2005年1月7日出版的《科学》杂志(第307卷,第5706期)刊登了多篇重要研究,涵盖HIV易感性、狗癫痫症、食肉虫子的饮食平衡、食污染细菌的基因组、深海高盐环境中的生命以及血管生成抑制剂的新作用。以下为各篇摘要。
影响HIV易感性的基因
一项新研究发现,HIV的易感性和艾滋病病情的发展部分取决于免疫基因CCL3L1的拷贝数变异。研究人员发现,个体携带的CCL3L1基因拷贝数对其HIV感染风险的影响与CCR5相当或更高,CCR5是HIV-1的主要共受体,已知是HIV易感性的重要因素。这些发现表明,CCL3L1蛋白可能成为治疗或预防HIV感染的药物靶点。Enrique Gonzalez等人研究了不同民族和地理分布的人群,发现CCL3L1拷贝数在人群内和人群间存在较大差异。
科学特快报告:The Influence of CCL3L1 Gene-Containing Segmental Duplications on HIV-1/AIDS Susceptibility, Enrique Gonzalez et al.
狗癫痫症的分子机理
一个国际研究小组找到了与狗癫痫症相关的基因,这一发现有望开发出检测方法,通过控制繁殖来预防该疾病。研究也显示了狗作为人类疾病模型动物的价值。约1%的人类和5%的狗患有癫痫症,该疾病涉及多个基因。Hannes Lohi等人确定,英国某些纯种迷你钢毛腊肠犬的抽风属于EPM2型癫痫,在人类中称为Lafora病。他们报告说,患病腊肠犬的Epm2b基因存在一个核苷酸重复突变,导致基因功能丧失。患病狗为纯合子,即两个Epm2b拷贝均突变。该突变在犬科动物(包括狗、狼、郊狼)中存在,但在近亲熊科动物(包括熊、浣熊、水獭)中未发现。Lafora病是一种严重但罕见的人类癫痫类型。较轻的犬EPM2在许多犬种中发生,包括巴吉度猎犬、贵妇犬和猎肠犬,可能由近亲繁殖导致的Epm2b变异重复引起。
简报:Expanded Repeat in Canine Epilepsy, Hannes Lohi et al.
食肉虫子平衡它们的饮食
一项新研究指出,食肉虫子能够通过有选择地捕食脂肪和蛋白质来平衡饮食。科学家给三种无脊椎食肉虫子制造短期营养失衡,然后观察其捕食行为:活动范围广的土鳖、打埋伏的狼蜘蛛和织网蜘蛛。这些动物调整捕食以纠正特定的营养不足。每种食肉虫子有不同的营养平衡策略:土鳖通过选择捕食不同脂肪和蛋白质含量的食物来平衡;狼蜘蛛则吃更多能纠正营养不足的食物(如富含蛋白质或脂肪的果蝇);织网蜘蛛从捕获的食物中有选择地汲取所需营养成分。这些发现挑战了以往关于食肉动物捕食的理论,表明至少在某些食肉虫子中,日常捕食行为涉及微妙的饮食调节机制。
报告:Nutrient-Specific Foraging in Invertebrate Predators, David Mayntz, David Raubenheimer, Mor Salomon, Soren Toft, and Stephen J. Simpson
食污染细菌的基因组
研究人员测序了细菌Dehalococcoides ethenogenes的基因组,这种细菌具有清除地下水中干洗和计算机制造业化学物质污染的潜力。该细菌在实验室环境中极难培养,给研究带来困难,其基因组测序使研究人员能够了解其生理特性及用于生物修复的可能性。D. ethenogenes是唯一已知能降解脱氯地下水中两种最普遍污染物(四氯乙烯和三氯乙烯)的细菌,将其转化为无毒的乙烷。TceA RD对该细菌的脱氯能力至关重要,编码该酶的基因位置表明它是较近遗传交换的产物。结果还显示,该细菌的祖先可能是一个固氮自养生物,这有些出人意料。
报告:Genome Sequence of the PCE-Dechlorinating Bacterium Dehalococcoides ethenogenes, Rekha Seshadri et al.
地球上高盐环境中的生物
研究人员报告说,地中海深处盐度极高的海盆中生活着多种微生物,这项研究提供了对地球上最极端环境中生存机制的认识。地中海底有巨量盐沉积,形成于600万年前的海干涸时期。一个国际研究小组描述了四种含盐卤的厌氧深海盆的地球化学环境和生物。Paul van der Wielen等人指出,这些环境并非生命的“死路”,而是存在活跃的、与生物地球化学循环相关的微生物群落。作者在名为“发现”的海盆观察到一个独特群落,其盐卤含有几乎饱和的氯化镁,是地球上已知最极端的盐性环境之一。此前从未在这种条件下观察到生命存在。
报告:The Enigma of Prokaryotic Life in Deep Hypersaline Anoxic Basins, Paul W. J. J. van der Wielen et al.
血管生成抑制剂的另一个用途
Rakesh Jain指出,阻碍肿瘤生长新血管的药物可能通过修复现有血管来帮助对抗肿瘤。Jain在一篇综述中提供了支持这一假说的证据。被称为“血管生成抑制剂”的药物在单独使用时显示出一定的抗肿瘤效果,但与化疗联用时效果更佳。Jain提出,这是因为这些药物使肿瘤中破损和畸形的血管“正常化”,从而增加氧气和其他药物向肿瘤的输送。他描述了基于该模型的疗法在成功临床使用前研究人员面临的主要挑战。
综述:Normalization of Tumor Vasculature: An Emerging Concept in Antiangiogenic Therapy, Rakesh K. Jain