Science杂志最受关注的文章（4月）
美国的《Science》杂志由爱迪生投资创办，是国际上著名的自然科学综合类学术期刊，与英国的《Nature》杂志被誉为世界上两大自然科学顶级杂志。Science杂志主要发表原始性科学成果、新闻和评论，许多世界上重要的科学报道都是首先出现在Science杂志上的，比如艾滋病与人类免疫缺陷病毒之间的关系，标志性基因组研究成果等。Science杂志近期下载量最多的文章包括：
Suppression of endogenous gene silencing by bidirectional cytoplasmic RNA decay in Arabidopsis
这篇文章由国内学者完成：北京大学生命科学学院郭红卫研究组揭示了植物内源基因，尤其是蛋白编码基因，如何避免遭受细胞内重要的免疫机制——转录后基因沉默系统的攻击。
郭红卫课题组利用一个拟南芥转基因株系作为背景，通过正向遗传学的策略成功筛选到多个发生转基因沉默的抑制子突变体。克隆基因发现三个突变基因均为细胞质RNA降解途径的必需组分（5’ -3’和3’-5’降解途径），表明细胞质RNA降解途径抑制转基因沉默。两条RNA降解途径在真核生物中非常保守，在拟南芥中，阻断一条途径植物生长发育基本正常，表明这两条RNA降解途径在植物发育中存在功能冗余。当两条途径被同时缺失突变后，植物表现出严重的发育缺陷，包括发育延迟，分生组织缺陷，不育等，极端情况下导致胚胎死亡。与此对应，植物在全基因组水平的基因表达情况出现明显紊乱。有意思的是，阻断RNAi途径后，两条RNA降解途径突变体所表现的发育缺陷几乎完全得到矫正，同时75%以上的基因表达紊乱可以得到恢复。利用小RNA测序方法发现，两条RNA降解途径的缺失导致一系列蛋白编码基因（441个）产生了高丰度的长度为21-22核苷酸的次级小干扰RNA（被命名为ct-siRNA），这类小干扰RNA的产生依赖RDR6-DCL4/2途径，其功能部分依赖AGO1。进一步研究表明，至少一部分小干扰RNA对其同源基因的表达产生抑制作用，进而导致多方面的发育缺陷。
该论文揭示了植物内源基因具有潜在的发生转录后基因沉默的风险，并发现了抑制内源转录后基因沉默的双保险模块，即功能冗余的两条细胞质RNA降解途径。有末端缺陷的RNA分子一旦产生，首先被RNA降解途径清除，从而避免启动转录后基因沉默。因此，植物细胞中发生转录后基因沉默具有较高的阈值。即使在有双保险的情况下，外源基因及病毒基因产生的大量缺陷RNA难以被充分清除，容易启动小RNA介导的转录后基因沉默，激活植物的免疫。有意思的是，在RNA降解缺陷的突变体中发生基因沉默的基因中包含多个microRNA的靶基因，这一发现提示，由于体内microRNA对其靶基因的精细调控（往往造成信使RNA剪切）伴随产生有缺陷的RNA分子，RNA降解途径可以及时清除这些缺陷RNA分子，从而避免转录后基因沉默的产生，因此RNA降解途径对microRNA精细调控网络的维持具有重要意义。这项研究显示，尽管基于RNAi的免疫系统对植物和无脊椎动物必不可少，但它是一把双刃剑，如果失控，会严重危及自身的基因表达，产生类似自我免疫的后果。因此，在脊椎动物中，基于蛋白的免疫系统进化出来，逐步弱化和取代了这种高风险的基于核酸的免疫系统。
Observing the unexpected enhances infants' learning and exploration
据一项新的研究显示，与一个物体以预期的方式运动时相比，当婴儿看到这个物体以一种让他们意想不到的方式运动时，比如物体穿越一堵墙，这些婴儿更有可能对这个物体进行探索和了解。该研究证实了科学家在婴儿学习领域中长期怀疑的内容，即对所谓的“核心”（或先天的）知识的违背给婴儿的学习提示了一种特殊的机会。这个世界要求个体从一开始就对诸多的事物进行关注，因此科学家们一直想知道婴儿们是如何获得需要学习的信息的。过去的研究已经证明，婴儿在看到违背其预期的情形时会用更长的时间来注视，但这种注视是否支持学习则很难得到证明。通过对11个月大的婴儿所做的一系列实验，Aimee Stahl和Lisa Feigenson 指出，当这些孩子看到出乎意料的事件时（如一只球看似穿过了一堵墙），婴儿们会确定这个活动涉及的物体是值得进一步探索的。此外，当之后将物体提供给婴儿时，他们会在玩这个物体的时候测试这个物体的属性。例如，在球穿过墙壁的例子中，他们会在球上敲击以观察它是否真的坚硬。相反，当向婴儿显示的某新物体没有违背其任何期望时，他们在玩耍它时则会显示较少的兴趣（因此对其进行了解的兴趣也较少）。这些结果支持这样的假说，即与婴儿基于核心知识所做的预期相抵触的情境会对婴儿的学习造成影响。这些研究结果揭示了核心知识在启动新的学习方面的作用。一篇《视角》文章提供了更多的见解。
A shed NKG2D ligand that promotes natural killer cell activation and tumor rejection
来自东北大学的Michail Sitkovsky等人在之前研究的基础上，发现除了具有细胞毒性的淋巴细胞以外，另外一种称之为自然杀伤细胞（NK）的淋巴细胞也可以杀死小鼠中肿瘤。
与其他免疫细胞类型相比，自然杀伤细胞能够更快速地杀死上述细胞，自然杀伤细胞也由此成为免疫系统早期应答中的重要成员。研究人员希望利用这种机体自身的突击队，治疗血癌等疾病。
在这项研究中，研究人员发现小鼠肿瘤会分泌一种叫做 MULT1 的蛋白，这种蛋白能结合到另外一种位于NK细胞表面的蛋白：NKG2D上，这种结合作用会激活NK细胞，发出杀死癌细胞的信号。
而且重要的是，如果用可溶性 MULT1治疗小鼠肿瘤，就能导致小鼠的NK细胞抵抗肿瘤。这无疑为癌症免疫疗法又提出了一种新途径，也许临床医师们能利用这种方法提高癌症免疫疗法的整体效果。
Mutation rate and genotype variation of Ebola virus from Mali case sequences
一项新的研究表明，引起西非地区正在爆发的埃博拉疫情的病毒没有早先报告所提出的那样快速地突变。这可帮助缓解人们的恐惧，因为较快的突变速度会赋予病毒 新的特性，而后者又可帮助病毒更有效地传播并对目前的治疗产生抵抗性。2013年在西非开始的埃博拉疫情爆发是历史记载中规模最大、持续时间最长的埃博拉 疫情，而对该病毒的测序只发表过几次。
而基于这些有限测序数据所做的分析提示，该病毒突变的速度比先前观察的要快两倍。为了进一步表征该病毒的突变速度，T. Hoenen和同事从两个分别于不同的时间进入西非国家马里的埃博拉感染集群中取得了样本，并对其进行了测序。研究人员将此次的测序数据结果与之前分析过的测序数据相比较，这整个过程跨越了9个月的时间，研究结果表明该病毒的突变速度与过去在中部非洲埃博拉疫情爆发时所做的估计是一致的。研究人员的发现与此次爆发早期所得的测序数据分析相左；这意味着目前的诊断方法、疫苗和其它的治疗干预对该病毒应该仍然有效。
A dendritic cell vaccine increases the breadth and diversity of melanoma neoantigen-specific T cells
研究人员说，为3个不同黑色素瘤病人定制的一种新型疫苗似乎同时扩展了抗癌T细胞的数量和其与癌肿的接触。这些发现在为设法激发病人免疫系统以对抗其肿瘤的癌症免疫疗法或策略提供了另一种“武器”。《科学》杂志在2013年年度突破（Science’s 2013 Breakthrough of the Year）报告中对这些策略做了重点介绍，这些策略多年来一直显示着希望。现在，Beatriz Carreno和同事证明，可用个性化疫苗来集结病人的T细胞对抗其癌肿中的特定突变。研究人员对他们病人的肿瘤基因组进行了测序，并接着用质谱分析法来确认由特定突变基因编码的肽（被称为新抗原），后者会出现于肿瘤表面。接着，用树突细胞作为载体，他们设计出了以这些患者特异性新抗原作为标靶的疫苗。他们的结果显示，所有这3种疫苗都增加了能对新抗原做出反应的T细胞数和多样性。在黑色素瘤病人中的这种拓宽的T细胞反应意味着类似的疫苗或可在将来被用于激活范围更加广泛的T细胞，并将它们指向其他的突变，尤其是那些在高突变率癌症（如肺癌、膀胱癌和结肠直肠癌）中的那些突变。本研究中的患者没有出现任何不良的副作用，尽管其长期的健康转归仍有待观察。总之，这些新发现代表了向更为个性化的癌症免疫疗法迈出了一大步。《科学》杂志的一个专门论述癌症免疫和免疫疗法的特刊包括了5篇相关的《评论》文章。
Asymmetric apportioning of aged mitochondria between daughter cells is required for stemness
Whitehead研究所的科学家们发现，干细胞在分裂的时候能够区分衰老和年轻的线粒体，并将它们不对称的分配给子细胞。继续保持“干”性的子细胞主要分到年轻的线粒体，而分化的子细胞主要分到衰老的线粒体。
不对称细胞分裂是干细胞的标志。一般细胞平均分为两个命运相同的子细胞，但干细胞分裂会生成一个干细胞和一个进行分化的细胞。在此之前人们已经发现，非哺乳类生物能够在细胞分裂时不对称分配受损的部件。
研究人员对类似干细胞的永生化人乳腺上皮细胞进行了研究。这些细胞表达与干细胞状态有关的基因（即干性基因），而且能够形成乳腺球结构。为了在细胞分裂过程中追踪亚细胞组分的命运，Pekka Katajisto等人用荧光蛋白标记了溶酶体、线粒体、高尔基体、核糖体和染色质，这种标记会在紫外光照射下发光。
研究显示，正常上皮细胞会将这些组分对称分配给子细胞，而类似干细胞的永生化乳腺上皮细胞将大部分衰老线粒体传递给要分化的子细胞。这些细胞中的衰老线粒体大约是保持干性子细胞的六倍。
研究人员还发现，衰老线粒体较少的子细胞能够形成更多的乳腺球，说明这些细胞更类似干细胞。进一步研究显示，用化合物干扰细胞的线粒体质控机制，会阻止衰老线粒体和年轻线粒体的不对称分配，导致子细胞丧失干细胞特征。这些结果说明，干细胞分裂过程中衰老线粒体的不对称分配是下一代细胞维持干性的必要条件。
Structures of the CRISPR-Cmr complex reveal mode of RNA target positioning
细菌在与入侵者的漫长斗争中，演化出了多种防御机制，比如适应性免疫系统CRISPR/Cas。这个监控体系能在CRISPR RNA（crRNA）的引导下，靶标并降解入侵者的遗传物质。现在科学家们已经将CRISPR/Cas开发成了一种简单高效的基因编辑技术，该技术迅速应用到了生物学的各个领域，催生了大量的研究成果。
根据功能元件的不同，CRISPR/Cas系统可以分为I型系统、II型系统和III型系统。这三类系统又可以根据Cas编码基因的不同分为更多的亚类。已知，I型和II型CRISPR-Cas监控复合体靶标双链DNA，而III型监控复合体靶标单链RNA。
加州大学的研究团队通过冷冻电镜（cryo-EM）获得了天然III型Cmr复合体及其与目标RNA结合时的高分辨率结构（接近原子水平），为人们揭示了Cmr结合靶标的具体机制。
The complete structure of the 55S mammalian mitochondrial ribosome
黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的研究人员，在原子水平上解析了线粒体核糖体大亚基的结构。这项研究为人们展示了这种核糖体的分子构架，有助于更好的理解抗生素的作用模式。
ETH Zurich 教授Nenad Ban和Ruedi Aebersold领导团队，对高度复杂的线粒体核糖体进行了研究。世界上的所有生命都拥有核糖体，不过真核生物（包括真菌、植物、动物和人类）的核糖体比细菌核糖体复杂得多。真核生物的核糖体有两种类型，即细胞质核糖体和线粒体核糖体。其中，线粒体核糖体是真核生物所特有的。
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综述
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焦点事件
