《PNAS》八大熱點文章

　　《PNAS》（美國國家科學院院刊）是與Nature、Science齊名，被引用次數最多的綜合學科文獻之一，PNAS收錄的文獻涵蓋生物、物理和社 科學，主要內容包括具有高水平的前沿研究報告、學術評論、學科回顧及前瞻、學術論文以及美國國家科學學會學術動態的報道和出版。近期其最受關注的文章（生物類）如下：

　　Implicit model of other people’s visual attention as an invisible, force-carrying beam projecting from the eyes

　　你在一個聚會上，突然覺得有人在看著你。但是怎么可能感覺到另一個人的目光呢?一項新的研究表明，在不知不覺中，注視會對被注視的事物產生輕微的影響。這項令人大開眼界的發現發表在《美國國家科學院院刊》上。

　　視覺依賴于光線進入眼睛……如果你愿意的話，這是一種眼睛內的遺漏。但是孩子們，甚至是那些上大學的孩子們，經常表達出一種“超視覺”的信念，即眼睛會釋放出一種無形的能量。為了探究這一觀點，普林斯頓大學的研究人員讓志愿者們看著電腦屏幕，測量一個紙筒(顯示紙筒緩慢地向一邊傾斜)最終會翻到的角度。現在，在一些測試中，他們包括了一個年輕人看著管子向他傾斜的畫面。

　　研究人員發現，當有人盯著管子看時，被試者認為管子可以再傾斜一點，然后再倒向看管子的人。這就意味著，志愿者們在不知不覺中，一定是在想象這個家伙的目光對管子施加了輕微的力，使它不會掉下去。

　　但這種力量并不強大。當研究人員用磚塊代替紙板筒時，被試者覺得光束無法支撐增加的重量……他們說磚塊會以同樣的角度掉落，不管有沒有人在那里觀看。

　　有趣的是，當參與者被明確問及眼球外溢時，只有5%的人承認相信眼睛有某種力。但在內心深處，我們很多人似乎都相信星空的強大力量。

　　Structural basis for anthrax toxin receptor 1 recognition by Seneca Valley Virus

　　塞內卡谷病毒(SVV)是一種溶瘤病毒，它很可能成為下一個突破性的癌癥治療方法。日本沖繩科學技術研究所(OIST)與新西蘭奧塔哥大學的研究人員在發表在《美國國家科學院院刊（PNAS）》上的一項研究中描述了這種病毒的行為。該研究解釋了SVV如何在不影響健康細胞的情況下與腫瘤相互作用。

　　為了檢測該病毒的行為，科學家們使用低溫電子顯微鏡捕獲了成千上萬個粒子圖像，并以高分辨率觀察它們的結構。了解這些粒子的結構是創造一種有效的抗癌病毒的關鍵，科學家們可以利用這些病毒來開發新的藥物和療法。

　　SVV很不尋常，因為它針對腫瘤細胞中的特異性受體，即炭疽毒素受體1 (ANTXR1)。它只存在于腫瘤中，而該受體的近親ANTXR2只存在于健康組織中。

　　SVV能與腫瘤中的ANTXR1結合，卻不能與健康細胞中的ANTXR2結合。這種病毒的行為使它適用于治療多種癌癥，因為超過60%人類癌癥的腫瘤細胞中都存在ANTXR1受體。

　　研究通訊作者之一、OIST分子冷凍電子顯微鏡部門的負責人Matthias Wolf教授說：“這兩種受體之間的差異是微妙的，但是盡管如此，這些微妙的差異使得其中一種能夠緊密地與病毒結合，而另一種則不能。這些組合必須像鑰匙和鎖一樣緊密配合。這是一種高度進化的系統，所有東西都完美匹配。”

　　Genetically encodable bioluminescent system from fungi

　　俄羅斯科學院的研究者及其英國、西班牙、巴西、日本和奧地利的同事們共同在PNAS發文，充分描述了真菌發光的機制。研究表明，真菌只利用四種關鍵酶就可以發光，而這些酶轉移到其他生物體也可以使它們發光。

　　一些生物體由于體內特殊的化學反應而發光，這種現象被稱為生物發光，例如螢火蟲，水母和蠕蟲等。科學家已經發現了數千種發光生物和大約40種發光的化學機制。其中只有少部分機制被系統研究過。

　　此項研究中，科學家發現了真菌中的一組合成熒光素的酶和熒光素酶。研究人員首先使用各種類型的細胞來測試熒光素酶的活性，包括人類癌細胞和爪狀青蛙胚胎，結果在所有情況下，都獲得了陽性結果：引入基因表達的熒光素酶在細胞中具有活性，使加入的熒光素氧化發光。

　　接著，為了研究真菌生物發光的過程，研究者將整個系統“拆解”成組件，結果真菌發光系統出人意料地簡單。咖啡酸經酶1（hispidin synthase ，HispS）將咖啡酸轉化為hispidin，經酶2（H3H）羥基化，生成3-hydroxyhispidin (真菌熒光素)。酶3 (luciferase，Luz)加入分子氧，產生一種內過氧化物，作為一種高能量的中間體，通過分解產生氧化熒光素(caffeylpyruvate)和光發射。氧化熒光素可以通過酶4（caffeylpyruvate hydrolase ，CPH）循環轉化為咖啡酸。因此，在真菌細胞中進行咖啡酸循環的酶活性對于任何產生咖啡酸的生物體發光是必要且充分的。如果一種生物不含咖啡酸，也可以通過添加酶來誘導發光，研究者通過設計一種在黑暗中發光的酵母菌株已經證實。

　　研究者在真菌中發現了為生物發光創建遺傳模塊所需的成分，通過基因轉移，幾乎可以使任何生物體發光。該研究為基礎研究開辟了新道路，例如真菌生態學或酶的光物理學。新系統可用于各種生物過程的可視化，例如跟蹤癌細胞的腫瘤生長和遷移，以及開發新藥物。

　　Ancient drug curcumin impedes 26S proteasome activity by direct inhibition of dual-specificity tyrosine-regulated kinase 2

　　研究人員發現一種香料姜黃中天然存在的化合物：姜黃素與雙特異性酪氨酸調節激酶2（DYRK2，生物通注）能在原子水平上結合，抑制癌癥。

　　盡管姜黃素已經研究了250多年之久，之前也已經報道了其抗癌特性，但迄今為止還沒有其它研究報道過姜黃素與蛋白激酶靶標結合的共晶結構。

　　激酶IKK和GSK3被認為是導致抗癌作用的主要姜黃素靶點，但最新研究中的姜黃素與DYRK2的共結晶結構，以及140-panel激酶抑制劑分析，表明姜黃素與DYRK2活性位點結合緊密，而后者的結合，其抑制水平比IKK或GSK3強500倍。”

　　利用生化，小鼠癌癥模型和細胞模型，研究小組發現姜黃素是DYRK2的選擇性抑制劑，這種新型分子靶標不僅具有化學敏感性，而且具有蛋白酶體抑制劑抗性/適應性癌癥的抗癌潛力。

　　“我們的結果揭示了姜黃素在DYRK2-蛋白酶體抑制中的意外作用，并提供了一個概念驗證，即蛋白酶體調節劑的藥理學操作可能為難以治療的三陰性乳腺癌和多發性骨髓瘤治療提供新的機會。我們的主要目標是開發一種能夠在患有這些癌癥的患者中靶向DYRK2的化合物”，文章通訊作者之一，浙江大學生命科學研究院郭行教授說。

　　Gravity of human impacts mediates coral reef conservation gains

　　熱帶珊瑚礁對維護生態系統和為人類提供魚類資源都起到舉足輕重的作用，但是珊瑚礁的健康狀態在世界范圍內都出現下降。為此，世界各國都建立了海洋保護區，通過禁止捕魚等措施來保護珊瑚礁的生態系統。但是在海洋保護區周邊的人類活動對保護區生態保護作用的影響仍然沒有得到足夠的研究。

　　澳大利亞詹姆斯庫克大學 (James Cook University) 的研究人員對全球 1800 多個熱帶珊瑚礁進行了研究。他們發現海洋保護區周邊的人群即使遵守保護區的生物保護規章，他們的活動仍然會對保護區的生態保護作用產生影響。周邊人類活動程度高的海洋保護區中幾乎無法發現在珊瑚礁生態系統中存在的頂級捕食者。這些頂級捕食者只有在周邊人類活動程度低的海洋保護區中才能發現。

　　而周邊人類活動程度中等的海洋保護區與開放捕魚的海域相比，在提高珊瑚礁魚類生物量 (fish biomass) 方面的效果相對最高。這意味著根據環保目標的不同，海洋保護區應該設立在不同地區。在人類活動程度中等或高的地區設立保護區能夠顯著提高魚類生物量。但是如果環保目標為保護珊瑚礁生態系統中的頂級捕食者，那么保護區需要設定在人類活動程度低的海域。

　　Maps of subjective feelings

　　2014年PNAS的一篇關于人體情緒地圖的文章（Bodily maps of emotions）令人印象深刻，研究指出外界刺激致使人們情緒發生變化時，身體總能先一步做出反應，由此芬蘭的科學家根據人們在經歷某些情緒時的反應，繪制了人體的“情緒地圖”。

　　時隔四年，這一研究組又發表了相對應的另外一篇文章：“Maps of subjective feelings”，揭示了我們的主觀感受如何映射為五大類：積極情緒，消極情緒，認知功能，軀體狀態和疾病，這些主觀感受伴隨著強烈的身體感受。

　　這一研究成果公布在PNAS雜志上，由芬蘭坦佩雷大學Jari K. Hietanen研究組完成。

　　我們人體不斷的經歷著瞬息萬變的主觀感受，只有在睡眠和深度昏迷時才會停止，這些感受與機體生物性功能密切相關。

　　最新這項研究在線分析了超過1000個個體，他們首先通過通過100個情緒狀態評估了個體的自身和感官感覺，以及他們如何控制自己的情緒，然后研究人員再分析這些感覺的相似性，已經情緒對身體的影響。

　　研究結果發現，有意識的感受來自身體的反饋，“雖然意識來自于我們大腦的功能，以及我們經歷后“安置”在大腦的感覺，但是機體反饋與此也有密切的聯系”，文章的作者之一，Lauri Nummenmaa說。

　　Nucleosomes inhibit target cleavage by CRISPR-Cas9 in vivo

　　來自猶他大學的科學家們通過研究發現，核小體會抑制CRISPR/Cas9的切割效率。

　　研究人員利用CRISPR/Cas9技術對活酵母中不同的導向RNAs進行編輯，這就能夠實現對不同靶點的編輯。研究者表示，相比非核小體的區域而言，當對核小體區域進行編輯時，CRISPR/Cas9的編輯效率會發生降低；當研究人員對諸如鋅指等基因編輯技術進行監測時，他們并未發現任何差異，后期研究人員或將進行更為深入的研究來改善CRISPR/Cas9對核小體區域進行基因編輯的效率。