（選自美國Science雜志，2010年3月12日出版）

 

封面故事：

 

金絲雀幼鳥與母親為健康而戰

 

在一項凸顯了父母與其后代在出生前后是如何相互交流的試驗中，研究人員闡釋了母鳥與其幼鳥之間復雜的互讓交換的關系。他們的研究聚焦在金絲雀母鳥的身上，這些母鳥會為了它們的后代而犧牲某種程度的自身舒適，而金絲雀幼鳥則會吵著要求得到最多的食物。研究人員的這些發現強調了這些行為中的每一種代價會是多么高昂；他們還描繪了一種在乞食和喂食之間的微妙的平衡，這可以幫助解釋為什么金絲雀會生出最健康且數量最多的后代。Camilla Hinde及其同事將不同的金絲雀母鳥所下的蛋進行互換，因此打亂了母鳥所具有的產前指示信號（即由蛋中的母體激素所提供的信號）。他們對乞食的新生幼鳥與“收養”它們的母鳥之間的關系進行了觀察。研究人員記錄了這些金絲雀幼鳥的生長速度（這是幼鳥健康程度的一個征兆），以及母金絲雀在來年所下的蛋的數目（這是母鳥健康程度的一個指標）。他們發現，當母金絲雀所喂養的“收養”幼鳥如果對食物的要求比它們自己的幼鳥要少的話，它們在來年會產下更多的蛋；當母金絲雀所照顧的“收養”幼鳥對食物的要求比它們自己的幼鳥更多的話，它們在來年所產的蛋會更少。研究人員同時觀察到母金絲雀是如何對喂食過程施加高度控制的。理論與實驗的結合清楚地證明了一只幼鳥的乞食會給它們的母親提供有關它們的后代健康狀況的有價值的資訊，而母鳥產前的指示信號可轉達其未出生的后代有關它們出生后的親本素質。Hinde及其同事提示，這種親體—后代矛盾可能會以對雙方都互利的方式得到解決。

 

今日的頭發，明日的皮膚

 

研究人員報告說，那些可產生出皮膚的所有不同細胞的干細胞實際上存在于毛囊之中。因此人們有可能利用這些干細胞來幫助修復損傷或移植皮膚（例如為燒傷的患者）。皮膚具有三類不同的細胞：毛囊細胞、皮脂腺細胞以及處于前兩者之間的被稱作毛囊間表皮的組織細胞。人們相信，這三種類型細胞的干細胞能夠產生出它們自己的細胞類型，但在此之前，可產生出所有這些細胞的最原始的干細胞是什么則一直是一個謎。Hugo Snippert及其同事如今顯示，一種會表達Lgr6基因并以簇狀存在于毛囊中的干細胞是原始的表皮干細胞。在發生皮膚損傷的成年小鼠中，包圍著傷口的Lgr6干細胞會修復皮膚。研究人員報告說，在長時間的傷口修復中，這些細胞會產生出新的表皮以及新的毛發。

 

基于家庭的基因組測序所具有的清晰性

 

通過對一個完整家庭（父母及其孩子）的基因組進行測序，研究人員已經能夠發現影響人類的自發性基因突變的平均速度，以及某些與影響兄弟姐妹的疾病有關的基因。與對個人或不相干人群的基因組進行測序相比，這些結果證明了對家庭成員的基因組進行測序的獨特優勢。Ared Roach及其同事介紹了一個四口之家的基因組序列，其中包括分別患有Miller綜合征和原發性纖毛運動障礙的兩個孩子。他們描述了這一基于家庭的測序是如何降低DNA測序所固有的背景“雜音”，使得研究人員能夠清楚地識別基因重組、兩代間及罕見突變的部位，以及與這些基因相關的四個特別的備選基因。他們估計的人類隨機性基因突變率比從不太直接的觀察中所收集到的過去的估計值要低，而他們所發現的候選基因縮小了在人類基因組中搜尋致病性基因突變的范圍。研究人員還估計，他們的基于家庭的基因組測序方法會在將來結合到大多數病人的個人醫療記錄之中。

 

Thalidomide為何會造成肢體畸形

 

盡管thalidomide（反應停）在上世紀50年代與60年代因為孕婦在服用后會造成其嬰兒肢體畸形而讓人聞之色變，但這種藥物仍然用于治療多發性骨髓瘤這種癌癥以及麻風病。在一項可能會帶來較為安全的thalidomide另選藥物開發的研究中，日本的研究人員發現了thalidomide是如何使發育中的肢體發生畸變的。盡管科學家們曾經提出過許多的假說，但該藥的作用機制在此之前一直是一個謎。用斑馬魚和小雞作為動物模型，Takumi Ito及其同事發現，thalidomide會與蛋白質cereblon結合。這種相互作用會抑制cereblon的酶活性，而這種活性對肢體的發育是重要的。文章作者提出，有可能設計出可避免這種效應的thalidomide的衍生物。

 

（本欄目文章由美國科學促進會獨家提供）