3月18日《科学》杂志精选

母体微生物影响后代的免疫系统

一项对老鼠的新研究表明，在怀孕期间，母体微生物群会影响其后代的免疫系统。虽然已知新生儿的肠道菌群会影响其自身的免疫系统，但是母体菌群对其后代的影响还没有得到普遍的研究。梅塞德斯·戈麦斯·德·阿圭罗(Mercedes Gomez de Agüero)等人在这里用大肠杆菌感染怀孕小鼠的肠道，这种大肠杆菌的设计不会持续太久，会使雌性小鼠在分娩过程中再次不育。大肠杆菌在母亲体内的短暂定居影响了其后代的免疫系统。当后代出生时，他们的肠道含有更多的先天淋巴细胞和单核细胞。研究人员也观察到了类似的结果，当怀孕的老鼠被其他8种混合微生物暂时定居时。与对照组相比，对母亲的肠道仅在怀孕期间被细菌定居的后代进行的核糖核酸分析显示，许多基因被上调，包括影响细胞分裂和分化的基因、影响粘液和离子通道的基因以及影响代谢和免疫功能的基因。通过将移植的怀孕小鼠的血清转移到非移植的怀孕小鼠，研究人员发现母体抗体可以促进母体微生物分子向其后代的传播和保存。这项研究的结果为越来越多的关于肠道菌群对免疫功能影响的文献增加了另一个意想不到的篇章。

控制进食和驱动肥胖的酶

研究人员在老鼠的大脑中发现了一种酶，这种酶在调节一次连续喂食老鼠的数量方面起着关键作用。他们发现，去除这种酶会导致老鼠增加食物摄入量，甚至变得肥胖。这些结果可能为人类肥胖症提供了一个新的治疗靶点。肥胖与许多疾病有关，但是严重超重的有效治疗却相当缺乏。为了更好地理解控制食物摄入和体重的大脑机制，Olof Lagerlf和他的同事将注意力转向了以前与肥胖相关的途径。特别是，一种O型N-乙酰氨基葡萄糖转移酶(OGT)与胰岛素相互作用，胰岛素是一种在食品加工中起作用的激素。当研究小组在成年小鼠的大脑神经元中敲除OCT时，它对大脑的室旁核(PVN)区域有特别大的影响，这对它们的体重有巨大的影响:在3周内，它们的脂肪组织体积增加了3倍，而它们的瘦体重没有变化。当口服葡萄糖耐量试验被取消时，小鼠的每日食物摄入量将迅速增加，并稳定在对照组小鼠两倍以上的水平。如果食物的获取被限制在与对照组小鼠相同的量，缺乏OGT的小鼠将恢复正常体重。进一步的研究表明，进食活动通常会激活PVN表达OGT的神经元，但OGT的缺失会完全阻断这些神经元的激活，并显著降低它们的放电频率。相反，刺激表达OGT的PVN神经元将减少24小时内的累积食物摄入量。

美拉尼西亚人保留了杰尼索夫人的DNA

根据一项新的研究，虽然尼安德特人的DNA可以在所有现代非非洲人口中找到，但美拉尼西亚人仍然含有从杰尼索夫人那里继承的明显遗传成分。过去，许多现代人的祖先与其他原始种族杂交，这些原始种族——如尼安德特人和杰尼索夫人——后来灭绝了。从这些物种和其他可能的原始物种的剩余基因序列绘制基因流图，有助于阐明人类的遗传模型，以及这一物种过去的杂交是如何影响人类进化的。为了更多地了解尼安德特人和杰尼索夫人的遗传学在现代人类中的影响和重要性，本杰明·韦诺等人分析了世界各地1523个个体的基因组。他们的结果显示，在所有非非洲人口的基因组中，约有1.5%至4%的基因来自尼安德特人，但美拉尼西亚人是他们研究的唯一一个仍有明显杰尼索夫人血统的群体，因为美拉尼西亚人基因组中1.9%至3.4%的基因来自杰尼索夫人。研究人员随后绘制了尼安德特人和杰尼索夫人基因序列的基因流图。他们发现，在现代人的历史上，他们与尼安德特人的杂交至少发生在三个不同的时期。相反，现代人和杰尼索夫人之间的杂交可能只发生过一次。进一步的分析显示，现代人类基因组的一些区域，包括那些在发育皮层和成人纹状体中发挥作用的区域，尤其缺乏这些古老的遗传谱系。这些发现为人类进化和基因流动提供了新的见解。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

《中国科学报》(国际版，第二版，2016年3月29日)