（选自美国Science杂志，2010年3月12日出版）

 

封面故事：

 

金丝雀幼鸟与母亲为健康而战

 

在一项凸显了父母与其后代在出生前后是如何相互交流的试验中，研究人员阐释了母鸟与其幼鸟之间复杂的互让交换的关系。他们的研究聚焦在金丝雀母鸟的身上，这些母鸟会为了它们的后代而牺牲某种程度的自身舒适，而金丝雀幼鸟则会吵着要求得到最多的食物。研究人员的这些发现强调了这些行为中的每一种代价会是多么高昂；他们还描绘了一种在乞食和喂食之间的微妙的平衡，这可以帮助解释为什么金丝雀会生出最健康且数量最多的后代。Camilla Hinde及其同事将不同的金丝雀母鸟所下的蛋进行互换，因此打乱了母鸟所具有的产前指示信号（即由蛋中的母体激素所提供的信号）。他们对乞食的新生幼鸟与“收养”它们的母鸟之间的关系进行了观察。研究人员记录了这些金丝雀幼鸟的生长速度（这是幼鸟健康程度的一个征兆），以及母金丝雀在来年所下的蛋的数目（这是母鸟健康程度的一个指标）。他们发现，当母金丝雀所喂养的“收养”幼鸟如果对食物的要求比它们自己的幼鸟要少的话，它们在来年会产下更多的蛋；当母金丝雀所照顾的“收养”幼鸟对食物的要求比它们自己的幼鸟更多的话，它们在来年所产的蛋会更少。研究人员同时观察到母金丝雀是如何对喂食过程施加高度控制的。理论与实验的结合清楚地证明了一只幼鸟的乞食会给它们的母亲提供有关它们的后代健康状况的有价值的资讯，而母鸟产前的指示信号可转达其未出生的后代有关它们出生后的亲本素质。Hinde及其同事提示，这种亲体—后代矛盾可能会以对双方都互利的方式得到解决。

 

今日的头发，明日的皮肤

 

研究人员报告说，那些可产生出皮肤的所有不同细胞的干细胞实际上存在于毛囊之中。因此人们有可能利用这些干细胞来帮助修复损伤或移植皮肤（例如为烧伤的患者）。皮肤具有三类不同的细胞：毛囊细胞、皮脂腺细胞以及处于前两者之间的被称作毛囊间表皮的组织细胞。人们相信，这三种类型细胞的干细胞能够产生出它们自己的细胞类型，但在此之前，可产生出所有这些细胞的最原始的干细胞是什么则一直是一个谜。Hugo Snippert及其同事如今显示，一种会表达Lgr6基因并以簇状存在于毛囊中的干细胞是原始的表皮干细胞。在发生皮肤损伤的成年小鼠中，包围着伤口的Lgr6干细胞会修复皮肤。研究人员报告说，在长时间的伤口修复中，这些细胞会产生出新的表皮以及新的毛发。

 

基于家庭的基因组测序所具有的清晰性

 

通过对一个完整家庭（父母及其孩子）的基因组进行测序，研究人员已经能够发现影响人类的自发性基因突变的平均速度，以及某些与影响兄弟姐妹的疾病有关的基因。与对个人或不相干人群的基因组进行测序相比，这些结果证明了对家庭成员的基因组进行测序的独特优势。Ared Roach及其同事介绍了一个四口之家的基因组序列，其中包括分别患有Miller综合征和原发性纤毛运动障碍的两个孩子。他们描述了这一基于家庭的测序是如何降低DNA测序所固有的背景“杂音”，使得研究人员能够清楚地识别基因重组、两代间及罕见突变的部位，以及与这些基因相关的四个特别的备选基因。他们估计的人类随机性基因突变率比从不太直接的观察中所收集到的过去的估计值要低，而他们所发现的候选基因缩小了在人类基因组中搜寻致病性基因突变的范围。研究人员还估计，他们的基于家庭的基因组测序方法会在将来结合到大多数病人的个人医疗记录之中。

 

Thalidomide为何会造成肢体畸形

 

尽管thalidomide（反应停）在上世纪50年代与60年代因为孕妇在服用后会造成其婴儿肢体畸形而让人闻之色变，但这种药物仍然用于治疗多发性骨髓瘤这种癌症以及麻风病。在一项可能会带来较为安全的thalidomide另选药物开发的研究中，日本的研究人员发现了thalidomide是如何使发育中的肢体发生畸变的。尽管科学家们曾经提出过许多的假说，但该药的作用机制在此之前一直是一个谜。用斑马鱼和小鸡作为动物模型，Takumi Ito及其同事发现，thalidomide会与蛋白质cereblon结合。这种相互作用会抑制cereblon的酶活性，而这种活性对肢体的发育是重要的。文章作者提出，有可能设计出可避免这种效应的thalidomide的衍生物。

 

（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）