10月11日《科学》杂志精选

yhs210

哺乳动物也能用RNA对抗病毒

哺乳动物是否会如同植物那样用一种叫做RNA干扰的通路来制服病毒一直饱受争议，现在，两项研究显示，某些哺乳动物细胞确实是这样做的。这一发现可为研究哺乳动物宿主中病毒性病原体的控制提供一种崭新的方法。RNA干扰或RNAi是一种细胞用来抑制或沉默特定基因活性的自然过程。在植物和无脊椎动物中，RNAi还充当病毒攻击系统——抑制病毒基因表达从而使病毒感染停止。RNAi通路是由病毒性主干——双股RNA触发的；一旦被发现，它会被切成叫做小干扰RNA（siRNA）的片段，后者会支配RNAi的基因沉默体系。小干扰RNA会在感染植物中积聚。相反，在哺乳动物中，病毒性入侵物还没有被显示会触发siRNA的产生。相反，被称作干扰素的蛋白则大量存在；这就是哺乳动物如何对抗病毒的方式。

然而，为了进一步探索在哺乳动物中的一种基于RNA的病毒反应的可能性，P.V. Maillard及其同事对未分化的小鼠胚胎干细胞（mESCs）进行了观察-mESCs是那些缺乏由干扰素开展免疫反应的细胞。（如果某种病毒被这些细胞所消灭，那它肯定是由其他因素完成的。）他们用两种病毒来感染mESCs并观察到siRNA分子确实会积聚。Yang Li及其同事对某种抗病毒RNAi反应是否会在活体动物中产生而不是在细胞中产生进行了调查。他们用日本库蚊病毒感染了只有7天大的乳鼠，而研究人员在试验中发现这些乳鼠也能用抗病毒的RNAi来消灭病毒。这可能意味着非常幼小的生物需要一个基于RNA的体系来对抗病毒——使它保持完整直至它们的基于干扰素的体系能够发挥作用。总之，Maillard和Li的研究就哺乳动物细胞中存在着一个抗病毒RNAi的通路提供了证据。他们说，文章作者的研究还提示为什么抗病毒的RNAi在先前的研究中是如此难以被发现；那些研究可能是在较年长的哺乳动物中进行的，它们已经有了能够快速发动干扰素反应的发达的免疫系统。

早期人类迁徙如何搅动欧洲遗传熔炉

对来自德国考古学遗址的同位素及遗传物质所作的新的分析披露了在现代欧洲人群起源之前所发生的遗传学变化。在相关研究报告中，其中一则报告的研究人员记录了在早新石器时代或新石器时代至早青铜器时代之间——即在公元前5500年至公元前1550年间——发生在欧洲的4个关键性的人群事件，当时欧洲人正从狩猎与采集时期转变成农业和冶金时期。这些事件对应于已知的人类迁徙模式，且它们可帮助确定涉及这一欧洲农业及冶金崛起的某些特别文化的可能的起源。Guido Brandt及其同事对来自居住在德国Mittelelbe-Saale地区的9个不同文化的364个古代个体在那4000年的过程中的线粒体DNA进行了研究。他们的分析提示，中石器时代的狩猎采集者被新石器时代的农民所取代；这些农民在从近东、安纳托利亚和高加索地区引进农业之后占据主导地位达2500年。接着，该地区经历了与来自斯堪的纳维亚的猎人—采集者的遗传物质的交换，提示中部的欧洲人与北部的猎人—采集者有了互动并分享了他们的知识。研究人员还描述了发生在晚新石器时代的另外两个事件，在这些事件中，这些与农业有关的基因组分别向东与向西移动。总而言之，这些遗传物质的改变披露了现代欧洲人基因组的起源。

由Ruth Bollongino及其同事所作的第二则研究报告显示，在农业被引进该地区后，猎人—采集者文化与农耕文化持续并存了2000年。这些研究人员对来自德国哈根的古代Bl?覿tterh?觟hle考古遗址的25个人的线粒体基因组进行了测序并分析了在这些标本的骨头和牙齿中含有的硫、氮及碳同位素。他们的结果披露了3个不同的人群—— 一个属于从先前时代遗留下来的猎人—采集者人群，一个是对该地区来说是新的新石器时代的农业人群以及一个新石器时期的同时也抓捕并进食淡水鱼的猎人—采集者人群—— 一起生活了大约2000年，且他们之间鲜有或没有繁殖。这两项研究凸显了过去各人群的复杂的活动和互动以及重建这些产生出当代欧洲的人群活动及关系的复杂性。

湖泊研究揭示解决一种环境问题可引发

另一种环境问题

充满藻类的湖泊不会吸引夏季的游泳者，因此通过根除磷——这是一种藻类燃料—— 来清除这些绿色、滑腻的生物一直是人们的一个目标，但现在有一项新的研究显示，消灭这种元素有时会有其不好的方面。在淡水体系中，磷在一个与氮相连的过程中进行着循环。氮通过肥料使用和化石燃料的燃烧而进入湖泊及其他的水生生态系统。科学家们还没有完全明白氮从淡水体中被清除会多么有害及造成污染，尽管他们知道磷起着一种作用；它能帮助湖中的细菌将藻类从环境中所吸取的活性氮转变成为像在我们的大气中的无害的氮气。

为了进一步地探索磷对氮的影响，Jacques C. Finlay及其同事对在美国、瑞典、德国、瑞士和意大利的12个大湖中的磷与氮的长期记录进行了评估。他们发现，富含磷的湖泊所清除的氮要比它们的低养分含量对等物——其中的氮总量要高得多——所清除的氮要多7倍以上。当氮在某湖泊中积聚的时候，它会促成下游的问题，其中包括藻华。Finlay及其同事的工作显示了磷是如何帮助遏制这一过程的。文章的作者指出，过多的磷仍然会成问题，且他们的研究并不表示磷清除氮的能力可成为放松对磷进行控制的理由。但他们的发现提供了更仔细地监控氮源的动力。他们的发现还显示，解决一种环境问题（清除可喂养藻类的磷）是如何意想不到地带来加剧另外一种环境问题的后果。Finlay等人的工作还可能帮助科学家们改善淡水氮清除的过程——这是一个至关重要的步骤，因为肥料的使用及城市化促使了有比以往更多的氮进入到这些水生资源之中。

（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）

《中国科学报》 (2013-10-22 第2版 国际)