封面故事：抑制癌变干细胞而保护造血干细胞的药物

能引发和维持癌症的干细胞与正常细胞非常相似，这使得设计专门针对癌症的药物变得困难。例如，在白血病治疗期间，受损的血液干细胞可能导致造血功能丧失，甚至患者死亡。一项关于肿瘤抑制因子PTEN（在白血病和其他癌症中常失活）的研究揭示了正常干细胞与癌变干细胞在自我更新上的关键差异。PTEN通常抑制磷脂酰肌醇-3-OH激酶信号通路，限制细胞增殖和存活。当PTEN缺失时，白血病干细胞能够增殖，但正常干细胞被耗尽。这表明，模拟PTEN功能的药物可能抑制白血病而不伤害血液干细胞。事实上，在Pten缺失的小鼠中，雷帕霉素（Rapamycin）能杀死白血病干细胞，同时保护血液干细胞功能。另一项研究证实了PTEN在调控血液干细胞中的作用。（Article p.475; Letter p.518; News and Views）本期封面图片为在组织培养中由一个缺失Pten的造血干细胞形成的一组血液细胞。

GRB在银河系中比较少见

巨型恒星在死亡时通常产生超新星，偶尔也会产生持续时间很长的伽马射线暴（GRB）。这表明GRB和超新星应在类似环境中找到，但基于哈勃太空望远镜1000小时以上的观测结果的研究表明，这种预期是错误的。大多数持续时间长的GRB存在于小而暗淡的不规则星系中，而超新星在螺旋星系和不规则星系中大致均匀分布。GRB集中在宿主星系最亮的部分，而超新星则遍布整个宿主星系。这一发现令人欣慰的结论是，GRB在银河系中相对罕见，因为如果它们在地球附近爆炸，将造成灾难性后果。

动物也有副突变现象

副突变（Paramutation）最初于20世纪50年代在玉米中发现，随后在其他植物和真菌中被发现，是一种不符合孟德尔遗传定律的遗传形式。通常，孟德尔遗传定律认为基因对中的等位基因独立遗传，但副突变是同一基因座的两个等位基因之间的相互作用，导致其中一个等位基因发生可遗传的变化。现在，这种非孟德尔遗传在动物中被发现。在小鼠Kit基因的研究中，研究人员发现，与无效突变体杂交后，野生型表型未能充分表达。Kit+/Kit+基因型实际上以预期频率产生，但由于副突变，大多数仍表现出白点突变体表型。这种表观遗传机制涉及配子与合子之间的RNA转移。RNA是植物中多种表观遗传的关键成分，可作为遗传信息的存储库或调控性微RNA（microRNA）。

研究磁现象的新技术

电子显微镜已是一种强大的研究工具，而磁圆二色性（MCD）被证明可用传统透射电子显微镜探测，使其功能更强大。当材料在磁场中对左旋和右旋圆偏振光的吸收不同时，会表现出磁圆二色性。利用同步加速器X射线光子产生的这种效应是研究磁现象的有力工具。名为EMCD（能量损失磁手性二色性）的新技术利用X射线吸收与非弹性电子散射之间的相似性，实现了通常需要昂贵同步加速器才能实现的TEM功能。EMCD在自旋电子学和纳米磁学等领域具有潜在应用价值。

有望成为高性能FET的新型锗/硅纳米线

基于半导体纳米线的场效应晶体管（FET）未来可能取代微型电路中的标准硅MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。一种专门设计的具有锗外壳和硅内核的纳米线，有望成为纳米尺度的场效应晶体管，具有近乎完美的导电通道。在半导体配置中，这种锗/硅纳米线表现出高电导和短开关延迟等性能，优于最新的硅MOSFET材料。

海洋中水下火山喷发的直接观测

地球火山活动的四分之三发生在海底，但我们很少知道火山喷发的时间和地点，大多数观测是间接的或喷发后进行的。Embley等人报告了对位于关岛东北的北马里亚纳群岛中一个水下弧形火山正在进行的喷发的直接观测和取样研究。遥控潜水器首次被用于在540米深度、最近测绘的水下火山顶峰附近识别喷发形成的热液柱。随后在2004年3/4月和2005年10月对火山活动进行了监测。长期喷发活动形成了不寻常的化学环境和一个可能是活的弧形和热点火山特有的生态系统。

与人为善于己方便

演化，特别是合作行为的维持，需要解释。合作群体会被自私利用共同资源的“骗子”破坏，大量理论预测骗子通常会取代合作者。但为什么欺骗并不总能成功？酵母菌种之间的竞争实验提供了可能的解释。实验中使用既表现为合作者又表现为欺骗者的酵母菌种，它们相互竞争葡萄糖，并有效或自私地利用它。结果表明，两个策略能够共存，因为每个策略都伴随着代价和利益。欺骗是有代价的，在该实验中表现为欺骗者产生的后代较少。（Letter p. 498）Ohtsuki等人在对由曲线上的点构成的分层“虚拟”种群的演化动态研究中，用图形显示自然选择会支持合作。如果无私行为的利益除以代价的结果超过邻居的平均数量，合作就会受到支持。因此，即使没有声誉效应或策略复杂性，合作也能作为“社会凝聚性”的结果而演化。

Wolbachia的寄生环境

Wolbachia是非常成功的细胞内寄生虫，存在于多数节肢动物体内，并因可能成为控制疟疾的工具而备受关注，其转基因变种可能阻止疟原虫在蚊子中成熟。与线粒体一样，这些细菌通过母系传播，也能在物种间横向传播，但涉及的细胞机制知之甚少。Frydman等人报告，Wolbachia能跨越组织障碍到达生殖细胞。在新发或遗传感染中，它们偏好寄居在果蝇卵巢的体干细胞中。这种干细胞环境似乎是感染生殖细胞的细菌的聚居地。

shRNA在活体中有很强毒性

尽管尚处初期，RNA干扰（RNAi）已被视为一种有潜力的基因沉默治疗方法。在活体中输送短干扰RNA（siRNA）的一种方法是将siRNA序列作为短发夹克隆进腺病毒载体。当送入动物体内时，发夹序列被表达，形成双链RNA（shRNA），并被RNAi通路处理。然而，对成年小鼠肝脏中shRNA表达的长期效应研究敲响了警钟。结果表明，许多shRNA在小鼠中表达时具有毒性，这种常致命的毒性似乎源于shRNA与内源微RNA竞争结合Exportin-5，Exportin-5是参与分子运出细胞核的因子。人们对开发基于shRNA的疗法兴趣浓厚，但此前几乎没有证据表明shRNA在活体中有如此强的毒性。