《PNAS》八大熱點文章

　　PNAS》（美國國家科學院院刊）是與Nature、Science齊名，被引用次數最多的綜合學科文獻之一，PNAS收錄的文獻涵蓋生物、物理和社 科學，主要內容包括具有高水平的前沿研究報告、學術評論、學科回顧及前瞻、學術論文以及美國國家科學學會學術動態的報道和出版。近期其最受關注的文章（生物類）如下：

　　Emergence of function from coordinated cells in a tissue

　　某一類細胞是如何組成器官的？由基因到蛋白質、蛋白質到細胞、細胞到組織、組織到器官，機體是如何完成的？生物系統這些復雜的互動讓人匪夷所思的同時，也促成了生命科學產業。

　　來自美國的兩位數學家為生命科研工作者們帶了一種新的思考方式，幫助人們更好地了解我們的身體和其他生物。他們指出，這是一個有關“功能的產生”的高度理想化的框架，并沒有考慮到這個過程中的每個細節。通過跳出條條框框，建立一個簡化的基于數學的模型，他們希望提供一個基石，為科學家們了解形成一個活的組織時，細胞內外到底發生了什么提供一點線索。假設機體沒有按照規定的程序進行的話，它還可以幫助我們了解癌癥等疾病。

　　Spatial and temporal dynamics of superspreading events in the 2014–2015 West Africa Ebola epidemic

　　一項研究描述了在2014年到2015年的西非埃博拉出血熱暴發中的埃博拉病毒超級傳播現象。對于許多傳染病，某些被感染的個體把疾病傳給了數量多得不成比例的所謂的后代病例，這個現象被稱為超級傳播。在近來的埃博拉出血熱流行中已經記錄到了超級傳播現象，但是缺乏對于埃博拉出血熱超級傳播動態的定量理解，這種定量理解可能促進高度有針對性的控制手段的開發。

　　Max Lau及其同事使用來自紅十字會與紅新月會國際聯合會的安全而有尊嚴的埋藏程序在2014年10月到2015年3月在塞拉利昂收集到的數據，開發了一個框架，用于估計每位被感染個體產生的后代病例的數量。這組作者發現，平均起來，大多數的感染病例產生了不到1個后代病例，這提示少數超級傳播者在維持這場疾病流行方面起到了一種特別大的作用。超級傳播者的重要性看上去隨著時間推移而增加。大多數感染可以追溯到占所有病例3%的少數超級傳播者。年齡小于15歲和大于45歲的人最有可能成為超級傳播者。這組作者說，這些結果表明了超級傳播現象的風險因素，并且表明了對于潛在的超級傳播者的有針對性的控制措施的重要性。

　　Selection against variants in the genome associated with educational attainment

　　來自冰島、英國和荷蘭的一個科學家小組發現，一個遺傳因素對人一生能獲得多少教育發揮了作用。這一文章描述了科學家們是如何分析冰島國家數據庫中的基因組信息，以及這些信息傳遞了什么。

　　研究小組訪問了 deCODE 遺傳系譜數據庫。這一數據庫包含了幾十萬冰島人的遺傳和教育信息。研究人員使用了 1910 到 1975 年間的數據，旨在尋找擁有孩子的數量和接受教育多少之間的關聯。隨后，從遺傳學角度比較他們的結果發現，有一個遺傳因素與上學更久的可能性有關。

　　接著，他們將這一因素與人們擁有子女的數量進行了比較；結果發現，遺傳傾向于獲得更多教育的人確實傾向于擁有更少的小孩。更重要的是，他們還發現，隨著時間的推移，這種遺傳因素變得不太常見了。這意味著，將有越來越少的人擁有獲得更高教育的遺傳傾向。研究人員表示，這是情理之中的，因為這群人擁有更少的后代。

　　有趣的是，研究人員還發現，那些攜帶接受長期教育基因的人，即便他們實際上并沒有接受較長時間的教育，但依舊比不攜帶這類遺傳因素的人平均擁有更少的后代。研究人員認為，他們的研究表明，可能負責推動人類接受更多教育的相同基因也是 IQ 水平的根源。反過來，這也表明，作為一個物種，我們可能正在失去一些程度的智力：約每十年 0.04 點。

　　Online social integration is associated with reduced mortality risk

　　一項研究指出有更強社交網絡的人壽命更長。研究人員將加利福尼亞的臉譜網用戶與來自加利福尼亞公共衛生部門的重要記錄相匹配。為了保護隱私，在自動匹配姓名和出生日期之后，對數據進行去識別和匯總。所有的分析都是在匯總數據上進行，所有的數據都是觀測性的。

　　第一個發現是，那些在臉譜網上有互動的人，比那些不在網上互動的人壽命更長。在使用臉譜網的人當中，研究人員查看了朋友數量、照片數量和動態更新、發布的帖子和發送的信息數量，以探析更活躍的人是否壽命更長。社交網絡處于平均水平或者更多的人——在前百分之50至百分之30，比那些處于最低百分之10 的人壽命更長，這一發現與 “針對離線關系和長壽的經典研究”相一致。

　　PPARγ-coactivator-1α gene transfer reduces neuronal loss and amyloid-β generation by reducing β-secretase in an Alzheimer’s disease model

　　科學家們早就發現，在阿爾茨海默病患者的腦部有大量的β淀粉樣蛋白沉積，盡管造成沉積的真正原因尚不清楚，它們卻是造成神經細胞功能衰退和死亡的罪魁禍首。倫敦帝國學院的科學家們發現，通過表達一種叫做PGC-1α的基因，可以有效地抑制β淀粉樣蛋白的生成，從而保護神經細胞免受其傷害。在小鼠模型內進行的該基因療法實驗取得了良好的結果。

　　PGC-1α是轉錄因子PPARγ的輔助因子，PPARγ在體內參與包括新陳代謝在內的許多重要生理活動的調控。在阿爾茨海默病的小鼠模型中進行實驗時，研究人員使用經過改造的慢病毒攜帶PGC-1α基因，直接感染小鼠皮層和海馬部位的神經元。4個月之后，與對照組小鼠相比，接受了基因療法的小鼠腦內β淀粉樣蛋白沉積減少了將近一半，而且并沒有出現像對照組小鼠那樣的神經細胞死亡現象。更重要的是，在專門為小鼠設計的記憶力測試中，接受了基因療法的小鼠表現得比對照組明顯要好，幾乎達到了健康小鼠的程度。綜上所述，PGC-1α基因療法在治療患阿爾茨海默病的小鼠時有著非常積極的結果。

　　Cliff-edge model of obstetric selection in humans

　　最近，來自奧地利和美國的一個小的研究團隊發現統計證據表明，過去幾十年來，通過剖腹產誕下嬰兒的母親數量增加，已經引起了進化上的改變——剖腹產寶寶的頭越來越大，即使產道大小是固定的。

　　這項新研究認為，這導致了更多的嬰兒出生時具有過大的頭顱。他們用邏輯學和數學得出了這個結論。他們注意到，邏輯學表明，如果出生時頭大的嬰兒可存活至成年——而不是在出生時死亡，就像人類歷史的大部分情況——從而攜帶更大頭顱的基因，然后在將來會誕生更多攜帶相同基因的嬰兒，據證明頭大的嬰兒一般比頭小的嬰兒更健康，從而增加了繁殖的機會。為了支持他們的論點，他們對過去半個世紀的出生資料數據進行了運算，并發現全球的胎盆不稱率已經從上世紀60年代新生兒的百分之3，提高到今天新生兒的百分之3.3。

　　研究人員指出，這種增加可能是由于，使用剖腹產引起的進化變化，使得這種生產方式得以繼續，然而他們承認，他們還沒有任何實際證據。他們注意到，嬰兒頭部大小的增加可能是由于現代的生活方式，與過去幾代人相比，現代人更加的久坐不動和富含卡路里。

　　Cluster failure: Why fMRI inferences for spatial extent have inflated false-positive rates

　　功能性磁共振成像（fMRI，functional magnetic resonance imaging）是一種神經影像學方式，其原理是利用磁振造影來測量神經元活動所引發之血液動力的改變。用于這種方法的非侵入性、沒有輻射暴露問題等優點，被廣泛應用于神經科學研究。然而近期來自麻省總醫院的一組研究人員發現，fMRI數據處理最常用的軟件包產生的假陽性率高達 70%，這令其所涉及的40,000項研究受到質疑。

　　研究人員分析了來自500例健康對照的靜息態fMRI數據，然后隨機分配到對照組和“實驗”組，這些數據會被數千次分配到三個常見的軟件包：PM、 FSL 和 AFNI中的一個，造成假陽性。

　　除了高得驚人的假陽性率，研究人員還在AFNI 軟件包中發現了一個bug：當他們利用軟件的一個調試版本時，能減少10%的假陽性率。研究人員指出，大多數采用這種錯誤軟件的研究數據不可用，因此數據不容易重新分析。

　　Metabolic features of chronic fatigue syndrome

　　研究者們最近發現了一類慢性疲勞癥（CFS）的特有化學標記物，而且這一特征與其它物種在受到環境壓力時出現的“冬眠”現象十分相似。

　　慢性疲勞癥又被稱為肌痛性腦脊髓炎，能夠對患者造成長達半年之久的疲乏癥狀。在這一時期內，患者會不時表現出頭痛，睡眠障礙以及記憶問題等等。

　　為了研究該疾病的生物學原理，研究者們招募了84名志愿者（45名患者與39名健康人）進行試驗。通過采集樣本，他們篩選到了612個代謝標記，參與了血漿中63種不同的生化反應。通過比對健康人與患者之間的代謝物差異，作者們發現患有CFS的患者在其中20個代謝通路中出現了異常，而80%的代謝物水平也有明顯下降。

　　這意味著患有CFS的患者在代謝上述化合物時相比正常人有明顯的障礙。這一特征與蠕蟲在進行冬眠時的情況十分相似。