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2004年2月6日 美国《科学》周刊303卷 第5659期 提要
预测传染病的出现
将热量转化为电力
肿瘤不是孤立地形成的
利斯特菌的又一个存活处
本期专题部分：生物中的数学
1918年大流感是不是禽流感的交叉感染？
1918年的"西班牙流感"导致了数百万人的死亡，对这次流感病毒进行的两项研究也许有助于解释究竟是什么让该病毒具有如此的致命性。有证据推测这种病毒也许起源于一种鸟病毒，并保留了它的鸟病毒前体的部分特征，使人类免疫系统措手不及。利用取自保留在阿拉斯加永久冻土中的流感死亡者的样品，科学家最近测出1918年流感病毒的基因组片断的序列。这些信息让研究人员重建了特定的蛋白质，如"血凝素膜糖蛋白质"。这个简称"HA"的蛋白质与宿主细胞的一个特别受体结合，控制感染的第一阶段。S. J. Gamblin和同事确定出1918年病毒的HA蛋白质的三维晶体结构，以及来自于与人类和禽类受体复合的这种病毒亚型类似的两种HA蛋白质的三维晶体结构。James Stevens和同事确定出成为HA的前体蛋白质的结构。这些结果显示，1918年的病毒性HA具有以前主要是在禽流感病毒中有的结构性质。特别的是，受体的连接点含有禽病毒的氨基酸，但是它们处的位置使其能够与人类的蛋白质相互作用，从而让这种病毒得以在人类传播。
科学特快报告：The Structure and Receptor-Binding Properties of the 1918 Influenza Hemagglutinin, S. J. Gamblin, et al.
科学特快报告：Structure of the Uncleaved Human H1 Hemagglutinin from the Extinct 1918 Influenza Virus, James Stevens, et al.
预测传染病的出现
英国的Michael Boots和他在美国及日本的合作者指出，一种致病体是否会具有高致病性取决于宿主群的结构。研究人员说他们的数学模型能够帮助预测传染性疾病的出现，特别是在最近人类和家畜的长距离迁移日趋增加的情况下。他们模拟了自由组合种群体(如人类)，以及封闭的、高密度的种群体(如兔子窝) 与获得性免疫方面的关系。这些模型显示无毒株在密集的种群中流行，而致命性菌株出现在稀疏的种群中。他们指出，但是如果病毒的两种亚型同时感染一个细胞，那么从中产生的高毒性菌株就遇到这样种群，该种群中的大多数已经对固有的菌株产生了免疫力，但不能抵抗新的子型。Boots和同事研究了1984年爆发的兔病病毒，这是由从德国运载到中国的兔子造成的。
报告：Large Shifts in Pathogen Virulence Relate to Host Population Structure, M. Boots, P. J. Hudson, and A. Sasaki
将热量转化为电力
数十年来，科学家努力用能将热量转化为电力的材料来制造"热电"冷却器和电源，但是，这种设备的转化效率还没有高到足以替换传统的冰箱和发电机的程度。这种效率被描述为"ZT"因子，ZT值要大于3才有应用的意义。Kuei Fang Hsu和同事报告了一类新型的热电半导体材料，它的ZT因子在绝对温度800度时可接近2.2。Arun Majumdar在一篇相关的研究评述中说，尽管这个温度对冰箱来说并不适用，但对发电来说是合适的。在另一项研究中，Ho-Ki Lyeo和同事报告了一种扫描探针技术，它能够在纳米尺度的分辨率内测量半导体材料结的热功率。
报告：Cubic AgPbmSbTe2+m: Bulk Thermoelectric Materials with High Figure of Merit, Kuei Fang Hsu, et al.
报告：Profiling the Thermoelectric Power of Semiconductor Junctions with Nanometer Resolution, Ho-Ki Lyeo, et al.
研究评述：Thermoelectricity in Semiconductor Nanostructures, Arun Majumdar
肿瘤不是孤立地形成的
虽然我们普遍认为是癌细胞自身的基因程序让它们失控地生长的，但新发现却显示癌细胞周围的组织在其中也起了一个关键作用。最常见的癌症是上皮细胞的过度增生造成的，上皮细胞衬在器官、腺的内部，也包在身体的外部。这些细胞部分通过一种名为TGF－beta的生长因子与它们的非肿瘤的邻居纤维原细胞交换信号。A. Bhowmick和同事培育出一株纤维原细胞缺失TGF－beta的小鼠。这些小鼠发生了胃癌，并在前列腺中出现了癌前期病变，这似乎与发生遗传变化的纤维原细胞发出的非正常信号有关。本期的一篇研究评述深入讨论了这一发现。
报告：TGF-{beta} Signaling in Fibroblasts Modulates the Oncogenic Potential of Adjacent Epithelia, Neil A. Bhowmick, et al.
研究评述：Respect Thy Neighbor!, Arun Majumdar
利斯特菌的又一个存活处
李斯特菌是一种危险的食物中毒细菌，科学家以前知道它们能够在肝脏中复制，Jonathan Hardy和共同作者发现它们也能在胆囊中复制。利用活体小鼠的生物发光影像，研究人员从接种时刻起就跟踪了感染区域。感染的信号出现了，并在两周内又在几个地方清楚显现，而在这段时期的部分时间小鼠没有症状表现，且比较健康。Hardy和他的小组发现了细菌在胆囊内腔而不是在与器官连接的细胞中复制的证据，他们认为这种情形也许能解释人类利斯特菌的几种特征，包括免疫逃避、对抗生素治疗固有的抗药性，以及无症状状态。现在还不清楚健康人是否能支持利斯特菌在胆囊中的生长，但是如果是这样，研究人员推测利斯特菌病会像伤寒症一样无症状扩散。
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作者:admin@医学,生命科学 2011-04-26 05:11
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