外显子识别与内含子密度

Deng-Ke Niu, Exon definition as a potential negative force against intron losses in evolution. Biology Direct 2008, 3:46

不同真核生物中内含子数量（密度）差异巨大。已有证据显示原始真核生物祖先有高密度的内含子，现代生物内含子密度的多样化是演化历程中内含子丢失速率有差异的结果。至于为何存在这种差异，尚无定论。

关于内含子丢失的机理，有两个假说：（一）cDNA与对应的基因组DNA间的同源重组导致内含子丢失。（二）2个基因组DNA通过不等交换导致基因删减。不过后者很少能解释内含子丢失速率差异，所以人们多是根据前者来解释。有人认为：产生cDNA需要反转座子，反转座子活性低的生物（如Plasmodium），内含子丢失速率就低。但是脊椎动物的反转座子活性很高，而它们丢失内含子的速率和Plasmodium相当，故这个观点有些站不住脚。还有人认为：由于发育过程中体细胞和性细胞的分化，在性细胞中只表达少量的基因，只有在这些基因中丢失内含子才是在进化上有效的。但这也只在低等生物中成立，Huntington等人发现在高等动物中内含子丢失主要发生在管家基因中，而管家基因的内含子仍比组织特异性基因多。本文将针对脊椎动物提出一个抑制内含子丢失的机制：外显子识别。

在转录后加工过程中存在两种剪接位点识别机制：外显子识别和内含子识别。前者的特点是剪接体识别一定长度以下的外显子，并把之间的区域（被认为是内含子）切去；后者的特点是剪接体识别一定长度一下的内含子，并直接把它剪去。由于生物越高等，内含子越多、越长，所以脊椎动物常使用外显子识别机制，而低等生物常使用内含子识别机制。

之前有证据显示：临近内含子一齐丢失会导致几个外显子合并文一个较长的外显子，这类长外显子的存在将导致剪接位点识别错误，从而产生不正常的mRNA产物，这就是内含子丢失突变。

如图所示，假设一个基因有6个外显子（1、4、5、6、7、3）和5个内含子（a、c、d、e、b）。现在发生了一次内含子丢失突变，内含子c,d,e丢失，外显子4、5、6、7合并成外显子2，在之后进行转录及转录后加工过程中根据剪接位点识别机制、外显子大小、内含子大小可分为以下四种情况：

也就是说，决定内含子丢失后果的因素，要看剪接位点识别机制、外显子大小、内含子大小等因素，事实上还有其他因素，例如丢失的内含子是否有重要调控功能等。

根据这个假说，脊椎动物主要使用外显子识别（情况1），故内含子丢失一般是不利的，所以它们内含子密度比较高。至于偶然发生的内含子丢失，是因为个别mRNA剪接采用内含子识别机制，所以基因组中遗留下来的内含子都不超过一个阈值。在脊椎动物中允许内含子丢失的情况有：
（1）内含子丢失后产生的外显子不大，仍可被剪接体正确识别。
（2）内含子丢失后产生的外显子位于头或尾。
（3）内含子丢失发生在机体非必需基因中。
（4）内含子丢失发生在多拷贝基因中，故对机体无显著影响。

但是，Plasmodium是一个例外情况，它主要使用内含子定义，但是内含子丢失速率却很低。在上文曾提到，影响内含子丢失的速率很多，至于外显子定义机制在决定内含子丢失速率中有多大贡献还有待研究。

牛染色体组测序完成

The Bovine Genome Sequencing and Analysis Consortium. The Genome Sequence of Taurine Cattle: A Window to Ruminant Biology and Evolution. Science 324, 522-528(2009)


据4月24日的《科学》杂志报道说，研究人员现在已经完成了对整个牛染色体组的测序，这一成就对我们加深了解哺乳动物的进化、加速牛奶和肉制品的基因改良并由此而更好地了解人类疾病以及对它们的相关治疗都会有促进作用。在2篇独立的报告中，Richard Gibbs及其同僚重点介绍了Bovine Genome Sequencing and Analysis Consortium的最近的发现，该项目对牛的基因组进行了分辨率精细的测序；而Bovine HapMap Consortium则将研究焦点放在对牲畜进化和驯养历史的追踪工作上。 对这2个项目进行研究的工作人员发现，牛的基因组含有至少2万2000个基因，其中大约有1万4345个基因在7种其它的哺乳动物种系中具有对应的基因。 这些发现显示，在牛的进化和驯养过程中，基因的数量和构成的变化是如何改变牛的生物学系统并对它们的繁殖、免疫能力、乳汁分泌和消化造成了最为显著的影响的。这些研究人员还对来自19个不同地理和在生物学上混杂繁殖的497头不同牛只DNA中的3万7470种差异进行了调查。他们发现，母牛的进化与我们人类本身的进化截然不同，它们从一个有着非常大的有效祖先群体到近期发生的快速的群体下降，而不是反过来的那种一种情形。文章的作者将这种进化归因于与以往驯化活动、因农业专门化所作的选择以及与动物豢养的形成相关的遗传学瓶颈。 但是，牛品种中的多样性的现有水平看来至少与那些在人类群体中的水平一样地强健有力。在一篇Perspective中，Harris Lewin对这些发现进行了更为详细的探讨，并重点介绍了其对人类健康和可持续性农业的意义。

Science Magazine China: http://www.sciencemagchina.cn/highlights090424.aspx

The existence of plant species

In my opinion,植物物种是存在的。

关于植物物种是否存在的问题，是现代物种概念被引进之后提出的，而且是与动物界相比较之后提出来的。首先我们应回顾一下现代物种的概念，虽然迄今为止仍无一个公认的物种定义，但至少有这么几点大家是认同的：物种是一个独立的繁殖单位和进化单位，不同物种之间存在生殖隔离。由于在动物界有性生殖是最主要的繁殖方式，因而根据生殖隔离的标准去定义动物物种很方便。但是把这个标准搬到植物界会遇到一些麻烦，这就是所谓困扰植物学家的“三大灾难”——种间杂交、多倍体和无性生殖。这三个过程可谓是相辅相成，首先是发现植物界里存在着比动物界多得多的种间杂交现象，从表面上看起来不同植物物种之间的生殖隔离有些“形同虚设”。后来细胞学和遗传学的研究表明该过程是一个“先杂交，后多倍化”的过程。举个例子，一粒小麦（Thiticum monococcum, T. monococcum）与斯氏麦草（T.searsii）杂交，后代本是不育的，可是染色体一加倍，就成了可育的拟二粒小麦（T.dicocoides），它是一个异源四倍体。拟二粒小麦继续与滔氏麦草（T.tauschii）杂交，然后染色体再加倍，就成了异源六倍体——普通小麦（T.aestivum）。植物就是这样通过杂交——多倍化——再杂交——再多倍化的过程，创造了许许多多在动物界里几乎不可能发生的“奇迹”。这是一种情况，另一种情况是，杂交——多倍化过程里还会产生同源三倍体，一旦走到这一步意味着有性生殖即已走到尽头，以后只能依靠无性生殖来繁殖后代。香蕉就是其中最典型的代表。既然不存在有性生殖，就更谈不上种间生殖隔离了。基于以上现象，有人就提出植物物种并非是真实存在的实体，仅仅是人们的一种主观上的划分罢了。

但是，现在又有人根据一些研究资料提出：即使仍以生殖隔离作为物种划分的主要指标，植物物种仍然是真实存在的，一个植物物种能代表一个独立的繁殖进化单位。他们指出：植物界存在所谓“高频率”的无性繁殖、种间杂交、多倍体形成等现象，是与动物界相比较而言。究竟在植物界发生这些现象的频率高到了什么程度，是否足以颠覆整个植物界关于物种的划分标准，长期以来是缺乏定量统计的。

近年来的一些统计工作对该问题的解决指明了方向。Jared M. Diamond 在他的评论Horrible Plant Species里提到，对美国马萨诸塞州Concord地区838个植物物种调查表明，有17个物种只能进行无性生殖，有37个物种是由同源多倍体组成，有3个物种是其他物种之间的“杂交产物”。其余781个物种虽然有些也存在染色体变异的现象，但都能用生殖隔离的标准做出清晰的划分。也就是说，所谓困扰植物学家的“三大疑问”的无性繁殖、种间杂交、多倍化现象，在这个样本里只占7％，可谓微不足道。

Loren H.Rieseberg等人使用“杂交力指数”（crossability index, CI）作为衡量动、植物物种与独立繁殖系的关联程度，以此来检测目前人们划分出来的“植物物种”是否真的代表一个个独立的繁殖单位。他们一共收集了114个植物属（包含1231个种间杂交组合）与170个动物属（包含694个种间杂交组合）的数据。分析结果相当出人意料：竟有69.5％的植物物种能代表独立的繁殖系，相反在动物物种里这个比例只有39.2％。他们的研究至少告诉我们两个结论：（1）植物分类学家做的“分类工作”可谓相当准确（事实上无论是在古代还是现代，形态学差异仍是分类的主要依据；也就是说，形态差异基本上代表了生殖隔离，Loren的单因子回归分析证明了这点）。（2）如果我们承认动物物种是存在的，那么植物物种就更是存在的。为什么动物里只有39.2％的物种代表独立的繁殖单位呢？因为CI评价的是物种间“合子后隔离”的强弱程度，而动物界里普遍存在的是“合子前隔离”，植物界里也存在着一部分“合子前隔离”，也就是说Loren的结果是偏低的。以上这些结果证实了植物物种和动物一样是真实存在的，并非是人类主观臆想划分出来的。

我也赞成这种观点。事实上，纵观整个生物界，当初为什么会提出使用生殖隔离作为物种分类标准呢？事实上，物种间的生殖隔离是一种表面现象，生殖隔离意味着遗传物质不能自由交流，也就意味着遗传物质之间的差异。不同物种之间遗传物质是存在较大差异的。在基因测序技术发明之前，人们只能使用生殖隔离作为遗传物质差异程度的“标志”，由此带来了文章开头提到了一系列不必要的麻烦。现在，全基因组的测序技术发展得很快，对于一些已完成测序的物种，我们可以从分子水平上直截了当地看出它们的差异从而把不同物种区分开来。但即使在今天，全基因组测序仍是一项耗资巨大的工程。（对于像细菌等原核生物，几乎只能进行无性生殖，有人提出根据其16S rRNA的序列同源性来区分物种，虽然不是百分之百准确，但不失为一种好办法）。好在Loren已用统计学方法证明了形态差异基本上代表着遗传物质的隔离, 使我们仍可以放心的按照形态学的方法来分类形形色色的物种，而不必在乎它们之间是否曾有过奇怪的“杂交”。至于我们能否等到这样一天，测量一个全基因组序列就像测溶液的pH值一样容易，以至于我们能从分子水平上轻而易举地把物种划分出来，还是一个未知数。

参考文献
1. Levin, D.A. The nature of plant species. Science 204, 381-384(1979)
2. Diamond, J.M. Horrible plant species, Nature 360, 627-628(1992)
3. Loren H.Rieseberg, Troy E.Wood, Eric J.Baack. The nature of plant species, Nature 440, 524-526(2006)

基因紧凑的奥秘

Yi-Fei Huang, Deng-Ke Niu. Evidence against the energetic cost hypothesis for the short introns in highly expressed genes. BMC Evolutionary Biology, 2008, 8:154

在真核生物中常有这种情况：表达程度高的基因有较短的外显子和内含子，也就是说它们的结构比较紧凑，如哺乳动物（人、鼠）、线虫（Caenorhabditis elegans）、球蒴藓（Physcomitrella patens）以及拟南芥的花粉都是如此。目前有3种假说解释这一现象：
（1）转录效率说：结构紧凑的基因转录效率高。
（2）基因设计说：高度表达的基因（主要是管家基因）所需的表观遗传调控简单，故长度较短。
（3）突变偏向说：高度表达的基因存在与转录相耦联的删减现象，故长度较短。
其中转录效率学说更受关注，而且还有两个子观点：1）“节能”说：结构紧凑的基因为转录节省能量。2）“省时”说：结构紧凑的基因为转录节省时间。关于“省时”的问题，Seoighe et al曾提出反对意见，认为多个RNA聚合酶可以同时在一个模板上转录，故合成多份mRNA拷贝比合成一份mRNA多不了多少时间。本文则试图否证“节能”说。

我们知道在动物体内不同器官大小差异巨大。假定我们分别选取一个在大器官（如肺）中特异性表达的基因和一个在小器官（如前列腺）中特异性表达的基因，而且它们在单个细胞中表达程度是接近的。如果两个基因长度也接近，那么肺需要花费更多的能量以产生多拷贝的mRNA。根据“节能”学说，前者的基因长度（主要取决于内含子长度）应比后者短些，以降低转录耗能。假如我们证明前者基因长度不比后者短，则有可能否定“节能”学说，这是本研究的理论基础。

通过比较人类149个LTS（Large tissue/organ specific）基因和96个STS（Small tissue/organ specific）基因以及小鼠的140个LTS和246个STS基因的长度和表达量的关系，我们发现在表达程度接近的情况下，LTS基因与STS基因的长度差异不显著（包括内含子平均长度、内含子总长度、CDS长度、UTR长度），只有当基因间表达程度差异较大时，大量表达的基因才比微量表达的基因显著地紧凑。也就是说：决定基因紧凑程度的是基因在单个细胞里的表达量，与器官大小（反映转录总能耗）无关，这与“节能”学说是相矛盾的。
我们还可以估测一下基因组内含子的转录能耗，这时我们要选取一个管家基因（因为它表达量大，能耗高）。假设基因中存在一个长度阈值为L的内含子（超过这个阈值将对人体不利），它在每个细胞内每2h产生30个mRNA，转录时每个核苷酸消耗2分子ATP，则每个细胞每天因为这个内含子存在而要消耗的转录能量是：

在人类基因组中只有0.9％的内含子长度超过该阈值，可见内含子并不能带来多少转录能耗。在小鼠基因组中同样可以进行类似的计算，得到的结果是只有6.8％的内含子长度超过该阈值，内含子的存在与否影响不大。有例外情况的是酵母，按照上述方法计算约有86.5％的内含子超过阈值。这说明在单细胞真核生物中长内含子的存在有较大的能耗影响，所以这类低等真核生物内含子都比较短。

从上述分析来看，“节能”学说在哺乳动物体内似乎不适用，所以应该考虑别的假说，例如“省时”学说。Seoighe et al曾认为多个RNA聚合酶可以同时在一个模板上转录，故合成多份mRNA拷贝比合成一份mRNA多不了多少时间。假设转录进行速率是0.03s/nt，则完成一个长度为L的基因转录需要时间为0.03L；若有k个RNA聚合酶同时在一个模板上转录，产生n份mRNA拷贝需要的时间为：

此外还有其他的假说，认为短基因被无效转录或是错误剪接的频率较低，或者长基因不适合拥挤在有限的染色质间区室（interchromatin compartment）里，或者高度表达的基因不需要过于复杂的调控（即基因设计学说）。

在单细胞生物以及拟南芥和水稻的孢子体中则存在相反的情况：表达长度高的基因内含子反而长。而且在被研究的生物中普遍存在者mRNA长度与表达量呈负相关的现象，这正好可以用“节能”学说来解释。因此我们不能完全否认“节能”选择在形成紧凑的mRNA中的作用，因为翻译也是一个相当耗能的过程。

被子植物的起源

On the Origin of Flower Plants

Elizabeth pennisi. On the Origin of Flower Plants. Science 324, 28-31 (2009)



1879年达尔文给英国植物学家Hooker写了一封信，称被子植物的出现是一个“棘手的谜团”。被子植物从诞生到统治植物界仅数千万年，在整个地质史上可谓沧海一粟。而且在当时达尔文尚不认为进化是可以快速、乃至断裂的。

130年过去了，如今科学家们仍在努力研究：显花植物是何时、何地、如何起源的？最核心的问题在于：被子植物的祖先是什么？化石证据表明，被子植物好像是突然出现的，中间似乎没有过渡物种，这着实很令人费解。

（一）第一朵花在何方
被子植物种类如此繁多，以致于难以直接区分在进化史上谁先谁后。20世纪大多数人们认为木兰是最原始的被子植物。直到20世纪末，随着分子系统生物学的引进，人们开始逐渐揭开被子植物起源之面纱。无油樟（Amborella trichopoda）是一种小灌木，它开着约6mm的黄绿色小花，并被人们放到了被子植物进化树的根基上。

（二）寻觅化石
与分子证据相比，最能说明问题的还是化石证据。瑞典自然历史博物馆的Else Marie Friis在30年内搜寻到了数百种微米级的花朵化石，年代约在7千万到1.2亿年前。化石种类如此繁多，证明大约在1亿年前被子植物就已逐渐走向繁盛了。1998年，中国吉林大学的Ge Sun发现了一种可能更为原始的花朵化石——Archaefructus（称为“古果”），年代估计约为1.44亿年前。Archaefructus尚无花瓣、萼片，但已有闭合的心皮了，Kevin Nixon等人认为它甚至比Amborella更原始。

但是，Archaefructus的“被子植物之母”荣誉并没有维持多久，几个月之后即被证实它的实际年龄应是1.25亿年而非1.44亿年。诸如此类关于花朵化石的研究经常引发争议，因为化石样品通常很不完整。

（三）有花之前
人们认为原始被子植物是起源于裸子植物的一种。裸子植物在2亿年前处于繁盛时期，其中包括一些类似于现代苏铁蕨的物种，例如已经灭绝的Bennettitale（本内苏铁），还有Gnetale。此外，在侏罗纪时期种子蕨也很茂盛（现已灭绝），Caytonia（开通蕨）就是其中有名的代表，它似乎具有类似原心皮的结构。这几种物种均与被子植物有着密切的关系。

20世纪80年代中期Crane提出了anthophyte hypothesis（生花植物假说）。他认为Bennettitale和Gnetale的两性生殖器官可以组合起来视为原始花的结构，故把Bennettitale和Gnetale都视为“生花植物”。这一学说在当时还有不少证据支持，但很快陷入困境了，因为眼前化石种类繁多，差异巨大，很难从各种各样的结构中理清相互亲缘关系。

还有一个很糟糕的事情是：分子进化树把Gnetale从生花植物分支中脱离出来，与其它裸子植物并列。分子的证据的确非常奇怪：没有任何其它植物与被子植物有较近的亲缘关系——中间留下了一个空档。

（四）胜利之源
或许，被子植物的真正祖先永远是个谜。但还有一个问题是：为什么被子植物如此快地统治了整个植物界？种子蕨类和裸子植物在3.7亿年前出现，并统治地球约2.5亿年之久。而之后仅过了数千万年被子植物迅速崛起并取而代之。

“分子钟”的测算将被子植物进化史推至约2.15亿年前。康奈尔大学的Karl Niklas分别在20世纪80年代和90年代（1997年）构建了一个数据库显示一种植物化石出现及消亡时间，借此反映一个植物物种的产生及消亡时期，结果发现：历史上新的被子植物总是“爆发式”出现，而且消亡的被子植物很少，仿佛它们能够“抵抗灭绝”。

对于被子植物在地球上的迅速繁盛及扩散，昆虫和其它动物可谓功不可没（特别是它们帮助植物有效地传粉使得群体基因多样性得以扩大）。此外，被子植物基因组的高度重复也造就了其形态多样性和代谢多样性。2009年1月DePamphilis在American Journal of Botany上报道：在许多较原始的被子植物如睡莲（water lily）、木兰（magnolia）里存在许多同步发生的重复基因，但在Amborella里却没有，说明在Amborella分离之后、睡莲出现之前曾有一次基因扩增事件；由此认为，多倍化是产生新基因、推动进化的有利力量。此外，人们还发现在eudicot（真双子叶植物）起源过程中可能还有一次基因扩增事件，在被子植物的进化史上存在着诸如此类的“扩增热点”。

物种形成十七问

Speciation

Andrew P. Hendry. Speciation. Nature 458, 162-164(2009)



问：物种是真实存在的吗？
答：是的，但是作为分类学上角度上的“种”也有人类的主观意像在里面。

问：生物学家是如何描述“物种”的？
答：区别物种的一系列法则最好能适用于整个生物界。许多人热衷于此，目前有关法则达到数十种，不过普遍被大家接受的是“生物学物种概念（biological species concept，BSC）”

问：什么是“生物学物种概念”（BSC）？
答：BSC认为物种是一个独立繁殖系，不同物种之间存在生殖隔离。但这一法则并不总是适用：例如约有25％的植物与10％的动物能与（至少一种）其他物种杂交；广义的BSC认为物种是在自然条件下能保持自身遗传稳定性的群体，故不同物种间少量基因交流的允许的。

问：BSC遇到了什么困难？
答：有2个问题：（1）BSC不适用于地理上相隔离的物种，如果人为地让两物种相遇则不能体现自然情形。（2）BSC不适用于无性繁殖和已灭绝的物种。

问：一个群体怎样才能成为一个新的物种？
答：物种的形成与其说是“质变”不如说是“量变”，我们的注意力应集中在什么力量推动了speciation，而不是费尽心思地去划清物种间界限。这样一来我们也不必担心未来某一天我们的孩子还是不是人。

问：世界上有多少物种？
答：根据林奈双名法命名的物种约150万种，当然还有更多的物种有待发现。而且要知道现存的物种只是一小部分，绝大多数物种已经灭绝了。

问：新种形成需多长时间？
答：一直以来认为新种形成是很缓慢的，至少需要数百万年，但也不完全如此，例如东非维多利亚湖里的数百种丽鱼就是在约15000年内形成的。此外有人甚至认为一个物种只需经过数十代繁衍，子代之间即可产生显著的生殖隔离，当然想要获得稳定的、不可逆的生殖隔离需要花费更多的时间；但有一点毋庸置疑：因多倍化而形成的新种确实是“瞬间的”。

问：物种形成的动力来自何处？
答：以前认为这是源于随机遗传差异逐代积累，近来认为自然选择推动差异扩大。现在认为生物体对不同环境的适应导致不同物种的形成，也就是所谓的ecological speciation过程。

问：什么是ecological speciation？
答：当时达尔文就有这种观点了。原本是同一个物种的两个群体由于分别适应了两种不同的环境，最后形成了两个不同物种，因为它们的杂交后代是无法适应任何一种环境的。例如达尔文在加拉帕哥斯群岛上发现的不同雀类就是如此。现在许多人认为ecological speciation是造就生物多样性的主要原因。

问：物种形成必须经过生殖隔离吗？
答：可以说是，也可以说不是。一直以来人们普遍认为想在同个地域形成新物种是不可能的，（即使存在一些反对意见也迅速被埋没了），直到最近有人通过数学建模的方法才发现同域物种也是可能形成的。

问：为什么反对同域物种形成的声音如此强烈？
答：因为异地物种形成的观点已深入人心，除非有人把它彻底推翻了。

问：竞争是否有利于同域物种的形成？
答：一定程度上来说是的，特别是同一地域两个群体对资源的争夺可能导致生态位相互分离。问题的关键在于竞争要激烈到什么程度。

问：杂交是否有利于同域物种的形成？
答：是的，特别是在植物中更常见，主要是通过异源多倍体的形式形成新物种。但也不是完全如此，还可以采用人工杂交的方法，例如人们已经通过人工杂交的方法培育出了不少太阳花的种间杂种还有蝴蝶的种间杂种，并没有经过一个多倍化的过程。

问：是否存在“成种基因”？
答：在基因水平上研究物种形成机制，问题的关键在于形成生殖隔离需要什么类型的基因，多少数量的基因。有人报导称已确定了一些“成种基因”，但是按照ecological speciation的观点来看，“成种基因”应该是一系列的基因，所以说这个问题还有待于商榷。

问：人类能促进物种形成吗？
答：可以。我们可以提供各种新的、分离的生境从而加快启动ecological speciation过程。

问：人类能限制物种形成吗？
答：可以。有时几个“分支种”之间虽然有了一些差异但是尚未形成生殖隔离，如果人为地将它们聚合到一起，是可以延缓乃至防止新物种形成的。

问：关于物种形成，未来的发展趋势如何？答：以后，我们的目光应该逐渐从研究物种形成的调节转移到推动物种形成的驱动力上，例如自然选择的作用，特别是性选择的作用。而且，在基因水平上研究物种的形成将揭示更多的奥秘。

英勇的迈克尔•杰克逊

A smooth hero

Julian Tang. A smooth hero. Nature 458, 114(2009)

Phipps老师脸色有些疲倦：“好了，同学们下课吧！回去预习一下第五章。James，你留一下。”

James抬起头惊愕地望着老师，老师朝他神秘的地眨眨眼。James很喜欢科学，这一点老师是知道的，他经常会在下课时留下来，老师就会拿出一些稀奇的玩意儿给他看。这一次应该也不例外。等其他人都走了，他来到讲台旁，心里甚是好奇。Phipps老师从讲台底下拿出一个大纸盒来。

老师告诉他：“我是上周末从汽车维修店一老头那儿拿到这玩意的。老头说他儿子经常搞些小发明小创造之类，几年前把这东西给了自己，自己也不知道这是什么，有什么用。现在我也不十分清楚，还在研究呢。”

老师从纸箱里拿出一台像手提录音机一样的机器，将它小心地放在讲台上。

“啊，就是这个么？？？”James很是疑惑。

“你再仔细看看。”

James便瞪大眼睛仔细观察，发现它果然与一般的录音机不同：“磁带仓”的表面其实是一块玻璃，玻璃后面则有一个奇怪的灯泡，从不同的方向看好像会变色，就像全息图像一样。录音机的顶端有一个旋钮，标着几个不同档位：普通模式、真实模式和超真实模式。

“唔，确实很奇怪。那它是干什么的呢？”

“你有CD唱片么？”

James从书包里翻出来一张CD——迈克尔·杰克逊的专辑《犯罪高手》。

就在Phipps老师将CD插入的时候，楼道里突然传来刺耳的枪声，随后是孩子们的哭喊声。两个顿时惊呆了，面对面地望着对方。

老师迅速反应过来，跑到门口向外面望了望，慌忙跑回来，拉着James往讲台底下钻：“快！快！躲起来！”

两人迅速钻到了讲台底下。这个讲台是老式木制的那种，从外面看起来好像是实心的。两人挤在里面确实很挤，但情急之下找不到第二个能躲藏的地方了。

只听见门被重重地推开，而后是粗重的脚步声。沉默了一会儿，听见一个男子粗鲁地喊道：“这儿没人，我们走！”

门“砰”地一声关上，脚步声很快消失了。两人小心翼翼地从讲台底下钻出来。Phipps老师拎起录音机往实验室走去，叫James在后面跟紧。

实验室在二楼，那里有一个阳台可以俯瞰整个中央大厅。他们听到了隐隐约约的哭泣声，便小心翼翼地往下朝大厅望去。只见同学和老师们都坐在地上，被六个荷枪实弹的黑衣恐怖分子围住了。

“赶快报警吧！”James在Phipps老师耳边轻声说了一句。

Phipps老师很是无奈：“你有手机么？我的还放在楼下的办公室里，而且教室里也没有电话。”

James于是很好奇：“那么你拿这录音机做什么？”

Phipps老师愣住了，豁然开朗：“啊！我都差点忘了这个。你快过来！”

于是他们偷偷地来到实验室旁边，轻轻地推开门。Phipps老师把录音机放在桌上，调整一下位置，让玻璃面板朝向中央大厅的方向。他打开后面的板盖，出人意料地拿出了一个像无线游戏手柄一样的东西。

James很是惊讶，指着这个像他玩游戏时用的手柄一样的东西问老师：“这是干什么的？”

“你喜欢玩格斗游戏么？”

James点点头。

“好啊！那么请做好准备！”老师按下了Play键。

几秒钟的沉默之后，录音机里响起了迈克尔·杰克逊的叫声：“Oww！”简直要把空气给撕裂了，而后响起了《犯罪高手》里的金属敲击声。

几个罪犯有些惊慌失措地往四周望了望，想找到声音的源头。过了一会儿他们似乎发现了，开始爬上楼梯往阳台冲过来。

James有些绝望地推着老师的肩膀指着冲过来的恐怖分子。

“我知道了，别慌！把手柄拿好了。”Phipps老师很沉着，他将录音机上的旋钮调到“真实”模式。

很快地，空中居然出现了一个迈克尔·杰克逊！穿着白衬衫、戴着白帽子，就悬浮在孩子们头上，还踩着优美的舞步，看上去就像真的一样！几个罪犯惊慌失措地朝“迈克尔”拼命射击，但好像根本就打不中，好像那只是一幅图片似的。有些孩子像是忘了心里原有的恐惧了，好奇地望着他们头顶上那个会跳舞的迈克尔·杰克逊。

Phipps老师再把录音机上的旋钮调至“超真实”档。奇迹出现了，“杰克逊”轻轻地落到了地上，迈着大步四处走，有时会踏过孩子，但孩子们却是毫发无伤的。

恐怖分子还在不停地朝杰克逊射击，当然没有任何效果。这是杰克逊走到一个枪手面前了，开始了精彩好戏：他高高地抬起一条腿，将罪犯敏捷地勾在两条腿间，往空中狠狠地一甩。枪手原先一脸惊讶很快变成一脸痛苦了，他重重地摔到了地上，疼得大声嚎叫。

迈克尔·杰克逊停了下来，而后就在原地打转跳舞了，看来他是不知道接下去他该做些什么。此时James终于明白了老师的用意，他抄起手柄，灵活地控制着迈克尔·杰克逊的行动，很快把枪手们一一撂倒在地。

枪手们都倒在地上痛苦得嗷嗷大叫，老师们也把枪全部收缴了。很幸运，没有一个孩子受伤。Phipps迅速取来手机报了警。

两人高兴地拥抱在一起：“James，干得好啊！”

他们仍把录音机放在实验室里，然后悄悄的下了楼，假装什么都不知道。当警察赶到时，他们俩什么也没说，仿佛真的什么也没发生过一样。只是两人相互推了推，莞尔一笑。

浙大事件

学术不端行为：撤稿使中国的兼职教授体系成为焦点

Haoxin. Retractions Put Spotlight on China’sPart-Time Professor System. Science 323,1280-1281(2009)

北京：中国传统医学是一门棘手的学科：草药混合配出来的东西中的活性复合物常常很难与填充剂和杂质辨别开来。当数据本身就是混合捏造而成时，去粗存精则尤为困难。最近有个学术丑闻引起了中国学术界的关注：位于杭州的浙江大学（简称浙大）发表了声明称其近年成立的中药实验室的副教授贺海波学术不端，于去年11月将他开除。浙大指控说贺海波有8篇论文含有剽窃或捏造的数据，到目前为止，其中3篇已被撤销。后来又发现了其它问题论文。
今年2月，此事件引起全国关注，可能会有广泛的负面影响。有些观察家批评浙大在调查没有结束前就开除贺海波这名初级研究员。北京大学教授张海霞说：“我认为浙大对此事处理得不妥。”她几年前处理过一项学术不端事件。张海霞问道：“那通讯作者的责任呢？”浙大对此事的处理在中国媒体和网络上引发了强烈抗议，集中在成立浙大中药实验室的高级研究员——李连达身上，更广泛的是批判这个体系，批评家认为这个体系赋予了院士权力但没规定什么责任。
2003年，李连达被选为中国工程院院士；2004年，浙大聘请李连达为药学院的兼职院长。李连达是现代中药方面的专家，在浙大成立了一个实验室，并用从科技部获得的一个5年270万元的研究治疗心血管病中药的课题拨款来支持实验室。但是据李连达对中国媒体解释，因为要参加北京的会议脱不开身，他大部分时间都是在北京的主实验室。
贺海波2006年6月从南京的中国药科大学获得博士学位，一个月后进入杭州的浙大中药实验室，成为该实验室的第一名博士后。从发表论文的记录来看，贺海波是个精力充沛的人。从2007年4月到11月，他向国际期刊投了8篇论文稿，都是第一作者，这8篇论文其中1篇在2007年发表，其余都在2008年发表了。一位中国记者找到已从实验室毕业的一名研究生，据他说贺海波在实验室很受欢迎，因为他帮助学生达到学院的要求：博士生至少要在科学引文索引（SCI）数据库期刊上发表两篇论文，其中一篇必须是第一作者。（2006以来，浙大在SCI期刊上发表的论文比其它任何中国大学都多。）作为对贺海波高产量的奖励，浙大2008年7月聘他为副教授。

不过，贺海波的问题很快暴露出来了。2008年10月，《国际心脏病学杂志》（International Journal of Cardiology）的一名编辑无意中发现《本草疗法研究》（Phytotherapy Research）发表的某文章的数据和图表与该杂志将要刊登的一篇论文手稿雷同。这篇论文手稿是对大鼠心脏肌肉发炎引起不规则心悸时信号传导通路中的两个分子的研究报告，而《本草疗法研究》发表的文章则是有关心肌梗塞发作时相同的信号传导通路。10月11日，该编辑与论文手稿的通讯作者、中国药科大学药理学家戴德哉联系，要求解释；戴德哉在博客中说明了此事。戴德哉曾经是贺海波的博士生导师。他在博客中称是贺海波剽窃了他实验室的图、表和文字，对此他很惊讶。他还在博客中写道，他已经与浙大药学院常务副院长取得了联系，并联系了发表贺海波论文的《本草疗法研究》杂志。因为是电邮联系，戴德哉拒绝做进一步评论。
根据《科学》杂志2009年2月13号收到的浙大声明，药学院已于2008年10月16日与贺海波对证；院方管理人员要求他撤销造假论文、反省错误并向原导师戴德哉道歉。根据浙大的声明，10天之后，贺海波上交了一份“检讨书”，称李连达院士对他的所作所为毫不知情，随即离开了浙大药学院。浙大称，为了保护其隐私，不会把贺海波的“检讨书”公之于众。浙大校长杨卫告诉中国媒体，贺海波在“检讨书”中说：他之所以要造假，是因为他很想留校当老师。在确定贺海波已发电邮给《本草疗法研究》杂志要求撤稿后，浙大于08年11月13号将他开除。从那以后，贺海波的电话就打不通，也不回电邮。
事情并未就此结束。李连达和他的实验室在网络上遭到猛烈攻击。2008年10月23日，“新语丝”网站（www.xysforum.com）上有篇匿名帖指出，李连达浙大实验室在《药理学研究》（Pharmacological Research）和《NSA药理学杂志》（Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology）上一稿两投。根据《科学》杂志收到的电邮资料，贺海波显然在他消失前已经向这两家杂志发了电邮、要求撤销这些论文，理由就是“一稿两投”。这两家杂志的编辑撤了稿并通知了浙大。三天后，“新语丝”上另一篇匿名帖指出，上述一稿两投的论文以及另一篇发表在《民族药理学杂志》（Journal of Ethnopharmacology）上的论文均含有捏造的数据。这些帖子引起了旅居芬兰奥卢的中医祝国光的注意。他下载了这三篇论文并仔细看了看，他说他发现捏造的数据“白纸黑字”。在祝国光看来，这些学术不端的指控对中医药研究来说是个重大打击。他说：“假研究使得中医药的名声更差。”作为全欧中医药学会联合会（Pan European Federation of TCM Societies）的副主席，祝国光说他有责任将他的发现报告给这三家杂志和浙大。他于2008年11月中旬将收集的证据分别邮寄给了这三家杂志的编辑和杨卫。随着中国网民找到李连达浙大实验室发表的其它问题论文，祝国光开通了博客，发表他的分析和评论。

2009年2月3号，中文报纸《21世纪经济报道》发表了祝国光的这些指控，引起了全国的注意。浙大第二天就发表了一份声明，称贺海波的造假行为属于个人行为，并指出他未经本人同意就把李连达作为造假论文作者之一。杨卫说他现在正以校长名义发出撤稿请求。
与此同时，“新语丝”上（有关造假论文）的匿名帖越来越多；浙大称目前有19篇已发表的论文被指控有问题。这些论文有的是北京中国中医科学院的李连达实验室发表的，有的是李连达浙大实验室的其他成员发表的、贺海波不在作者之列。
美国达拉斯的德州大学西南医学中心（University of Texas Southwestern Medical Center）的罗德•加纳（Harold Garner）研究小组分析了其中几篇文章，并把它们放进了囊括雷同程度很高的出版物的数据库（Déjà vu database）里，地址是spore.swmed.edu/dejavu/duplicate/74404，还包括条目75181到75184。加纳说：“我们尽可能提供最客观的数据，这样的话，一些机构——如期刊编委会或大学道德委员会——可以用这些数据作出自己的评价。”
这一丑闻也引发了对院士兼职的新讨论。很多像李连达这样的院士，除了主要工作外，一般还在不同城市兼任两个或两个以上职位，一般是学院院长或实验室主任。高校也很希望能聘请到这些院士，因为这些精英科学家对各级政府的优先研究和投资提供建议、审查拨款、评估业绩。浙大的15个科学与工程系主任中，至少有三分之二是这样的兼职院士。
李连达承认他每年只去杭州浙大五六次，每次在药学院待三五天，其中只有一天时间指导中药实验室的五六个研究生。吴理茂2004年在李连达北京的实验室获得博士学位，负责李连达浙大实验室的日常事务，2008年8月赴美耶鲁大学做为期两年的访问学者。李连达说，他也是贺海波学术造假的受害者，现在成了调查对象。
同时，浙大也加大了审查的力度，已经通知吴理茂回杭州接受调查。浙大已发现的8篇涉嫌造假论文，吴理茂都是通讯作者，其它问题论文中吴理茂有的是第一作者有的是通讯作者。根据《科学》杂志2月25日收到的浙大初步调查的报告，浙大发现吴理茂“曾使用贺海波论文3篇”。报告指出，吴理茂的过失在于他在没有核实论文数据的真实性。吴理茂谢绝为本报道作评论。
这一事件也对和李连达实验室合作过的其他人造成了间接伤害。《本草疗法研究》的主编伊丽莎白•威廉森（Elizabeth M. Williamson）说该杂志正准备撤销李连达实验室的其它论文，并且已暂停发表有造假嫌疑论文里出现过的作者的所有投稿，直到浙大进一步调查的结果出炉。她说：“我不想惩罚诚实的人，但是想知道哪些人可以信任越来越难。”

——郝炘

摘自《Science magazine China》 http://www.sciencemagchina.cn/scienctificmisconduct.aspx

光合作用的起源

On the origin of photosynthesis

Mitch Leslie. On the origin of photosynthesis. Science 323, 1286-1287 (2009)

1、光合作用的产生是生物界进化史上十大里程碑之一。现在人们试图通过宏观和微观等角度探究光合作用的起源。
2、对于光合细菌和非光合细菌的蛋白序列比对表明原始微生物可能从其它代谢途径中吸收了一些基因，演变为光合基因。此外还有可能是不同微生物间通过相互交换基因将各种代谢途径拼合起来演变为光合作用，这就是Blankenship认同的“水平基因转移学说”。这个学说可以解释一些现象：例如细胞要进行放氧光合作用，必须同时有光系统I和光系统II才行，但现在的非放氧光合细菌仅含有光系统I或是光系统II的前体。也有人持不同观点，认为一个光系统是由另一个演化而来的（可能源于基因扩增），产生的原始光合细胞里同时就有这两个光系统。
3、从非放氧光合系统到放氧光合系统的转变是一个质的飞跃，因为放氧光合系统以地球上普遍存在的水为原料，有十分充足的电子来源。现代植物的光系统II由足够强的氧化力从水中夺取电子，但非放氧光合系统就不行。为了探究后者是如何演化到前者的，James Allen做了一个巧妙的实验将紫色细菌Rhodobacter sphaeroides的非放氧光合系统改造成了放氧光合系统，他们在细菌的反应中心里加了锰原子，果然锰原子能变成氧化态了，虽然裂解水的效率还是很低。
4、放氧光合作用起源于什么时候？已知在地质史上有一个great oxidation event (GOE)时代，既可以从红铁矿里找到证据，也可以从S同位素比例偏移变化上找到证据。普遍认为放氧光合作用源于GOE之前不久。但有人认为可能起源于更早。例如西澳州32亿年前的页岩沉积群里有许多细菌化石，但没有硫氢化物等光合底物的痕迹，说明它们的光合底物可能是水。

5、Rubisco在放氧光合生物体内有一个有趣的偏好：它更偏向于固定C12而非C13。2007年，Nisbet在分析采样于Zimbabue和Canada约27～29亿年前的岩石有机质中发现C13比例偏低，说明放氧光合作用可源于29亿年前。

孤独

Lost in sun and silence

Vincenzo Palermo. Lost in sun and silence. Nature 457, 1174(2009)

黑色的撒哈拉上铺满了数十亿个太阳能电池板，贪婪的吸收着阳光。这是“非洲凤凰站”，全世界最大的全自动太阳能发电站。Liam贿赂了发电站的一个利比亚工作人员让他偷偷地把自己留在沙漠的最中央。

就他孤零零的一个人，但准确地说也不是，因为他还可以用手机和朋友们聊天。

“你简直疯了！”手机里传来Rick的声音。

“大家都认为他疯了”，Mei Li也如是说，“大家都知道Liam的性格，估计让他在这里呆一两个小时就会哭着鼻子溜回家呢。”

从手机上看Liam知道大部分朋友都在线，他们都等着自己，看看自己究竟敢不敢呆在大沙漠中央。Rick坐在纽约的办公室里，Mei Li呆在香港的家里，还有Michael, Alan, Nikolaj等等。他的网友遍布世界。

Rick说：“要是你想自己一个人安静一会儿，把电脑、手机关掉就可以了，你这么做又何苦呢？”

“你现在打开几个窗口了？”Liam反问道。

“什么意思？”

“我的哥们！除了我之外你还在和哪些人聊啊？”

“这不重要。回来吧！”

其实这当然很重要，Liam知道此时他吸引着所有朋友的注意力，但并非完全地吸引了他们的注意力。Liam was hardly in a position to criticize. His house in London was the first to have a TV in the bathroom, to keep tedium at bay, even in those special moments.

“我不记得我曾一心一意地做过一件事”，Liam说，“我不记得我不在工作时查阅E-mail，或者不在散步时听音乐。Mei，说句话吧，即使我们在做爱时，我们还放着音乐，开着手机呢。”

Mei Li没有回答，也许她正与别人聊得起劲。

或许这就是Liam在这天上午花了些钱要乘飞机从家乡伦敦飞到Timbuktu的原因。都市生活实在太喧闹了，已到了令他无法忍受的地步。他和别人说过，光是把手机关掉是远远不够的，it’s like swimming in shallow water, where you can put your feet on the ground whenever you like.他实在不想被任何东西打扰。

“好吧，”Rick说：“你要是不想呆下去的时候给我打个电话……”

Rick还没说完，Liam就把手机——他与这个世界唯一存在的联系——关掉了，并往空中猛地一扔。手机在空中画了一道大弧线，撞在一块太阳能硅板上，弹了几下，最后落在了地上。

很快Liam就感觉到了四周可怕的寂静。

方圆数里渺无人烟，没有Internet，没有通讯工具。他只听到风呼呼地穿过电板，发出嘘嘘的声音——他之前还从未注意过这些。大量的电能不断地从这里产生并送出，以致于空气像是有一种要被撕裂开来的嗡嗡声，这也许是驱动太阳能电板旋转的制动器的噪音。

最后他完全陷在寂静与孤独中了。

不一会儿，Liam就感觉乏味了。除了能走来走去晒太阳之外，实在没什么事干。沙漠风光的确是很迷人的，但那只是头5分钟的感受。现在他只能凭空想象：自己可以撑下去的，可以回家，在Party上给大家津津有味地讲这次传奇，女儿们一定会惊讶：“是吗？你独自一人在沙漠里呆了一整天？”

但是他忘了，在21世纪最可怕的不是死亡，而是孤独。

又过了一会儿，他便感觉不仅仅是乏味，而是饥渴难忍了。那些利比亚工作人员应在晚上8点的时候来接他回去。可是现在他把手机扔了，没法查看时间，这简直要把他逼疯了。看来Mei Li说得没错，他真是要回家哭鼻子了。

再过了一段看似十分漫长的时间，他开始惶恐不安了：要是工作人员不来接他怎么办呢？太阳还是高高挂在空中，但他确信8点钟应该到了，甚至过了。要不是他傻乎乎地把手机扔了，他本可以向外界求救的。

他只得冒险钻到太阳能电板下面把手机捡回来。电板竖起来离地面有两米多高，所以他可以钻到下面——而且也很凉快。不费吹灰之力他就找到了手机：真幸运，手机躺在软软的沙上居然还没摔坏。

他刚打开手机，有人来了。是四个男子，穿着hip-hop样式的服装，衣服有些发白、破损，像是在荒漠中呆了好长时间。他们都拿着长长的、尖尖的枪，看起来很原始，也很恐怖。他们显然是一群强盗，正如在好多大城市中看到的一样，那么他们是怎么在沙漠中存活下来的呢？

“Hello!”他想打声招呼。


他们逐渐走进了。只见他们的鼻子塞着浸了汽油的棉花团，几乎变形了，耳朵里塞着耳机，把音量调到最响，好把他们自己置于一种永恒的虚幻中。Liam有些害怕，转身就跑。他还没跑出十几米，就被强盗们的枪击中了，倒了下去。倒下的同时他听见手机里Rick的声音：“我用十个buck打赌，你不可能独自一人活过一天。”

史前人类基因组——尼安德特人

Tales of a Prehistoric Human Genome

Elizabeth Pennisi. Tales of a Prehistoric Human Genome. Science 323, 866-871 (2009)

1、尼安德特人（Homo neanderthalensis）是人科已灭绝的一个成员。通过比对它与人类自身的DNA可揭示哪些遗传变异造就了我们今天的人类。粗略分析它与现代智人约有1000－2000个氨基酸的差异，两者约在80万年前分离，而且以后两者间已无基因交流。
2、对于古生物DNA的研究相当困难，因为有许许多多各种各样的干扰：DNA自身降解、碱基突变、微生物侵蚀、人类活动干扰等。直到2005年这项研究才有所突破：2005年James Noonan and Edward Rubin使用“微量DNA测序法”成功分离出古代穴居熊DNA约27kb，2006年Hendrik Poinar使用“下一代测序法”测序猛犸基因组约28Mb。
3、在此基础上，Pääbo&Rubin各自开展尼安德特人基因组DNA测序，分别测了1Mb和65kb；但两者结果好像不同：从Rubin的结果来看尼安德特人基因组内没有渗入现代人的基因，Pääbo的结果却正好相反，以致于有人怀疑Pääbo的实验过程是否有DNA污染，对此Pääbo坚决否认。
4、11个月后Jeffrey Wall and Sung Kim对Pääbo&Rubin的结果重新分析，发现Pääbo报道的DNA片段长得有些不可思议，更像是现代人DNA的片段。最后Pääbo在2007年5月承认自己数据有误，样本中实际上混入了11％的现代人DNA。接下来Pääbo不得不小心行事：他们将提取得到的尼安德特人的DNA全部都加上了4碱基标签，以后测序时没带标签的一律舍弃了。2008年夏天Pääbo完成了尼安德特人线粒体DNA约16.5kb的测序，其中有200b是与现代人不同的。这项成果与现在完成的68.9Gb的核基因组相比简直是小巫见大巫了。

《生物谷》新闻报导
http://www.bioon.com/biology/postgenomics/384236.shtml

德国研究人员（2月）12日公布了他们绘制的尼安德特人基因组草图，以纪念进化论奠基人达尔文诞辰200周年。

德国马克斯·普朗克进化人类学研究所12日在一份新闻公报中说，尼安德特人的基因组总共约有32亿个碱基对，他们的草图涵盖了其中约63％的碱基对信息。该研究所说，

特意选择12日公布草图数据，就是为了庆祝达尔文诞辰200周年。

尼安德特人是早期曾统治欧洲大陆的古人类。后来早期现代人类走出非洲，其中迁徙至欧洲的现代人类逐渐占据了优势，尼安德特人则在距今约3万年前灭绝。

马克斯·普朗克进化人类学研究所称，尼安德特人的基因组数据将成为考古学界追溯原始人类进化的重要工具，对于理解现代人类凭借哪些基因优势在进化过程中取胜也非常有用。

尼安德特人基因组是目前科学界的研究热点之一。美国著名基因学专家爱德华·鲁宾领导的一个研究小组，正对尼安德特人基因组的某些片断进行测序。这个小组的研究显示，尼安德特人与现代人类基因组的相似度达95％。

其他一些科研小组也在从事现代人类和尼安德特人基因的分析对比研究，例如影响现代人类语言和大脑老化的基因是否也存在于尼安德特人的基因组中。这类研究将有助于解决进化领域内一个长期性的争议问题，即现代人类到底是简单地取代了尼安德特人，还是曾与他们“混种”。

人类的本质：自然与社会的混合体

Human nature: the remix

Dan Jones. Human nature: the remix. Nature 457, 780-783(2009)

如果有人问你：10与100、100与1000，哪一组数的差距大？西方国家大部分成人都会认为100与1000的差距大，因为他们是按照线性模式思维的。但如果你去问西方国家的儿童（特别是学前孩子），他们会认为两组数字差距是一样的，因为他们是按照“对数模式”思维的。奇怪的是，亚马逊一个土著部落Mundurucú，无论大人还是小孩都是对数思维。两者结合起来我们推断有可能原始人类对数字的思维模式就是对数思维，说不定就是因为我们上了小学中学大学而强行改变了这一人类的本质。

关于人类的本质与共性，我们想知道的还有很多……

中国科学亟需新型学术社团

China should stop discouraging scientists from setting up learned societies

2月19日出版的《自然》杂志刊登社论——《集体责任》（Collective responsibilities），批评了中国专业学术团体的现状。该社论认为，中国科学家必须有效地组织起来，中国科学才能健康发展。

该社论说，近来在中国吵得沸沸扬扬的干细胞疗法已经引起卫生部门的担忧。至今并无明确证据表明这些疗法管用，但也没有证据说明它们对人体有害。目前仍有成千上万的人准备花费数以千计甚至万计的金钱来尝试这种疗法。问题是，医生们是否利用了病人们想要得到治疗的急切心态？人们又该如何认清这一切？

社论说，显而易见的是，人们应该到国家干细胞学会去寻求指导。但可惜的是，中国并没有这样的学会。中国的一群科学家，包括很多具有国际声誉的著名研究人员正在设法创建这样一个学会。不过因为种种原因，中国只成立了附属性质的相关“二级”机构。这些二级学会协会没有经济自主权，决策也必须通过其母机构。

社论说，种种事例表明，让科学家团结起来对中国有利而无害。这不仅会帮助促进科学的发展，同时也有助于中国从容面对种种挑战。

社论表示，中国科学家需要新型的社会团体。中国南方的科学家经常不了解北方科学界的状况，反之亦然，而当前的大部分学术团体运行得并不是很好。年会经常成为了炫耀的机会，精英科学家昂首阔步，夸夸其谈，他们根据血统而不是科学观点形成派系。大家都不重视向学界引见研究生。建设性批评意见更易被当作是翻脸的手段，而不是真知灼见。结果，许多科学家根本懒得参加这类会议。有时候一些大工程确实将研究人员聚集在了一起，但是工程的策划会更像是在瓜分“战利品”，而不是构建最富建设性的研究计划。

社论称，这些缺点导致中国科学失去竞争力。更强大的学术团体将为更好的交流和更高产的合作铺平道路，也将为科学批评反馈提供平台。而这反过来又将鼓励大批诚实的批评家的出现，然后资助机构才可以咨询他们。现在经常出现的情况是，资助机构并没有听取多种声音来获得来自学界的代表性观点，而只是听从了某几个人脉广泛的科学家。强大的国内科学团体另外一个好处是，它可作为与其它地方科学家和团体进行建设性接触的参考点。而且，它们也可成为政府的咨询部门。
社论最后说，中国只拥有小型研究团体的日子已经过去了，科学现在对于中国的声誉和利益已经变得非常重要。中国如果要更充分地从其中受益，研究人员的“网络化”也应该允许繁荣发展。

摘自《科学网》 http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/2/216419.html

拟南芥中因三联体重复序列扩增引起的遗传缺陷

A Genetic Defect Caused by a Triplet Repeat Expansion in Arabidopsis thaliana

Sridevi Sureshkumar et al. A Genetic Defect Caused by a Triplet Repeat Expansion in Arabidopsis thaliana. Science 323, 1060-1063 (2009)

1、基因组中有许多短串联重复序列，如果它们拷贝数发生变化，可能会引发一些表型变异，这一点在微生物及人类一些致病基因的研究里得到了证明。拷贝数变异主要是由DNA聚合酶滑动以及不等交换引起，那么这种变异在一个群体中的变化情况如何呢？
2、将野生型拟南芥置于27℃、短日照下培养（这并不是拟南芥生长的正常环境，有望得到突变体），发现Bur-0品系的叶子发生畸形生长，不能开花（这种性状称为“irregularly impaired leaves, iil, 异常受损叶）。温度降低时（如23℃）这种症状会消失，而温度升高时（如30℃）症状会更严重，强光照下也会严重。
3、经遗传定位，IIL位于一个16.7kb的区段，这个区段里有3个基因，但经cDNA测序检测后没有发现多态性；再分析基因间区域，发现在Bur-0品系中出现了400多个拷贝的TTC/GAA三联体重复序列，它位于基因At4g13430的内含子，而正常的Col-0品系只有23个拷贝。这些重复序列的存在减弱了At4g13430的表达水平。如果设法增大Bur-0品系中At4g13430的表达强度，iil的症状就消失了，说明基因At4g13430对应于性状IIL。
4、Bur-0品系中有一些回复突变株，表型恢复正常，DNA分析表明这些回复突变株里TTC/GAA三联体重复序列的拷贝数减少了。已知ethyl methane sulfonate（EMS，乙基甲磺酸）有压缩拷贝数的作用。经EMS处理后的植株许多恢复了正常表型。

5、以上证据表明：a decrease in IIL1 expression caused by the expanded triplets, coupled with higher requirements of IIL1 activity under elevated temperatures, is the basis of the iil phenotype in Bur-0 plants.

AI 的故事

For the love of mechanical minds

Brenda Cooper. For the love of mechanical minds. Nature 457, 877-881(2009)

一天早上我们一家人在吃早饭。爸爸边喝咖啡边盯着我看，蓝色的眼睛闪闪发光：“小南瓜，你是和AI同时来到这个世界上的。第一个AI，EdHill，也是在你生日的那天出生的。”

“哦？是吗？也在3月5号？”当时我还在呀呀学语，只能一个字一个字地说。那年是2022年，我才5岁。

爸爸一本正经地点头：“是的，这就是为什么那天报道的新闻是EdHill而不是你这个全西雅图最可爱的小姑娘呀！”

“为什么？第一个AI是男孩么？”

“EdHill不是一个男孩，它的名字源于一个著名的科学家Edmund Hillary，但它既不是男孩也不是女孩。”

我一边嚼着干果，一边在想变成一个不男不女的人是什么感觉。应该很酷吧！忍不住问：“爸，我有可能是AI么？”

“开玩笑！宝贝，你比AI好多了，你是个活生生的人。”

三年后，爸爸不知怎么的有了一个女朋友Crystal，妈妈为此很愤怒，伴随而来的是弥漫在整个家的争吵和愁容。一天晚上我又听到爸妈在吵架，便坐在门对面蜷缩成一团，竖起耳朵听着他们吵。妈妈的嗓音像是有史以来最响的：“Your contract’s up, and I’m leaving”

“开玩笑！”

“There’s no visitation in the contract.”

妈妈的话像是给我泼了一桶冷水，从头顶一直冷到心底。

只有爸爸的话听得我热乎乎的：“But we didn’t have her then! How could I have written in a clause about being a father when I wasn’t one!”

“You didn’t want to be one.”

不可能啊！爸爸对我最好了，他总是逗我笑，会背着我玩。倒是妈妈，每天只是上班。有时我疯玩一阵她还要打我。

爸爸砰地一声把门关上，吓得我尖叫起来。他回头看着我，跪了下来。妈妈又过来了：“你走吧！我会来看你的！”声音像是要把空气撕裂。

我那时才8岁，但知道妈妈的话外之意，她是准备把警察喊过来了。

爸爸无可奈何地走了，我听到了他的呜咽声。

当他走到离门还有一半路时，我冲过去拦住他，妈妈一把拖住我，让我站在她面前。

那天晚上夜很深了，我还在想我是和AI一起出生的，要是我没有身体的话，我就不会哭的这么伤心了。这是我第二次想成为AI。

我不会原谅我妈妈的，但我毕竟还是个女孩，当我14岁的时候，青春期不知不觉地来到了。那个时候我们都有了AI作为监护人，我的AI的名字叫做Bibi。当然，它不是只监督我一个人，而是管着至少50个人。每天它都不停地向妈妈汇报我们的一举一动，这简直要把我们逼疯。但有时我们也喜欢Bibi，比如它会与我们分享最新出版的音乐专辑。

Bibi还帮助我设计了一个很妙的科学实验，我就是靠它拿到了奖学金。在大学里，约有1/3的同学让Bibi帮忙照顾孩子。每个人的Bibi都是一样的，其实就是同一个，我们大家一起共享。

在大学里妈妈只来过一次，所以大部分时间我和Bibi以及其他同学一起度过。一个春天的早晨，Bibi听说我考试考得很好，自然很高兴。我坐在一棵鹅掌楸下问它：“就像你这样，变成AI感觉怎么样啊？”

“很好。”

“真的吗？”

“当然是真的。”

“你除了监视我们之外还做些什么呢？”

“这可是你问过的最大的问题啦！”

“可能吧！但我想知道答案。”

“We’re deciding how to catch the Sun’s energy and spin it for a web of computational substrate between here and the Moon, where we want to build a ship. We are … thinking.” 我抬头望着蔚蓝的天空有些心动：“我能去么？”

“可是想让人类飞上太空太难了。”

这是我第三次想成为AI。太阳温暖着我的脸，鹅掌楸下泥土的芳香洋溢在我四周。我说：“我很想换个专业，去学计算智能学。”

“很好的。”

毕业七年后，所有校园里的AI都是Bibi了。妈妈突然来了，这是她三年里第一次在我面前出现。我们在一个咖啡屋内坐了下来。她金色的头发垂到了腰上，肩膀和胳膊还是像以前一样强劲有利。但从她的眼神可看出她好像不太高兴。

“妈，你还好吧？”

“你当初就读的那所小学关门了。”

“又建了一所更好的？”我想那种像笨拙箱子一样的房屋还不如不要呢。

她摇摇头：“你都27岁了，还没结婚呢。周围哪有像你这样的？”

我耸耸肩：“我不想结婚。下个礼拜，Bibi还要带我去看AI是怎么出生的呢！”

她躺在椅子上，眯起眼睛，一声不吭。

“你从来没有见到过AI的出生吧。Raw intelligences, with nothing to make them do or be any way at all. Then they get their purpose”

妈妈却一点也不奇怪地皱皱眉：“你小时候就是这样的。”

是吗？妈妈怎么知道的呢？她可从来都没有过Bibi啊。

非洲类人猿祖先基因组中重复片段的激增

A burst of segmental duplications in the genome of the African great ape ancestor

Tomas Marques-Bonet. A burst of segmental duplications in the genome of the African great ape ancestor. Nature 457, 877-881(2009)

1. most (80% or,55Mb) high-identity human segmental duplications arose after the divergence of the Old World monkey and hominoid lineages.
人的大部分重复片段都是在人－古猿分离后出现的。

2. Humans and chimpanzees show significantly more duplications than either macaque or orang-utan, with a large fraction being shared between chimpanzee and human.
人与黑猩猩有更多的重复片段，而且很多是相同的。

3. The genomic distribution of great-ape segmental duplications is highly nonrandom with the presence of ancestral duplications being a strong predictor of ‘new’, lineage-specific events.
类人猿重复片段的分布不是随机的，来自祖先的重复片段与自身特有的重复片段往往相邻。

4. We find a significant increase in both the number of events and base pairs in the human/African great-ape lineage when compared to macaque/Old World monkey lineage.
人－非洲类人猿分支的重复片段发生了显著增加。

5. The most significant burst of activity occurs in the common ancestor of human/chimpanzee and gorilla and after divergence of gorilla from the human–chimpanzee lineage
重复率增加最明显的是在人/黑猩猩与大猩猩的共同祖先与大猩猩的分支处。

复活

Replacement

Shelly Li. Replacement. Nature 457, 504(2009)

他站在她的坟前，眼泪溅在历经一个多世纪的尘土上。她至少离开了好几个世代的岁月，但音容笑貌始终浮现在他眼前。

上帝！她是如此的美丽无暇。他如此陶醉，几乎要跪下来，恨不得钻进去见她一面。但他还是控制住自己，攥紧一个威士忌瓶子贴在胸口，像往常那样说了声：“祝你生日快乐！”便慢慢离开了。

第二年他又来到了坟前……第三年……第四年……他知道心里期盼的是奇迹的发生。这么多年来痛苦丝毫未减，她一直留在他的脑海里一刻也没离开。

直到一天他再次来到坟前，绝望之际几乎要倒向墓碑时，他看见一个陌生人站在身旁。

“你要干什么？”他结结巴巴地问。

“你是她的可怜的儿子么？”陌生人拿出一张名片递给他，只见上面写着：
Owen Powers, 记忆移植者

看到这里他不想再看下去了，抬头打量一下这个陌生人：好像有2025岁，不过在公元2230年，2025岁和青年人看不出有什么差别，可能和自己一样是200岁的年轻时期。

“啊！”他说，“这么多年过去了，估计你的肉体早已不在了吧。”

“可我现在就在这儿，不是吗？”

他愣住了，过了许久才开口问道：“那么你到这里是想帮我么？”他已在这片荒芜的土地上痛苦了无数年，也被周围的谎言一次又一次刺痛了心。

陌生人的回答有些让他忐忑不安，将他游荡的灵魂拉回了空虚的躯干里：“我们有办法让你亲爱的妻子复活！”

他想笑，却又狠狠咬住自己嘴唇：“她走了50多年了，可能么？”

“当然可以啦，很抱歉那么久了才轮到您。我们研究人员已破解了起死回生之术，相信您一定能从中受益。”

像是一盏灯照亮了他的心。“好吧，”他终于答应了，“可你得告诉我这究竟是这么一回事。”

“其实很简单啦，就是把你爱人的大脑记录芯片取出来，放到一个新的机器人上就行了。虽然你不能决定究竟会放到什么模样的机器人上，但我们保证把她造得和你爱人一模一样。”

他耸耸肩，问题的关键不再于她外表有多么漂亮，而是里面放入的“灵魂”怎么样。他再追问了一句：“她真的会是一个一模一样的人么？”

“只要心脏停止跳动，大脑芯片也就立刻停止工作。相信我，她就好像没离开过你一样。”

两个礼拜后的一天，门铃响了。

他哆哆嗦嗦地站了起来，一步一步地向门走去，脚步一步比一步慢，心跳一次比一次快。

爱情、温暖……各种各样的感觉一齐涌上心头，甚至于有些沸腾了，他放在“OPEN DOOR”按钮上面的手指停住了，但犹豫了会儿，还是按了下去。

门慢慢地开了。

他整个人像是僵住了，头有些眩晕。

是她，真的是她。

他伸出手来，把她紧紧地抱在怀里，深深地呼了一口气……

可是，接下来他发现事情有些不对劲。

曾经她身体上透露着一股淡淡的芳香，似石榴般令人痴迷陶醉，似雨滴般令人心旷神怡。现在却什么也闻不到了。

曾经她的头发，后脑勺总有一缕发俏皮地竖着。现在眼前的她，头发却是齐刷刷地近乎完美。

虽然这个机器人的外壳确实造的很像人的皮肤了，但他知道这已经不是原来的她了，这个机器人放在眼前只会玷污了自己对亡妻的回忆。

“进来吧。”他强打起笑容，牵着她的手把她领进了房间。

尽管心里怦怦乱跳，他还是慢慢地走到抽屉旁，拿出了一把枪。就在这一瞬间，他闪电般地转过身来，对着她连开了三枪。她倒下了，房间里留下了嗤嗤的电火花声和缕缕青烟，火苗也窜出来了。他举起枪又扣了一下扳机，她便一动不动了。

他一步一步地挪到她身边，眼泪滚滚而下：“原谅我，你永远也无法取代她。”

他呆呆地望着这间空旷的房子，像是自己嘲笑自己。自己实在太蠢了，可又能怎么办呢？他彻底被爱与孤单蒙蔽了，他不得不接受这个事实。

毕竟，该做的已经做了。

这招记忆移植术终于揭开了它丑陋的庐山真面目，后果是什么，他看到了，你们也该料到了。

注：作者Shelly Li是一个15岁的中学生，即将进入大学，她的业余爱好是打高尔夫。个人网址：www.shelly-li.com

荷兰的大学裁减进化生物学家

Dutch university slashes evolution staff

Alison Abbott. Dutch university slashes evolution staff. Nature 457, 772-773(2009)

2009年是达尔文诞辰200周年及《物种起源》发表150周年，然而就在这一年的开端在荷兰却发生了一件令进化生物学界十分不愉快的事：由于预算大幅度减少，莱顿大学决定裁减一部分传统进化生物学职员，Jacques van Alphen将是其中之一，他感叹道：“以后再也没人能教自然选择学说了。” （“There will be no one left who can teach natural selection,”）现在这几位科学家已决定向法庭申诉，质疑这次裁员的公正性。

据悉，去年9月荷兰政府决定将原本花在大学上的1.3亿美元预算转到了NOW，导致莱顿大学生科院出现了1000～2500万美元的资金缺口，在这种情形下，莱顿大学只得保留分子生物学、生态学等“赚钱行业”，而把传统进化生物学削减了。

现在除了莱顿大学外只有Groningen大学还在教进化生物学，Groningen大学的Serge Daan教授对发生在莱顿大学的这次事件也深表遗憾，他认为：“对于完整的生物学，每个层面都是不可缺少的，我们需要从分子的角度认识生命的运作，也需要从群体的、功能的角度来认识它。”

第三代基因测序技术

Erika Check Hayden. Genome sequencing: the third generation. Nature 457, 768-769(2009)

Genome sequencing: the third generation

在第二代测序技术的协助下，个人基因组图谱正在如火如荼地绘制中。但第二代测序技术很快就遇上了强劲的对手——第三代测序技术，也被称为“下、下一代的测序（next-next-generation sequencing）”。第三代测序技术是基于纳米孔（nanopore）的单分子读取技术，有着更快的数据读取速度，应用潜能也势必超越测序。

2月5日，基因组科学家们齐聚美国佛罗里达州的基因组生物和技术进展会议，来了解哪家公司的第三代测序技术能实现人类基因组的3分钟测序或以5000美元的价格出售。尽管科学家们对公布的数据表示谨慎乐观，但他们对于此类测序仪的优越之处仍心存疑虑。

Complete Genomics

在2008年10月，美国加利福尼亚州的Complete Genomics公司曾宣称他们将在2009年以5000美元的价格售卖人类基因组，但当时没有公布支持数据。在这次会议上，该公司公布了一个人类基因组，据称是用9台仪器在8天内完成的。

该公司的CEO，Clifford Reid表示，他们将254GB的数据拼接成草图，覆盖某个匿名男性基因组的92%，每个碱基平均读取了91次。与目前应用中的高速测序，即第二代测序类似，Complete Genomics也产生短的DNA读长。通过对每个碱基的多次测序，它的目标是排除悄悄混入的可能错误。Reid认为这项技术非常准确，碱基错误的概率低于0.33%。这与目前的测序仪相当。

Complete Genomics并不出售测序仪，但用自己的测序仪来完成所有的内部工作。这让某些科学家质疑，但另一些却深受鼓舞。

速度和费用成为Complete Genomics的最大卖点。该公司并没有透露基因组测序的确切费用，但据称每个基因组的原材料费用低至1000美元。它的目标是在上个月推出市场，今年对1000个基因组进行测序，明年测序数量达到20000个。

Pacific Biosciences

在Complete Genomics做报告前的一小时，Pacific Biosciences的首席技术官Stephen Turner展示了大肠杆菌的完整基因组，并称每个碱基平均读取了38次，准确率大于99.9999%。

Pacific Biosciences利用了单分子技术和DNA聚合酶，在反应的同时读取测序产物。尽管目前仪器的读取速度仅为3 碱基/秒，但它的目标是在2013年前实现三分钟读完人类基因组。它还有望实现更长的读长。Tuner表示大肠杆菌基因组的平均读长是586 bp，有些能达到2805 bp。某些科学家期望长读长能排除错误，让他们了解到难以读取的部分。

Pacific Biosciences打算在明年正式推向市场。同时，目前的测序技术，如Illumina、Applied Biosystems和Roche也正以惊人的速度制造数据，在单次几天的运行中产生相当于多个人类基因组的数据。速率不断增长的同时，费用也在下降。例如，Illumina在会议中表示它在今年年底能实现10000美元的人类基因组测序。

Helicos Biosciences

并不是每家测序公司都这么幸运。Helicos Biosciences制造的第三代测序仪就被测序错误所困扰。就在会议前几天，Helicos透露它的第一名顾客已经将测序仪退还。在这次会议上，该公司表示它已经拼接了线虫的基因组。但是它的历史问题和高昂的仪器费用，即使降低至99.9999万美元，与其他测序仪的50万美元左右的价格相比，仍然让许多科学家望而却步。

在会议前的研讨会上，来自多伦多安大略癌症研究所的John McPherson说出了大家的心声：“Helicos是单分子测序的先锋，但我认为他们还没有达到预定的目标。”但Helicos的首席技术官William Efcavitch却不认同这种说法，“关于我们不行的传闻太夸张了”。

许多科学家希望他是对的，他们期待着Helicos与其他公司继续竞争，以更低的价格获得更多的数据。一位科学家表示：“这种竞争是良性的。无论这些公司干得多好，我们都期望更多。”

译文来自《科学网》 http://www.sciencetimes.com.cn/htmlnews/2009/2/216179.html

高粱基因组测序

Sorghum in sequence

Takuji Sasaki, Baltazar A. Antonio. Sorghum in sequence. Nature 457, 547-548(2009)



1、2002年水稻（Oryza sativa）基因组完成，7年后 Paterson et al宣告第二种谷物——高粱（Sorghum bicolor）基因组测序完成。未来几年还将争取完成禾本科、豆科、茄科的几个代表种的基因组测序。
2、世界上每年高粱产量约6000万吨，虽然略低于水稻、小麦等，但也是人、牲畜的重要食物来源，还是一种潜在的生物燃料能源。
3、高粱起源于非洲热带地区，抗旱性极强，更是C4光合途径的代表。在基因层面上研究高粱对逆境的适应以及光合效率将会有更多发现。
4、还有一项有价值的研究就是进行高粱、水稻及其他农作物基因组的比对分析，从而探索禾本科植物的进化及多样性的形成。高粱大约在7000万年前从禾本科祖先分离出来，有和其他禾本科植物同源的基因区段。一般认为水稻与高粱之间常染色质的量以及基因顺序都是相似的。此外，包括禾本科在内许多植物的基因组都存在多倍化现象，玉米与高粱在1200万年前就已分离，如能对它们的基因组进行比较，可能能够解释多倍化及DNA扩增的过程。
5、植物基因组信息最重要的价值是能够为提高农业生产服务。例如，从高粱基因组序列的特点我们可以外推到其他禾本科植物，包括甘蔗等C4植物，它们生产生物乙醇的潜在原料。有人还设想将C4植物的功能转到像水稻这样的C3植物中，以提高产量，这些都可能从高粱基因组中获得启发。

餐厅里的梦（三）

墨菲法则 四

Anyone who isn\'t paranoid simply isn\'t paying attention
没有得妄想症的人普遍注意力不集中。

Whenever you cut your finger nails, you find a need for them an hour later
每次剪了指甲后没多久，就有用得着它们的地方。

Nothing is impossible for the man who doesn\'t have to do it himself
对一个不需要自己来做的人来说，没有什么是不可能的。

Probabilities serve only and exclusively to determine the degree of improbability of the catastrophes that actually take place
概率，也只有概率，是用来解释为什么不大可能发生的灾难发生了。

Two wrongs don\'t make a right. It usually takes three or four
错错不会得对。一般要错上个三四次才行。

If the truth is in you* **vor no one will believe you
如果真相对你有利，没人会信你。

The difference between Stupidity and Genius is that Genius has its limits
天才和愚蠢的区别是天才有它的局限性。

Those who don\'t take decisions never make mistakes
不做决定的人是不会犯错的。

Murphy\'s Metalaw
Knowing Murphy\'s Law will never help
墨菲星际法则：知道墨菲法则不会带来任何帮助。

Everything that could possibly go wrong for anyone else always seems to happen to you
那些谁碰上都倒霉的事儿老是在你身上应验。

The person ahead of you in the queue, will have the most complex transaction possible
排在你前面的人总是有最复杂的手续要办。
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墨菲爱情法则 一

A good women/men are like parking spots, all the good ones are taken
一个好女人或者好男人就像泊车位一样，好的都给占了。

Brains x Beauty x Availability = Constant. This constant is always zero
智慧和相貌以及可行性的乘积是个常量，而这个常量总是为零。

Money can\'t buy love, but it sure gets you a great bargaining position
钱不能买到爱情，但毫无疑问它的份量可以影响杠杆的平衡。

*** takes up the least amount of time and causes the most amount of trouble
性爱只需要最短的时间就能带来最多的麻烦。

No matter how many times you\'ve had it, if it\'s offered take it, because it\'ll never be quite the same again
不管你曾经拥有了多少次，如果还有的话，接受吧，因为每次都是不同的。

If it seems too good to be true, it probably is
如果令你难以置信的话，你最好还是别信。

When a man\'s wife learns to understand him, she usually stops listening to him
当一个男人的妻子学会去理解她丈夫的时候，她一般不再听他怎么说了。

The qualities that most attract a woman to a man are usually the same ones she can\'t stand years later
某个男人最吸引某个女人的品质也就是多年后那个女人所不能容忍的。

*** is hereditary. If your parents never had it, chances are you won\'t either
性爱是遗传的。如果你父母从来没有过，那你也不会有的。

It was not the apple on the tree but the pair on the ground that caused the trouble in the garden
在花园里造成麻烦的不是树上的苹果，而是那双在地上的脚。
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墨菲爱情法则 二

Before you find your handsome prince, you\'ve got to kiss a lot of frogs
在发现你的英俊王子之前，你已经吻过了无数只青蛙。

There may be some things better than ***, and some things worse than ***. But there is nothing exactly like it
有些东西可能比性爱好，有些东西可能比性爱差，但没有一样东西是像性爱那样的。

If the effort that went in research on the female bosom had gone into our space program, we would now be running hot-dog stands on the moon
如果把用在研究女人胸部的精力放在航天计划上的话，我们或许已经在月球上练摊儿了。

Love is a matter of chemistry, *** is a matter of physics
爱是化学反应，性是物理反应。

It is better to have loved and lost than never to have loved at all
爱过了，失去了，好过爱也没爱过。

A woman never forgets the men she could have had; a man, the women he couldn\'t
女人永远不会忘了那个她曾经可以拥有的男人；男人永远不会忘了那个他没可能拥有的女人。

It is better to be looked over than overlooked
匆匆一瞥好过目中无人。

Don\'t do it if you can\'t keep it up
不能继续下去的话，最好还是别做。

Love is the delusion that one woman differs from another
爱，是一种错觉，让你认为某个女人不同于另一个。

If you\'re heart is broken, sweep up the pieces.
There will always be someone who will want to put it back together
如果你的心碎了，把碎片收拾起来。这世上总会有人想要把它补好。

（二）量子隐形传送(Quantum Teleportation)
量子隐形传送与量子远程通信密切相关。“teleportation”一词是指一种无影无踪的传送过程。从物理学角度，可以这样来想象隐形传送的过程：先提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者依据这些信息，选取与构成原物完全相同的基本单元（如：原子），制造出原物完美的复制品。遗憾的是，量子力学的不确定性原理不允许精确地提取原物的全部信息，这个复制品不可能是完美的。因此长期以来，隐形传物只不过是种幻想而已。
1993年美国物理学家贝尼特等人提出了量子隐形传送的方案：将某个粒子的未知量子态（即未知量子比特）传送到另一个地方，把另一个粒子制备到这个量子态上，而原来的粒子仍留在原处。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息。接收者在获得这两种信息之后，就可制造出原物量子态的完全复制品。这个过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子（甚至可以是与原物不相同的粒子）处于原物的量子态上。原物的量子态在此过程中已遭破坏。
1997年年底奥地利的一个研究小组首先在实验上演示成功了量子隐形传送，论文发表在《自然》上，引起国际学术界的极大兴趣。此后，有若干研究小组也相继在实验上实现了量子隐形传送。
量子隐形传送所传输的是量子信息，它是量子通信最基本的过程。人们基于这个过程提出了实现量子因特网的构想。量子因特网是用量子通道来联络许多量子处理器，它可以同时实现量子信息的传输和处理。相比于现在经典因特网，量子因特网具有安全保密特性，可实现多端的分布计算，有效地降低通信复杂度等一系列优点。

餐厅里的梦（二）

附录

（一）墨菲法则。（Murphy's law）

“墨菲法则”、“派金森定理”和“彼德原理”并称为二十世纪西方文化中最杰出的三大发现。它源于1949年，一名叫墨菲的美国空军上尉工程师，发现：假定你把一片干面包掉在地毯上，这片面包的两面均可能着地。但假定你把一片一面涂有一层果酱的面包掉在地毯上，常常是带有果酱的一面落在地毯上（麻烦）。换一种说法：如果某件事有可能变坏的话，这种可能就会成为现实。这就是墨菲法则。它的适用范围非常广泛，它揭示的了一种独特的社会及自然现象。它的极端表述是：如果坏事有可能发生，不管这种可能性有多小，它总会发生，并造成最大可能的破坏。

-- 墨菲法则摘录
If anything can go wrong, it will。
如果事情还能更糟的话，它会的。

In nature, nothing is ever right. Therefore, if everything is going right ... something is wrong。
在现实生活中，没有什么事情是永远正确的。所以，如果每件事都在朝好的方向发展……一定出问题了。

It is impossible to make anything foolproof because fools are so ingenious。
愚蠢是不可避免的，因为愚蠢太富有创造力了。

Nothing is as easy as it looks
没什么事情像看上去一样简单。

Everything takes longer than you think
每件事总比你估计的要多花点时间

Whenever you set out to do something, something else must be done first
每当你准备做什么的时候，总有些别的事你得先做了。

Every solution breeds new problems
每个解决办法都会衍生出新的问题。

The legibility of a copy is inversely proportional to its importance
文件的可读性和它的重要性是成反比的。

The chance of the buttered side of the bread falling face down is directly proportional to the cost of the carpet
面包往下掉的时候，抹了白脱一面冲下的概率和地毯的价值成正比。

You will always find something in the last place you look
东西总是在你最后去找的地方被发现。
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墨菲法则 二

Left to themselves, things tend to go from bad to worse
听之任之的话，事情一般不会向好的方向发展。

After you bought a replacement for something you\'ve lost and searched for everywhere, you\'ll find the original
在你丢了东西到处找不到并买了新的后，你就会找回原来丢了的那样。

The other line always moves faster
你旁边的车道总是比你这条走得快些。

When a broken appliance is demonstrated for the repairman, it will work perfectly
每次演示给修理工看电器如何不正常运作时，它都干得挺好。

Build a system that even a fool can use, and only a fool will use it
建立一个连傻瓜都会用的系统的话，一般只有傻瓜才会去用。

Everyone has a scheme for getting rich that will not work
每个人都有套没法运作的致富计划。

In any hierarchy, each individual rises to his own level of incompetence, and then remains there
在任何等级制度中，每个独立个体都会迁升到力所不能及的职务，然后就呆在那儿了。

The better you know the amount of ill luck that will strike you,
the worse you know when this will happen
你越清楚厄运的危害，你越不知道它什么时候降临。

Your best golf shots always occur when playing alone
你最好的分数一定是你一个人玩的时候得到的。

He who angers you controls you, there-fore you have no control over your anger
都是那些让你愤怒的人控制你，所以你没法控制你的愤怒。

No matter how hard you try, you cannot push a string
不管你怎么努力，你不能推一根绳子。

墨菲法则 三

Any thing that can go wrong, HAS Already Gone Wrong!
You just haven\'t been notified

如果事情还能更糟的话，它已经有那么糟了，只是你没发觉罢了。

all good things come to those who wait...
but , don\'t wait too long or they will pass you by...
like 2 ships that pass in the night...
never again to return that same exact site
好事情总是为等待它们的人来临，但是，不要等太久，它们会擦肩而过，就像两艘夜航的船，再也回不到本可以相逢的那个刹那。

No degree of acceptance can ever change the facts
没有任何限度的接受可以改变现实。

Beauty is only skin deep, fashion even shallower
如果美貌是肤浅的话，时髦连汗毛都没沾上。

A person without values or standards can never be a hypocrite
一个没有价值观和做人标准的人是不可能成为伪君子的。

Don\'t let go of something until you have a hold of something else
不管是西瓜还是芝麻，没捡到前别把手里的扔了。

It takes forever to learn the rules and once you\'ve learned them they change again
规则不容易掌握，一旦掌握了，规则又变了。

The optimist proclaims that we live in the best of all possible worlds,
the pessimist fears this is true
乐观主义者声称相比前生和来世，我们生活的世界是最好的，悲观主义者就怕这是真的。

You will find an easy way to do it, after you\'ve finished doing it
你总能找出一个更便捷的方法，在你已经做完这件事以后。

The wind will always blow opposite to your hairdo
风永远不顺着你的发型吹。

Window polishing: It\'s always on the other side
擦窗法则：不干净的老是在另一面。

餐厅里的梦（一）

One less concern

Victor Thijssen. One less concern. Nature 457, 568(2009)

Peter往窗外望了望，外面下着瓢泼大雨。他感到有点好笑：现在该叫做“全球变湿”而不是“全球变暖”了。怎么回家呢？是像以前那样冒雨冲回家里、搞个落汤鸡，还是用一下近来才有的新技术呢？

“先生，你还要一杯吗？”女服务员提着一个满满的咖啡壶问他。那咖啡浓得要把玻璃杯染黑了。Peter转过头来，看了一下女服务员胸前的证件：“不用了。谢谢你，Andrea，现在已经晚了，结账吧！”

Andrea点点头，但还是有些失望。Peter倒是注意到她瞥了一眼他的戒指，这的确是枚很漂亮的戒指：钛制的，inlaid with two drops of crude oil代表阴阳，外面包着一圈18克拉的黄金。这枚戒指曾经是一种荣誉的象征，现在倒像手头的空杯子一样不怎么值钱了。

Peter把目光从戒指上移开，转而注视位于广场对面的他的实验室。The raindrops on the window almost made it appear as if Gaudíand Escher had teamed up to design a magnificent, but at the same time impossible, edifice.这是第一次他凝神注视这个他度过了半生时光的地方，之前他仅是随便看一眼，从没有像现在这样凝视过。Peter注视了许久，感觉那幢房子也像是在注视他。牌子上写着的“ConCERN”几个大字有些让他哆嗦。他又转移目光，注视着广场中心的那座雕塑。这座侧着卧在一个浅水池里的雕塑和他手指上的戒指一样象征着荣誉。大雨仍不断地浇下来，Peter望着那个雕塑——一只巨大的戒指——好像是不断地往下沉一样。

这个雕塑与手指上的戒指除了大小不同，唯一的区别就在于雕塑里还有一段题词，坐在屋里Peter自然看不清题词的内容，但他心里早已记住了：
If an event with a desirable but unlikely outcome is repeated indefinitely, and each time there is a probability of success, then sooner or later the desired outcome will occur.
(一件事不论成功的希望有多渺茫，只要不断地重复而且每次都有成功的可能，最后一定能成功。)
现在就叫做“Murphy’s reverse law”，事实上就是Peter在几个世纪以前提出来的。至于Peter的戒指上嘛，只有“CERN”（欧洲粒子物理研究所）的字样和一个日期，也就是雕塑揭幕那一天，也就在那天这枚戒指作为一个纪念品由院方奖励给他，以表彰他发现了probability particle。这是对他耗费十几年心血证明这种基本粒子存在性所做工作的肯定，更为他接下来15年将这一成果付诸实践，最终实现了第一个隐形传送（teleportation）设备起到了巨大的激励作用。

Peter闭上双眼，面带微笑，仿佛自己已登上时间飞船一样，沉醉在过去的荣耀中。他在回想自己手下的一个博士生首次在LHC-II（大型强子碰撞机）里同时造出许多probability particles时的兴奋之情，他在品位自己的团队首次实现将一个弹球从实验室一侧通过隐形传输技术传到另一侧时那种难以名状的香槟般的美味，他在回看研究人员首次实现将一种生物——一个细菌菌落——成功进行隐形传输时Steven发疯般地兴奋。他们是探索隐形传输技术的先锋。It was a time when scientists at CERN were still doing science, and long, long before CERN turned into ConCERN, the multinational with a larger annual turnover than Microsoft and a budget that made the losses due to the mortgage crisis early in the century look like small change.（曾有一段时间，CERN的科学家门正在潜心科研，在CERN转变为ConCERN很早之前，这个跨国集团拥有比微软多得多的年度营业额。但在这个世纪初由于一场金融危机导致一项预算造成了损失。这些看起来好像是很小的改变而已。）


“Vangow教授……Vangow教授……”他迷迷糊糊中听到女服务员在叫唤。

Peter终于从他的梦里清醒过来了，站在眼前的不是Steven而是Andrea.

“Vangow教授，你的账单。” Andrea看见自己吵醒了Peter，感觉有些尴尬。Peter有些奇怪，她怎么知道自己的名字呢？哦，说不定这家餐馆把所以CERN成员里的诺贝尔奖得主都记录下来了，当然自己也在其中。Peter强打起笑容，递给她一张5欧元纸币。

“你们这里有probilivator么？”（进入隐形传输的入口）

“当然有啦，就在后面，在休息室旁边。” Andrea点点头。

“谢了。”

Peter披上外套，夹起公文包，虽然刚才一个梦令他感觉有些困惑，他还是敏捷的穿过一张张餐桌，来到餐厅后面，从内衣中掏出他的ConCERN穿梭卡，输入自己家里的地址，在读卡器上刷了一下，玻璃门开了，一束蓝光撒在地上。至少，有了隐形传输，不用担心会被淋湿了。One less concern.

生殖隔离的起源

Origins of reproductive isolation

Edward J. Louis. Origins of reproductive isolation. Nature 457, 549-550(2009)



1、物种形成的机制究竟是什么？有DNA错配修复、染色体重排、基因互斥等观点。基因互斥（gene incompatibilities）观点一直被人看好，但苦于没有找到具体的“物种形成基因”。Lee et al在Cell上发表的研究成果表明他们找到了这个基因。
2、Saccharomyces cerevisiae & S. bayanus是芽殖酵母的两个品系，它们的杂交后代F1就同时携带双方的核基因组和线粒体基因组。

3、然而，在F1成长过程中经常会丢失掉其中一个线粒体基因组。极少量由F1“自交”产生的F2代个体，携带着或者来源于P1或者来源于P2的基因组片段，包括线粒体基因组与核基因组，可能会有多种组合方式，而有些组合就是不行的。Lee et al认为位于S. bayanus第13号染色体上的AEP2基因和位于S.cerevisiae线粒体上的OLI1基因组合在一起时会使得线粒体丧失功能，从而导致F2不育。所以AEP2 &OLI1就是“物种形成基因”。

进化热点的动力是选择吗？

A positive becomes a negative

Laurence D. Hurst. A positive becomes a negative. Nature 457, 543-544(2009)

Which human genes have been hotspots for positive selection? Analyses of the top candidates reveal, not genes subject to such selection, but genes that have probably been subject to biased DNA repair.

1、一般认为DNA序列中快速进化的基因是正选择的热点区，但Berglund et al and Galtier et al.则认为这些“热点基因”的变化主要是由于DNA修复系统的偏向性引起的，而且这些变化很可能是有害的。
2、Berglund et al and Galtier et al发现受正选择作用强的物种（如人），比较多的会出现AT碱基对变为GC碱基对的情况。不仅存在于编码区，还存在于非编码区；不仅存在于人类，还存在于其他哺乳动物。假如说选择是在蛋白质（氨基酸）水平上进行的，不应该出现这种情况。所以推测推动AT变为GC的动力并非是蛋白质水平上的选择作用。
3、偏向性基因修复（Biased gene conversion，BGC）可能是其中的动力。例如，在DNA重组过程中要是出现AC错配，有两种修复方法：一种是把A改成G，一种是把C改成T；理论上来说这两种方式应是等概率的，但实际上不是，A改成G的概率要高得多。为什么呢？因为C突变为T的概率很高，这种偏向性则是一种补救机制。
4、如果BGC确实是“热点基因”的快速进化动力，那么进化热点区应该就是重组热点区，事实上确实如此，例如染色体末端就是这样的区域。
5、一个奇怪的现象是：重组热点与进化热点的正相关只存在于雄性个体，原因不得而知。
6、如果BGC真是进化的动力，那么，所有做的关于筛选快速进化有利位点的努力可能就毫无意义了。

血缘关系与种族

Kinship: Race relations

Aravinda Chakravarti. Kinship: Race relations. Nature 457, 380-381(2009)

1、要了解一个家族的历史，以前的方法是翻阅家谱图，未来十年内有可能实现通过查阅、比对个人的DNA数据库就可以追踪家族历史及确定亲属关系。
2、遗传学家之所以认为比对DNA技术是可靠的方法，有两个缘故：
（1）研究发现人们有一个共同祖先。例如Allan Wilson在1987年通过比对来自非、压、欧三大洲群体样本的线粒体DNA数据就发现所有人都起源于一个共同祖先，他们在200,000年前生活在非洲大陆上。
（2）DNA测序和比对技术的发展使得分析数以万计的基因组数据变得十分方便。
3、人体基因组的DNA比对不仅用于确定亲缘关系，而且有助于找出某些疾病的致病基因。例如，我和同事们就通过分析16000个个体的DNA数据发现了在1号染色体上某个区域内包含有一个突发性心脏病的致病基因，而且在患者群体中这个区域表达程度很高，说明这种病是家族性的。
4、现在有一些公司就在做DNA家谱分析，但大多数分析仅限于线粒体DNA或Y染色体DNA，范围太小了，还不到整个遗传体系的1％，所以说准确性值得怀疑的。
5、假如有一天个人DNA数据库公用了，任何人都可以拿自己的序列和别人比对，也许就能找得很多兄弟姐妹。要是一个孩子是通过（匿名）人工受精的方式降生的，说不定就能在地球上发现无数个同父异母的兄弟姐妹。若要是有人将这种“亲戚关系”用到社会上，那就有趣了。
6、DNA家谱分析带来一个严重的后果是颠覆了人们对于血缘关系和种族的观念。以前，种族是分离的，他们有各自的语言、文化，人与人之间的血缘关系应该就在一个种族里面讨论，家系也应该局限在同一个种族里。现在乱了，甚至爆出了奥巴马与迪克・切尼是亲戚的新闻。
7、现在发现，我们实际上都是“混血儿”，例如，即使是与种族特征密切相关的形状，在全球人类中也是逐渐变异的，不存在跳跃。可以说，排除移民因素，两个人的血缘关系的远近相当于他们出生地的远近。

8、要得到一个准确的遗传图，我们应该把目光集中到个体上而非群体上。DNA的家谱分析将使我们重新思考：我是谁，我来自哪里，我们的历史，我们的政策。

假如记忆可以移植

Making memories

John Frizell. Making memories. Nature 457, 346(2009)

Ellie的脑海里闪出一些古怪的画面：在绿茵场上，她突破重重包围，对准球门一脚劲射，球从守门员的手旁呼啸而过，飘入球门，留下的是守门员的目瞪口呆和观众的欢呼雀跃——他们的欢呼声如此热烈以至于她感到像是波浪在身上涌动，在头脑里震荡……不对！这应该是个男孩的记忆嘛。其他的球员都是男孩子，可以看见他们踢球时伸出的毛茸茸的腿。讨厌！

她感觉蛮不舒服的，这一定是她的弟弟Jamie的回忆。Jamie或许是世界上最令她讨厌的弟弟，可终究是她的弟弟呀！

她敲开了弟弟房间的门，却又吓得退了回来。天哪，里面是怎样一个奇怪的世界。

和上次相比，弟弟的房间更加古怪了。里面有许许多多裂开的电脑，还有不少她压根儿就叫不上名来的玩意儿。弟弟Jamie正在操作一台更奇怪的机器，它的外壳已被磨损得发白，里面则是一排排、一摞摞的小圆管。

地上还蹲着一只机器狗一般的小玩意。Ellie小心翼翼地站着，也许是出于好奇与谨慎，也许是因为她刚穿上一双新鞋，不想把鞋弄乱而已。

她瞪大眼睛盯着弟弟看，就像以前妈妈盯着他们俩一样。弟弟也有些不安了。

“我记得我在一场盛大的足球赛上踢球呢！”Ellie说道。

“哦，一定是泄露了，我的记忆泄露了。下次我得用毛巾把门缝也堵上”。弟弟有些惊讶。

嗅神经与大脑直接相连，so memories were administered in nasal sprays.弟弟头脑里的秘密竟然还能在整个房间里飘荡，这着实把Ellie吓了一跳。

“Jamie!”

那只机器狗居然活了，Ellie用手指着它，它就转过头来，朝向Ellie的手，嘴里露出来尖尖的牙齿。
“别动，Ellie！它只能看见会动的东西。”Jamie慢慢地把手伸过去，在电脑上慢慢地按了一个按钮，机器狗立刻倒下了。

“你从哪儿得到记忆的？”

“我做的呀！”

她的心抽动了一下。要知道只有医生和警察局人员才有权制造记忆，即使是教授，他们至多能“使用记忆”，还得经过授权并签署文件才行。弟弟的这件事可是挺严重的，比吸毒贩毒要严重多了，弄不好就会被逮捕送入监狱。

记忆的移植在社会上倒也有些作用，有些人脾气暴躁、好斗成性，就给他灌输一些和平、安定的记忆；有些人喜欢欺骗撒谎，就给他灌输一些诚信的记忆。但对于移植的内容是受到严格监控的。这些都是Ellie在学校里学到的。

“我们应该好好谈一谈了”，Ellie开始提醒弟弟了。

“没时间了，我要去打仗喽。”弟弟正在把两堆奇形怪状的金属片、塑料等装到一个袋子里。每个礼拜弟弟都要和一帮孩子们用组装起来的东西“打仗”。

“现在你得告诉我到底是怎么一回事。”

弟弟一边装那些零件一边断断续续地把事情的来龙去脉说了出来。那个机器是当地一家废品回收站清理时发现的，它好像是来自哪个研究所，由于坏了，就被扔了。那儿的工作人员也不知道这是什么，于是就以5英镑的价格卖给了他。

“事实上要修理它一点都不难，就是一个电机驱动芯片和一个泵在运转时出了问题。”

“它又能用了么？”

“不是的，这是一次性的，我得很小心。除此以外……”他指着那堆小管子说，“当里面的试剂耗尽后就没有用了，这种试剂还很难拿到。”他把包搭在肩上，走了出去，又回头说：“你也来看我打仗么？”

弟弟走了，Ellie回到自己的房间，开始想究竟该怎么办。

第二天早上Ellie醒来，感觉很愉快。她并不愿意自己偷偷摸摸地进入弟弟的房间，但作为姐姐她必须得这么做。她回忆了一下自己做了什么：她蹑手蹑脚地潜入弟弟的房间，静悄悄地不惊扰任何人，将那台机器用黑色塑料垃圾袋包裹起来，裹了三层，拿出来，放到了垃圾箱的斜口上，看着那袋东西滚下去，扬起了浓密的灰尘。早饭时她应该要面对弟弟的，可是至少弟弟没有来敲她的门或打她电话。

她梳理了一下头发，又穿上她那件最漂亮的衣服。Ellie认为自己做了一件大好事，挽救了弟弟免遭牢狱之灾。弟弟也许会很失望以至于恼怒，但她还是认为应该向弟弟解释一下。

她开始敲弟弟的房门。

“Ellie，你先走吧，我忙着呢。”

她向门下瞧了瞧，门缝却被毛巾堵住了。

杂种不育因子与分离干扰因子的汇合

A Single Gene Causes Both Male Sterility and Segregation Distortion in Drosophila Hybrids

Nitin Phadnis & H. Allen Orr. A Single Gene Causes Both Male Sterility and Segregation Distortion in Drosophila Hybrids. Science 323, 376-379 (2009)

1、生殖隔离是怎样形成的？是哪个基因在起作用？又是哪种力量在推动？这是进化生物学的一个核心问题。
2、分离干扰因子使得等位基因发生不均等分离。如果它位于性染色体上，会使后代性比异常，因此自然选择作用更倾向于抑制分离干扰因子，例如突变产生“抑制因子”的个体更受青睐。干扰与抑制相互较量，但只要抑制作用不是完全显性，杂交F1代就会重新出现分离比异常，并能导致杂种不育。有假说认为introgenomic conflict是引起杂种不育的原因，那么有没有直接的实验证据呢？
3、Drosophila pseudoobscura pseudoobscura（美系果蝇）与Drosophila pseudoobscura bogotana（哥系果蝇）的杂交F1代，雌性为可育，雄性为不育。但雄性成年后可产生少量后代，而且几乎全部都是雌性，即性比异常，因为有功能的配子主要是X型的。
4、使用回交法将美系果蝇的一个小区段（se区）转入纯种哥系中，交配结果发现渗入se区段的子代雄蝇是可育、配子分离正常的，未渗入se区段的子代雄蝇是不育且配子分离异常的，说明分离干扰因子和杂种不育因子应该就在这个小区段里，甚至两者合二为一。
5、Microsatellite与SNP技术分离出se区段的五个基因，但只有基因GA19777在两个亚种间是存在明显变异的，说明它可能与杂种不育和/或性比异常有关。
6、育性恢复实验：本来杂种雄性是不育的，如果设法转入GA19777(USA)，可能使其恢复可育性。Phadnis的实验方法是设计杂交组合：
结果正如预期，转入GA19777(USA)后F1代雄性杂种育性恢复了。可是它的配子分离比并没有恢复，究竟因为GA19777只对杂种育性起作用，还是因为GA19777同时对杂种育性和配子分离起作用，只是GA19777(BOG)比GA19777(USA)显性强而已？接着做分离干扰实验：

本来掺入se区段的F1代雄性杂种是可育且后代性比分离正常的，可是在此基础上再转入GA19777(BOG)后，就出现了性比分离异常，说明GA19777对于配子分离干扰也是起作用的。综上所述，GA19777是一个同时与杂种育性和配子分离相关的双作用因子，命名为Overdrive。
6、两个亚种间Overdrive无显著分异，应是中性进化的产物。

新生

Survival

Graeme Wistow. Survival. Nature 457, 228(2009)

他活下来了！

这简直是一个奇迹，引擎发动后飞船便偏离了正常轨道，几乎失控般地坠入大气层，径直坠向Lem星球。

之前曾在星球表面划了一条大裂缝作为标记，现在这条裂缝早消失了，飞船就坠落在裂缝边缘的一座山坡上，停住了，被撞得不成样子，氧气罐裂开了，飞船的电源也渐渐耗尽。他感觉腿似乎受了伤，内衣粘乎乎的，呼吸困难，营救人员却还没赶到。这里的空气里应该也有氧气吧，但也有可能是氯氧化物。究竟要不要打开舱门呢？最好不要，可是蜷缩在密闭的飞船里有可能会窒息而死。

行星Lem是迄今为止发现的太阳系以外唯一一颗拥有生命的天体，换句话说就是大地女神：在这里有许许多多像nanobot一样的单细胞生物，无穷无尽的珊瑚虫拼成形形色色的形状。之前曾向该行星发射密闭无人驾驶飞船，但飞船却在几小时内就消失了。从星球上采集的样品曾被培养过，但很快死了，鲜血淋淋地十分恐怖。

要想实现人类登陆几乎是不可能的，但现在还是实现了。

他知道，队友们不会放弃他，过不了多久应该就会有一艘营救飞船盘旋而过，拉起登陆舱，将他救回。营救飞船一定已经在路上了，但还要等多久呢？他现在已快喘不过气来，伤口还在流血。如果打开舱门呼吸几口空气，说不定就能熬到营救人员到达的那一刻。

他决定了，打开舱门！

他被外面的世界惊呆了：The scenery blazed with colour andmovement. The horizon heaved slowly and the hills in which he had landed rippled gently like waves in a viscous ocean. Rainbow clouds drifted over forests of purple and red trees with writhing sea-anemone arms. Something like a huge dragonfly hummingbird zipped past, stopped and splintered into a swarm of bright iridescent motes that swirled away over a bank of ‘flowers’ darting in and out of their rippling patterns.

此时他顾不得那么多了，每呼吸一次都觉得疼痛难忍——吸入的空气充满着金属外壳的怪味，还带有难闻的汗臭味。憋了这么长时间，必须把头盔也摘了！他得呼吸，他得冒险赌一把，他得活着。

尽管如此，他还是不敢在外面的“神秘大气”里大口大口地呼吸，而是先浅浅的试着吸了一口气。一阵芳香扑鼻而来，他清醒多了。摘掉了头盔后，他听到了外面的声音，他沉浸在了一种喧闹声中，难以名状、像是充满旋律的声音，与四周律动的色彩相呼应。

很快，惊奇的一幕映入了他的眼帘：一只有十条腿的“动物”爬了出来，而后又单只脚立起来，就像是卡通画里的海星一样。Had it crept up on him unnoticed or had it materialized from the living masses around the wrecked escape pod?一只蓝色的眼睛长在身体中部，闪闪发光，盯着他，很是令人不安。

“Blurg”，这个小生命竟然说话了。它呆呆地站了一会儿，而后退了几步，仍盯着他看。这个小生命似乎不危险呐。

他打开宇航服，想看一下自己的伤势如何。奇怪的事情发生了，伤口竟然在自己眼前慢慢地愈合了，就像之前地面上的那道裂缝一样。He should have been alarmed at this decidedly mixed blessing, but he felt fine, better than fine in fact, and he was still alive. He was going to survive.

很快，他意识到刚才听到的声音实际上是歌声，有低沉似驼背鲸，有高亢似夜莺。它们一唱一和：树林对小山歌唱，云儿在花朵耳边呢喃细语，一个美丽的大自然。

突然，天空一声巨响打破了和谐的旋律，一个锥形飞行器朝他飞来，是营救人员吗？他很快意识到事情有些不对劲：那个飞行器几乎要着地却又悬停住了，相当高的驾驶技术。飞行器底部喷出熊熊火苗，把周围一切烧个精光。他立刻拔腿就跑。飞行器的舱门打开了，一个丑陋、呆板但似乎有些熟悉的身影出现了，向他疯狂地挥手，要他上来。他意识到这应该是之前那艘失事的飞船。

飞船里的人朝他大喊：“Blurg！”

他感觉有些害怕，想逃。这时那个十条腿的小动物爬了过来，伸出了一条腿。

“快上来！”小动物喊道，声音像歌声婉转动听。他的飞船逐渐裂解并融入了大地，而那艘锥形飞行器和那个丑陋的飞行员也终于放弃，呼啸着离开了，逐渐消失在空中。回声渐渐淡了，他和它互相笑了笑，坐上了一辆小车，一起驶过涟漪起伏的草原，消失在茂密的树林中。

杂种不育因子与物种的形成

Origin of Species in Overdrive

John H. Willis. Origin of Species in Overdrive. Science 323, 350-351 (2009)

1、物种的形成机制是达尔文的“谜中之谜”mystery of mysteries，一般认为地理隔离和生殖隔离导致物种形成。但引起物种形成的分子机制仍不清楚。
2、杂种不育性的进化很难用自然选择来解释。natural selection should not favor the production of dead or sterile offspring。20世纪早期有人提出亲代端始种一些基因发生一些变异，使得它们在各自物种内仍然有功能，但在杂种里却没有功能。但这种解释并未涉及到变异的本质以及杂种不育的由来。
3、35年前人们以家鼠的两个亚种（Mus musculus musculus & Mus musculus domesticus）为材料，确定了“杂种不育基因”位于17号染色体某个区域，该基因在纯种内有功能，但在杂种内由于同其它基因互作导致精原细胞减数分裂早期受阻。现在Mihola et al 确定这个基因就是Prdm9。
4、Prdm9编码一种甲基转移酶修饰H3，激活减数分裂基因。杂种小鼠恰好与人工敲除Prdm9的小鼠有相同的减数分裂缺陷症状。Prdm9在同个亚种内功能正常，但在杂种里，来自一方的Prdm9发现自己处在一个含有其它亚种的“遗传背景”里，会失去功能。Prdm9究竟修饰并激活了什么基因还有待研究。
5、关于杂交不亲和的形成，传统的观点认为“intragenomic conflict” enables so-called selfish genes to distort the normal Mendelian mechanism of inheritance to their own advantage, perhaps by eliminating gametes that carry the alternative allele.
6、Phadnis & Orr发现一个果蝇杂交系的雄性杂合体中一个不育基因使得性比发生强烈改变，对传统观点是一个强有力的挑战。此前有研究显示，果蝇Bogotá亚种与United States亚种杂交产生雌性可育和雄性不育杂种。雄性不育的杂种后来也能少量地繁殖，但只能产生雌果蝇。Phadnis & Orr在X染色体上一个同时包含有杂种不育基因和“性比干扰因子”的小区段上分离到了一个新的基因，它同时具有致杂种不育和干扰性比的功能，命名为Overdrive。

突变率与核小体的关系

The Structure of Change

Colin A. M. Semple, Martin S. Taylor. The Structure of Change. Science 323, 347-348 (2009)

1、基因组不同位置突变率不同，现在又发现核小体结构使得突变增加。
2、Sasaki et al以鳉鱼（Oryzias latipes）两个品系为材料，进行全基因组比对，共分析了11654个转录起始点和37.3million个核小体位置，发现转录起始点附近突变率（置换＋插入/缺失）以200bp为周期上下波动，恰好与核小体出现的位置相一致。
3、置换率与indel率的周期相反，例如在连接区（linker sequence,简称间区），indel频率最高时置换率最低。
4、可能的两种解释：
（1）核区和间区突变率本身就不同。
（2）核区和间区突变率相同，但自然选择作用更多地排除了间区的突变。

5、Sasaki et al更倾向于第一种解释：（1）核区与间区核苷酸组成不同。（2）核小体要精确定位需要间区保守。

人类触发了四川大地震？

A Human Trigger for the Great Quake of Sichuan

Richard A. Kerr, Richard Stone. A Human Trigger for the Great Quake of Sichuan. Science 323, 322 (2009)



自然灾害常常被形容为“天灾”，但是去年5月中国四川省发生灾难性地震后几天内，已经有国内外地震学家暗中猜测人类是否要为此次地震负部分责任。现在，第一批研究人员公开发表的证据显示，新建的紫坪铺大坝蓄水的压力或许触发了附近断层破裂，这一破裂继续扩展，造成约300公里的断层断裂、8万人死亡。

不过，还没人能证明汶川地震是水库触发的地震活动。纽约帕里塞德的拉蒙特·多尔蒂地球观测站(Lamont-Doherty Earth Observatory)的地震学家Leonardo Seeber说：“毫无疑问，触发地震确实有发生。”他说，这一事实和新证据表明，地震和大坝之间的联系“值得进一步探究”，但是要证明触发“并不容易。”而且中国政府将关键数据紧抓不放。

40年来，地震学家一直在收集触发地震的例子。Seeber 说：“让我吃惊的是，很小的机械干扰就能触发一场地震。”取出地壳中的液体或岩石，如石油生产或煤炭开采，就可能触发地震。给地壳注入流体用来储存废弃物或固存二氧化碳，或是增加大坝后约100米高的蓄水重量，都可能触发地震。

不管这种干扰的性质如何，它必须要使附近的断层临近崩溃的边缘，才能触发地震。就水库触发的地震活动而言，有种压力将断层的两面挤在一起、将断层紧紧锁住，而水的重量能通过抵消这种压力来削弱断层。还有一种可能是，压力已经倾向于推动断层两面的相互错开，而增加水的重量会加大这种压力、从而使断层破裂。1967年，印度柯依那(Koyna)大坝蓄水触发了史上最大的水库触发地震，6.3级的地震导致了200人死亡。地震学家还观察到几十起3到6级的水库触发地震。

所以当7.9级的汶川大地震发生时，很多科学家怀疑是否归咎于某个水库。饱受诟病的三峡水库因距离太远被排除了，专家们考虑是否是紫坪铺大坝：紫坪铺大坝距离断裂的断层只有米，离汶川大地震的震中只有公里。时间上来看也符合。位于成都的四川地质矿产局的总工程师范晓说，紫坪铺水库从2004年12月开始蓄水，两年内水位迅速上升了米。



紫坪铺大坝蓄积的数亿吨水给毗连的北川断层造成了不正常的压力，这是哥伦比亚大学的地球物理灾害研究员Christian Klose上个月在加利福利亚州的旧金山举行的美国地球物理联合会秋季大会上提出来的。Klose在报告中没有提及任何大坝，他隐晦地解释了增加的水如何改变对断层的压力。根据他的计算，增加的水重量既减轻了对断层的挤压从而削弱了断层，也加大了容易导致断层破裂的压力。Klose说，蓄水所产生的作用是地壳运动一年产生的自然应力的25倍。他指出，当断层最终破裂时，它移动的方式正是水库蓄水所促成的方式。

Klose的听众都很感兴趣，但并不都相信。他们想要知道更多关于改变水位和当地较低级别的地震活动的细节。范晓没有出席这个会议，但是他提供了一些细节，所有这些细节都表明紫坪铺水库和汶川大地震之间有关联。他说，从已知的水库触发地震的历史来判断，紫坪铺水库的迅速蓄水和其水深有助于触发地震。而且蓄水和大地震之间的延迟也让库水有时间深入渗透到地壳，在地壳中削弱断层。范晓指出，触发地震最大的危险并不是在蓄水最多的时候，而是在水位下降的时候。他说：“正如我们现在知道的，5·12大地震发生一个星期前，水位比往常下降得更快。”

中文期刊《地震地质》12月刊上发表的一篇论文也得出了一个相似的结论。该论文的主要作者、地球物理学家雷兴林说，紫坪铺蓄水“显然影响了当地的地震活动”。雷兴林在北京的中国地震局工作，并在日本筑波的日本产业技术综合研究所兼职。雷兴林强调说要得出最后结论为时过早，但是他认为库水渗透到断层和2007年 12月到2008年5月期间水库水位下降是“造成四川大地震成形的主要因素。”

虽然范晓也知道紫坪铺大坝与汶川大地震之间的联系并未得到证实，不过他已经了解的东西让他提出应该谨慎行事。他说：“我们应该重新调整现有的计划，在规划项目时采取更为谨慎的态度。但我对取消这些大型建设项目并不乐观，因为水电开发商和当地政府从中得到巨大的经济利益。”

国内外的研究人员说，要举出更有力的证据来限制建设项目上马，需要更详细的数据。位于成都的四川地震局的地球物理学家闻学泽说：“我们需要水库附近及四周的微小地震活动、水位和水坝蓄水量随时间变化的证据。”范晓认为中国科学院的研究人员已经从相关研究中得出了初步结果，“但他们并不愿与他人共享。”
——理查德·克尔、石磊
http://www.sciencemagchina.cn/seismology.aspx

一种密码子编码两种氨基酸？

Genetic Code Supports Targeted Insertion of Two Amino Acids by One Codon

Anton A. Turanov. et al. Genetic Code Supports Targeted Insertion of Two Amino Acids by One Codon. Science 323, 259-261 (2009)

1、我们知道一个氨基酸可由多个不同的密码子编码，但有没有一个密码子编码多个不同的氨基酸呢？（要求是在一条未经加工的多肽链上，一个密码子能在不同位置插入不同氨基酸）Anton A. Turanov的研究给出了肯定的答案：有的！

2、出现一个密码子编码两个不同氨基酸的情况时，究竟编码哪个氨基酸取决于两个因素：（1）3’UTR是否存在一个特异的功能元件（2）密码子在mRNA中的位置

3、以原生纤毛虫Euplotes crassus为例，其翻译系统中UGA可以编码Sec或者Cys，而在通用密码表中UGA也是一个终止密码。UGA究竟编码什么取决于：
（1）3’UTR是否存在Sec插入元件（SECIS），它是插入Sec所必需的。（2）UGA在mRNA中的位置。一般若UGA位于编码区最后20个密码子区域内，就编码Sec，若位于上游，就编码Cys（若在哺乳动物细胞里就是终止信号）

达尔文的原创

Darwin’s Originality

Peter J. Bowler. Darwin’s Originality. Science 323, 223-226 (2009)


1、进化的观点并不是达尔文的原创，但是进化的机制却是由达尔文首先提出的。


2、在达尔文进化论提出之前被人们普遍接受的是“目的论”Most thinkers—including Jean-Baptiste Lamarck and Chambers—took it for granted that the development of life on earth represents the unfolding of a coherent plan aimed at a predetermined goal. (This assumption is still preserved in the very term “evolution”; the Latin evolutio refers to the unrolling of a scroll.)


3、达尔文认为：生物对环境的适应是引起变异的唯一原因。通过生存竞争实现自然选择使生物适应环境。


4、变异是没有方向的，物种是由不断变化的个体组成的群体。Species had to be treated as populations of varying individuals, with no fixed limit on the range of possible variation.


5、进化是一个不断分离的过程，有一些分支继续分离，另一些分支走到尽头而灭绝。亲缘近的物种分离晚，亲缘远的物种分离早。这就是“共同起源学说”。这一学说现在看起来是显而易见的，但历史上也有其它解释物种起源的学说提出，如
William Sharp Macleay 的circular system of classification：every genus contained five species that could be arranged in a circle; each family five genera, and so on through the taxonomic hierarchy
Chambers 的 parallel lines advancing：through a predetermined sequence of stages within each family, driven by force derived from individual development.


6、达尔文进化论的提出是受德国浪漫主义影响、Beagle voyage和对奴隶制度的憎恨


7、人工选择实验是自然选择法则的最好证明，达尔文发现在一个驯养群体中总是存在着不同的变异，说明变异是没有方向的。


8、物种是一个独立繁殖系，而不是一个形态标准。the species is just a population of interbreeding individuals. Traditionally, species were treated as idealized types with a fixed essence, any variation from the norm being trivial and impermanent.



9、生存斗争法则的提出给纳粹分子的思想提供了依据。But by proposing that evolution worked
primarily through the elimination of useless variants, Darwin created an image that could all too easily be exploited by those who wanted the human race to conform to their own preexisting ideals.