《PNAS》八大生物类热点文章

《PNAS》（美国国家科学院院刊）是与Nature、Science齐名，被引用次数最多的综合学科文献之一，PNAS收录的文献涵盖生物、物理和社科学，主要内容包括具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。以下为近期其最受关注的生物类文章。

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

一项研究发现，1998年之后非西班牙裔美国中年白人的死亡率增加与在其他人口统计组和此前的历史经验中观察到的死亡率持续下降形成了对比。美国和其他富裕国家的死亡率自从1970年开始持续下降，包括45到54岁的中年人群。Angus S.Deaton和Anne Case研究了死亡率记录和生活方式调查，结果发现在1999年到2013年间，非西班牙裔美国中年白人的死亡率减少的趋势发生了逆转。这组作者发现，如果中年死亡率保持在1998年的死亡率上，大约96000人的死亡可能会避免，如果死亡率像之前那样下降，在被研究的这个期间，大约50万人的死亡可能会避免。非西班牙裔美国中年白人的死亡率可能被归结于自杀、毒品和酒精中毒的增加，以及肝硬化和肝病。这组作者还发现，美国中年白人报告了心理健康、工作能力、执行日常活动的能力以及肝功能随着死亡率的增加而下降。这组作者说，这些结果提示，目前的中年人群可能比目前的老年人群以更差的健康而进入Medicare医保的适格范围。

2、Neolithic and Bronze Age migration to Ireland and establishment of the insular Atlantic genome

一项研究发现，古代DNA分析提示，大尺度的遗传变化与爱尔兰的新石器转变和青铜器时代同时出现，以农业出现为标志的转变性社会过程——新石器转变，被认为在大约公元前3750年在爱尔兰出现，但是这种转变究竟由来自近东的多波次移民农民引发，还是由当地的中石器时代居民采用农业而引发，这仍然不清楚。

Daniel Bradley及其同事通过对提取自史前爱尔兰人的古代DNA的全基因组分析，探索了这个和其他文化分水岭的发展。尽管在贝尔法斯特附近Ballynahatty的一个墓的测定年代为公元前3343年到3020年的一名新石器女性农民的骨表现出了狩猎-采集祖先的痕迹，这些骨提示了来自近东的一个大型远系繁殖农民群体的血统，以及与现代地中海南部人群的单倍体型相似性。共同的遗传漂变的程度提示了农业可能走了南部沿海而非欧洲中部路线到达了爱尔兰。在Antrim县的Rathlin岛的一个埋葬地点挖掘出的早期青铜器时代的3名男性的骨揭示出了来自黑海大草原的放牧人群的遗传贡献，以及与现代爱尔兰、苏格兰和威尔士人的单倍体型相似性。在这些Rathlin岛的骨中探测到了在今天的爱尔兰人中间富集的遗传变异，包括一个称为血色素沉着病或凯尔特人病的可能致命的铁络合病的等位基因，这提示这些基因型可能上溯到爱尔兰的青铜器时代。

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

科研人员报告了一种基于CRISPR/Cas9的基因驱动系统原型，用于改造蚊子对疟疾寄生虫的耐性。在全世界范围，仅2014年就有58万人死于疟疾。为了让针对疟疾寄生虫的耐性在蚊子病媒中扩散，Anthony James及其同事制造了一个基于CRISPR/Cas9的基因驱动系统，它能够把一种抗寄生虫基因引入到蚊子中间并加以扩散。在一个使用斯氏按蚊（Anopheles stephensi）这种造成了印度估计约12%的疟疾传播的蚊子的概念验证研究中，这组作者证明了一种经过改造的基因驱动系统能够在蚊子中间传播一种双重抗寄生虫效应子基因。这种抗寄生虫基因针对人类疟疾寄生虫恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的感染阶段制造的两种关键蛋白质，在一个高度特异性的基因转换事件中在雄性和雌性蚊子种系里扩散，效率大于98%。这个17千碱基结构的遗传载荷在目标蚊子以血为食的时候触发。这组作者还发现了一种对Cas9表达的抑制驱动的母系效应，必须克服这种效应从而优化这种驱动在野外的使用。尽管这些发现带来了朝着蚊子种群修饰的有希望的一步，需要进行效应子基因在不同的蚊子类型和环境条件下的稳定性的研究，从而验证这种控制疟疾的驱动系统。这组作者说，在这个基因驱动系统在实地环境中有适当的社会接受和监管的情况下，这种方法可能代表了不断增长的抗疟疾武库中的一个强有力的武器。

4、Sex beyond the genitalia: The human brain mosaic

对男性和女性人类大脑的一项分析没能发现大脑结构的性二态性的证据。在男性和女性大脑中观察到的差别常常被认为是男性和女性大脑有区别的证据。

Daphna Joel及其同事分析了来自4个数据集合的超过1400个人类大脑的磁共振成像图片。在每一个分析中，这组作者识别出了两性之间差别最大的大脑区域的一个子集。对于每一个大脑，这组作者确定了每一个区域的形式究竟是在这个分布的女性较男性占优势的一端（“女性端”），还是这个分布的男性较女性占优势的一端（“男性端”）。依数据集合的不同，23%到53%的大脑有至少一个区域有“男性端”的分值，有一个区域有“女性端”的分值。相比之下，拥有全部“男性端”或全部“女性端”分值的大脑的百分比在0%到8%之间。这些结果提示，多数大脑是“男性端”、“女性端”和“中间类型”特征混杂的“镶嵌”。这组作者说，这种不均匀性提示，人类大脑不属于两个不同的结构类别之一，即女性大脑和男性大脑。

5、Topography of social touching depends on emotional bonds between humans

在对来自5个国家的1,368人的一项研究中，科研人员报告说，一个人允许别人触摸的自我报告的总的人体区域与触摸和被触摸的两人之间的情感联系正相关，自我报告的触摸另一个人的理由的数量也是如此，而且发现被研究的所有这些国家都有同样的趋势。

6、Genomic data do not support comb jellies as the sister group to all other animals

一项研究发现，系统发生基因组学数据并不支持一种假说，即栉水母是所有动物的姊妹群体。传统的观念认为，多孔动物门的成员海绵是所有动物的姊妹群体，但是近来的研究提示，栉水母动物门的成员栉水母反而可能是所有动物的姊妹群体。

Davide Pisani及其同事重新分析了来自支持栉水母动物门姊妹假说的3项研究的数据集合。这组作者指出，此前的研究使用了氨基酸取代的过于简化的模型，并且选择了亲缘关系遥远的群体外物种用于确定系统发生树的根。这组作者使用比此前研究更适合这些数据的模型重新分析了这些数据，并且排除了亲缘关系遥远的群体外物种，结果发现了这3项研究对栉水母动物门姊妹假说的支持消失了，对多孔动物门姊妹假说的支持反而出现了。此外，在纠正了数据收集偏差之后，这组作者在此前支持栉水母动物门姊妹假说的基因内容数据集合中发现了多孔动物门姊妹假说的进一步的证据。这些结果提示，所有动物的最晚近共同祖先更可能是一种之后发展成了复杂动物的简单生物，而不是一种之后失去了生物系统的复杂的栉水母。这组作者说，这些结果还提示，使用适当的模型和精心设计的系统发生分析，可能让系统误差最小化，否则可能导致系统发生基因组研究结果的偏差。

7、Myeloid differentiation architecture of leukocyte transcriptome dynamics in perceived social isolation

孤独不仅仅是一种感觉，还会危害人体健康。对于老年人来说，孤独感会使其早逝风险增加14%。那么，孤独是如何造成这种负面影响的呢？芝加哥大学的研究团队日前在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，揭示了孤独触发生理反应并最终让人患病的具体机制。

研究人员对人类和恒河猴（一种高度社会化的灵长类动物）进行了孤独研究。他们发现，孤独会使机体产生“战或逃”的压力信号传导，最终影响白细胞的生成。白细胞是一种非常重要的免疫细胞，帮助机体抵御细菌和病毒的入侵。

8、Non-bee insects are important contributors to global crop pollination

一项研究提出，诸如蝇、甲虫、胡蜂、蝴蝶和蛾等传粉者在全球农作物生产中起到了一个重要的作用，并且并没有像蜂那样受到环境变化的影响。Romina Rader及其同事分析了来自五大洲的39项实地研究，这些研究衡量了非蜂传粉者、蜜蜂和其他蜂为农作物传粉的数量以及效率。这项研究发现，非蜂传粉者单次访问花的传粉效率低于蜂。然而，由于它们访问的花的数量稍高于蜂，非蜂传粉者的总体传粉服务类似于蜂。研究的一个子集测量了果实形成，结果发现由于非蜂传粉者补充而非替代了蜂的访问，这两个群体对于最优的传粉服务都是必要的。非蜂昆虫受到自然栖息地流失的影响也小于蜂。这组作者提出，非蜂昆虫传粉者在全球农作物生产中起到了一个重要的作用，而且可能提供针对蜂种群衰退的保险。这组作者说，在分析农作物传粉者生物多样性以及传粉的经济价值的时候，这些昆虫在传统上被忽视了。

本文来源于：生物通

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