对麻风病发展的研究
Genome-Wide Comparison of Medieval and Modern Mycobacterium leprae
研究人员将采自古代人骨骼及当今患者的麻风分枝杆菌——这是引起麻风病的病原体——基因组进行了测序以求了解该细菌是如何在漫长的时间中演化的。这种中世纪前在欧洲流行的疾病每年仍然会在世界各地感染大约22.5万人。Verena Schuenemann及其同事对古代及现今的麻风杆菌菌株做了并行比较并发现，该细菌实际上在过去的1000年里并没有发生多大的基因改变。研究人员使用DNA捕获技术及高通量测序技术从曾于10世纪至14世纪间生活在英国、瑞典和丹麦的5名麻风病人的遗骨中获取了几近完整的麻风杆菌的基因组。他们还获取了来自世界各地麻风病患者的最近的活检，他们总共得到了16个古代及当代的麻风杆菌基因组。他们的分析显示，在这16个基因组中只发生了大约800个突变，而来自美洲和中东的不同的菌株可能源自中世纪的欧洲。
Schuenemann及其他的研究人员提示，16世纪欧洲麻风病的下降并非因为其病原体失去了致病力，而是因为其它的如鼠疫或结核病等传染性疾病开始出现或因为改善的社会条件限制了其传播。他们提出，本研究从古代骨骼中获得的高质量的麻风杆菌可能被用于日后的研究以进一步往前追溯麻风病的传播路径。[论文链接]
生殖的要素
MiR-200b and miR-429 Function in Mouse Ovulation and Are Essential for Female Fertility
研究人员发现，没有特殊类型小RNA的小鼠不会排卵，这一发现可能有一天会指导对人类不孕症的治疗。小鼠及其它哺乳动物的排卵受到了由下丘脑垂体-卵巢轴分泌的激素的控制，该系统包括下丘脑、垂体腺及性腺。生理学家将这些腺体放在同一组中是因为它们常常以合作的方式运作。下丘脑垂体-卵巢轴会表达微RNAs（miRNAs），而微RNAs（miRNAs）会在各种生物过程中发挥作用。
为了研究miRNAs在生殖中的作用，Hidetoshi Hasuwa 及其同事制造了miRNA受到破坏的基因敲除小鼠，首先被敲除的是miR-200b，这是在雄性生殖器官中发现的一种微RNA。他们还制造了一种敲除了miR-429的小鼠，而miR-429在小鼠基因组中位于miR-200b的附近。这两种敲除对雄性小鼠的生殖力都没有影响，但这两种敲除对雌性小鼠产生了影响——当它们与野生型（即没有受到敲除处理的）雄性小鼠交配时，它们只有9%的机会会怀孕。进一步的研究披露了在敲除处理过的雌性小鼠中黄体生成素含量有了显著的减少；黄体生成素水平的上升会触发排卵。这项研究显示，下丘脑垂体-卵巢轴需要有miR-200b和 miR-429来支持排卵；它揭示了这些miRNAs在哺乳动物生殖中的作用。由于miR-200b簇也存在于人类中，其在维持小鼠正常排卵中的作用可能也适用于人类的生殖过程。[论文链接]
鱼的生活方式及其在供氧增加方面的名声
Evolution of Mammalian Diving Capacity Traced by Myoglobin Net Surface Charge
三则新的报告揭示了负责输送氧的呼吸色素是如何在脊椎动物中演化以帮助它们在更高的水平进行运作的。肌红蛋白和血红蛋白负责储氧，而氧则通过分解营养物质给活体生物提供能量。增高的蛋白水平或具有适应性的蛋白版本可增加供氧以帮助物种从事复杂的作业。高氧浓度是如何在某些物种中演化并在其中每个物种中分化以最好地适合于那个物种的则仍然不清楚。
在由Scott Mirceta及其同事撰写的一篇报告中，研究人员对深潜海洋哺乳动物的肌红蛋白在2亿年中的进化史进行了追踪，这些深潜哺乳动物是那些目前仅生活在陆地上的哺乳动物的亲缘动物。在对现有潜水哺乳动物的最大骨骼肌的这种色素浓度进行评估、并且在发现它与某种特殊的分子特征——即肌红蛋白表面电荷增加——密切相关之后，他们用祖先序列重建来推断这些物种的远古亲族动物体内的肌红蛋白浓度。他们的分析跨越了130个哺乳动物物种，其结果揭示，目前所有的潜水哺乳动物世系都呈现出电荷增高了的肌红蛋白。研究人员所观察到的这种电荷会引起肌红蛋白分子的相互排斥，且因而——连同它们所结合的氧——保持分开的状态并且更容易让肌肉获取并使用。增加的肌氧浓度是潜水哺乳动物的一个关键性特征，在它们深深潜入水下觅食时，这些深潜哺乳动物需要这样的肌氧浓度维持其活动能力。在深潜哺乳动物中所发现的这一特殊的肌红蛋白特征就哺乳动物演化出增强了的潜水能力的时机和路径提供了见解。[论文链接]
在第二则研究中，Chandrasekhar Natarajan及其同事在生活于高海拔地区的鹿鼠体内发现了氧结合过程中的一种适应性的变异。以往对来自落基山脉的高地鹿鼠与来自大平原地区的低地鹿鼠的比较揭示了他们在血红蛋白-氧亲和力上的遗传差异；这些差异可归因于自然发生的血红蛋白亚基的突变。Natarajan及其同事通过蛋白工程试验来研究当把不同的氨基酸变异代入到血红蛋白中时，来自这两个不同地域的鼠群的血红蛋白亚基的亲和力是如何改变的。他们发现该亲和力的增减取决于附近的血红蛋白变异的可变（等位基因的）状态。具体地说，带有独特突变位点的高海拔鹿鼠的血红蛋白展现出了增加了的氧亲和力。这种情况是有利的，因为这能为处在较冷气候中的落基山脉鹿鼠提供更多氧以用来消耗并保持其身体温暖。Natarajan及其同事观察到的结果可用异位显性来解释，异位显性是一个过程，通过该过程，在同一蛋白（在此为血红蛋白）中与突变位点的相互作用会引起表型的变化。这项研究就这一现象提供了一个相对罕见的例子，该研究可帮助解释为什么鹿鼠会有这样的地域分布特征。[论文链接]
在第三个报告中，Jodie L. Rummer及其同事也对血红蛋白进行了研究。研究人员对一个令生理学家们长期困惑的谜团进行了阐释：为什么一种仅在辐鳍鱼中发现的、且对酸高度敏感的血红蛋白会引起鲁特效应。在鲁特效应中，当血红蛋白的pH值较低时，其对氧的亲和力及运载能力都会下降。这种效应最出名的是能让有鱼鳔的鱼逆着血氧梯度在鱼鳔内卸载氧，这可促使鱼鳔膨胀并维持鱼的浮力。Rummer及其同事让虹鳟接触CO2含量增高的水——这不是一种理想的状态——并用光纤传感器来监测鱼肌肉组织中的氧浓度，他们发现氧浓度增加了65%。这表明，在应激时鲁特血红蛋白通过鲁特效应来增加对鱼肌肉的氧输送。氧合良好的肌肉可帮助鱼更有效地冲刺，协助它们觅食或逃跑。这是对鲁特效应的一个作用的发现，该发现可帮助确认在早期鱼类中影响形成这一复杂反应的选择性压力。[论文链接]
综合来看，这些研究揭示氧输送增强的演化如何在不同物种中改善了它们的表现，而且这些研究还就处于不同环境中的脊椎动物其适应性是如何改变它们相应的呼吸色素分子结构的提供了见解。
南极冰架的由底而上的融化
Ice Shelf Melting around Antarctica
据一项新的研究报告，由于海洋变暖而导致的冰从底部融化的现象可能是南极冰架不断缩小的一个主要的原因。这些发现显示，海洋与冰的相互作用对冰架的质量平衡起着一种核心作用，且某些冰架因为海洋暖化及海平面的上升正在发生着迅速的变化。环绕南极的冰架——它们是厚厚的浮动的冰的平台——覆盖面积超过57万9000平方英里（150万平方公里）。普遍的看法一直认为南极周围的冰架大多通过冰山崩解而失去其质量，即仅仅由大块的冰从浮动冰上断裂下来。
但最近的研究显示，因为海洋暖化所致的底部融化可能同样重要。Eric Rignot及其同事利用卫星观察及冰表面积累重建对目前存在的所有南极冰架进行了勘测以确定它们在海洋中融化及断裂的速度有多快。它们记录了冰在海洋中以浮动冰架形式移动时的演化方式。根据这一数据，他们能够计算冰从冰架底部融化的速度有多快。研究人员发现，冰架崩裂并非是占主导地位的冰丧失过程。相反，由于冰架底部的冰融化所致的冰架缩小程度与冰架崩裂所致的缩小程度一样多。这些结果可帮助科学家们更好地理解南大洋上冰架的影响并可对未来的冰架及冰盖质量平衡的模型有帮助。[论文链接]
资讯源自：Science中文网
