科技杂志要览
2010-07-21
封面故事:“致病疫霉” 基因组完成测序
19世纪触发爱尔兰马铃薯饥荒的病原体“致病疫霉”( Phytophthora infestans)的基因组已完成测序。它仍是一种破坏力非常大的病原体,晚疫病每年破坏价值数十亿美元的作物。疫病难以控制,部分原因是它能非常快地 适应在遗传上具有抵抗力的马铃薯品种。与其他疫霉属基因组所做对比表明,特定家族的分泌型疾病效应蛋白(包括在感染过程中诱导的很多基因,它们具有被认为 能改变宿主生理的活性)周转很快,且大范围扩张。这些快速演化的效应基因存在于该基因组中高度变化的、扩大的区域,这个因素可能有助于它能够快速适应宿主 植物。“致病疫霉”基因组是迄今所完成测序的最大的基因组,约有240个巨碱基(百万碱基),重复内容极高,接近75%。它是卵菌的一个模型生物,而卵菌 则是与褐藻和硅藻等生物相关的真菌样真核生物的一个与众不同的分支。本期封面所示为一种被疫病感染 的马铃薯。
封面故事:关于数据共享问题的不同意见
共享数据是好事,但若是共享你自己的数据,事情就会比较复杂。本期Nature上一系列特写文章对这一有争议的领域进行探讨。Bryn Nelson对关于数据共享方面最佳实践的意见进行了调查
封面故事:两栖动物心室的发育
鸟类、哺乳动物和鳄鱼的心脏都有两个分开的心室,分别服务于单独的肺脏和系统循环。两栖类只有一个心室,但多数爬行类情况却不清楚。对一种蜥蜴(绿变色 龙)和一种乌龟(滑龟)所做的一项新的胚胎学研究表明,先祖物种单一心室向两个心室的分化与“T-box转录因子”( Tbx5)的表达有关。在鸟类和哺乳动物胚胎中,Tbx5表达限于左心室的前体。在乌龟和蜥蜴中,Tbx5最初在整个心室表达,但在乌龟(而非蜥蜴)中它后来限于在心室的左边表达。这说明,被改变的Tbx5表达,是推动胚胎心脏成形、为高能量陆地生活提供关键的适应性变化——完全被隔膜隔开的心脏——的一个可能的进化力量。与这一观点相一致的是,Tbx5功能丧失或扩大的小鼠会形成单一心室——既非左心室也非右心室。本期封面所示为乌龟和蜥蜴心脏的三维图像。
封面故事:吸入真菌孢子并不总会引起过敏的原因
我们每天都会吸入数以千计的微小真菌孢子(分生孢子),它们来自很多不同的真菌菌种。然而,虽然这些孢子内含抗原和过敏原,但它们的吸入并不会连续激发我 们的先天免疫细胞或引起炎症反应。一系列免疫学、生物医学和遗传学实验说明了原因是什么:这些孢子的免疫识别被覆盖分生孢子表面的小棒蛋白所构成的一个憎 水层阻止了。如果将这个憎水层去掉,孢子就会激发免疫系统。具备这一防卫层的一个致病性孢子也许会一直处于休眠状态,躲开宿主防卫系统,直到条件合适时才 萌发。从治疗角度来讲,小棒蛋白的这种鲁棒性也许可被利用来生成纳米颗粒,后者含有嵌入的分子,这些分子以身体内某一特定位置为目标,或经过了优化处理, 可以持续向体内输送。本期封面所示为烟曲霉分生孢子的一幅扫描电子显微镜照片(由S.Guadagnini、 J.M.Panaud 和A.Beauvais提供),烟曲霉是这项研究中所使用的人类病原体之一。