2006年2月24日  美国《科学》周刊311卷   第5764期   提要

中国发现侏罗纪“水獭”化石
它有宽的带鳞的尾巴、皮毛、游泳的肢体、以及类似海豹的吃鱼的牙，它生活在距今1.64亿年前。这个来自中国中侏罗纪沉积层的保护非常完好、类似水獭的哺乳动物化石的发现提出，早期的哺乳动物也许比过去认为的更多样化，在恐龙仍然统治着地球时，它们已经在不同的环境小生境中发展。季强和同事说，这个被命名为Castorocauda lutrasimilis的新物种是有一个在许多方面与众不同的化石。首先，独特的保存下来的皮毛和鳞的印痕、后肢中软组织蹼的迹象、以及部分的骨骼，与过去发现的这个年代的大多数哺乳动物的牙和个别的头骨碎片相比，为研究早期哺乳动物提供了大量的信息。Castorocauda也是已知的最大的侏罗纪早期哺乳动物，它的大小与一只小个的雌性鸭嘴兽差不多。这些研究人员说，这个化石的一些原始头骨特征加上特有的皮毛、游泳能力、打洞适应、以及以鱼为食都说明，早在6500万年前恐龙消失之前，早期哺乳动物就已经开始专门化以适应不同的新环境。在一片相关的研究评述中，Thomas Martin说这一发现“将哺乳动物征服水的时间提早了一亿年。” 本期封面与此有关。
研究文章：A Swimming Mammaliaform from the Middle Jurassic and Ecomorphological Diversification of Early Mammals, Qiang Ji, Zhe-Xi Luo, Chong-Xi Yuan, and Alan R. Tabrum
研究评述：Early Mammalian Evolutionary Experiments, Thomas Martin

维生素D如何帮助战胜结核
在科学家演示了紫外光对皮肤结核有治疗作用并因此获得诺贝尔奖100多年后，研究人员终于弄清楚了这个从阳光到维生素D到身体的识别结核和对结核发动免疫反应关键能力的分子途径 。Philip Liu和同事说，这些发现也许还能帮助解释为什么非洲裔美国人易患这种病。太阳光使身体制造维生素D，人们已经知道这种维生素有抗微生物的性质。Liu和同事现在揭示，在结核蛋白出现时激活的一种蛋白受体，激发维生素D受体和前维生素D激素的增强表达。而后维生素D刺激一个抗微生物肽的生产，这个肽杀死结核细菌。这些研究人员还发现，在非洲裔美国人身上有相对低水平的循环前维生素D激素，因此生产的抗微生物肽量也比较低。本文作者说，不同人群中维生素D生产水平的差距也许能帮助解释为什么有些人群易患结核，而且提出了比如用补给维生素来增强针对感染的免疫力的简单方法。
科学特快报告：Toll-Like Receptor Triggering of a Vitamin D-Mediated Human Antimicrobial Response, Philip T. Liu, et al.

染色体的分裂不总是随机的
来自小鼠胚胎干细胞的新证据提出，分裂细胞中复制的染色体不总是随机地重新分布到子细胞中的。Athanasios Armakolas 和Amar Klar的研究指出，重新分布对某种细胞类型是随机的，而对其它的细胞类型是不随机的。这个令人吃惊的发现也许对基因遗传有影响，因为复制的染色体的每个有不同的原来的和新合成的DNA股的混合。这些研究人员演示，小鼠细胞中7号染色体的旧的和新的拷贝，在分裂中的心脏和胰脏细胞以及中胚层细胞中是随机重新分布的。但是这些拷贝在胚胎干细胞、内胚层以及最早的神经系统细胞中的重新分布是不随机的。这些研究人员提出，这种不随机的模式或许能保护某些细胞不受DNA复制错误的影响（比如通过给这些细胞所有的旧DNA股），或许能为某些发育途径产生不同的子细胞。
报告：Cell Type Regulates Selective Segregation of Mouse Chromosome 7 DNA Strands in Mitosis, Athanasios Armakolas and Amar J. S. Klar

科学家找到平流层两次变冷的原因
新的大气模拟指出，1983年和1991年的两次主要的火山爆发是过去25年中平流层下部两次变冷模式的原因。这个时期内总体的变冷趋势是诸如温室气体增加和平流层臭氧层变薄等人类因素的结果，但是这个趋势中的两次明显温度降低是自然因素的结果，既El Chichon 和Pinatubo 火山爆发后火山灰浮质和太阳辐射变化造成的，Venkatachalam Ramaswamy和同事说。这些研究人员用5种不同的实验模拟了包括大气和海洋的数据，从而区别出这25年中不同因素对变冷的贡献。
报告：Anthropogenic and Natural Influences in the Evolution of Lower Stratospheric Cooling, V. Ramaswamy, et al.

量子计算作为自由落体问题
澳大利亚的一个研究小组说，几何学也许为用量子计算机来解决复杂问题所需要的线路设计提供了一个方法。虽然量子计算为解决经典计算机解决不了的问题带来了希望，但是量子科学家在设计高效解决这些问题的算法或量子线路上面临一个极大的障碍。量子计算机的设计者需要在问题的输入数据和输出结果之间找到“最短路径”而不把所需的计算量变得无法控制。现在，Michael Nielsen和同事证明，这种线路能通过黎曼几何空间两点之间最短距离的计算来描述，类似空间中一个的“自由落体”问题。研究人员说，这种几何学的数学技巧也许能用来设计新的算法或检测量子计算机的极限。Jonathan Oppenheim在一篇相关的研究评述中讨论了这些可能性。
报告：Quantum Computation as Geometry, Michael A. Nielsen, Mark R. Dowling, Mile Gu, and Andrew C. Doherty
研究评述：Implementing a Quantum Computation by Free Falling, Jonathan Oppenheim

细胞死亡和免疫控制
免疫系统中某些细胞程序性死亡的控制对防止身体进攻自己的组织是重要的，一项有关细胞死亡是如何被调节的新研究也许能帮助治疗自身免疫疾病。这些由Min Chen和同事做的研究对一个假设提出了挑战，该假设认为要防止自身免疫，必须被严格地调节血液、淋巴、或淋巴组织中的细胞死亡。这些研究人员用小鼠演示，正确地调节一个中心免疫细胞--树突状细胞-也是维持免疫控制所必需的。他们改变了小鼠的树突状细胞使其表达一个抑制细胞死亡的基因，导致这些细胞集结。这使淋巴细胞变得比正常情况下更活跃，有可能导致自身免疫疾病。这个结果是自身免疫的危险信号，自身免疫是身体的免疫系统攻击自己的组织。所以树突状细胞程序性死亡的关键调节，以及淋巴细胞的调节，看来在防止自身免疫上起重要作用。
报告：Dendritic Cell Apoptosis in the Maintenance of Immune Tolerance, Min Chen, et al.