《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：

　　Rising morbidity and mortality in midlife among white non-Hispanic Americans in the 21st century

　　一項研究發現，1998年之后非西班牙裔美國中年白人的死亡率增加與在其他人口統計組和此前的歷史經驗中觀察到的死亡率持續下降形成了對比。美國和其他富裕國家的死亡率自從1970年開始持續下降，包括45到54歲的中年人群。Angus S. Deaton 和Anne Case研究了死亡率記錄和生活方式調查，結果發現在1999年到2013年間，非西班牙裔美國中年白人的死亡率減少的趨勢發生了逆轉。這組作者發現，如果中年死亡率保持在1998年的死亡率上，大約96000人的死亡可能會避免，如果死亡率像之前那樣下降，在被研究的這個期間，大約50萬人的死亡可能會避免。非西班牙裔美國中年白人的死亡率可能被歸結于自殺、毒品和酒精中毒的增加，以及肝硬化和肝病。這組作者還發現，美國中年白人報告了心理健康、工作能力、執行日常活動的能力以及肝功能隨著死亡率的增加而下降。這組作者說，這些結果提示，目前的中年人群可能比目前的老年人群以更差的健康而進入Medicare醫保的適格范圍。

　　Topography of social touching depends on emotional bonds between humans

　　在對來自5個國家的1,368人的一項研究中，科研人員報告說，一個人允許別人觸摸的自我報告的總的人體區域與觸摸和被觸摸的兩人之間的情感聯系正相關，自我報告的觸摸另一個人的理由的數量也是如此，而且發現被研究的所有這些國家都有同樣的趨勢。

　　Nuclear and mitochondrial DNA sequences from two Denisovan individuals

　　科研人員報告了兩個丹尼索瓦人族標本的DNA序列。2010年，在西伯利亞丹尼索瓦洞穴中發現的丹尼索瓦3號標本指骨的細胞核基因組序列將這個骨鑒定為屬于有別于尼安德特人和現代人的一個此前未知的人族群體，稱為丹尼索瓦人。還在丹尼索瓦洞穴中發現了兩枚推定的丹尼索瓦人臼齒——丹尼索瓦4號和丹尼索瓦8號。

　　Svante P??bo及其同事對來自這些臼齒的細胞核DNA以及線粒體DNA（mtDNA）進行了測序。這些丹尼索瓦臼齒比尼安德特人或早期現代人的臼齒更大，而且缺乏尼安德特人或早期現代人的臼齒的典型特征。對細胞核DNA序列的分析提示，所有這3個標本屬于同一個系統發生群體，并且支持了一種觀念，即這個群體有別于尼安德特人和現代人。這組作者使用來自這3個丹尼索瓦人標本的線粒體DNA推斷了他們的相對年齡。丹尼索瓦8號的線粒體DNA比丹尼索瓦3號或4號的線粒體DNA積累的突變更少，這提示丹尼索瓦8號比其他兩個標本顯著更古老。這組作者說，丹尼索瓦8號與其他兩個標本的年齡的差異提示，丹尼索瓦人在丹尼索瓦洞穴附近的區域生活了一個長的時期。

　　Highly efficient Cas9-mediated gene drive for population modification of the malaria vector mosquito Anopheles stephensi

　　科研人員報告了一種基于CRISPR/Cas9的基因驅動系統原型，用于改造蚊子對瘧疾寄生蟲的耐性。在全世界范圍，僅2014年就有58萬人死于瘧疾。為了讓針對瘧疾寄生蟲的耐性在蚊子病媒中擴散，Anthony James及其同事制造了一個基于CRISPR/Cas9的基因驅動系統，它能夠把一種抗寄生蟲基因引入到蚊子中間并加以擴散。在一個使用斯氏按蚊（Anopheles stephensi）這種造成了印度估計約12%的瘧疾傳播的蚊子的概念驗證研究中，這組作者證明了一種經過改造的基因驅動系統能夠在蚊子中間傳播一種雙重抗寄生蟲效應子基因。

　　這種抗寄生蟲基因針對人類瘧疾寄生蟲惡性瘧原蟲（Plasmodium falciparum）的感染階段制造的兩種關鍵蛋白質，在一個高度特異性的基因轉換事件中在雄性和雌性蚊子種系里擴散，效率大于98%。這個17千堿基結構的遺傳載荷在目標蚊子以血為食的時候觸發。這組作者還發現了一種對Cas9表達的抑制驅動的母系效應，必須克服這種效應從而優化這種驅動在野外的使用。盡管這些發現帶來了朝著蚊子種群修飾的有希望的一步，需要進行效應子基因在不同的蚊子類型和環境條件下的穩定性的研究，從而驗證這種控制瘧疾的驅動系統。這組作者說，在這個基因驅動系統在實地環境中有適當的社會接受和監管的情況下，這種方法可能代表了不斷增長的抗瘧疾武庫中的一個強有力的武器。

　　Synthesis of phylogeny and taxonomy into a comprehensive tree of life

　　來自佛羅里達大學的研究人員將之前繪制的484張不同物種系統發育樹拼湊在一起，創造了迄今為止最全面的生命之樹，這一進化樹包含有230萬種已知的物種。

　　研究人員利用開花植物進化樹數據，提出了植物是如何逐漸具備抗拒低溫的特性的，并指出，人類活動對植物和全球的農業造成的威脅可能被原來想象的還要大。研究者發現，這些植物在進入更加寒冷的地區之前，可能已經獲得了某些適應低氣溫的特性。而某些現代的被子植物，包括大多數開花植物、樹和農作物，可能都不具備迅速應對人類活動導致的氣候變化的特性。

　　Myeloid differentiation architecture of leukocyte transcriptome dynamics in perceived social isolation

　　孤獨不僅僅是一種感覺，還會危害人體健康。對于老年人來說，孤獨感會使其早逝風險增加14%。那么，孤獨是如何造成這種負面影響的呢？芝加哥大學的研究團隊日前在美國國家科學院院刊PNAS雜志上發表文章，揭示了孤獨觸發生理反應并最終讓人患病的具體機制。

　　研究人員對人類和恒河猴（一種高度社會化的靈長類動物）進行了孤獨研究。他們發現，孤獨會使機體產生“戰或逃”的壓力信號傳導，最終影響白細胞的生成。白細胞是一種非常重要的免疫細胞，幫助機體抵御細菌和病毒的入侵。

　　Evidence for extensive horizontal gene transfer from the draft genome of a tardigrade

　　緩步動物（tardigrade），更常見的俗名是“水熊蟲”，因為它看起來像可愛的多腿小熊。這種微小的動物對幾乎所有的東西都有抵抗力：煮，凍，輻射，丟真空——它都很難死掉，可以說是地球上最強悍的生物之一。因此，生物學界對水熊蟲不僅嘆為觀止，而且視之為研究瑰寶，期望它會帶來可與果蠅相比擬的貢獻。

　　最近，來自北卡羅來納大學教堂山分校（UNC）的研究人員，對這種幾乎堅不可摧的緩步動物進行了基因組測序，并發現了一些他們意想不到的事情：它們基因組的一大部分——近六分之一或百分之17.5，是來自于外源DNA。

　　Life and extinction of megafauna in the ice-age Arctic

　　一項研究報告說，在冰期迅速的氣候變化可能導致了諸如猛犸和野牛等幾種北極哺乳動物的繁榮和蕭條的循環。為了探索冰期的物種滅絕，Beth Shapiro研究了來自美國阿拉斯加北坡的巨動物群物種的化石，這是在布魯克斯山脈和北冰洋之間的一個苔原區。這組作者比較了隨著時間推移骨的豐富程度與氣候記錄，結果發現巨動物群物種的相對豐富程度隨著時間推移而顯著變化，在從寒冷到溫暖時期的轉變中達到頂峰。這些結果提示，生態系統的變化導致了巨動物群種群的漲落，區域性滅絕之后是來自其他區域的種群的重新建立。長距離擴散可能是這些物種長期存在的關鍵，并且需要地理上相互連接的范圍。這組作者說，海平面上升導致的擴散的泥炭地和通向西伯利亞的擴散道路被水淹沒造成的草場退化可能導致了這個冰期末期巨動物群的滅絕。這組作者提出，只要北極哺乳動物的棲息地保持地理上的相互連接，并且允許它們長距離擴散，北極哺乳動物可能有能力在迅速的環境變化中生存下來。