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美《探索》杂志评出20011年生物医疗领域48大新闻

2012/01/21 来源:生物谷
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导读
这里是2011年100件最大科学和技术新闻的全部列表,分为7个主题部分,即健康与医药,科学技术政策,新兴技术,宇宙太空,生命世界,环境,物理和数学。在此,特地选择生物、医学、进化学等生物医疗健康方面相关的48条科技新闻。

每年《探索》杂志都会对过去12个月科学和技术成就进行分类,把最酷的实验、最杰出的发现和最为改变世界的事件汇总为列表。这里是2011年100件最大科学和技术新闻的全部列表,分为7个主题部分,即健康与医药,科学技术政策,新兴技术,宇宙太空,生命世界,环境,物理和数学。在此,特地选择生物、医学、进化学等生物医疗健康方面相关的48条科技新闻。为了尽可能忠实地遵从《探索》杂志文章“2011年100大新闻”原文,所选择的每条新闻都用原文中的编号,因而编号也不会沿着正常的升序或倒序排布。

2. 改变的免疫系统阻断HIV病毒

美国加利福尼亚州Sangamo BioSciences公司在实验室设计的锌指核酸酶(ZFN)能够进入细胞并剪断任何所需的基因。利用这种方法,科学家能够切断编码称作CCR5的这一非常重要细胞受体的基因。CCR5蛋白位于CD4免疫细胞的细胞表面上,这也是HIV主要入侵的对象。没有CCR5蛋白,HIV不能进入细胞内部从而造成伤害。人类临床试验已经正在进行当中。

10. 免疫超级细胞清除白血病

2011年8月肿瘤学家David Porter和他的同事Carl June在《The New England Journal of Medicine》发表论文,声称他们不是利用化疗而是通过基因修饰白血病病人自己的免疫细胞在一个月内让3名白血病病人当中两名病人的癌症病情得到缓解。这次临床试验为成千白血病病人和可能患其他癌症的百万人开发新的治疗方法提供新的启示。

13. 肠道细菌能够阻止疟疾的传播

对抗疟疾的最新武器来自最不可能的地方——蚊子肠道。美国约翰霍普金斯大学微生物学家George Dimopoulos发现一种位于赞比亚蚊子体内的肠杆菌属细菌(Enterobacter bacteria)使得这种昆虫抵抗恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)——一种导致疟疾的寄生虫。

22. 证实鼠疫耶尔森菌导致黑死病产生

黑死病是一种在欧洲中世纪杀死多达5千万人的瘟疫。2011年8月,造成该瘟疫的细菌身份最终被证实。它就是鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)菌株,人们长期相信它就是罪魁祸首,但是研究人员如今证实这种在近几个世纪前灭绝的细菌就是杀人凶手。

27. 巴贝西寄生虫污染血液供给

2011年早期,一份报告证实在过去30年,因为巴贝西寄生虫(Babesia parasite)感染红血细胞,血液灌输导致至少159个人患上巴贝西虫病。该疾病通常是由虱子传播的。

28. 乙肝病毒蛋白片段加强疟疾疫苗

多年来,因为疟原虫能够改变它的结构诱骗宿主免疫系统,科学家不能开发出疟疾疫苗。疟原虫导致的蚊媒病(mosquito-borne disease)即疟疾,每年杀死70多万人,迄今为止在临床试验中没有疫苗显示出疗效性。2011年10月,制药公司GlaxoSmithKlin宣布在大规模的临床试验中新的疟疾疫苗将非洲年轻人的感染率大约降低一半。这种新疫苗改善天然免疫,在疟原虫侵入之前,身体将这种寄生虫排放出去。该疫苗含有乙肝病毒抗原和恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)蛋白片段。乙肝病毒蛋白片段让免疫系统保持高度警戒,使得该新疫苗成为最为成功的疫苗。

38. 从内部杀死癌症

2011年,三项研究可能为单独挑选出癌细胞将之杀死呈现一副美好的蓝图。在第一项研究中,新加坡分子和细胞生物学研究所研究人员对小鼠开展研究,使用抗体靶向癌细胞内部的蛋白,大获成功,因为人们一直认为抗体太大而不能跨过癌细胞外膜。用这些抗体处理过的小鼠肿瘤变小。在第二项研究中,美国麻省理工学院研究人员利用计算机工程(computer engineering)原理设计一种分子逻辑电路(molecular logic circuit),能够检测6种不同的生物标记物,找出一种癌症类型特异性的化学模式(chemical pattern)。当分子逻辑电路找到这种模式时,它能激发一种杀手蛋白(killer protein)的产生从而摧毁癌细胞,但不能破坏其他细胞。在第三项研究中,美国约翰霍普金斯大学研究人员创建一种分子开关(molecular switch),它只在癌细胞内激活化疗药物。为了构建这种开关,生物分子工程师Marc Ostermeier和同事们调动一种在癌细胞中高水平存在的蛋白激活他在实验室构建的第二种蛋白。而第二种蛋白接着切换化疗药物到活性状态。

47. 阻止登革热传播

澳大利亚科学家开发出一种新方法对抗登革热。他们使用超薄针将在70%的昆虫物种中都存在的无害细菌——沃巴赫菌(Wolbachia)注射进登革热病毒的主要载体即埃及伊蚊(Aedes aegypti)胚胎里,阻止该病毒传播。

54. 感大肠杆菌染0104:H4菌株的凉拌豆芽在欧洲爆发传染病

根据世界卫生组织的统计数据,2011年夏天,极其毒性的大肠杆菌0104:H4菌株导致至少4075个人——主要在欧洲——生病。在他们当中,908个人患上溶血性尿毒综合症(hemolytic uremic syndrome),50个人死亡。

55. 喝咖啡与癌症的关系

2011年3月,来自中国上海复旦大学的研究人员发现每天多喝一杯咖啡与患上很多种癌症的风险降低3%相关联。5月,哈佛公共卫生学院对47911名男人的习惯进行20年研究表明每天喝六杯或更多的咖啡与那些不喝咖啡的人相比,患前列腺癌的可能性下降了18%,因为患上该癌症而死亡的可能性下降了60%。即便每天喝一到三杯咖啡也能将死亡的风险降低29%。

56. 私人DNA公司23andMe加速帕金森疾病研究

2011年6月,私人基因组学公司23andMe宣布它的研究人员仅在一年半的时间对3万多人的DNA进行分析,发现与帕金森疾病相关联的2种新的基因变异体。

58. 精子基因指明男性不育性治疗方法

2011年7月,美国加州大学戴维斯分校生殖生物学家Gary Cherr和同事们鉴定出一种令人吃惊的常见基因突变,可能解释很多男性不育性事件中不能解释的原因,从而为相应的治疗提供新的方法。这种突变的称作DEFB126的基因正常条件下编码一种包被精子的蛋白,帮助精子穿越子宫颈粘液到达子宫和子宫内的卵细胞。没有这种蛋白,精子经常受困不能达到最终的目的地。

60. 两种新治疗方法均能延缓致命性皮肤癌症——黑色素瘤

两种提高免疫系统功能的治疗方法改善晚期黑色素瘤病人的存活率和延缓癌症生长。一种方法利用一种称作易普利姆玛(Ipilimumab)的抗体,该抗体可能阻断一种抑制免疫系统的分子。该分子称作CTLA-4,一旦失活,身体的天然防御系统似乎能够更好地识别并攻击肿瘤。2011年6月发布的一次临床试验中,黑色素瘤病人接受Ipilimumab治疗并结合化疗治疗,相比于只接受化疗治疗的病人而言,获得额外珍贵的几个月的存活时间。

另一种独立的临床试验利用一种新的黑色素瘤疫苗并结合免疫刺激试剂IL-2。IL-2被认为能够增加识别和杀死入侵细胞的T细胞的产生。2011年6月,该临床试验最终结果发布出来,表明组合治疗要比只用IL-2治疗增加大约6个月的存活时间。

64. 重编程干细胞遭受更多令人痛苦的挫折
科学家们对重编程干细胞(reprogrammed stem cell)——它们可以从病人自己的组织获得,并分化为身体上任何类型的细胞——抱有较高的希望。但是2011年两项研究突出了重编程干细胞的主要问题,这就使得它们用于临床治疗的道路更加漫长。

在一项研究中,美国加州沙克遗传学家Joseph Ecker对皮肤、脂肪组织和其他组织的细胞进行重编程产生各种各样的诱导性多功能干细胞(iPSCs,即重编程干细胞)系,并且研究了每种干细胞系基因组的DNA甲基化。iPSC中DNA甲基化的全局水平看起来非常类似于胚胎干细胞,但是也存在独特的没有正确发生重编程的区域。在这些区域中,重编程的iPSC的DNA甲基化仍然类似于它们来自的组织,意味着它们不能完全回到胚胎期。

在另一项独立的研究中,美国加州大学圣地亚哥分校免疫学家Yang Xu将遗传学上与小鼠组织一样的胚胎干细胞注射进小鼠中,新细胞大量生长,形成大块的成体组织。但是当他把遗传学上相同的重编程干细胞注射进小鼠中,免疫系统攻击和破坏这些细胞。

正在进行的挑战在于构建出功能上尽可能类似于胚胎干细胞的iPSC。除非能够矫正iPSC存在的问题,iPSC远不能应用于临床治疗。

69. 手机改变大脑葡萄糖代谢

当研究人员争论手机发射出的微波是否可能导致脑癌时,2011年2月发表在《Journal of the American Medical Association》期刊上的一篇研究论文引起另一个完全不同的担忧。精神病学家Nora Volkow是该研究论文的通讯作者,他招募了47名健康自愿者,利用正电子发射断层显像(positron emission tomography)测量当手机放置在左耳或右耳上时大脑葡萄糖代谢情况。她发现50分钟手机通话增加离手机天线最接近的大脑区域的代谢,特别是涉及语言、决策和情感处理的额叶眼眶面皮皮层(orbitofrontal cortex)和颞极(temporal pole)。下一个大问题就是打一段时间的手机电话时大脑代谢的增加是否可能导致神经认知损伤。

70. 更安全的产前遗传疾病唐氏综合症的测试

2011年1月中国香港中文大学化学病理学家Dennis Lo宣布利用对母亲血液进行染色体测试可以准确预感地测定发育中胎儿性别的技术在最早怀孕11周的母亲血液中发现额外胎儿第21条染色体存在就可以将近100%的准确度预测遗传疾病唐氏综合症(Down syndrome),且该测试对胎儿没有风险。2011年10月,位于美国圣地亚哥的遗传诊断公司Sequenom首次发布了非侵入式产前唐氏综合症筛查方法。

76. 环境在导致自闭症上发挥更大作用

2011年7月发表的一篇对同卵双胞胎(identical twins)和异卵双胞胎(fraternal twins)大规模调查的论文提供令人信服的证据表明在决定小孩是否能够患上自闭症上,环境因素至少跟遗传一样至关重要,美国斯坦德大学医学院精神病遗传学家Joachim Hallmayer是该研究的通讯作者,他说,“除了遗传外还有其他我们不能理解的因素也发挥着巨大作用”。该新研究表明,环境因素对患上自自闭症风险占50%以上,而基因占大约40%。

78. 神经元打盹解释睡眠剥夺后产生的错误

根据2011年4月发表在《Progress in Brain Research》上的一篇研究论文,科学家可能指出做出错误决定的生物学基础:小部分神经元开始打盹,甚至是大脑保持清醒的时候。

81. 炎症有可能有助于战胜糖尿病

科学家长期以来将II型糖尿病和慢性发炎(chronic inflammation)绑定在一起,但是2011年9月美国波士顿儿童医院肥胖研究人员Umut Ozcan报道,在肥胖糖尿病小鼠中,一种关键性发炎蛋白实际上降低胰岛素抗性。该蛋白称作XBP-1s,打开一些基因,这些基因指导其他蛋白组装从而使得胰岛素在细胞中正确发挥作用。但在肥胖糖尿病小鼠中,XBP-1s不能进入细胞核调节胰岛素的功能。通过与苗条健康小鼠做对比研究后,Ozcan发现一种发炎蛋白修饰XBP-1s,这样XBP-1s能够转运进细胞核。当Ozcan将一种发炎诱导化学物加入到肥胖糖尿病小鼠细胞后激活XBP-1s,胰岛素敏感性得到改善,这就反驳了发炎造成糖尿病的观点。

87. 首次颁发诺贝尔生理或医学奖给死后的科学家

免疫学家Ralph Steinman在他死后获得2011年诺贝尔生理或医学奖。

90. 证实慢性莱姆病综合症病人症状

患上慢性疲劳综合症和疗后莱姆病综合症(Lyme disease syndrome, 这些症状在用抗生素治疗后仍然持续存在)——的病人花了几十年才摆脱人们的指责:他们的疲惫衰弱(debilitating exhaustion)和认知问题只是想象出来的。2011年2月发表的一篇研究论文则提供证据表明他们的症状是真实的而且具有独特性。

美国新泽西医学和牙科大学免疫学家Steven Schutzer研究了每种综合症病人的脑脊髓液,为每组病人记录了不同的一组蛋白质,而它们可被作为潜在性的生物标记物来区分这两种综合症病人和健康对照人。Schutzer通过去掉常见的不相关的蛋白如白蛋白和免疫球蛋白后,揭示出莱姆病综合症的蛋白标记物。

94. 如今建议男孩也要接种HPV疫苗

2006年,美国疾病控制与预防中心争议性地建议女孩应当接种人乳头状瘤病毒(human papilloma virus)疫苗以便阻止感染。2011年,该机构将这一建议延伸至11到13岁的男孩身上。

98. 轻微意识状态的植物病人大脑存在意识性信号

2011年5月13日,比利时回旋加速器研究中心神经科学家Melanie Boly和她的同事们在《科学》期刊上发表论文,表明轻微意识状态(minimally conscious)的植物病人显示出不同模式的神经活性。

99. 新研究加深了慢性疲劳综合症的神秘性

2009年,发表在《科学》期刊上的一篇争议性研究声称慢性疲劳综合症跟一种逆转录病毒即异嗜性小鼠白血病病毒相关病毒(xenotropic murine leukemia virus–related virus, XMRV)相关联。但是这些研究发现在其他实验室中不能重复。2011年9月,《科学》期刊发表了一篇由9个独立实验室开展研究的论文不能证实慢性疲劳综合症病人存在XMRV病毒。这些研究表明XMRV病毒可能不是造成慢性疲劳综合症的原因。

97. 据传美国中央情报局利用巴基斯坦乙肝疫苗接种计划收集本-拉登家人DNA

2011年5月,美国杀死了基地组织前首领奥萨马-本-拉登(Osama bin Laden)。不过根据美国《纽约时报》2011年7月12日和《华盛顿邮报》2011年7月13的两篇报道,一名匿名的美国官员声称美国中央情报局招募一名巴基斯坦医生提供免疫的乙肝疫苗接种。美国情报人员希望通过比较收集的DNA样品和本-拉登去世的妹妹的DNA从而确定本-拉登家庭是否就在附近。《纽约时报》报道这种策略没有收集到他家人的DNA。虽然美国中央情报局没有证实或拒绝这些,但是世界卫生组织和联合国儿童基金会的官员也牵涉到这一疫苗接种计划中。

34. 世界上最小的单分子电子马达

2011年,美国塔夫斯大学化学家Charles Sykes设计出一种世界上最小的单分子发电子马达(electric motor):它由单个分子组成的,只长1纳米,是人类头发宽度的1/60000。它运行的能量来自扫描式隧道显微镜(scanning tunneling microscope)。该显微镜能够通过移动薄金属针(metal stylus)读取表面的形状。就该单分子电子马达而言,该显微镜金属针给该分子中向外延伸的碳原子和氢原子供应电荷,并发挥着类似推进器的作用。当加入电流时,这种分子发生旋转。发生旋转的分子能够让附着到它上的其他分子旋转,从而将电力转换为机械能。

40. 计算机模型模拟婴儿认知

2011年5月27日,美国麻省理工学院的一个认知科学家小组在《科学》期刊上描述了一种模拟1岁婴儿推理能力的计算机模型。为了测试这种基于描述婴儿可能对新环境作出反应的方式的数学规则的模型,该研究小观察了匈牙利中欧大学同事们开展的真实婴儿研究。他们希望对婴儿的研究有助于教会计算机一些常识。

42. 设计模型解释过分自信

过分自信能够有助解释战争、金融灾难和文明毁灭。2011年,美国加州大学圣地亚哥分校社会科学家James Fowler和英国爱丁堡大学社会科学家Dominic Johnson在《自然》期刊上发表一种进化数学模型就这种破坏性的社会行为提供解释。他们构建出一种理论上的人群,表明不管人们喜欢与否,过分自信的个人在很多情形下要比现实中的个人更有竞争优势。

18. 植物microRNA进入人血液后仍然保持活性

称它为古谚的“人如其食(you are what you eat)”一个新视角吧。2011年9月,中国南京大学生化学家Chen-Yu Zhang领导的一个研究小组在《Cell Research》上发表论文,表明植物中称作microRNA的遗传物质片段能进入人类血液流动,他们在上百名实验对象血液样品中发现大约50种不同的植物microRNA,其中一种在大米中大量存在和在植物发育中发挥着作用的分子MIR168a与有助于移除血液中“坏”LDL胆固醇的人RNA片段发生结合。在人细胞培养物的进一步实验证实MIR168a干扰一种胆固醇清除蛋白的产生,而小鼠实验表明吃大米的小鼠中LDL胆固醇在血液中存活更长时间。这些令人吃惊的发现表明这些植物基因组小片段可能对人健康也有影响,从而提示着一些生物分子即便在消化后仍然保持活性。

19. 杀手黑猩猩过量捕猎猴子

2011年5月,美国杜克大学动物学家Thomas Struhsaker和他的同事们在《American Journal of Primatology》期刊上在线发表了一篇研究论文表明人类不是唯一的追捕其他灵长类物种到灭亡边缘的灵长类动物。他们做出结论,自1975年来,在乌干达基巴莱国家公园(Kibale National Park)努迦(Ngogo)一部分地区大量饥饿的黑猩猩已杀死了将近90%的红疣猴(red colobus monkey)。

24. 肠道细菌也可鉴定人的身份

几万亿个细菌生活在人肠道中。这些微生物菌群含有上百种物种,在不同人中有着不同的变化。2011年5月,德国海德尔堡分子生物学实验室计算生物学家Peer Bork在《自然》期刊上发表论文,在对日本、欧洲和美国自愿者粪便中的细菌DNA测序后,发现这些细菌DNA序列可以分为三个他们称之为肠道细菌类型(enterotype)的类别,而且这些类别跟年龄、性别、体重或国籍没有关系。就像每个人有四种血型中的一种,很明显我们每个人也有这三种肠道细菌类型中的一种。

30. 新化石质疑最古老的鸟类——始祖鸟

2011年7月,中国北京中科院脊椎动物古生物古人类研究所古生物学家徐星领导的一个研究小组在《自然》杂志上发表论文。他们利用计算机软件,研究基于374个骨骼特征的早期鸟类和亲缘相近的恐龙之间的进化关系。当他们把郑氏晓廷龙(Xiaotingia zhengi)包括进来时,始祖鸟(Archaeopteryx)被从鸟家族树中移除出来,被重新分配到一种分开的恐龙世系中。而最近发现的耀龙(Epidexipteryx)等化石替代它的位置作为最早的鸟类。

35. 化石激起关于恐龙最后灭绝日子的争论

根据2011年7月发表在《Biology Letters》期刊上发表的一篇论文,美国耶鲁大学古生物学家Tyler Lyson和Stephen Chester在蒙大拿州南部发现的恐龙角化石只在K-T界限下5英尺。其中K-T界限是一薄层岩石,代表着6500年前一个大行星袭击地球的时刻。很多科学家Lyson、Chester和其他人认为恐龙灭绝是突然的和灾难性的。这项新研究支撑了他们的观点。

43. 皮肤细胞重编程产生的诱导性多功能干细胞可能有助于稀有物种复活

2011年9月,美国科学家在《自然-方法》期刊上发表论文,利用濒危动物北白犀和西非猴身上取得的皮肤细胞重新编程,首次成功获得了诱导性多功能干细胞(iPSC),这为拯救濒危动物提出了一种新方法。

45. 人类在地质记录上留下一道永久性的伤疤?

越来越多的名声鹊起的科学家小组坚持人类世(Anthropocene)是人造的时代。

48. 发现最强效的驱虫剂VUAA1

DEET是一种最为广泛使用的商业驱虫剂(insect repellent),能够强有力地保护人们不患上虫传感染疾病,如疟疾和登革热。但是它在高浓度时有毒,而且价格昂贵和寿命短。2011年,美国范德堡大学生物学家Laurence Zwiebel宣布一种称作VUAA1的化合物不仅效力是DEET的100000倍,而且潜在地更便宜和对人类有害性更少。

49. 基于砷的生命

2010年晚些时候,据报道美国国家航空航天局研究员Felisa Wolfe-Simon和他的同事们在美国加州莫诺湖发现一种细菌不仅能在含异常高水平的砷和低水平磷的环境中存活,而且似乎也把砷整合进该细菌DNA主干中。然而,批评者很快就质疑这些结果,并以较差的DNA提取技术和声称不含磷的培养基实际上含有磷酸盐作为质疑的理由。2011年5月,《科学》期刊针对这项研究发表8篇技术评论,然而至今尚未撤回这篇已被引用26次的论文。

51. 石器时代艺术工作室出土

2011年,古生物学家发现绘有印度洋的壮观美景的洞穴是世界上最为古老的美术工作室。当对南非布隆伯斯洞窟(Blombos Cave)薄砂层进行挖掘时,一个国际研究小组发现100000年前石器时代艺术家使用的两套工具。这些工具包括一对含有赭土绘制的图画的鲍鱼壳(abalone shell)。在这些史前调色板中,古生物学家发现石制工具,它们被剪裁来制备赭土复合物,另外他们还发现有形状的骨头碎片,它们可能被用来添加色素。这些表明早期人类能够设计和知晓比我们想象中还要多的化学知识。

61. 逆转小鼠衰老效应:消灭垂死的细胞让小鼠保持健康、富有和聪明

根据2011年11月发表在《自然》期刊上的一篇论文,美国明尼苏达州梅约医学中心(Mayo Clinic)Darren Baker和同事们开发出一种细胞源泉清理(cellular spring cleaning)方法延迟老年小鼠的健康问题。通过选择性地杀死衰老细胞——也就是不再生长或分裂的细胞,Baker阻碍小鼠白内障的发生,肌肉衰弱和身体脂肪丢失。他甚至逆转老年小鼠中的一些健康问题。虽然这些小鼠不能活得更长,但是它们可以存活更加健康的几个月。虽然以前人们已知衰老细胞与老化相关联,但是他们的实验表明这些细胞有着特异性的有害性质,而且这些细胞当中一小部分细胞就能够发挥着比较大的影响。如果同样原则能够应用到人的话,人们就可能通过靶向衰老细胞或者它们分泌的化学物增加一个人的“健康寿命(healthspan)”,同时这种方法还可能阻止细胞因为衰老时受到严重损伤而变成癌细胞。

63. 到底有多少物种栖息在地球上?

地球上到底有多少物种?这是一个非常难的问题,但是我们现在有最好的答案。2011年8月,位于加拿大新斯科舍省的达尔豪西大学的研究人员在《科学》期刊上发表论文,迄今为止对地球上有多少物种作了最为强有力的估计:不包括细菌在内,有870万种物种,其中将近650万生活在陆地上,220万生活在海洋中。

67. 电脑游戏玩家解决HIV难题

根据2011年11月发表在《PNAS》期刊上的一篇论文,美国华盛顿大学生物信息学家Firas Khatib让几千人在线玩电脑科学家Seth Cooper和Zoran Popovic开发的Foldit游戏,结果在在10天内他们就解决了一种蛋白的三维结构,其中这种蛋白能够让与AIDS病毒亲缘关系比较密切的病毒M-PMV感染细胞。

68. 在阿联酋发现的石制工具意味人们更早地离开非洲

根据2011年1月发表在《科学》期刊上的一篇研究论文,考古学家在位于现在的阿拉伯联合酋长国的岩石住房(rock shelter)中发现石制工具,表明大批人早在125000万年前到达阿拉伯半岛南部,而且是比人们想象中的还要更早地离开非洲。

74. 科学家发现世界上最大的智利巨型病毒

根据2011年10月发表在《PNAS》期刊上的一篇论文,法国结构和基因组信息实验室研究人员从智利近海岸分离出一种巨型病毒(Megavirus chilensis),是所测序的病毒当中基因组最大的。它与2003年首次发现的巨型病毒Mimivirus(俗称“米米病毒”)亲缘关系较远,不过与Mimivirus和一些现存真核生物存在相当大的基因重叠,研究人员假设这两种巨型病毒可能来自同一个真核生物祖先。

77. 琥珀中薄丝揭示羽毛的来源

2011年,加拿大阿尔伯塔大学古生物学家Alex Wolfe在一块80000年前的琥珀里看到一根薄丝,经显微镜观察后发现它那光亮和环形的外观是只在真实羽毛中发现的。Wolfe和同事们然后在加拿大阿尔伯塔省富含化石的岩石中彻底搜查了150000块琥珀,他们最终发现11种来自晚白垩世(Late Cretaceous)时期迷人的羽毛样品,甚至捕捉它们的色素沉积和三维结构。这些羽毛样品的复杂结果适合飞行和跳水,他们相信这些羽毛样品来自于古代鸟类。

80. 尼安德特人DNA加强现代人类的免疫系统

根据2011年10月发表在《科学》期刊上的一篇研究论文,当我们的祖先与最近发现的古老人类群体但是早已灭绝的尼安德特人(Neanderthals)和丹尼索瓦人(Denisovans)婚配时,他们获得了后者的一些基因。

美国斯坦福大学研究人员集中研究人白细胞抗原1(human leukocyte antigen class 1, HLA)基因,这些基因在招募免疫系统对抗细菌和病毒方面发挥着关键性作用。这些基因存在着上千种版本,即等位基因。

为了分析这些等位基因的来源,科学家研究了骨髓库中来自全球所有部分的上百万人的HLA基因。通过比较现代人群的DNA与重构的尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组,他们发现来自古老人群的HLA变异体在现代人群中仍然存在。比如,古老基因HLA-A有助于身体抵抗诸如爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein-Barr virus)之类的病毒,在50%的现代欧洲人中存在,70%多的亚洲人中存在,高达95%的巴布亚新几内亚人中存在。其他古老等位基因参与自然杀伤细胞的调控,这对于免疫防御是至关重要的。

85. 发现放牧的原始人类

1959年,古生物学家Mary Leakey在坦桑尼亚一条水沟中捡起一块骨头片段,他是来自鲍氏傍人(Paranthropus boisei)——进化上的人类表亲,在大约150万前灭绝——的一部分。他的坚硬下巴,平磨牙和头盖骨顶端的脊柱骨导致古生物学家相信他吃坚果和种子,让他获得“胡桃钳子人(Nutcracker man)”的称号。

但是2011年5月,美国犹他大学地球化学家Thure Cerling揭示鲍氏傍人有一种意料之外的饮食习惯。通过分析来自22名鲍氏傍人牙齿釉质的碳同位素,Cerling没有发现微量坚果,相反他主要发现微量草和草类似的植物。他们的食物大约80%来自田野,在那里他们放牧瞪羚(gazelle)、马和大象。

91. 揭露地球第一种生命

2011年8月,英国牛津大学古生物学家Martin Brasier宣布他发现地球上最早生命形式之一的遗迹:34亿年前的细菌化石。这一声称给Martin Brasier和美国加州大学洛杉矶分校Bill Schop之间一直进行的争论带来更多的复杂性。1993年,Bill Schopf说,他发现34.6亿年期的有机体。2002年,Martin Brasier质疑Schopf的发现。两者自此一直发生争论。

39. 海洋微生物清理墨西哥湾泄漏的甲烷

几种海洋细菌物种消耗从海底渗出的甲烷气体。2010年春季和夏季,英国BP公司发生石油泄露之后,1.72亿加仑富含甲烷的石油泄漏到墨西哥湾,科学家想知道自然的微生物可能消耗多少溶解的甲烷气体。为此,美国德克萨斯农工大学海洋学家John Kessler和美国加州大学圣芭芭拉分校海洋学家David Valentine在泄漏点附近收集了700多种水样品。他们发现细菌消灭了120000公吨甲烷,基本上将水域中的甲烷浓度回归到正常。

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