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本月《科学》摘要:
征战癌症40年
阿富汗：计数死去的人
开拓古时的海洋
剥离石墨烯
为移动而制
史前的社会性网络
来自深水地平线钻井平台的气溶胶教训
乌龟与兔子：大肠杆菌的版本
对心衰有帮助？
自下面生长的冰盖
本月的《科学 – 信号转导》
本月的《科学-转化医学》
征战癌症40年
http://www.sciencemag.org/special/cancer2011/
1971年，美国国家癌症法案成为法律，这对癌症研究给予了巨大的刺激。 40年后的今天，许多当时困扰癌症界的研究和治疗上的问题仍然没有得到解决。 然而，在过去40年中的这场“向癌症的征战”毫无疑问地改变了癌症的疗法并挽救了人们的生命。 2011年3月25日刊《科学》杂志的一个专版及其姐妹刊物和网站对目前癌症科学的现状进行了回顾以纪念这一战役的40周年。 一个专题新闻版对人们在过去40年中所取得的成就（及其不足），靶向药物治疗和其它的治疗研究，不断上涨的治疗成本所带来的难题以及发展中国家所做出的抗癌努力进行了考察。 由主要的癌症研究者所撰写的综述性文章对癌症基因组学，难以捉摸的肿瘤转移现象及“肿瘤免疫编辑”这一新的研究框架的现状进行了考察。 一则相关的视频和《科学》杂志有关癌症的特辑播客播放了对文章作者和癌症科学家的采访情况。 在《科学 – 信号转导》杂志中，有一个整刊的文章聚焦于介导药物抵抗力的信号通路——这是研发新的抗癌疗法的一个关键。 《科学 – 转化医学》同样地用了一个整刊来报告有关癌症这个主题，其中包括对癌症临床试验的评论、有关乳腺癌和肺癌的研究以及一则播客。 另外：Science Careers介绍了数则在癌症研究中打造职业规划的故事。
鸣谢: Anne Weston, Cancer Research UK, Visuals Unlimited, Inc.
阿富汗：计数死去的人
http://www.sciencemag.org/hottopics/afghanistan/
随着阿富汗战争（这是美国历史上所开展的最长的战争）艰难地迈向第10年的标志，有关这一战争所导致的有时混沌不清而且存在分歧的平民伤亡人数使得对战争进展的评估变得复杂。 2010年的来自WikiLeaks的大量的原始（且机密）的数据将平民伤亡的问题放到了需要优先考虑的位置上，但是这些数据包括了许多不确定性，从而使得解读这些数据变得困难。 但是在今年初，美国军方提供给《科学》杂志有关它的阿富汗平民伤亡的用于公开发表的内部档案（叫做“CIVCAS”数据集），而联合国和设立在喀布尔的阿富汗人权监督组织则提供了它们自己版本的有关伤亡的数据组来做类似的发表。 《科学》杂志集结了一组专家来分析这些数据。在2011年3月11日的一个专版的News Focus中，通讯记者John Bohannon详细描述了有关的数据分析和CIVCAS数据公布的幕后背景故事。 根据专家的分析，这些数据提示，这场战争随着时间的推进而变得对阿富汗人更富杀伤力。 但是，尽管平民伤亡的总人数在不断增加，这些数据表明军方已经做了调整并使平民的伤亡比例有所缩小，尽管去年投入的军队人数和军事行动都有了激增。 临时制作的爆炸装置持续成为该国的排第一的杀手。 在互联网上还有：数据公布本身，一则对Bohannon的播客采访以及一个由G. M. Brower创建的对这些数据的特别的互动式可视化。
开拓古时的海洋
在大约1万3000年前的时候，古印第安人已经扩散到了北美的腹地，但人们对他们在沿海岸地区的定居、经济和技术则所知甚少。在2011年3月4日刊《科学》杂志的一篇Report中，Erlandson 等人 http://www.sciencemag.org/content/331/6021/1181 对加利福尼亚的Channel Islands上的考古遗址做了描述。该遗址提供人们有关古印地安人在大约1万2000年前以多元化的海洋经济从事航海和在岛屿上殖民的证据；请听对该研究文章的作者之一Torben Rick http://www.sciencemag.org/content/331/6021/1181/suppl/DC2 所做的播客采访。 该遗址中含有带柄的尖头物、月牙形及其它形状的石制工具，它们与在北美西部腹地冰川湖有关的无数遗址中发现的史前古器物类似。 与这些史前古器物有关的动物遗骸提示，这些遗址是被当作对海鸟、哺乳动物、贝类和鱼类的狩猎场。 在那个时候，这些岛屿距离海岸仍然有几公里之遥，人们需要乘船才能到达这些岛屿。 M. Balter http://www.sciencemag.org/content/331/6021/1122 在一则相关的News故事中对这些新发现如何与所谓的“沿海假说”相符进行了思索。沿海假说假定，这些史前先民一旦通过一个陆桥从亚洲到达阿拉斯加，他们是通过乘船沿着北美海岸南下而不是通过该大陆的内地南下的。
鸣谢: 俄勒冈大学
剥离石墨烯
石墨烯是只有一个原子厚度的碳原子层，它既是已知的最薄材料也是被测量出的最强的材料；它的非凡的电子性质吸引了物理学家、化学家及电脑芯片装置制作者的注意。 石墨烯的性质可作为某个样本中碳层数的一个函数而变化。 然而，现有的用来蚀刻对制造电子装置有用的图案的方法无法控制可被移除的石墨烯的层数。 如今，在2011年3月4日刊《科学》杂志的一篇Report中，Dimiev 等人 http://www.sciencemag.org/content/331/6021/1168 描述了从不同类型的石墨烯材料上一层层剥除石墨烯的一种化学途径；请听对资深作者James Tour http://www.sciencemag.org/content/331/6021/1168/suppl/DC2 所做的一则相关的播客采访。 他们的方法包括了给石墨烯涂上一薄层的锌（它可在石墨烯的表面形成图案），并接着用稀释的盐酸将其溶解；这一过程可移除一层石墨烯，但可完整保留其下方各层的石墨烯。 这一技术为设计基于石墨烯的电子元件铺平了道路；这些石墨烯电子元件有望比传统的硅基电子元件体形更小，速度更快且能效更高。 一则由D. Gunlycke 和 P.E. Sheehan http://www.sciencemag.org/content/331/6021/1146 撰写的Perspective重点介绍了这一Report。
为移动而制
最令人着迷的细胞酶之一是分子马达，它们将三磷酸腺苷（ATP）的水解与定向性的力学运动巧妙地地耦合在一起。 动力蛋白是一种沿着微管运动的大型细胞支架动力蛋白，它为诸如纤毛的摆动和细胞内物质的运输等功能提供了动力。 动力蛋白是从所谓的AAA ATP酶（这是一族参与多种细胞功能的环形ATP水解酶）进化而来的。它的大小和复杂性给人们了解其结构和作用机制形成了挑战。 如今，在2011年3月4日刊《科学》杂志中的一篇Research Article中（该文已于2月17日在互联网上发表），Carter 等人 http://www.sciencemag.org/content/331/6021/1159 展示了一个由2个~300千道尔顿的酵母菌细胞质动力蛋白二聚物的动力域组成的6-埃的晶体结构。 该结构提示，与ATP结合及水解有关的环状结构的构型变化是如何能够通过该蛋白的微管-结合性“茎状”结构而得到传递并从而产生了一个运动性机制的模型。 一则由J.A. Spudich http://www.sciencemag.org/content/331/6021/1143 撰写的Perspective重点介绍了这一研究。
史前的社会性网络
一种狩猎采集者的生活方式被认为是人类历史中大部分时候的占主导地位的社会结构。 一种常见的假设是，狩猎采集者组群大体是由有关系的个人所组成的即父母、兄弟姐妹及后代等，但也可能延伸到包括配偶关系。 在2011年3月11日刊《科学》杂志的一篇Research Article中，Hill 等人 http://www.sciencemag.org/content/331/6022/1286 对32个当代狩猎-采集者社会群组成员中的亲缘关系进行了分析并发现，这些社会展现的是一个与任何其它的灵长类或脊椎动物所不同的社会结构；请听对文章主要作者Kim Hill http://www.sciencemag.org/content/331/6022/1286/suppl/DC2 进行的相关的播客采访。 尽管在这些社会中，成年的兄弟姐妹常常居住在一起，但在居住群组中的大多数人是在遗传学上没有关系的。 此外，男女两性都能选择离开他们的群组或是留在他们的群组之中；母系或父系在某个群组内都不具有支配性的地位。 这些模式产生了没有关系的成年人的大型互动网络并提示，包容性适应度无法解释狩猎采集者团体中的广泛性的合作。 然而，大规模的社交网络可帮助解释为什么人类会发展出可导致渐增性文化的社会性学习的能力。 在一则附随的Perspective中，B. Chapais http://www.sciencemag.org/content/331/6022/1276 对人类社会独特的多群体结构的可能的起源进行了思索。
来自深水地平线钻井平台的气溶胶教训
在地球的大气中，气溶胶颗粒会驱散入射的太阳辐射并会成为在云形成时的水凝聚部位。 人类的活动可改变这种颗粒的群组分布，并因此而影响气候和空气质量；但我们因为缺乏精确的方法来预计大气气溶胶的组成和质量而阻碍了我们在这两个领域中的研究进展。 在2011年3月11日刊《科学》杂志的一篇Report为人们洞悉一个大比例的大气气溶胶及挥发性有机化合物的形成提供了帮助；这种洞悉能力因为最近发生的一个环境灾难而成为可能：墨西哥湾深水地平线钻井平台爆炸所导致的原油泄漏。 deGouw 等人. http://www.sciencemag.org/content/331/6022/1295 对原油泄漏部位上方空气中的气态气溶胶组成进行了空中测量，他们发现了在泄漏部位顺风方向的一个狭窄的碳氢化合物气柱。他们将这一气柱的成因归咎于新鲜原油在海洋表面的蒸发。 他们还探测到了一个有着高浓度有机气溶胶的较宽的气柱。该气柱似乎是由在一个较为宽广区域上散布开来的不可测量的挥发性较低的“继发性的”气溶胶所形成的，因为它们需要较长的时间才能蒸发。 正如H. Coe http://www.sciencemag.org/content/331/6022/1273 在一则附随的Perspective中所提出的，这项研究工作表明，“造成颗粒形成的有机化合物并非控制臭氧形成的同类化合物，因为这种化合物通常有着较大的挥发性”，而这一研究结果可能会对未来的臭氧及微粒物质的监控产生影响。
鸣谢: 蒙CIRES 和 NOAA的Daniel Lack的惠赠
乌龟与兔子：大肠杆菌的版本
随着时间的推进，真正决定成功进化的因素是什么：是一种生物的即刻性的适合状态，还是其持续稳定性的适应能力？ 在2011年3月18日刊《科学》杂志的一篇Report中，Woods 等人 http://www.sciencemag.org/content/331/6023/1433 通过用一个细菌的种群来多次“重新播放进化的磁带”，并为人们理解这个问题提供了新的见解。 该研究团队复活了来自一个长时间的演化试验中的一个冰冻的大肠杆菌种群，并对其中的4个在基因上不同的克隆的适合状态及最终的结果在多次的进化赛跑的旅程中进行了比较。 结果发现，长期的胜者并非是那些可快速突变和演化因而有着较高的即刻竞争性合适状态的2个克隆，而是那些较为缓慢变异的看来好像有着较低竞争性合适状态的克隆。 研究人员提示，这种情况的原因是，最终的赢家有着更好的“进化能力”，即在长时期中，它们有着更大的潜力来做进一步的适应。 相反，那些快速突变的输家在短期内会迅速地获得较优越的合适度，但它们似乎也获得了有关的突变，这些突变使其关闭了在未来做进一步适应反应的通路。 资深作者Jeffrey Barrick 和 Richard Lenski在一则相关的播客片断中http://www.sciencemag.org/content/331/6023/1433/suppl/DC2 对这一研究工作进行了讨论。
对心衰有帮助？
当心室壁肌肉收缩力减弱到无法将血泵出心脏并进入较大的循环系统的时候，收缩性心力衰竭（这是心衰的最常见表现）便发生了。 现有的治疗收缩性心力衰竭的方法依赖于调节与心脏收缩力有关的信号传导通路，这是一种带有若干可能会致命的副作用的间接性的治疗手段。 如今，在《科学》杂志中发表的一篇研究性的文章提出了一种替代的疗程：使用一种过去发现的可直接加强心脏肌球蛋白功能的小分子物质。肌球蛋白是为心脏收缩提供力量的动力蛋白。 在2011年3月18日刊《科学》杂志的一则研究中，Malik 等人 http://www.sciencemag.org/content/331/6023/1439 证明，一种基于小分子omecamtiv mecarbil的药物可有效地在那些有着健康心脏及那些有着心衰症状的犬类和啮齿类动物中增加其心脏的功能。 据Malik等人披露，该分子显然是通过与肌球蛋白分子上的一个特殊部位结合并导致ATP转换率发生变化来最终加速肌球蛋白分子向它们的产生动力的状态转变而起作用的。 正如L. A. Leinwand 和 R. L. Moss http://www.sciencemag.org/content/331/6023/1392 在一则相关的Perspective中所提出的，这种小分子物质的一个关键性的优势是它是以肌球蛋白的一个亚组作为直接的标靶。该亚组肌球蛋白只在有限的几种组织中才有表达。 这个特点应该会减少那些现有间接疗法中的令人烦恼的副作用。
自下面生长的冰盖
大型的诸如覆盖南极的某一冰盖是在几千年的时间中因雪的累积、压缩和结晶的速度快于其消失的速度而增长的。 该简单的观点形成了冰盖动力学模型的一个核心的假设，它也是在人们持续进行的寻找地球上最古老的冰的一个指路牌。 但是情况可能并非如此简单。在2011年3月25日刊《科学》杂志的一篇文章中（该文章已经在2011年3月3日在互联网上发表），Bell 等人 http://www.sciencemag.org/content/331/6024/1592 证明，南极冰盖东部的有些部分显然存在着这种现象：冰盖厚度的显著增加并非是由从天上降下的雪所造成，而是来自该冰盖基底层的水的冻结。 该研究团队用多种空中的和地面的测量方法（其中包括改良的可穿透冰的雷达等技术）对该冰盖内部构造的数个横切面进行了描绘，并发现了与从冰盖下冻结的小区域的冰相一致的冰盖内部的反射图案。在某些情况下，其底部水的冻结占了该全部冰盖的近一半的厚度。 正如S. Tulaczyk 和 S. Hossainzadeh http://www.sciencemag.org/content/331/6024/1524 在一篇附随的Perspective中所提出的，该发现指出了一种在冰盖内质量和热量重新分布的内部水文系统的存在；这使得人们有必要提出冰川下水的生成、流动和冻结的新模型以便更好地确立气候变化对冰盖运动的可能的影响并帮助人们寻找地球上最古老的冰。
鸣谢: 哥伦比亚大学Lamont Doherty Earth Observatory的Robin E. Bell
本月的《科学 – 信号转导》
T细胞特性的丧失
调节性T细胞（Treg）可在免疫反应时抑制炎症性T细胞的作用并能够防止发生自身免疫。在2011年3月1日刊的《科学- 信号转导》中，Schenk 等人 http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;4/162/ra12 显示，通过在Treg细胞上的嘌呤能受体而进行的ATP信号转导可抑制小鼠体内的免疫抑制效应并加剧其组织中的炎症反应。更糟糕的是，ATP的信号转导会使Treg细胞丧失它们的特性并诱导它们转变成为促炎症细胞。 这些材料提示，通过嘌呤能受体进行的ATP信号转导可能是对抗不需要且有害的炎症反应的一种有效的治疗标靶。
本月的《科学 – 信号转导》还包括：
-- Sasaki 等人 http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;4/163/ra13 发现，阻断K-Ras的泛素化可能成为一种以某些癌症作为标靶的可能的治疗策略；而Pfleger http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;4/163/pe12 对在不同的Ras异构体的泛素化情况下讨论了这一研究（2011年3月8日）。
-- Liang 等人 http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;4/164/rs2 用某种植物的激素信号转导通路设计了一个控制哺乳动物细胞内的蛋白活性及其定位的系统（2011年3月15日）。
-- Lau 等人 http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;4/165/ra16 对肠道的炎症性细胞因子TNF-alpha进行了一个系统级的分析，该分析产生的结果对治疗炎性肠病具有意义（2011年3月22日）。
本月的《科学-转化医学》
纳米金刚石是恒久的
纳米金刚石是具有生物相容性的极细小的碳颗粒，它们可按比例地合成，并能与治疗制剂结合，这使得它们成为一个有前途的药物递送平台。 在2011年3月9日刊的《科学 – 转化医学》杂志中，Chow 等人 http://stm.sciencemag.org/content/3/73/73ra21.abstract 报告说，将纳米金刚石与抗癌药阿霉素（Dox）结合可改善小鼠乳腺癌和肝癌模型中的治疗反应并能克服其化疗抵抗力。 Dox被认为是通过干扰DNA的合成而起作用的；人们常用Dox来治疗种类广泛的癌症；然而，许多癌症会在治疗中对Dox产生抵抗力，其部分原因是因为该药从肿瘤细胞内流向细胞外。 Chow 等人将Dox与纳米金刚石共轭来作为预防药物被泵出细胞的一个可能的手段。 确实，纳米金刚石 – Dox复合物可更好地留存在癌症细胞内，减少了肿瘤的生长，并与非共轭的Dox相比展现了较少的毒性。 Dox从纳米金刚石上的逐渐释放可提高其在肿瘤中的留存和功效，但是其小号的尺寸可使其在分裂速度较慢的健康组织中产生毒性之前就被清除出去。 T. Merkel和J.M. DeSimone在一则相关的Perspective中http://stm.sciencemag.org/content/3/73/73ps8.abstract 对用纳米金刚石来克服肿瘤的药物抵抗力的潜力进行了讨论。
本月的《科学-转化医学》还包括：
-- Ateeq 等人 http://stm.sciencemag.org/content/3/72/72ra17.abstract 显示，SPINK1对罹患前列腺癌患者的一个亚群来说是一种新的细胞外的治疗标靶；请同时参阅由Goldstein 等人 http://stm.sciencemag.org/content/3/72/72ps7.abstract 撰写的Perspective（2011年3月2日）。
-- Lande 等与 Garcia-Romo 等（ http://stm.sciencemag.org/content/3/73/73ra19.abstract 和http://stm.sciencemag.org/content/3/73/73ra20.abstract ）证明了中性粒细胞和“中性粒细胞外陷阱”的某种作用；中性粒细胞外陷阱是一种中性粒细胞在系统性红斑狼疮的发病过程中被激活时所释放出的特别结构；请同时参看由J. Craft http://stm.sciencemag.org/content/3/73/73ps9.abstract 撰写的Perspective （2011年3月9日）。
-- Burington 等人. http://stm.sciencemag.org/content/3/74/74ra22.abstract 发现，一个有15个基因表达的特征标志可预测一个罹患弥漫性大B细胞淋巴瘤的病人是否会对一种治疗性抗体dacetuzumab起反应（2011年3月16日）。
-- Fang 等人 http://stm.sciencemag.org/content/3/75/75ra25.abstract 报告，乳腺癌的甲基化组可促进癌症的转移能力，调控癌症转移的转录物组并可预测疾病的后果；资深作者T. Chan在一篇相关的播客采访 http://stm.sciencemag.org/content/3/75/75pc4.abstract 中对这些发现进行了讨论（2011年3月23日）。