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《自然》及子刊综览

2017.11.02

  《自然—通讯》

  尼安德特人灭绝不可避免

  一个新模型表明,现代人类从非洲迁移到欧亚大陆是尼安德特人被现代人类取代的重要原因。此前,科学家认为尼安德特人的灭绝由环境压力和来自现代人类的竞争造成。相关成果11月1日发表于《自然—通讯》。

  美国加利福尼亚州斯坦福大学的Oren Kolodny和同事根据物种流动建立了一个尼安德特人替代模型,该模型中,物种频率的变化源自随机事件,而非竞争优势。即使在默认尼安德特人和现代人类仅在迁移规律和初始人口大小上不同的情况下,他们仍旧发现现代人类必定会取代尼安德特人,原因是现代人类多次从非洲迁移至欧亚。该模型表明这一替代过程是循序渐进的:尼安德特人被走出非洲的一群或多群小规模现代人类的后代取代,他们在欧亚定居,数量逐渐增加,直到最终古人类占据人群的100%。

  虽然环境因素或现代人类的优势也可能加速了尼安德特人的灭绝,但是新模型表明尼安德特人被取代是不可避免的。模型还为今后测试其他原因的相对作用提供了一个基准。

  《自然》

  有关微生物群多样性的“众包数据”

  通过分析27000份“众包”所得的微生物样本,科学家对细菌和古菌(单细胞有机物,它们在基因上与细菌不同)多样性有了更深理解。该元分析11月2日发表于《自然》,属于地球微生物组计划(EMP)第一期的一部分,该计划目标表征地球上所有的微生物。

  微生物生态研究领域的一个重要目标是确定微生物群落如何形成和散布,以及它们如何互动。但是在全球范围内评估这些特征需要大量数据集。EMP希望通过开放合作的科学手段来记录细菌及古菌在全球的分布,从而进一步了解决定群落结构的自然法则。在项目一期,美国加州大学圣地亚哥分校的Luke Thompson和同事展示了对微生物群样本的元分析,这些样本由全球各地上百名研究人员采集。他们分析27751个样本(来自土壤、水、动物及植物栖息地)的核糖体RNA基因测序,获得22亿个DNA测序读数。

  这项研究揭示了群落形成的规律及特定有机物的全球分布,让人们对微生物如何分散及移植到生态位有更深的理解。除此之外,数据为未来微生物生态学的研究提供了重要参考和架构。

  《自然—生态与演化》

  基因关乎巨型真菌体积

  10月31日发表的《自然—生态与演化》报告了蜜环菌4个物种的基因组,蜜环菌属真菌包括了地球上最大的陆生生物体以及一些最具破坏性的森林病原体。研究揭示了这些真菌扩散并感染植物的基因基础,为制定策略以控制它们对森林的破坏提供了宝贵资源。

  蜜环菌是一种真菌病原体,在全球各森林和公园中的500多种植物上都可见到它们。它们会先杀死宿主的根,然后分解根部组织,引起烂根病。蜜环菌会在受感染的植物周围成群产生大量子实体,还会生成菌索——1~4毫米宽的绳索状组织,它们在地下生长,搜寻新根。这些菌索可以长成庞然大物:一个被称为“巨型真菌”的蜜环菌个体覆盖面积达965公顷,重达544吨,是地球上最大的陆生生物体之一。

  西匈牙利大学的Gyorgy Sipos及同事对四种蜜环菌进行了基因组测序。作者将这些蜜环菌基因组与22种亲缘真菌进行对比,发现蜜环菌的某些基因家族扩增了,这些基因家族与多个病原性相关基因和可以分解植物组织的酶存在联系。

  《自然—遗传学》

  哮喘、发痒和打喷嚏的遗传学基础

  根据10月31日《自然—遗传学》在线发表的一篇论文,哮喘、花粉热和湿疹的共同的遗传学基础集中在免疫相关基因上。该研究发现了与过敏性疾病相关的新的基因组区域,有助于解释为什么这些疾病经常同时出现。

  哮喘、花粉热和湿疹常常出现在同一个人身上,一部分原因在于它们具有相同的遗传起源。澳大利亚布里斯班QIMR伯高佛医学研究所的Manuel Ferreira及同事分析了患有过敏性疾病(包括哮喘、花粉热和湿疹)的个体的遗传数据,发现了这些疾病共有的风险变异。鉴定出来的大部分关联都不是疾病特异性的,表明这些不同的过敏性疾病背后存在类似的生物学过程。

  作者通过分析发现有130多种基因与过敏性疾病相关,而这些基因又与免疫系统相关,从而指明了新的潜在医疗靶点。上述研究发现有助于人们理解为什么过敏体质者常常同时患有哮喘、花粉热和湿疹。

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