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2014年1月《Science》杂志精选

  • 发布时间:2014-04-04
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  • 作者:暂无
  • 阅读次数:891

创纪录的伽玛射线暴

Record-Setting Gamma-Ray Burst

图为编号为“GRB 130427A”的伽玛射线暴(Gamma Ray Burst, 缩写 GRB),是科学家目前所观测到的最亮也是最长寿的伽玛射线暴之一。它是在一颗大质量恒星死亡,演化为黑洞的过程中产生的。(DOI:10.1126/science.1248522

激发神经以交配

A Neural Mechanism Underlying Mating Preferences for Familiar Individuals in Medaka Fish

对于约会而言,做出每一个举动都需要有勇气,而如今据一项在鱼身上进行的新研究报告称,神经——尤其是神经细胞,还在雌性的与其所知的雄性交配的意向性中扮演着某种角色。在不同的物种中,从鱼至灵长类且可能还包括人类,雌性交配的偏向受到了社会熟悉度的影响。但是,这一基于熟悉度交配的神经元活性大体上是未知的。在这里,Teruhiro Okuyama及其同事应用一系列水族箱试验在青鳉中探索了这一问题。与那些互动前没有相互看见的鱼相比,通过监测在那些互动前肯定可以相互看见的鱼中的第一次求偶事件至第一次交配事件间的时间,研究人员可以确定视觉熟悉度是如何影响雌性进行交配的意向的;他们发现,视觉熟悉都会增加这种意向,使得从求偶至交配之间的时间变短。通过研究在这些动物脑中的神经元,研究人员显示,这种倾向受到了TN-GnRH3神经元的调节,而TN-GnRH3神经元充当某种激活交配偏好的门控。这些神经元在大多数的时候保持着最小的活性,从而减弱了雌性对过往雄性的兴趣,但它们会在当雌性看到某个它认识的雄性时突然活跃起来;视觉上的熟悉激发了该神经元的活性(这是有道理的,因为这些神经元会投射到视觉系统)。它们的激活释放了大量的肽进入到脑中,使得雌性对交配更为开放。这些发现表明,在基于熟悉性的交配选择中,TN-GnRH3神经元在社会性决策中起着作用。虽然它们仅仅代表了可能是一个导致交配选择的复杂神经通路网络中的某一点,但TN-GnRh3在调节熟悉性中的作用意味着这项工作的意义可能会超越交配选择;个体识别对许多类型的合作互动和社会性决策都是至关重要的。(DOI:10.1126/science.1244724

抵消大麻的效应

Pregnenolone Can Protect the Brain from Cannabis Intoxication

研究人员发现了一种自然产生的叫做孕烯醇酮的类固醇激素,它能减少脑中I型大麻素受体(CB1)的活性,有效地消除了由四氢大麻酚(THC)引发的“极度兴奋”,THC是大麻中的具有精神活性的成分。这些研究人员并非试图让人扫兴;他们的发现可带来新的治疗大麻中毒及成瘾的方法--而且它可让研究人员在阻断大麻对行为及躯体效应的同时分离出大麻的药用特性。Monique Vallée及其同事对小鼠和大鼠进行了研究以观察主要的被滥用的药物——如可卡因、吗啡、尼古丁及酒精——是如何影响神经类固醇,或在这些啮齿类动物的脑中直接产生类固醇的。他们发现,THC尤其会通过激活这些啮齿动物的CB¬1受体而导致孕烯醇酮急剧增加——这是一种神经类固醇的构建模块。反过来,他们说,孕烯醇酮减弱了在这些动物中的THC效应——如记忆损害及过度进食。这些发现揭示了一个先前未被认识到的负反馈回路,该回路看来能保护大脑不受CB¬1的过度刺激。(DOI:10.1126/science.1243985

对社会科学透明化的呼吁

Promoting Transparency in Social Science Research

据本期《政策论坛》的作者说,社会科学已经变得日益流行——而且其可信度也在一直增加,因此研究人员应该做更多的工作让他们的实验及其结果都变得更加透明,从而使这种趋势能够继续下去。Edward Miguel及其同事提出,增加使用随机对照试验已经让社会科学家们走上了正确的道路,迫使他们公开披露实验的细节、方法及结果。据这些作者披露,但是,有许多新的倡议已经超越这些标准的做法以保持公众的信任(更不用提为保持其他科学家们的信任)。Miguel及他的同事援引了一些杂志和机构作为例子,他们已经开始要求研究人员公开列出研究细节,这些细节包括他们选择性地从报告中剔除出去的数据或他们是如何得出其最终样本应有的大小的。这组作者还说,某些社会科学家已经开始发布分析前计划,这些计划可能包括供他人审查用的统计模型、因变量、协变量或测试修正。他们说,许多社会科学家正在改进统计技术及改善评估方法,让实验结果的复制和确认(或挑战)也变得更为容易。这些作者提出,这些在透明度上的举措可同时应用于实验性和非实验性的研究,他们呼吁学者、杂志编辑及资助者等支持创立能促进这些举措的机构。(DOI:10.1126/science.1245317

全民医保意味着到急诊就诊的次数增多

Medicaid Increases Emergency Department Use: Evidence from Oregon's Health Insurance Experiment

它被称作俄勒冈健康保险实验,其目的是为了阐明得到保证的医疗补助保险覆盖对低收入、无保险成年人的影响--在美国这尤其是一个重要的话题,因为向穷人提供医疗保险是《可支付得起医疗法》的一个很大的组成部分。

尽管先前来自该团体的2项研究应用调查及亲自面谈来评估俄勒冈健康保险实验的影响,但这一最新的研究所用的是急诊室的行政记录以进行更详细的观察。支持扩大穷人对医疗补助保险获取的人包括联邦及州政府中的决策者,他们认为,能够获取健康保险的低收入者会充分利用初级诊疗,会有更好的身体健康,因此会较少使用急诊室。但没有多少过硬的数据来支持这一说法。通过比较来自急诊室的有或没有医疗补助保险的低收入者的行政记录,Taubman及其同事发现,那些有该保险的人前往急诊室的次数会增加约40%,而这些就诊中的大多数属于被分类为“非急诊性”或“初级诊疗可以治疗的”情形。他们不但更多地使用急诊室,而且他们在可用恰当的治疗进行管理的医疗情况(如高血压、糖尿病及高胆固醇等)的测试中没有显示出健康情况的改善,这些疾病被人们预计会在此分析的时间间隔内显示出变化,如果病情确实已经得到改善的话。因此,来自俄勒冈健康保险实验的总体情况是拥有保险并不一定会导致健康结果的改善。(它确实好像让人们感到更加安心,而这可能与它保护人们不受医疗财务困境的影响这一事实有关。)

这份报告的发现可能有益于目前正在进行的关于健康保险政策的辩论,尤其是当决策者们在权衡扩大医疗补助保险与其成本的增加进行比较时。在一个相关的政策论坛中,Ray Fisman重点介绍了“发生在ER的引人注目的医疗部分。”而且由于大部分的美国人不久就会因为《可支付得起的医疗法》而得到保险,Fisman提出,在俄勒冈出现的急诊室负担过重的情形将只会继续存在--而决策者及医院必须开始做出规划。(DOI:10.1126/science.1246183

拟南芥根系发育

A Spatial Accommodation by Neighboring Cells Is Required for Organ Initiation in Arabidopsis

一株年轻的拟南芥主根生出的一个侧根(共聚焦显微图像)。侧根起始于初生根的形成。初生根的出现是一个“高度调控”的过程,需要萎缩相邻细胞“腾出空间”让位于侧根。(DOI: 10.1126/science.1245871

细菌控制着管虫蜕变的按钮

Marine Tubeworm Metamorphosis Induced by Arrays of Bacterial Phage Tail-Like Structures

是什么能够促使管虫从自由游动的幼虫转变成为一种固定状态的管虫幼虫的?管虫是居住在浅水区的包裹着岩石的物种,它们还会造成对诸如船体及钻井用钻头等人造物体的污损。在此之前,研究人员只是知道许多管虫能够在它们开始其转变之前识别来自与表面结合的细菌的信号。但是,Nicholas Shikuma及其同事如今已经对海洋细菌,即藤黄紫假交替单胞菌(Pseudoalteromonas luteoviolacea)如何激发华美盘管虫(Hydroides elegans)的蜕变有了一些了解。该细菌会挥舞一系列的噬菌体尾巴样的结构——它们通过一个基板相连并由一个六边形网所包围。研究人员将这些结构命名为蜕变相关性收缩结构或MACs;尽管它们的具体功能仍然是未知的,但很清楚的是,管虫的幼虫在没有它们的时候是无法发育的。他们的发现提示在动物与细菌之间有一种新型的相互作用,而它将为研究人员探索海洋生物被膜如何触发动物发育提供一个坚实的起点。(DOI:10.1126/science.1246794

海洋中丰富的细菌芽

Bacterial Vesicles in Marine Ecosystems

原绿球藻——这是海洋中最丰富的蓝细菌——一直在散布大量的含有蛋白质、DNA和RNA的菌“芽”。Steven Biller及其同事说,这些细菌性膜囊泡可能会对全世界的碳预算产生显著的影响。研究人员对在实验室中生长的原绿球藻的囊泡脱落进行了观察并检测了马萨诸塞州葡萄园海峡(Vineyard Sound)海域及中大西洋马尾藻海的海水中的囊泡的丰度。他们的数据显示,这种细菌每天所脱落的囊泡有近兆兆之多。这些满载营养的包袱能够支持显著的细菌增长,并因此能够对全球的碳循环造成影响。它们还能作为在海洋生物体间横向基因转移的一种方式,并甚至能作为细菌为了迷惑病毒而抛弃的“诱饵”。David Scanlan对这些不同的作用进行了讨论。(DOI:10.1126/science.1243457

顶端食肉动物的重要性

Status and Ecological Effects of the World’s Largest Carnivores

“狮子、老虎和熊--噢,我的天!”是经典电影《绿野仙踪》中由Dorothy及她的惊恐的同伴所唱的副歌。事实上,多个世纪以来食肉动物一直在人(和牲畜)中引发着深度的恐惧。但是,在这篇回顾性论文中,William Ripple及其同事凸显了这些捕食者——像先前提到过的狮子、老虎和熊等——对全球生态系统具有稳定作用--而且他们说,现在正是保护这些食肉物种的时候。Ripple及其他作者分析了最近的研究,旨在回顾世界上31个最大的哺乳类食肉动物的状态、所受威胁及生态重要性。从各个方面看,他们发现了顶端食肉动物——狮子、豹子、狼、美洲狮、澳洲野狗及其它食肉动物——在保持生态系统平衡方面的例子。据文章的作者披露,通过一系列直接与间接的影响,大型食肉动物帮助增进了生物多样性、缓冲了气候变化并管控了疾病。例如灰狼——它们目前是美国落基山脉及大湖地区大规模猎杀活动的焦点——会发挥若干有益的、级联效应;例如控制食草性猎物的种群数量,其结果是使木本植物繁茂生长并存储更多的碳。文章的作者还发现了由大型食肉动物种群的改变所引起的作物受损、河流结构改变以及在鸟类、哺乳类、两栖类、爬行类及无脊椎动物种群中的各种变化。他们对最近的数据所做的审查显示,食肉动物的作用比研究人员过去所意识到的要复杂得多,而自然资源保护者需要发现能够促使人类与食肉动物和平共处的策略——这是一项有史以来就很难完成的工作。据文章的作者披露,到目前为止,猎人们一直无法取代或复制这些顶级捕食动物在野外的级联、稳定效应,而对食肉动物、被捕食动物及植物相互作用的研究是必要的。由Richard Roberts撰写的一篇相关的《观点栏目》——它对该回顾文章进行了重点介绍——提出,驱使袋獾与塔斯马尼亚虎灭绝的并非澳洲野狗,而是人类及气候的改变。(DOI:10.1126/science.1241484

持续存活的关键

Internalization of Salmonella by Macrophages Induces Formation of Nonreplicating Persisters

在被称作巨噬细胞的免疫细胞吞噬之后,沙门氏菌会选择2种命运之一:复制或以一种低调的不复制的状态持续存在。这些持续化的细胞可能是细菌逃避抗菌素治疗并持续存留以引起持续性或反复发作性感染的一种方式。为了更多了解有关持续细胞(persisters)是如何发育的,Sophie Helaine及其同事用一种荧光单细胞追踪技术对实验室中的以及受到感染的小鼠身上的沙门氏菌细胞进行了追踪。他们发现,该细胞的命运是在巨噬细胞内的被称作液泡的封闭隔室中决定的。研究人员说,这些隔室是酸性的而且营养贫乏,这些条件看来能够同时触发细菌的毒力因子及持续细胞的形成。在这些液泡中存在着各种形成的持续细胞类型,而这种多样性可能也为这些细菌提供了逃避免疫检测并活着以再次感染的一种方式。(DOI: 10.1126/science.2990034

虚拟粒子周围电子的电荷分布艺术图

Order of Magnitude Smaller Limit on the Electric Dipole Moment of the Electron

在二氧化钍分子自旋运动测量结果表明:完美的圆度误差必须小于万亿分之一。这一发现有力制约了有关扩展粒子物理的标准模型的建议。(DOI: 10.1126/science.1248213

将糖诱导出来以推动生物燃料的发展

Nonenzymatic Sugar Production from Biomass Using Biomass-Derived γ-Valerolactone

据一项新的研究报告,得益于一种将糖从干的植物性物质中诱导出来的新技术,用生物燃料取代日益减少的以石油为基础的燃料来源的工作可能会变得容易一些。由于油价的上涨,像生物燃料这样的替代能源已经变得日益流行。生物燃料是通过将稳定植物细胞壁的纤维素中的糖进行发酵而制备的,但这些糖首先必须得进行释放,而这是非常困难的。特定的酶可对这一过程有帮助,但科学家们需要想出更多的方法将纤维素分解糖。现在,Jeremy Luterbacher及其同事已经做到了这一点。他们报告了可从在玉米秸秆、硬木和软木的纤维素和半纤维素中高效地产出葡萄糖。为了实现这一壮举,他们将来自以上这些来源的干性植物物质放入到了GVL中——GVL本身就是一种生物燃料,且这组研究人员在以往的研究中已经证明了GVl能够降解生物质。他们只是在GVL中加入了适量的水与酸并将这些化合物分解成为葡萄糖—这是用于发酵的燃料。至关重要的是,这些葡萄糖并没有被降解——葡萄糖被降解是使用其它方法遇到的一个问题——而是为发酵过程完整地留了下来。该小组的经济模型表明,该整个过程就其成本而言可与当前的从生物质中生产乙醇的方法竞争。(DOI:10.1126/science.1246748

终于,植物版受体被找到了

Identification of a Plant Receptor for Extracellular ATP

据一项新的研究报告,长期以来踪迹难寻的植物版本的ATP受体终于被发现了,而且它与动物中的ATP受体有很大的不同。ATP是在所有活的生物体中普遍存在的一种化合物。ATP已知在细胞内充当某种能源,但它在细胞外还有另外一个不太知名的作用:它可协助信号传导--发出对生长和发育重要的信号。植物具有对ATP的特定的反应:其中一种是细胞中钙浓度的增加。然而,要发生这样的反应,ATP必须首先与其受体结合,而科学家们一直无法发现该受体。(相比之下,在动物中的与ATP结合的受体则得到了良好的描述。)如今,Jeongmin Choi及其同事在寻找该植物受体上取得了进步。在对开花植物拟南芥进行研究时,他们对拟南芥的变异株进行了遗传筛检--这些变异株不会在ATP存在时触发预期的钙离子内流。在寻找这些变异株中的使得ATP识别受损的基因时,他们发现了2个基因:dorn1-1 和 dorn1-2。至关重要的是,这些基因编码的受体在结构上与在动物中的ATP受体是不同的。研究人员发现,DORN1——这是表达正常受体的基因——的表达可在受到ATP处理的植物中恢复正常的钙离子内流。而这反过来也可帮助这些植物从其机体损伤中恢复过来。文章的作者提出,DORN1 ——这是长期追寻的植物中的ATP受体—— 对感知细胞外ATP是至关重要的,它可能在植物的抗应激中扮演着各种角色。

新西兰山脉的土壤风化没有速度限制

Rapid Soil Production Breaks Global Weathering "Speed Limit" in the Western Southern Alps, New Zealand

在新西兰山区工作的科学家们报告了非常高的土壤风化率,这与先前的研究是矛盾的,因为那些研究提示山区的土壤风化是有速度限制的。因为风化过程可以从大气中抽提二氧化碳,因此这一发现对科学家们将山区理解为碳汇有着重要的意义。山区是否起着碳汇的作用一直存在着争论。这大体上是因为科学家们对该化学风化过程——在该过程中,空气中的二氧化碳会与地球表面的化学性化合物起反应并被锁入到这些化合物之中——是如何在山区发生变化的缺乏清晰的掌握,尤其是那些经常性地因为板块而升高的山区。(该抬升过程会暴露新的岩石和土壤以供风化过程发生作用。)有些人曾经提出,在山体抬升时清除了如此多的风化土壤,其所造成的侵蚀会因为缺乏原始成分而放缓--从而限制了这些山对碳截留的促成作用。为了弄清楚这一问题,Isaac Larsen及其同事从新西兰的南阿尔卑斯山西部采集了土壤样本;那里有一些世界上抬升最快的山脉。为了测量随着时间推移的风化速度,研究人员评估了一些特定的元素,如玻元素等,从土壤中的清除情况。研究人员说,与先前的研究——这些研究提示土壤的风化会随着抬升活动增加所致的侵蚀而下降——相反,在这里,土壤的风化会随着侵蚀的增加而增加。这有可能是因为受到推挤的山体表面并非如所预期的完全与土壤进行了剥离;相反,较潮湿的气候会让它们保持在原位而发生风化作用。研究人员将他们的土壤风化速度与全世界的数据汇编进行了比较并发现,他们的土壤风化速度是迄今为止最高的风化速度。Larsen等人的工作帮助量化了板块活动及侵蚀作为全球风化流通的驱动因子的重要性,并因而最终成为对大气二氧化碳的控制因素。它对目前的一个有争议的辩论,即山脉是否对全球风化、二氧化碳循环及气候有“重要作用”,也具有重要的影响。(DOI:10.1126/science.1244908

古老的信息素让蜂王蚁后保持主导地位

Conserved Class of Queen Pheromones Stops Social Insect Workers from Reproducing

谈到群居性昆虫,它们中的蚁后和蜂王会通过散发出能让其忠实的工虫不育的化学信号而维持其对生殖的垄断地位。如今,Annette Van Oystaeyen及其同事发现了一类特别的在结构上类似的且具有蜂王蚁后特异性的碳氢化合物,这种化合物可抑制蚂蚁、黄蜂及熊蜂等工虫的生殖—研究人员提出,这些信息素已经存在了近1亿5000万年,它们会在群居性昆虫中发出生育信号。研究人员研究了沙漠蚂蚁、常见的黄蜂及黄尾熊蜂外骨骼或角质层的化学特性并发现了数种特别是在蜂王和蚁后中产生的过量的化合物。他们接着在工虫中测试了那些化学物质并发现,即使当它们的蜂王蚁后不在时,饱和碳氢化合物的存在也会使工虫保持不育。(然而,与此同时,这些昆虫的对照组却会在它们的蜂王和蚁后不在时快速地出现卵巢发育。)Van Oystaeyen及她的同事将他们的发现与90则发表的其它研究进行了比较并对在所有64种不同的物种中一直由蜂王蚁后产生的过量化学物质进行了调查。他们的发现揭示,饱和性碳氢化合物到目前为止是最常见的由群居性昆虫中的蜂王和蚁后产生的过量化学物质。实际上,他们的研究表明,类似的碳氢化合物曾经由蚂蚁、黄蜂及熊蜂的单生祖先在数百万年前用来表明它们的生殖状态。综上所述,研究人员的发现意味着蜂王和蚁后的信息素是它们生育能力的真实标志--而工虫会服从这些信号,因为帮助它们的蜂王蚁后可确保该群体的基因会传递给随后的世代。由Michel Chapuisat撰写的一篇《观点栏目》文章更为详细地解释了这一研究并凸显了其对真社会性(eusociality)古老起源的含义。(DOI:10.1126/science.1244899

探索火星的可居住性

Habitability, Taphonomy, and the Search for Organic Carbon on Mars

追求外星生命是现代科学古老而又不可避免的的目标之一。在实际的操作过程中,这一挑战的核心就是要将这个宏伟的愿景分解成若干个小型研究。而寻找“前世”残留有机物的研究则是一个可帮助引导其他探索方式的典范。评估某个星球的可居住性就是要探索它的自然环境支持生命的存在吗?它是否有利于保护生命遗迹,尤其是有机大分子?(DOI: 10.1126/science.1249944

你从哪儿得来全新的基因?

Origin and Spread of de Novo Genes in Drosophila melanogaster Populations

有的时候,一段非编码DNA序列可产生一个独特、新的(初治)基因,它起着其自身特殊的可能会帮助塑造该物种的作用。但在此之前,研究人员还一直不太了解这一过程是如何进行的。Li Zhao及其同事将先前未经描述的黑腹果蝇——即普通果蝇——株的睾丸转录组——即雄性性腺中的全套的RNA分子——与可公开获得的有关其它黑腹果蝇株的数据进行了比较。他们在近交果蝇株中确定了在其它果蝇株中非基因的或无功能的106个固定的及146个多态性初始基因--但其显示了与在果蝇转录组的等同区域内的基因含量的类似性。研究人员进一步地分析了这些候选初始基因以揭示它们可能是通过受到自然选择压力而驱动的先祖的、未表达的开放阅读框的复活而形成的。因此,看来这些自发形成蛋白的先前非编码DNA序列的演化和选择或为一种重要的基因新颖性的生成器。鉴于他们的发现,Zhao及其他的研究人员提出,科学家们如果没有一些有关在该物种中的这些初始基因组成的知识将甚至无法辨认某一生物体的生物学重要属性。(DOI:10.1126/science.1248286

即使缺乏其所需的维生素,免疫细胞仍然可以保护宿主

Adaptation of Innate Lymphoid Cells to a Micronutrient Deficiency Promotes Type 2 Barrier Immunity

营养不良会损害免疫系统,降低其强度与力量,但如今一项新的研究显示,世界上最常见的营养不良问题之一--维生素A的缺乏--可提升某种关键性免疫细胞的水平。在世界上那些常见的营养不良地区,寄生性蠕虫感染也可能是普遍的。这就需要所谓的在粘膜表面的屏障免疫--这是一种部分由先天淋巴样细胞(ILCs)介导的免疫策略。ILCs似乎会对维生素A提供的信号--具体地说是该维生素的一个叫做视黄酸(RA)的代谢物--做出反应。为了更好地理解视黄酸是如何影响某些ILCs的生长的,S.P. Spencer及其同事在维生素A缺乏的小鼠(在这些小鼠中,RA信号传导是阙如的)中研究了ILCs亚群的行为。他们发现,在这些小鼠中,ILC的某些亚群(即那些对细菌免疫重要的亚群)大大地减少了,而另外某些亚群,尤其是ILC2s,则出现数目的增长(后来发现,ILC2s因缺乏RA受体而可在没有维生素A存在的情况下增生。它们对保护机体免受寄生性蠕虫感染起着重要的作用)。Spencer及其同事的结果显示机体会如何切换到一种不同的免疫类型,即使当机体缺乏重要的营养资源时也能让宿主活着。维生素A缺乏会使免疫系统倾斜,使得它做好准备以保护机体免受寄生性蠕虫的感染,而后者是维生素A缺乏症流行地区的一个重大问题。(DOI:10.1126/science.1247606

远古的犬类癌症暗示第一个犬类宿主

Transmissable Dog Cancer Genome Reveals the Origin and History of an Ancient Cell Lineage

研究人员首次提供了一种可传播肿瘤的整个基因组序列,该肿瘤在数千年前起源于某一条狗,这种肿瘤直到现在仍然在家犬中传播。他们的努力揭示了该肿瘤最初的狗宿主特征,他们说其特征可能类似于现代的阿拉斯加雪橇狗(马拉密犬)。犬传染性性病肿瘤或CTVT是2种已知的可传播的癌症之一;它可通过转移活的癌细胞而在家犬群中传播,通常是在性交时。尽管CTVTs有一段基因组序列源于某一条狗,但它们现在在许多品种的狗中独立地存在着。然而,在该肿瘤的DNA编码内,它们的第一个宿主的基因组一直存活着。为了推断第一条作为CTVT宿主的狗的特征,Elizabeth Murchison及其同事从2条现代犬——1条澳大利亚土著营地狗及1条来自巴西的美洲卡可猎犬——中对CTVTs的基因组进行了测序。有趣的是,他们发现这2个肿瘤共享有几乎2百万个体细胞突变--这比在大多数人类肿瘤中所发现的体细胞突变要多1百多倍。可是至关重要的是,CTVT仍然保持稳定,它继续在家犬群中肆虐了数千年。通过检查DNA变异,Murchsion等人帮助澄清了CTVT第一次在犬中出现的时间--后者一直存在争议;他们估计,CTVT是在1万1000多年前(这是犬类被驯化的时间点)在一个近交群体中出现的。Murchison等人的工作揭示了世界上最老的已知癌细胞系的起源、历史及演化,它凸显了哺乳动物体细胞基因组在一个新的生态位中(在此为犬类宿主)适应并持续的能力。一则《观点栏目》文章提出了更多的见解。(DOI:10.1126/science.1247167

没有谁像虾蛄那样来看色彩

A Different Form of Color Vision in Mantis Shrimp

为什么虾蛄的眼睛有12种不同类型的光感受器,而只需要4-7种光感受器就能够编码阳光下的每一种颜色?由Hanne Thoen及其同事所进行的一项新的研究,该研究通过揭示虾蛄所依赖的一种独特的、先前还没有被记录过的颜色视觉系统从而帮助解开这一谜团。这些研究人员将食物奖励与各种颜色进行相关并发现,尽管虾蛄有着数目令人费解的光感受器,但该生物不能轻易地区分某些较相似的颜色。为了说明这种情况,Thoen及其他的研究人员提出,虾蛄通过用它们的12种光感受器——每一种光感受器设定有一种不同的敏感度——来扫描物体可避免复杂的神经处理需要。他们说,与人的眼睛——它们有可向脑部发送信号以进行比较的3种类型的光感受器——不同,虾蛄的眼睛可产生一种几乎立刻识别作为一种颜色的模式。因此,虾蛄会失去某些在颜色间进行区分的能力-- 例如, 这些甲壳动物可能无法区分浅橙色和暗黄色--但他们无需在它们的脑中比较可见光谱的波长而能快速地识别基本的颜色。据研究人员披露,这种妙招可能会节省虾蛄一些精力并赋予它在其栖息的一个极端富有争斗性及色彩丰富的珊瑚礁世界中占有优势。由Michael Land 和 Daniel Osorio撰写的一篇《观点栏目》文章更为详细地解释了这一先前未知的色彩视觉系统。( DOI:10.1126/science.1245824 

机遇号的新的结果补充了好奇号的结果

Ancient Aqueous Environments at Endeavor Crater, Mars

 美国宇航局(NASA)的机遇号探测车是在2004年登陆火星的--当时是好奇号探测车在火星降落之前8年多,来自此次飞行使命的新的数据现在显示,在远古时期造成奋进陨石坑的撞击之前及之后,水曾经冲击过该陨石坑的边缘岩石。然而,据Raymond Arvidson及其同事在本星期所报告的新的机遇号的发现,在奋进陨石坑形成之前,冲刷该区域的水是近乎中性的(略带酸性),而它会比该撞击之后流至那里的水对微生物的生命更为适宜。他们的发现与该探测器在1月25日登陆火星10周年的时间一致,它给来自好奇号探测器的不断增加的研究内容有了新的增添,而好奇号探测器的目的是对火星上的可居住性进行评估。

Arvidson与他的同事解释说,来自火星勘测轨道飞行器的数据表明富含铁与铝的粘土矿物的存在并指引机遇号探测器前往奋进陨石坑的边缘;奋进陨石坑是在37亿多年前形成的。机遇号在那里对Matijevic构造进行了采样,后者是一群富含粘土矿物的细粒、分层的岩石。研究人员分析了这些富含矿物质岩石中的球粒、岩脉及破裂并确定这一Matijevic构造所代表的是机遇号迄今所遇到的最古老的火星岩石--及最早的水活动事件。与位于Matijevic构造顶部的较年轻的岩石不同——那些岩石含有会让甚至是最顽强的嗜极微生物难以生活的超咸、高度酸性水的特征,这些较古老的岩石则与较温和的会对生命或生命起源前化学较为有利的条件相关。综合来看,这些结果提示,在奋进号陨石坑形成之前与之后,具有不同 pH 值的水曾经在这一区域流动。由John Grotzinger撰写的有关本杂志一个特别版面的介绍文章将这一新的发现与好奇号最近的发现进行了结合以对火星的可居住性进行一个深度的概述。