2014年09月26日《科学》杂志精选

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后生效应如何指示免疫系统中的血液细胞
mTOR- and HIF-1α–mediated aerobic glycolysis as metabolic basis for trained immunity
三项新的研究阐示了后生效应——它们或影响某个基因或蛋白是否会被表达——是如何指示血液细胞发育成为免疫系统的多个组成成分的。这些研究是由来自“欧盟”的蓝图项目的科学家们所进行的，其目的是为了进一步理解后生作用是如何影响健康及患病人类细胞的。这些后生变化改变可帮助解释为什么某些疾病会发生。由于它们是可逆转的，因此它们可能是研发新的、更加个性化医疗的标靶。
Sadia Saeed等人展示了后生调控是如何支配血细胞分化的--具体而言，单核细胞是如何过渡成为巨噬细胞的，后者是一种可消化细胞碎片的血细胞。研究人员对具有独特免疫功能的巨噬细胞进行了研究并记录了导致这些不同免疫命运的外生变化。
Shih-Chin Cheng及其同事聚焦于一种研究人员不完全理解的免疫行为。传统上，免疫系统有两种反应：一种是被称作先天性反应的快速、非特异性反应，以及一种高度特异性的或称适应性的反应。某些科学家曾经提出假说：先天性免疫系统无法发起适应性免疫反应。但是这一假说与显示像昆虫等缺乏某种特异性免疫系统的生物能够对感染做出适应性反应——一种叫做经训练的先天免疫——的研究相矛盾。为了更好地理解介导经训练的先天免疫的机制，希望利用它们来治疗自身免疫性疾病和其它疾病，Cheng等人研究了人类单核细胞或一种白细胞，在这种细胞中，他们诱导出了经训练而得到的免疫性。他们发现，一种可控制单核细胞是否会发起一种经训练后出现的免疫反应的后生开关，并确定了这一开关是如何在有氧存在的情况下改变了糖的代谢分解。
最后，为了更好地理解造血干细胞——即那些在身体中制造各种类型血细胞的细胞——分化的过程，Lu Chen等人对先前被确定受到后生控制的造血祖细胞中的RNA进行了检查。他们发现，这些细胞的特定细胞系使用了不同长度和组成成分（异构体）的RNA转录物。而且，他们还发现了一个与形成血液中血小板的细胞有关的特别的异构体。总之，这一工作可帮助解释为什么后生效应可驱动免疫系统中血液细胞的发育并可帮助科学家们在具体病人中研发对特定疾病的新疗法。（DOI: 10.1126/science.1250684）
制备石质工具的方法在不同人群中是同时演化的
Early Levallois Technology and the Lower to Middle Paleolithic Transition in the Southern Caucasus
据一项新的研究报道，一种石质的制作工具的技术——它被认为起源于非洲并接着扩散至欧亚地区——可能是在后者地区独立演化出的。这项研究——它报道了在欧亚地区这项技术的最早的有记录的使用——对该假说提出了挑战；该假说认为，在那里出现的“勒瓦娄哇”技术是来自非洲的早期人类出走的结果。勒瓦娄哇技术出现在20万-30万年前整个欧亚地区的考古记录中，并在非洲出现的时间更早，它涉及使用一种坚硬的锤状材料从一块大小和形状先已决定的被称作石核的石块来分离石片。剩下的石块——它的所有边缘因早先的切削而变得锋利——被精制成一把刀或其它物品，而分离的石片还被用来制造各种工具。（在勒瓦娄哇技术之前，早期人类用一种叫做双面技术的更简单的方法通过去除石片来给一块石头塑形，所有的石片则都被丢弃了。）D.S. Adler以及一个在亚美尼亚的一个叫做南高加索的部分工作的团队提出了在非洲以外的在某一个地方古人类同时使用了双面及勒瓦娄哇技术的最早的证据；高加索是从非洲向外转移的古人类的一个重要的播散走廊。在那里出土的数千件工具可追溯到32.5万-33.5万年前，它们的式样差别很大。研究人员说，在仔细查看这些人工制品及日期检测后，这些多样的技术并非来自多个在同一空间重叠的具有独特制作工具传统的古人类群体，相反，他们来自一个在演化上的显著适应——即由通过更经济的勒瓦卢瓦方法生产的石片、尖端及刀片来缓慢取代双面技术。用这一技术构建的手工制品长期以来被用作一种旧石器时代人群移动的指针，但Adler的研究提示，这一用来记录人类历史的策略可能需要被重新评估。（DOI:10.1126/science.1256484）
太空中发现独特的有机分子
Detection of a branched alkyl molecule in the interstellar medium: i-propyl cyanide
研究人员在太空的星际介质（ISM）中检测到一种分支的有机分子。尽管这样的分子的存在是在1980年代首次被预测的，但天文学家在此之前只能隐约看到这些线性或环形的有机分子。这一新的观察是重要的，因为分支构造更让人想起在撞击地球的陨石上发现的复杂分子——其中包括蛋白质的构件氨基酸；这些分子比在ISM中迄今所观察到的任何东西都更复杂。Arnaud Belloche及其同事用在智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）来仔细观察Sgr B2，后者是银河系的最庞大的恒星形成区，并发现丙基氰或i-PrCN的一种分支构造；i-PrCN可能比其知名的直链对等物n-PrCN更为丰富。研究人员设计了一种模型来解释在ISM中的两种分子构造的形成并提出，i-PrCN 以及 n-PrCN是由坐落在星尘粒顶部的冰幔产生的。他们说，随着这些颗粒变暖并与简单及复杂的自由基发生接触时，有机分子形成了。（DOI:10.1126/science.1256678）
研究提示，太阳系中的水要早于太阳
The ancient heritage of water ice in the solar system
一项新的研究提示，太阳系中的水的一个显著的部分是在太阳形成之前形成的，而所有的行星系统--不只是我们的地球系统--在它们形成时可能都能获取该相同的水。多年来，研究人员一直在尝试确定太阳系的水是否来自当行星在其周围形成时由太阳所独特处理的冰，或它是否源自太阳形成之前的冷分子云中。如今，Lauren Cleeves及其同事设计了一种跟踪氘的化学历史的模型并用它确定前一种情形将是不可行的；氘是一种打自太阳形成以来就在太阳系的水中被富集的氢的同位素。据研究人员披露，在早期太阳系的原行星盘内部的化学过程不能解释如今在整个太阳系的水中所发现的氘与氢的比例。他们的发现意味着某些来自星际介质的冰一定挺过了太阳系的形成并被纳入到各种行星的前体之内。他们说，如果太阳系的形成是典型的，那么所有年轻的行星系统都可能有相同的过程。（DOI:10.1126/science.1258055）