相关研究评述中讨论了这些新发觉将如何帮助研究蛋白质是如何折叠并镶入细胞膜中。

汇报：UnfoldingPathwaysofIndividualBacteriorhodopsins,byF.Oesterhelt,etal.

研究评述：UnravelingaMembraneProtein,byJeffreyG.ForbesandGeorgeH.Lorimer第61页第61页取得好接受据MagalieRocheville和同事报道，调整两种关系较远神经递元活动受体能够像熟悉亲戚一样相互结合在一起。这两种受体分别调整生长激素克制素(somatostatin)和多巴胺(dopamine)--两种在大脑中含有完全不同作用神经递元--活动，它们属于G蛋白偶联受体(Gprotein-coupledreceptors,GPCRs)家族。传统观点认为，一个G蛋白偶联受体只专一地和与其一样另一受体配对，而不和其它家族组员相互作用。现在，一个由美国和加拿大科学家组成联合小组报道说，并不总是这么。多巴胺D2R受体似乎能够和生长激素克制素上SSTR5受体相结合。GraemeMilligan在相关一篇研究评述中写到“这些发觉很令人诧异”。因为G蛋白偶联受体家族可能是人类基因组中最大，因此参加细胞信号传导GPCR可能组合体数目之多将是“不可想象”。

汇报：ReceptorsforDopamineandSomatostatin:FormationofHetero-OligomerswithEnhancedFunctionalActivity,byMagalieRocheville,etal.

研究评述：ReceptorsasKissingCousins,byGraemeMilligan第62页第62页“烫”信号分子和疼痛发表在本期《科学》上一项新研究，可能会为治疗因为组织受伤引发特殊疼痛症状找到一条新路径。不论是一盘辛辣菜肴、酸引发热伤还是令人难熬高温都会给你“烫”感觉。一个由美国和德国科学家组成研究小组研究发觉，把这些外界刺激传送到大脑，是同一个信号分子所为。为了研究一些引发疼痛刺激信号是怎样传递到大脑中，凯特娜和同事“剔除”了大鼠体内辣椒素受体VR1。这些大鼠在喝了含有辣椒素饮用水后，辣椒素产生辣味似乎对它们没有影响。它们对强酸和高温也反应迟钝。这些缺乏VR1受体大鼠对因为组织受伤引发疼痛也没有表现出足够灵敏。不过，它们对掐尾等身体伤害以及神经受损引发疼痛能够做出正常反应。这说明传导这些刺激是其它蛋白质。本期杂志封面也与此内容相关。

研究文章：ImpairedNociceptionandPainSensationinMiceLackingtheCapsaicinReceptor,byM.J.Caterina,etal.

第63页第63页加拿大森林大火加剧了美国大气污染奥地利和美国科学家调查发觉，1995年夏季美国东南部和东部沿海地域大气中一氧化碳浓度升高也许是由于加拿大森林大火所造成。森林燃烧是一氧化碳污染主要起源，但是人类活动通常也能够引起一氧化碳排放。科学家们为了理解一氧化碳对环境造成影响，对一氧化碳起源和浓度进行了监测。研究人员通过对地面和空中测量以及模拟大气流动等细致调查工作，发觉造成1995年美国南部一氧化碳污染加剧原因是发生在加拿大西北部地域森林大火。这场大火也在同一时期增长了大气中臭氧、烟雾和可挥发性化合物浓度。

汇报：TheInfluenceofCanadianForestFiresonPollutantConcentrationsintheUnitedStates,byGerhardWotawaandMichaelTrainer第64页第64页预测丙型肝炎感染进程一项小型试验性研究表明，未来在丙型肝炎病毒感染早期通过检查病毒遗传信息就能够预测感染是否会发展为慢性疾病。丙型肝炎病毒(HCV)是威胁人类健康主要病毒之一，全世界有1.7亿人被HCV所感染。大部分感染最后会发展为慢性疾病，这种疾病在变得严重以前能够在体内存在几十年。但是大约有15%感染者能够凭借体内免疫系统完全毁灭掉入侵丙型肝炎病毒。一个由意大利、美国和日本科学家构成研究小组对HCV基因组中一个异常多变区遗传多样性进行了分析。对12个HCV患者研究发觉，最后完全康复患者在感染早期阶段，感染他们病毒进化程度不大。相反，得慢性疾病患者体内病毒进化得不久，也许是由于这些病毒在适应患者体内免疫系统袭击。

汇报：TheOutcomeofAcuteHepatitisCPredictedbytheEvolutionoftheViralQuasispecies,byPatriziaFarci,etal.第65页第65页“集中”灭绝造成广泛影响一项新研究结果认为，与过去随机灭绝事件相比，今天由于人类活动所造成动物毁灭事件对地球生物多样性危害要大得多。进化树自然等级意味着对于每一个大型动物，在地球上都要生存数量巨大昆虫、真菌、细菌和其它简朴生物体。因此当毁灭事件随机袭击物种时，灭绝大多数物种来自于那些更简朴类群。现在，美国和英国科学家对针对动物物种毁灭事件所产生也许后果进行了模拟。他们发觉灭绝危险在亲缘关系不密切鸟类和哺乳动物中出奇地高，并且亲缘关系很近物种含有非常相同灭绝危险。

汇报：NonrandomExtinctionandtheLossofEvolutionaryHistory,byAndyPurvis,etal.

第66页第66页濒危物种DNA库为了保留在不久未来注定要灭绝物种体内有价值遗传信息，本期政策论坛提出应建立基因库，用于储存每种濒危动物DNA样本。尽管研究人员一时半时还没有能力有效地分析这些样品，但奥利弗及其同事还是呼吁现在就应尽全球性努力开始搜集样本，并提议利用互联网登记各个DNA库。作者认为，未来这些信息将有主要科学和医学价值，并且这项工作应当含盖所有动物物种。

政策论坛：DNABanksforEndangeredAnimalSpecies,byOliverA.Ryder,etal.第67页第67页在恐龙化石中发觉复杂心脏科学家用计算机层面X线照相术（CT）对一具新发觉恐龙化石胸腔进行扫描后发觉，该恐龙心脏与鸟类和哺乳类心脏更为靠近，而不是与当代爬行动物靠近。DaleRussell和他同事们认为，这一发觉提议恐龙属于温血动物，含有更高水平新陈代谢。

汇报：CardiovascularEvidenceforanIntermediateorHigherMetabolicRateinanOrnithischianDinosaur,byPaulE.Fisher,etal.

第68页第68页过度突变细胞尽管突变率增加通常是恶性细胞标志，但一项新研究表明非恶性细胞也能处于过分突变状态。分析这些遗传性不稳定良性细胞能够帮助科学家找到让正常细胞转