《Science》2008年11月7日中文摘要精选
2009-05-26 20:36:09 来源： 作者： 评论：0 点击：
11月7日《Science》
神经修复的新途径
据11月6日的《科学》杂志报道说，脑或者脊柱（即中枢神经系统）中的受到损伤或被切断的神经与身体其它部位的神经不同，它们不会自我修复。有关这一问题的2则新的研究探索了这一使得中枢神经系统的神经无法再生的分子学机制。这可能会为人们提出可最终帮助那些因为中枢神经系统创伤而出现严重残障和瘫痪者的神经修复途径。在小鼠的实验中，Kevin Kyungsuk Park及其同僚展示，在去除mTOR 生长通路中的2个蛋白抑制物后，发生损伤的视神经中的神经元会在数周内重新长出来。中枢神经系统中神经元的再生还受到包裹每个神经元的髓鞘中的蛋白的抑制。这些蛋白与NgR受体相互作用从而阻断修复过程。现在，Jaswinder Atwal及其同僚发现，PirB小鼠蛋白是髓鞘蛋白阻止神经再生的另外一种受体。Woo-Yang Kim 及 William Snider在一则相关的Perspective中就这些研究将如何推动人类脊髓的治疗进行了讨论。
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ARTICLE #26: "Promoting Axon Regeneration in the Adult CNS by Modulation of the PTEN/mTOR pathway," by K.K. Park; K. Liu; P.D. Smith; C. Wang; B. Cai; B. Xu; L. Connolly; I. Kramvis; M. Sahin; Z. He at Harvard Medical School in Boston, MA.
ARTICLE #4: "Overcoming Inhibitions," by W.Y. Kim; W.D. Snider at University of North Carolina, School of Medicine in Chapel Hill, NC.
蠕虫燃烧油脂以增长寿命
据11月6日的《科学》杂志报道说，一项新的研究表明，燃烧油脂可以使寿命延长，至少在蠕虫中是如此。Meng Wang及其同僚说，在C. elegans （或译：秀丽小杆线虫）中，当该蠕虫的生殖干细胞停止增生之后，一种可以燃烧油脂的酶的活性会增加，结果是其寿命得以延长。Ting Xie在一则有关的Perspective 中提出，他们的发现对代谢调节、寿命和生殖是如何互相纠缠的机制提供了一个进一步激发人们兴趣的一瞥。Wang及其同僚显示，成年蠕虫的生殖干细胞会活跃地控制脂酶K04A8.5的水平，而这种酶会减少肠脂的水平。当干细胞停止增生的时候，脂酶的水平显著上升并开始消耗油脂。研究人员发现，那些肠脂酶被激活的蠕虫的寿命比其同属的蠕虫增加了24%。
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ARTICLE #24: "Fat Metabolism Links Germline Stem Cells and Longevity in C. elegans," by M.C. Wang; E.J. O'Rourke; G. Ruvkun at Harvard Medical School in Boston, MA; M.C. Wang; E.J. O'Rourke; G. Ruvkun at Massachusetts General Hospital in Boston, MA.
Horton是如何听到他的who？
据11月6日的《科学》杂志报道说，人们会在任何的地方识别出一个他们所爱的人的声音，但这是怎么做到的呢？人们的脑子是如和断定他们所听到的是谁的声音并从听到的话来辨别该声音的呢？荷兰的研究人员通过发现脑子的可帮助聆听者对语音和说话者身份进行解码的有关信号（这两者都来自一个单一的声音流），他们距离找到这些问题的答案已经更加接近了。 Elia Formisano及其同僚应用功能性核磁共振成像术来监控自愿者听觉皮层的活动，这些自愿者会聆听录自三个不同说话者的3个元音的声音。研究人员接着用一种数据挖掘的运算法则来分析这些数据中出现的模式。研究人员报告说，无论说话者是谁，与某一元音相关的模式都是相同的，而且无论某特别语音是什么，与某说话者相关的模式也保持相同的状态。这些结果还显示，听觉皮层与语音和说话者的身份的识别有部分的关系，这一发现挑战了一种被广泛认可的假设，即这一过程仅仅发生于专门化的、更高水平的脑子的区域。
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ARTICLE #28: "Who" Is Saying "What"? Brain-Based Decoding of Human Voice and Speech," by E. Formisano; F. De Martino; M. Bonte; R. Goebel at University of Maastricht in Maastricht, Netherlands.
气候、文化及亚洲的季风
据11月6日的《科学》杂志报道说，从中国的万象洞（Wanxiang Cave）中发现的一根石笋所重新构建的一个长达1810年的有关亚洲季风的纪录为人们就季风强度是如何与北半球气温、冰川周期及太阳的波动发生联系的提供了独特的一瞥。Pingzhong Zhang及其同僚的分析还突显了季风与数个中国的朝代的兴亡之间的关系。几个世纪以来，亚洲的季风为农作物的灌溉提供了十分需要的水源。在季风强烈的时期，如北宋等王朝，它们享有稻米耕作增加以及人口急速发展的美好时光。Zhang及其同僚说，但是，微弱及其后来的干旱季风时期则与唐、元及明朝的衰亡在时间上一致。他们注意到，在1960年前后，在气温和亚洲季风变化之间的相关性表明，温室气体和悬浮颗粒可能是现在处于支配地位的对季风的影响力。
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ARTICLE #21: "A Test of Climate, Sun, and Culture Relationships from an 1810-Year Chinese Cave Record," by P. Zhang; F. Chen; X. Yang; J. Liu; C. An; Z. Dai; J. Zhou; D. Zhang; J. Jia; Liya Jin at Lanzhou University in Lanzhou, China; H. Cheng; R.L. Edwards; X. Wang at University of Minnesota, Minneapolis in Minneapolis, MN; Y. Wang at Nanjing Normal University in Nanjing, China; J. Liu at Chinese Academy of Science in Nanjing, China; M. Tan at Chinese Academy of Science in Beijing, China; K.R. Johnson at University of California, Irvine in Irvine, CA.
本月《科学》摘要 :
临床试验和磨难
控制与阴谋
基因、多巴胺与肥胖
解构信号网络
脂肪细胞的起源
着手处理小麦的基因组
了解神经胶质
创新与迁徙
模仿壁虎之足
星球探秘
模拟火山地震活动
测量旋转流
本期的 *Science Signaling*
临床试验和磨难
http://www.sciencemag.org/clinicaltrials
将某种疗法从研究实验室移往医师诊所需要在临床试验中投入巨资，而这些临床试验每过一年都会变得更为昂贵和复杂。在 2008 年 10 月 10 日刊《科学》杂志的一个特别版中，一系列的新闻故事报道了在美国困扰临床试验的各种挑战，其中包括不断攀升的的成本、复杂的指导方针以及不良的管理；海外临床试验的前途的陷阱；使临床数据的获取变得更为方便的努力以及如何确保政府赞助的在美国的临床试验在性别上取得平衡；以及来自通过控制胆固醇而预防心脏病的药物试验的某些令人惊讶的结果。 在互联网上，一则视频介绍讨论了人们在管理和测试儿童用药上取得的进展。一则播客片段着重介绍了为什么临床试验正变得更昂贵和复杂的某些原因以及人们为使这些临床试验能够更为有效地开展所作出的不懈的努力。
控制与阴谋
为什么人们会形成迷信观念、制造阴谋论并无中生有地看到某些模式？在 2008 年 10 月 3 日 刊的《科学》杂志上， Whitson and Galinsky http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5898/115 表示其答案可能是因为人们是处在一种他们无法控制的处境之中。也就是说，当个人无法客观地获得一种掌控的感觉的话，他们将会尝试用感性的方法来获得掌控的感觉。在一系列应用多种方法来诱导受试者缺乏掌控感的试验中，该研究团队发现，在缺乏掌控情况下的受试者更容易感受到多种错觉模式，其中包括看到静止的画面、对股票市场资讯形成虚幻的相关性、感觉阴谋的存在以及逐渐形成迷信观念（请详由 G. Miller; http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/1002/2 所撰写的一则相关的 *Science* NOW 故事 ） 。有趣的是，当这些受试者先在做一种经过设计的自我肯定的练习使他们感到心理上更为放心的时候，这些受试者则较不容易看到错觉性的模式。研究人员指出，这种安全感的有益的影响常常被心理治疗所接纳，这种心理治疗尝试赋予患者一种对他们的生活的掌控感来减少强迫性的或其它令人烦恼的行为。文章的主要作者 Jennifer Whitson 在一则相关的播客采访 http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/322/5898/115/DC2 中对这一研究进行了讨论。
基因、多巴胺与肥胖
某个人在将来发生体重增加的生物学因素有哪些？来自一则由 Stice 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5900/449 所做的新的研究的结果提示，对某些人来说，异常的多巴胺信号传导可能是一个促发因子。 脑子的背侧纹状体对进食的反应是释放神经递质多巴胺，而多巴胺释放的量与食物所带来的快感程度相对应。因此人们提出假设：肥胖者可能有一个不够活跃的奖励环路，使得他们为了弥补反应迟缓的多巴胺奖励系统而过量进食。为了测试这一假说，研究人员应用功能性核磁共振成像（ fMRI ）来监视受试者的脑活动，这些受试者当时品尝着一种可口的巧克力奶昔或是一种作为对照的没有味道的溶液。与所提出的假设一致，这些研究人员观察到，在品尝测试中，肥胖者的背侧纹状体与那些瘦的人相比要较为不活跃。此外，那些携带有多巴胺 D2 受体基因中的 A1 等位基因者（这种等位基因与纹状体中多巴胺传递降低有关联）其脑活动度对奶昔的反应最为迟钝，而且他们在来年中也更容易体重增加。 在一则相关的播客采访中 http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/322/5900/449/DC2 ，文章的主要作者 Eric Stice 就针对并纠正迟钝的纹状体食物反应的行为学或药理学干预如何可以对预防和治疗肥胖症具有辅助作用进行了评论。
解构信号网络
http://www.sciencemag.org/cellsignaling08
复杂的生物化学信号通路对活细胞的功能进行着调控。如欲充分理解这些调控系统并开发其作为治疗方略标靶的潜能，研究人员需要有通过某一通路的信号流的定量资讯以及细胞内信号活动的发生时间和地点的有关资讯。在 2008 年 10 月 17 日 刊《科学》杂志的一个专版中，以及在 10 月 21 日 发表的《科学信号》姊妹刊中，有一系列的文章对近来在有关这些挑战中所取得的新的进展进行了探究。在《科学》杂志中，有 3 篇 Review 文章分别审查了调控反馈回路在空间和时间上对信号反应的调整方式，数学模型和定量试验是如何为发育过程中的信号通路提供新的了解以及如何利用光线来探测并控制细胞中的信号蛋白。在《科学信号》中，一篇原创的研究文章描述了一种寻找细胞信号网络中最为薄弱环节的一种工程学的方法，而 Perspective 中的几篇文章则对利用化学方法来研究信号转导机制的新技术、支架分子是如何决定某个通路的等级式反应或开关样反应以及振荡性输入信号是如何被用来了解酵母菌中信号系统的动态行为等进行了关注。
脂肪细胞的起源
肥胖症与糖尿病相互纠缠的流行状况使得人们对脂肪细胞的发育起源的兴趣变得更为浓厚。尽管脂肪细胞对人类健康和疾病非常重要，但人们对产生脂肪细胞的始源细胞的特性或存在场所却知之甚少。现在，在 2008 年 10 月 24 日 刊的一篇 Report 中（已于 9 月 18 日 在网上发表）， Tang 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/583 对他们用追踪小鼠的细胞世系来进一步查明这种人们寻求已久的始源细胞的研究进行了描述。该研究团队发现，大多数的脂肪细胞源自于为脂肪组织供血的血管壁内的增生状态的始源细胞集群，但却不存在于为其它组织供血的血管系统中。这些始源细胞看来是在出生之前或出生后不久就已经定向成为脂肪细胞世系了。因此，这些脂肪组织的血管系统看来相当于一个始源细胞的生境并可能会对脂肪细胞的发育发出信号。对这一生境的进一步特性鉴定及对脂肪细胞的始源细胞的分离可能会有助于确定人们对脂肪细胞世系的形成进行干预是否会是一种对肥胖症和糖尿病的有效治疗手段。在一则附随的 Perspective 中， C. R. Kahn http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/542 对这一研究进行了着重的介绍。
着手处理小麦的基因组
作为 35% 的世界人口的主粮，小麦是最重要的农作物品种之一。尽管小麦有着广泛的社会经济学上的重要性以及小麦在当今农业中所面临的各种挑战，但小麦的基因组学及其在作物改良上的应用则比人们在其它重要的农作物上所作出的努力要滞后。小麦的基因组有着巨大的尺码（ 170 亿个碱基，比人类的基因组要大 5 倍），其中有很大的部分为重复性的序列（ >80% ），它的每个细胞核中都有 3 组染色体，所有这些都是令人生畏的挑战。如今，在 2008 年 10 月 3 日 的一则 Report 中， Paux 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5898/101 报告了一个重大的进展。应用一种叫做“区隔与征服”的方法，研究人员分离出了小麦中最大的染色体（即染色体 3B ），为其绘制了一个实体图谱，并沿着其 9 亿 9500 个碱基放置了 1400 多个分子标记。这一研究证明了在大型、复杂和多倍体基因组中应用基于染色体的方法构建实体图是可行的。正如 E. Pennisi http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/1002/1 在一则相关的 *Science* NOW 故事中所提出的：“该图谱不但可以协助基因的序列测定，而且还能够帮助研究人员更容易地发现与增加产量和抗击干旱及疾病有关的重要基因。”
了解神经胶质
感觉器官是动物感受其环境的主要管道；它们是由神经元（它可将环境刺激转化为电信号）和神经胶质细胞组成的。尽管神经胶质细胞是脊椎动物神经系统中为数最多的细胞，但人们对其特殊功能却不甚了解。 在 2008 年 10 月 31 日 刊《科学》的一篇 Report 中， Bacaj 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5902/744 对化感器（它是线虫 *Caenorhabditis elegans* 的一种主要的感觉器官，它可介导对化学、热及触觉刺激的反应 ）中的神经胶质细胞的作用进行了研究。 该研究团队发现，这种生物体在缺乏神经胶质时会导致神经元形态学的改变、感觉的缺损以及最终的生物体行为的改变。除了一类神经元之外，所有其它的丧失神经胶质的感觉神经元都失去了其对它们的刺激的敏感性。这些结果表明，感觉器官功能的多个方面都需要有神经胶质的存在。在一则附随的 Perspective 中， A. Reichenbach 和 T. Pannicke http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5902/693 就这些新的数据将如何帮助人们釐清有着不同复杂程度的多细胞动物中神经胶质细胞的作用进行了讨论。
创新与迁徙
8 万年至 6 万年前发生在非洲的现代人族群的扩张以及他们最初的大批离开非洲一直被研究人员暂时性地与 2 种工具制作的传统联系在一起，这 2 种传统被称作 Still Bay 和 Howieson’s Poort 产业，它们存在于中石器时代的南部非洲。但是，建立现代人历史的这一时期中的正确的事件发生顺序却因为年代学资料的不足而受到阻碍。 如今，在 2008 年 10 月 31 日 刊《科学》的一篇 Report 中， Jacobs 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5902/733 应用单颗粒光释光测年法结合统计学模型向人们介绍了 9 个考古学遗址的年代，这些遗址位于跨越整个南部非洲的有着不同气候和生态的地区。 他们的结果表明，这两种产业都为时短暂（不到 5000 年），相隔约 7000 年，它们与人群扩张和走出非洲的时间在起源估计上处于同一时代。与气候纪录的比较显示，这些创新行为的爆发无法仅仅用环境因素来解释。 研究人员提出，对来自东非和北非的类似年代学数据组进行编纂可能有助于人们决定创新性技术在南部非洲的出现究竟是后来人类大批离开非洲的先行事件，抑或人口扩张是 Still Bay 及 Howieson’s Poort 产业的促进因素。
模仿壁虎之足
几十年来，科学家们一直对壁虎类蜥蜴能够快速在墙壁上攀爬以及用其脚趾附着在天花板上的能力感到着迷。这种动物的非凡的能力得力于它们足部的细微的有分叉的弹性毛发，这使得它们的足部能够诱发出在原子水平的紧紧粘着在表面上的吸力。在 2008 年 10 月 10 日 刊《科学》的一篇 Report 中， Qu 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/322/5899/238 报告了人们模仿这一令人难忘的粘合作用的最新的尝试。该研究团队显示，一种在垂直方向紊乱排列的碳纳米管（由竖直的纳米管体部以及卷曲纠缠的顶部所组成）可取得比壁虎足部强出近乎 10 倍的的微观附着能力。一种当纳米管的卷曲部在压向某一表面而排列成行时所造就的强大剪应附着力可以在垂直表面形成不会滑落的强大的附着力，而一种正常的弱得多的附着力能够使得脱离和重新附着变得轻松自如。这种材料除了其能够使物体黏附在墙壁上的能力之外，还可以有许多的技术应用，其中包括连接电子装置以及在干燥真空的空间取代常规粘合剂等。
星球探秘
2008 年 10 月 24 日 刊《科学》杂志向人们介绍了来自卫星的观察，这些观察披露了人们对太阳和类似太阳的遥远恒星的振颤形态的新的见解。
-- Michel 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/558 应用由太空卫星 CoRoT ( Convection Rotation and Planetary Transits ，或称： 对流自转与行星凌 ) 收集的 数据来探查 3 个遥远星球的结构，这些星球与太阳同属一类。他们发现这些星球比我们的太阳温度更高，其米粒组织比太阳的米粒组织要更加细微而且它们的脉冲幅度比太阳的脉冲幅度要大 1.5 倍左右。在一则附随的 Perspective 中， M. H. Montgomery http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/536 解释了日震学（一种通过振颤模式来研究某一星球内部情况的科学）为什么是一种有前途的了解更为遥远的太阳类星球以及我们自己的太阳的结构与演化的方法。
-- Fivian 等人 ( 10 月 2 日 于网上发表； http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/560 对太阳的形状进行了研究。太阳的形状是其内部活动、磁性和旋转的一个重要的指针。应用一组装载于 RHESSI (Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager) 航天器上的 敏感的方位传感器，该研究团队确认了太阳比人们预计的要更为扁圆（即其两极处变平坦），而这一变平的情况是因为受到磁性活动的增进所造成的。在一篇 Perspective 中， G. A. Chapman http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/535 着重介绍了该 Report 。
模拟火山地震活动
活火山在爆发之前和爆发时会产生多种特征性的地震。因此，了解每种类型的地震是如何与不同的物理过程发生联系的可以帮助人们对火山爆发的预报，特别是当其能与地球化学数据及地面变形监测结合起来的时候。在 2008 年 10 月 10 日 刊《科学》的一篇 Report 中， Benson 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5899/249 在试验室中用采自意大利 Mount Etna 火山的玄武岩样品对火山的地震活动情况进行了模拟。在一系列的试验中，岩石遭遇变形并发生断裂，接着将其储存的液体进行快速地减压。该研究团队在这些试验中记录到了对许多活火山所观察到的与地震类型相似的小规模的地震信号（也被称作声发射）。此外，应用一种简单的缩放比例关系，研究人员证明，他们的实验室数据可以按比例放大而与自然的火山爆发发生关联，即实验室样品的 50 毫米 长的裂缝与自然界中的大约 200 米 长的断层相对应。综上所述，这些结果提示，某些自然界的地震可能也是发源于流经裂缝的液体压力的快速释放。在一篇附随的 Perspective 中， L. Burlini 和 G. Di Toro http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5899/207 对该项研究进行了着重的介绍。
测量旋转流
电流传送的是负荷，但某些实验设置还可以让其传送自旋。利用这些自旋流的某些应用包括磁记忆系统、传感器以及高效的电子开关，但是开发这些所谓的自旋子装置则由于测量自旋流量相关的困难而受到阻碍。在 2008 年 10 月 17 日 刊的《科学》中的一篇 Report 中， Vlaminck 与 Bailleul http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5900/410 描述了利用多普勒效应来（由相对于某种介质或某种移动的介质进行移动的源头所产生的某一波动的频率和波长变化）测量自旋流的一种新型可靠的方法。一个常见的例子就是某一观察者在一辆汽车通过的时候所到的汽车喇叭音调的变化。通过聚焦自旋密度波，也就是通过磁系统传播的受到激发的偏振电子，研究人员显示，注入到某一自旋波系统的电流会在传播的自旋波中产生频移。这一频率的变动因此可被用来决定在磁性材料中有效的自旋流。在附随的一篇 Perspective 中， R. D. McMichael 和 M. D. Stiles http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5900/386 着重介绍了该 Report 。
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本期的 *Science Signaling*
MAPK 信号动力学
涉及 丝裂原活化蛋白激酶（ MAPKs ）的信号级联放大可调节细胞的生长和分化，这种信号级联放大在所有的真核细胞种系中都得到保存。 MAP 激酶在 芽殖酵母 * Saccharomyces cerevisiae* 的交配周期中也扮演着一个重要的角色，在该周期中，其单倍体细胞会分泌促进细胞 - 细胞融合的信息素。 2008 年 10 月 21 日 刊 *Science Signaling* 的 2 篇 Perspective 着重介绍了在酵母菌中涉及 MAPK 信号通路动力学的最新的见解。 H. G. Dohlman http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1/42/pe46 对 新的研究工作 进行了讨论，这些研究显示了一种等级式信息素刺激将会赋予一种或是等级式的或是开关样的反应，其结果如何取决于该激酶的骨架蛋白是位于质膜上或是在细胞液中。与此同时， T. C. Elston http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1/42/pe47 讨论了微流体元件和线性非时变 (LTI) 系统理论（在该系统理论中，某种通路的输出被定义为直接与输入成比例）的应用如何披露了调控高渗透性甘油（ HOG ）通路（参与维持渗透压的平衡）的 MAPK 级联放大过程中的限速步骤的。 另外，对通路带宽的分析（一种对某一通路可以多么快速地对一种振荡信号进行反应的测量方法）已经使人们找到了控制该通路动态范围的反馈环路。
神经修复的新途径
据11月6日的《科学》杂志报道说，脑或者脊柱（即中枢神经系统）中的受到损伤或被切断的神经与身体其它部位的神经不同，它们不会自我修复。有关这一问题的2则新的研究探索了这一使得中枢神经系统的神经无法再生的分子学机制。这可能会为人们提出可最终帮助那些因为中枢神经系统创伤而出现严重残障和瘫痪者的神经修复途径。在小鼠的实验中，Kevin Kyungsuk Park及其同僚展示，在去除mTOR 生长通路中的2个蛋白抑制物后，发生损伤的视神经中的神经元会在数周内重新长出来。中枢神经系统中神经元的再生还受到包裹每个神经元的髓鞘中的蛋白的抑制。这些蛋白与NgR受体相互作用从而阻断修复过程。现在，Jaswinder Atwal及其同僚发现，PirB小鼠蛋白是髓鞘蛋白阻止神经再生的另外一种受体。Woo-Yang Kim 及 William Snider在一则相关的Perspective中就这些研究将如何推动人类脊髓的治疗进行了讨论。
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ARTICLE #26: "Promoting Axon Regeneration in the Adult CNS by Modulation of the PTEN/mTOR pathway," by K.K. Park; K. Liu; P.D. Smith; C. Wang; B. Cai; B. Xu; L. Connolly; I. Kramvis; M. Sahin; Z. He at Harvard Medical School in Boston, MA.
ARTICLE #4: "Overcoming Inhibitions," by W.Y. Kim; W.D. Snider at University of North Carolina, School of Medicine in Chapel Hill, NC.
蠕虫燃烧油脂以增长寿命
据11月6日的《科学》杂志报道说，一项新的研究表明，燃烧油脂可以使寿命延长，至少在蠕虫中是如此。Meng Wang及其同僚说，在C. elegans （或译：秀丽小杆线虫）中，当该蠕虫的生殖干细胞停止增生之后，一种可以燃烧油脂的酶的活性会增加，结果是其寿命得以延长。Ting Xie在一则有关的Perspective 中提出，他们的发现对代谢调节、寿命和生殖是如何互相纠缠的机制提供了一个进一步激发人们兴趣的一瞥。Wang及其同僚显示，成年蠕虫的生殖干细胞会活跃地控制脂酶K04A8.5的水平，而这种酶会减少肠脂的水平。当干细胞停止增生的时候，脂酶的水平显著上升并开始消耗油脂。研究人员发现，那些肠脂酶被激活的蠕虫的寿命比其同属的蠕虫增加了24%。
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ARTICLE #24: "Fat Metabolism Links Germline Stem Cells and Longevity in C. elegans," by M.C. Wang; E.J. O'Rourke; G. Ruvkun at Harvard Medical School in Boston, MA; M.C. Wang; E.J. O'Rourke; G. Ruvkun at Massachusetts General Hospital in Boston, MA.
Horton是如何听到他的who？
据11月6日的《科学》杂志报道说，人们会在任何的地方识别出一个他们所爱的人的声音，但这是怎么做到的呢？人们的脑子是如和断定他们所听到的是谁的声音并从听到的话来辨别该声音的呢？荷兰的研究人员通过发现脑子的可帮助聆听者对语音和说话者身份进行解码的有关信号（这两者都来自一个单一的声音流），他们距离找到这些问题的答案已经更加接近了。 Elia Formisano及其同僚应用功能性核磁共振成像术来监控自愿者听觉皮层的活动，这些自愿者会聆听录自三个不同说话者的3个元音的声音。研究人员接着用一种数据挖掘的运算法则来分析这些数据中出现的模式。研究人员报告说，无论说话者是谁，与某一元音相关的模式都是相同的，而且无论某特别语音是什么，与某说话者相关的模式也保持相同的状态。这些结果还显示，听觉皮层与语音和说话者的身份的识别有部分的关系，这一发现挑战了一种被广泛认可的假设，即这一过程仅仅发生于专门化的、更高水平的脑子的区域。
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ARTICLE #28: "Who" Is Saying "What"? Brain-Based Decoding of Human Voice and Speech," by E. Formisano; F. De Martino; M. Bonte; R. Goebel at University of Maastricht in Maastricht, Netherlands.
气候、文化及亚洲的季风
据11月6日的《科学》杂志报道说，从中国的万象洞（Wanxiang Cave）中发现的一根石笋所重新构建的一个长达1810年的有关亚洲季风的纪录为人们就季风强度是如何与北半球气温、冰川周期及太阳的波动发生联系的提供了独特的一瞥。Pingzhong Zhang及其同僚的分析还突显了季风与数个中国的朝代的兴亡之间的关系。几个世纪以来，亚洲的季风为农作物的灌溉提供了十分需要的水源。在季风强烈的时期，如北宋等王朝，它们享有稻米耕作增加以及人口急速发展的美好时光。Zhang及其同僚说，但是，微弱及其后来的干旱季风时期则与唐、元及明朝的衰亡在时间上一致。他们注意到，在1960年前后，在气温和亚洲季风变化之间的相关性表明，温室气体和悬浮颗粒可能是现在处于支配地位的对季风的影响力。
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ARTICLE #21: "A Test of Climate, Sun, and Culture Relationships from an 1810-Year Chinese Cave Record," by P. Zhang; F. Chen; X. Yang; J. Liu; C. An; Z. Dai; J. Zhou; D. Zhang; J. Jia; Liya Jin at Lanzhou University in Lanzhou, China; H. Cheng; R.L. Edwards; X. Wang at University of Minnesota, Minneapolis in Minneapolis, MN; Y. Wang at Nanjing Normal University in Nanjing, China; J. Liu at Chinese Academy of Science in Nanjing, China; M. Tan at Chinese Academy of Science in Beijing, China; K.R. Johnson at University of California, Irvine in Irvine, CA.
本月《科学》摘要 :
临床试验和磨难
控制与阴谋
基因、多巴胺与肥胖
解构信号网络
脂肪细胞的起源
着手处理小麦的基因组
了解神经胶质
创新与迁徙
模仿壁虎之足
星球探秘
模拟火山地震活动
测量旋转流
本期的 *Science Signaling*
临床试验和磨难
http://www.sciencemag.org/clinicaltrials
将某种疗法从研究实验室移往医师诊所需要在临床试验中投入巨资，而这些临床试验每过一年都会变得更为昂贵和复杂。在 2008 年 10 月 10 日刊《科学》杂志的一个特别版中，一系列的新闻故事报道了在美国困扰临床试验的各种挑战，其中包括不断攀升的的成本、复杂的指导方针以及不良的管理；海外临床试验的前途的陷阱；使临床数据的获取变得更为方便的努力以及如何确保政府赞助的在美国的临床试验在性别上取得平衡；以及来自通过控制胆固醇而预防心脏病的药物试验的某些令人惊讶的结果。 在互联网上，一则视频介绍讨论了人们在管理和测试儿童用药上取得的进展。一则播客片段着重介绍了为什么临床试验正变得更昂贵和复杂的某些原因以及人们为使这些临床试验能够更为有效地开展所作出的不懈的努力。
控制与阴谋
为什么人们会形成迷信观念、制造阴谋论并无中生有地看到某些模式？在 2008 年 10 月 3 日 刊的《科学》杂志上， Whitson and Galinsky http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5898/115 表示其答案可能是因为人们是处在一种他们无法控制的处境之中。也就是说，当个人无法客观地获得一种掌控的感觉的话，他们将会尝试用感性的方法来获得掌控的感觉。在一系列应用多种方法来诱导受试者缺乏掌控感的试验中，该研究团队发现，在缺乏掌控情况下的受试者更容易感受到多种错觉模式，其中包括看到静止的画面、对股票市场资讯形成虚幻的相关性、感觉阴谋的存在以及逐渐形成迷信观念（请详由 G. Miller; http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/1002/2 所撰写的一则相关的 *Science* NOW 故事 ） 。有趣的是，当这些受试者先在做一种经过设计的自我肯定的练习使他们感到心理上更为放心的时候，这些受试者则较不容易看到错觉性的模式。研究人员指出，这种安全感的有益的影响常常被心理治疗所接纳，这种心理治疗尝试赋予患者一种对他们的生活的掌控感来减少强迫性的或其它令人烦恼的行为。文章的主要作者 Jennifer Whitson 在一则相关的播客采访 http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/322/5898/115/DC2 中对这一研究进行了讨论。
基因、多巴胺与肥胖
某个人在将来发生体重增加的生物学因素有哪些？来自一则由 Stice 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5900/449 所做的新的研究的结果提示，对某些人来说，异常的多巴胺信号传导可能是一个促发因子。 脑子的背侧纹状体对进食的反应是释放神经递质多巴胺，而多巴胺释放的量与食物所带来的快感程度相对应。因此人们提出假设：肥胖者可能有一个不够活跃的奖励环路，使得他们为了弥补反应迟缓的多巴胺奖励系统而过量进食。为了测试这一假说，研究人员应用功能性核磁共振成像（ fMRI ）来监视受试者的脑活动，这些受试者当时品尝着一种可口的巧克力奶昔或是一种作为对照的没有味道的溶液。与所提出的假设一致，这些研究人员观察到，在品尝测试中，肥胖者的背侧纹状体与那些瘦的人相比要较为不活跃。此外，那些携带有多巴胺 D2 受体基因中的 A1 等位基因者（这种等位基因与纹状体中多巴胺传递降低有关联）其脑活动度对奶昔的反应最为迟钝，而且他们在来年中也更容易体重增加。 在一则相关的播客采访中 http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/322/5900/449/DC2 ，文章的主要作者 Eric Stice 就针对并纠正迟钝的纹状体食物反应的行为学或药理学干预如何可以对预防和治疗肥胖症具有辅助作用进行了评论。
解构信号网络
http://www.sciencemag.org/cellsignaling08
复杂的生物化学信号通路对活细胞的功能进行着调控。如欲充分理解这些调控系统并开发其作为治疗方略标靶的潜能，研究人员需要有通过某一通路的信号流的定量资讯以及细胞内信号活动的发生时间和地点的有关资讯。在 2008 年 10 月 17 日 刊《科学》杂志的一个专版中，以及在 10 月 21 日 发表的《科学信号》姊妹刊中，有一系列的文章对近来在有关这些挑战中所取得的新的进展进行了探究。在《科学》杂志中，有 3 篇 Review 文章分别审查了调控反馈回路在空间和时间上对信号反应的调整方式，数学模型和定量试验是如何为发育过程中的信号通路提供新的了解以及如何利用光线来探测并控制细胞中的信号蛋白。在《科学信号》中，一篇原创的研究文章描述了一种寻找细胞信号网络中最为薄弱环节的一种工程学的方法，而 Perspective 中的几篇文章则对利用化学方法来研究信号转导机制的新技术、支架分子是如何决定某个通路的等级式反应或开关样反应以及振荡性输入信号是如何被用来了解酵母菌中信号系统的动态行为等进行了关注。
脂肪细胞的起源
肥胖症与糖尿病相互纠缠的流行状况使得人们对脂肪细胞的发育起源的兴趣变得更为浓厚。尽管脂肪细胞对人类健康和疾病非常重要，但人们对产生脂肪细胞的始源细胞的特性或存在场所却知之甚少。现在，在 2008 年 10 月 24 日 刊的一篇 Report 中（已于 9 月 18 日 在网上发表）， Tang 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/583 对他们用追踪小鼠的细胞世系来进一步查明这种人们寻求已久的始源细胞的研究进行了描述。该研究团队发现，大多数的脂肪细胞源自于为脂肪组织供血的血管壁内的增生状态的始源细胞集群，但却不存在于为其它组织供血的血管系统中。这些始源细胞看来是在出生之前或出生后不久就已经定向成为脂肪细胞世系了。因此，这些脂肪组织的血管系统看来相当于一个始源细胞的生境并可能会对脂肪细胞的发育发出信号。对这一生境的进一步特性鉴定及对脂肪细胞的始源细胞的分离可能会有助于确定人们对脂肪细胞世系的形成进行干预是否会是一种对肥胖症和糖尿病的有效治疗手段。在一则附随的 Perspective 中， C. R. Kahn http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/542 对这一研究进行了着重的介绍。
着手处理小麦的基因组
作为 35% 的世界人口的主粮，小麦是最重要的农作物品种之一。尽管小麦有着广泛的社会经济学上的重要性以及小麦在当今农业中所面临的各种挑战，但小麦的基因组学及其在作物改良上的应用则比人们在其它重要的农作物上所作出的努力要滞后。小麦的基因组有着巨大的尺码（ 170 亿个碱基，比人类的基因组要大 5 倍），其中有很大的部分为重复性的序列（ >80% ），它的每个细胞核中都有 3 组染色体，所有这些都是令人生畏的挑战。如今，在 2008 年 10 月 3 日 的一则 Report 中， Paux 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5898/101 报告了一个重大的进展。应用一种叫做“区隔与征服”的方法，研究人员分离出了小麦中最大的染色体（即染色体 3B ），为其绘制了一个实体图谱，并沿着其 9 亿 9500 个碱基放置了 1400 多个分子标记。这一研究证明了在大型、复杂和多倍体基因组中应用基于染色体的方法构建实体图是可行的。正如 E. Pennisi http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/1002/1 在一则相关的 *Science* NOW 故事中所提出的：“该图谱不但可以协助基因的序列测定，而且还能够帮助研究人员更容易地发现与增加产量和抗击干旱及疾病有关的重要基因。”
了解神经胶质
感觉器官是动物感受其环境的主要管道；它们是由神经元（它可将环境刺激转化为电信号）和神经胶质细胞组成的。尽管神经胶质细胞是脊椎动物神经系统中为数最多的细胞，但人们对其特殊功能却不甚了解。 在 2008 年 10 月 31 日 刊《科学》的一篇 Report 中， Bacaj 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5902/744 对化感器（它是线虫 *Caenorhabditis elegans* 的一种主要的感觉器官，它可介导对化学、热及触觉刺激的反应 ）中的神经胶质细胞的作用进行了研究。 该研究团队发现，这种生物体在缺乏神经胶质时会导致神经元形态学的改变、感觉的缺损以及最终的生物体行为的改变。除了一类神经元之外，所有其它的丧失神经胶质的感觉神经元都失去了其对它们的刺激的敏感性。这些结果表明，感觉器官功能的多个方面都需要有神经胶质的存在。在一则附随的 Perspective 中， A. Reichenbach 和 T. Pannicke http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5902/693 就这些新的数据将如何帮助人们釐清有着不同复杂程度的多细胞动物中神经胶质细胞的作用进行了讨论。
创新与迁徙
8 万年至 6 万年前发生在非洲的现代人族群的扩张以及他们最初的大批离开非洲一直被研究人员暂时性地与 2 种工具制作的传统联系在一起，这 2 种传统被称作 Still Bay 和 Howieson’s Poort 产业，它们存在于中石器时代的南部非洲。但是，建立现代人历史的这一时期中的正确的事件发生顺序却因为年代学资料的不足而受到阻碍。 如今，在 2008 年 10 月 31 日 刊《科学》的一篇 Report 中， Jacobs 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5902/733 应用单颗粒光释光测年法结合统计学模型向人们介绍了 9 个考古学遗址的年代，这些遗址位于跨越整个南部非洲的有着不同气候和生态的地区。 他们的结果表明，这两种产业都为时短暂（不到 5000 年），相隔约 7000 年，它们与人群扩张和走出非洲的时间在起源估计上处于同一时代。与气候纪录的比较显示，这些创新行为的爆发无法仅仅用环境因素来解释。 研究人员提出，对来自东非和北非的类似年代学数据组进行编纂可能有助于人们决定创新性技术在南部非洲的出现究竟是后来人类大批离开非洲的先行事件，抑或人口扩张是 Still Bay 及 Howieson’s Poort 产业的促进因素。
模仿壁虎之足
几十年来，科学家们一直对壁虎类蜥蜴能够快速在墙壁上攀爬以及用其脚趾附着在天花板上的能力感到着迷。这种动物的非凡的能力得力于它们足部的细微的有分叉的弹性毛发，这使得它们的足部能够诱发出在原子水平的紧紧粘着在表面上的吸力。在 2008 年 10 月 10 日 刊《科学》的一篇 Report 中， Qu 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/322/5899/238 报告了人们模仿这一令人难忘的粘合作用的最新的尝试。该研究团队显示，一种在垂直方向紊乱排列的碳纳米管（由竖直的纳米管体部以及卷曲纠缠的顶部所组成）可取得比壁虎足部强出近乎 10 倍的的微观附着能力。一种当纳米管的卷曲部在压向某一表面而排列成行时所造就的强大剪应附着力可以在垂直表面形成不会滑落的强大的附着力，而一种正常的弱得多的附着力能够使得脱离和重新附着变得轻松自如。这种材料除了其能够使物体黏附在墙壁上的能力之外，还可以有许多的技术应用，其中包括连接电子装置以及在干燥真空的空间取代常规粘合剂等。
星球探秘
2008 年 10 月 24 日 刊《科学》杂志向人们介绍了来自卫星的观察，这些观察披露了人们对太阳和类似太阳的遥远恒星的振颤形态的新的见解。
-- Michel 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/558 应用由太空卫星 CoRoT ( Convection Rotation and Planetary Transits ，或称： 对流自转与行星凌 ) 收集的 数据来探查 3 个遥远星球的结构，这些星球与太阳同属一类。他们发现这些星球比我们的太阳温度更高，其米粒组织比太阳的米粒组织要更加细微而且它们的脉冲幅度比太阳的脉冲幅度要大 1.5 倍左右。在一则附随的 Perspective 中， M. H. Montgomery http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/536 解释了日震学（一种通过振颤模式来研究某一星球内部情况的科学）为什么是一种有前途的了解更为遥远的太阳类星球以及我们自己的太阳的结构与演化的方法。
-- Fivian 等人 ( 10 月 2 日 于网上发表； http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/560 对太阳的形状进行了研究。太阳的形状是其内部活动、磁性和旋转的一个重要的指针。应用一组装载于 RHESSI (Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager) 航天器上的 敏感的方位传感器，该研究团队确认了太阳比人们预计的要更为扁圆（即其两极处变平坦），而这一变平的情况是因为受到磁性活动的增进所造成的。在一篇 Perspective 中， G. A. Chapman http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5901/535 着重介绍了该 Report 。
模拟火山地震活动
活火山在爆发之前和爆发时会产生多种特征性的地震。因此，了解每种类型的地震是如何与不同的物理过程发生联系的可以帮助人们对火山爆发的预报，特别是当其能与地球化学数据及地面变形监测结合起来的时候。在 2008 年 10 月 10 日 刊《科学》的一篇 Report 中， Benson 等人 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5899/249 在试验室中用采自意大利 Mount Etna 火山的玄武岩样品对火山的地震活动情况进行了模拟。在一系列的试验中，岩石遭遇变形并发生断裂，接着将其储存的液体进行快速地减压。该研究团队在这些试验中记录到了对许多活火山所观察到的与地震类型相似的小规模的地震信号（也被称作声发射）。此外，应用一种简单的缩放比例关系，研究人员证明，他们的实验室数据可以按比例放大而与自然的火山爆发发生关联，即实验室样品的 50 毫米 长的裂缝与自然界中的大约 200 米 长的断层相对应。综上所述，这些结果提示，某些自然界的地震可能也是发源于流经裂缝的液体压力的快速释放。在一篇附随的 Perspective 中， L. Burlini 和 G. Di Toro http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5899/207 对该项研究进行了着重的介绍。
测量旋转流
电流传送的是负荷，但某些实验设置还可以让其传送自旋。利用这些自旋流的某些应用包括磁记忆系统、传感器以及高效的电子开关，但是开发这些所谓的自旋子装置则由于测量自旋流量相关的困难而受到阻碍。在 2008 年 10 月 17 日 刊的《科学》中的一篇 Report 中， Vlaminck 与 Bailleul http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5900/410 描述了利用多普勒效应来（由相对于某种介质或某种移动的介质进行移动的源头所产生的某一波动的频率和波长变化）测量自旋流的一种新型可靠的方法。一个常见的例子就是某一观察者在一辆汽车通过的时候所到的汽车喇叭音调的变化。通过聚焦自旋密度波，也就是通过磁系统传播的受到激发的偏振电子，研究人员显示，注入到某一自旋波系统的电流会在传播的自旋波中产生频移。这一频率的变动因此可被用来决定在磁性材料中有效的自旋流。在附随的一篇 Perspective 中， R. D. McMichael 和 M. D. Stiles http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/322/5900/386 着重介绍了该 Report 。
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本期的 *Science Signaling*
MAPK 信号动力学
涉及 丝裂原活化蛋白激酶（ MAPKs ）的信号级联放大可调节细胞的生长和分化，这种信号级联放大在所有的真核细胞种系中都得到保存。 MAP 激酶在 芽殖酵母 * Saccharomyces cerevisiae* 的交配周期中也扮演着一个重要的角色，在该周期中，其单倍体细胞会分泌促进细胞 - 细胞融合的信息素。 2008 年 10 月 21 日 刊 *Science Signaling* 的 2 篇 Perspective 着重介绍了在酵母菌中涉及 MAPK 信号通路动力学的最新的见解。 H. G. Dohlman http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1/42/pe46 对 新的研究工作 进行了讨论，这些研究显示了一种等级式信息素刺激将会赋予一种或是等级式的或是开关样的反应，其结果如何取决于该激酶的骨架蛋白是位于质膜上或是在细胞液中。与此同时， T. C. Elston http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1/42/pe47 讨论了微流体元件和线性非时变 (LTI) 系统理论（在该系统理论中，某种通路的输出被定义为直接与输入成比例）的应用如何披露了调控高渗透性甘油（ HOG ）通路（参与维持渗透压的平衡）的 MAPK 级联放大过程中的限速步骤的。 另外，对通路带宽的分析（一种对某一通路可以多么快速地对一种振荡信号进行反应的测量方法）已经使人们找到了控制该通路动态范围的反馈环路。
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