2015-02-02 中國科學報 田學文
語音播報
封面故事：鱗狀細胞頭頸癌
本期封面為挪威藝術家Espen Kluge的作品 「Perception」，它是「由很多線條構成的一張臉」。鱗狀細胞頭頸癌是最常見和最致命的癌症之一。儘管對手術、放療和化療組合治療最初有反應，但所有腫瘤中大約一半在最初診斷之後兩年內通常會復發。分子標記和定向治療迄今對這種病幾乎沒有任何效果。在這篇論文中，「癌症基因組圖譜」研究團隊發表了整個基因組內所發生改變的詳細情況，揭示了對具有不同「人乳頭瘤病毒」（HPA）狀態的「頭頸鱗狀細胞癌」（HNSCCs）有潛在生物和臨床意義的關鍵遺傳事件。EGFR、 FGFRs、PIK3CA和「依賴於細胞周期蛋白的激酶」所發生的突變，代表著在絕大多數HNSCCs中進行治療幹預的候選目標。
用於基因表達調控的CRISPR-Cas9
CRISPR-Cas9系統已成為基因組編輯和特定基因轉錄調控的一個強大工具。Feng Zhang及同事成功對該系統進行了改動，以在全基因組尺度上特異性地、強有力地激發內源性基因轉錄，從而使其能夠用於大規模功能性基因組篩選。對黑素瘤細胞的一次全基因組篩選的應用（用於篩選過度表達時會對一個BRAF抑制因子產生抵抗力的基因），顯示了這種篩選的可行性，也導致了潛在的新抵抗機制的發現。
全球變暖間歇期的氣候模型
被廣為宣傳的從上世紀90年代末開始的全球變暖的減緩或間歇，促使一些政策制定者表達了對氣候模型精確性的擔心，因為很多當前的氣候模型所預測的變暖速度都要比在這個間歇期所觀測到的變暖速度快。Jochem Marotzke和Piers Forster對1900年和2012年間全球平均表面溫度的15年和62年的模擬趨勢進行了分析。他們發現，在任何一個時間，所觀測到的變暖也許都在模擬速度的上限或下限上，但沒有證據表明模擬過程存在系統偏差。相反，任何具體差別都可能是在模型輸入中所用的內部可變性或者「輻射強迫」的可變性造成的。作者得出結論認為，氣候模型系統性地過高估計了對來自溫室氣體濃度增加的「輻射強迫」之反應的觀點是沒有根據的。
擬南芥的次生細胞壁合成
植物細胞壁決定細胞形狀，介導與細胞環境的通信。但次生細胞壁（沉積在包括木質部在內的各種細胞類型中）才是用於生物燃料以及製漿和造紙工業的生物質的主要來源。影響次生細胞壁生物合成的全部轉錄調控因子在很大程度上仍未被確定。Siobhan Brady及同事描述了一個涉及數百個轉錄因子的基因調控網絡，它通過蛋白-DNA相互作用控制擬南芥植物木質部的形成。基因表達是由一系列「前饋環路」調控的，以確保次生細胞壁在正確的時間沉積在正確的地方。作者用他們的基因調控網絡來建立關於非生物壓力（如鹽度和鐵剝奪）對次生細胞壁基因調控之影響的新假說，並對這些假說進行確認。
冷恆星年齡的確定
用於估計恆星年齡的標準方法當應用於數量最多的恆星類型（低質量冷恆星，如我們的太陽和更小的恆星）時是不可靠的。在這篇論文中，S?尷ren Meibom及同事描述了對其中一種方法所做的經驗校正和驗證，以便從它們的轉動周期（迴轉年代學）數據來可靠確定冷恆星的年齡。利用年齡為25億年的星團NGC6819中30個冷恆星轉動周期的 「克卜勒星簇研究」測量值，本文作者校正了角動量隨時間的降低速度，而以前這樣的測量只能在年齡小於10億年的星團中才能進行。這些周期值顯示，在該星團年齡下的轉動周期與恆星質量之間存在一個明確的關係，說明對大量冷的「銀河場」恆星能夠以10%的精確度確定其年齡。
封面故事：鱗狀細胞頭頸癌
本期封面為挪威藝術家Espen Kluge的作品 「Perception」，它是「由很多線條構成的一張臉」。鱗狀細胞頭頸癌是最常見和最致命的癌症之一。儘管對手術、放療和化療組合治療最初有反應，但所有腫瘤中大約一半在最初診斷之後兩年內通常會復發。分子標記和定向治療迄今對這種病幾乎沒有任何效果。在這篇論文中，「癌症基因組圖譜」研究團隊發表了整個基因組內所發生改變的詳細情況，揭示了對具有不同「人乳頭瘤病毒」（HPA）狀態的「頭頸鱗狀細胞癌」（HNSCCs）有潛在生物和臨床意義的關鍵遺傳事件。EGFR、 FGFRs、PIK3CA和「依賴於細胞周期蛋白的激酶」所發生的突變，代表著在絕大多數HNSCCs中進行治療幹預的候選目標。
用於基因表達調控的CRISPR-Cas9
CRISPR-Cas9系統已成為基因組編輯和特定基因轉錄調控的一個強大工具。Feng Zhang及同事成功對該系統進行了改動，以在全基因組尺度上特異性地、強有力地激發內源性基因轉錄，從而使其能夠用於大規模功能性基因組篩選。對黑素瘤細胞的一次全基因組篩選的應用（用於篩選過度表達時會對一個BRAF抑制因子產生抵抗力的基因），顯示了這種篩選的可行性，也導致了潛在的新抵抗機制的發現。
全球變暖間歇期的氣候模型
被廣為宣傳的從上世紀90年代末開始的全球變暖的減緩或間歇，促使一些政策制定者表達了對氣候模型精確性的擔心，因為很多當前的氣候模型所預測的變暖速度都要比在這個間歇期所觀測到的變暖速度快。Jochem Marotzke和Piers Forster對1900年和2012年間全球平均表面溫度的15年和62年的模擬趨勢進行了分析。他們發現，在任何一個時間，所觀測到的變暖也許都在模擬速度的上限或下限上，但沒有證據表明模擬過程存在系統偏差。相反，任何具體差別都可能是在模型輸入中所用的內部可變性或者「輻射強迫」的可變性造成的。作者得出結論認為，氣候模型系統性地過高估計了對來自溫室氣體濃度增加的「輻射強迫」之反應的觀點是沒有根據的。
擬南芥的次生細胞壁合成
植物細胞壁決定細胞形狀，介導與細胞環境的通信。但次生細胞壁（沉積在包括木質部在內的各種細胞類型中）才是用於生物燃料以及製漿和造紙工業的生物質的主要來源。影響次生細胞壁生物合成的全部轉錄調控因子在很大程度上仍未被確定。Siobhan Brady及同事描述了一個涉及數百個轉錄因子的基因調控網絡，它通過蛋白-DNA相互作用控制擬南芥植物木質部的形成。基因表達是由一系列「前饋環路」調控的，以確保次生細胞壁在正確的時間沉積在正確的地方。作者用他們的基因調控網絡來建立關於非生物壓力（如鹽度和鐵剝奪）對次生細胞壁基因調控之影響的新假說，並對這些假說進行確認。
冷恆星年齡的確定
用於估計恆星年齡的標準方法當應用於數量最多的恆星類型（低質量冷恆星，如我們的太陽和更小的恆星）時是不可靠的。在這篇論文中，S?尷ren Meibom及同事描述了對其中一種方法所做的經驗校正和驗證，以便從它們的轉動周期（迴轉年代學）數據來可靠確定冷恆星的年齡。利用年齡為25億年的星團NGC6819中30個冷恆星轉動周期的 「克卜勒星簇研究」測量值，本文作者校正了角動量隨時間的降低速度，而以前這樣的測量只能在年齡小於10億年的星團中才能進行。這些周期值顯示，在該星團年齡下的轉動周期與恆星質量之間存在一個明確的關係，說明對大量冷的「銀河場」恆星能夠以10%的精確度確定其年齡。