瑞典乌普萨拉大学等机构科学家最新研究发现， 3.8 亿年前生活在海里的早期鱼类潘氏鱼已经长有原始脚趾。长期以来，科学家普遍认为，最先长出简单脚趾的动物是能够呼吸空气的四足动物，它们在大约 3.7 亿年到 3.7 亿年前从海里爬到陆地上。不过，乌普萨拉大学等机构的研究显示，潘氏鱼的鱼鳍里已经出现了原始脚趾。这种鱼生活在浅水里，长约 1 米 ，是一种过渡物种，与四足动物相比更类似于鱼类。这一发现已经发表在最新一期英国《自然》（ Nature ）杂志上。论文作者之一的乌普萨拉大学研究人员佩尔阿尔贝里说：我们的研究表明，前肢和后肢在刚变形的鳍骨上就具有雏形，而非完全是从鳍骨上新长出来的。 （来源：新华网） http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature07339.html Nature advance online publication 21 September 2008 | doi:10.1038/nature07339 ; Received 12 June 2008; Accepted 14 August 2008; Published online 21 September 2008 The pectoral fin of Panderichthys and the origin of digits Catherine A. Boisvert 1 , Elga Mark-Kurik 2 Per E. Ahlberg 1 1. Subdepartment of Evolutionary Organismal Biology, Department of Physiology and Developmental Biology, Evolutionary Biology Centre, Uppsala University , Norbyvgen 18A , 752 36 Uppsala , Sweden 2. Institute of Geology at Tallinn University of Technology, Ehitajate tee 5, 19086 Tallinn , Estonia Correspondence to: Catherine A. Boisvert 1 Correspondence and requests for materials should be addressed to C.A.B. (Email: catherine.boisvert@ebc.uu.se ). One of the identifying characteristics of tetrapods (limbed vertebrates) is the presence of fingers and toes. Whereas the proximal part of the tetrapod limb skeleton can easily be homologized with the paired fin skeletons of sarcopterygian (lobe-finned) fish, there has been much debate about the origin of digits. Early hypotheses 1 interpreted digits as derivatives of fin radials, but during the 1990s the idea gained acceptance that digits are evolutionary novelties without direct equivalents in fish fin skeletons. This was partly based on developmental genetic data 2 , but also substantially on the pectoral fin skeleton of the elpistostegid (transitional fish/tetrapod) Panderichthys , which appeared to lack distal digit-like radials 3 . Here we present a CT scan study of an undisturbed pectoral fin of Panderichthys demonstrating that the plate-like 'ulnare' of previous reconstructions is an artefact and that distal radials are in fact present. This distal portion is more tetrapod-like than that found in Tiktaalik 4 and, in combination with new data about fin development in basal actinopterygians 5 , sharks 6 and lungfish 7 , makes a strong case for fingers not being a novelty of tetrapods but derived from pre-existing distal radials present in all sarcopterygian fish.
桔子帮小帮主 发表于2008-05-8 星期四 8:10 分类: 医学 , 生物 | | 重现历史：陌生疾病的突袭 1981 年，美国疾病控制中心发表了一份报告，报道在几个城市男同性恋中发现的一系列无药可治的卡波希氏肉瘤及卡氏肺孢子虫肺炎的恶性病例。这些病例的出现令人们如此莫名其妙而又措手不及，记者曾这样记录下药剂师 Sandra Ford 的困惑：一位医生用一种非常少见的药给一名二十几岁的男同性恋肺炎患者进行治疗。两周后，医生向我申请更多药物。这太奇怪了从来没有病人需要这么大剂量，他们除非病死了，否则通常都会在 10 天内康复。 医生对这些突然来袭的疾病产生了种种猜测，有人说它是由一种疱疹病毒所致，有人说是由于吸毒过量或者免疫系统超负荷运转，《纽约时报》上甚至刊出该疾病对非同性恋者或女性没有明显威胁的论断。但是几乎所有假说都在几个星期内变得一文不值。此后，受害人群扩展到非同性恋、女性、欧洲人 连一岁多大的婴儿也难逃疾病的魔爪。人们逐渐认识到没有人能对它免疫，恐慌自然与日俱增：一些年轻人跑到医院抱怨自己淋巴腺肿大；也不断有家长从住院处将他们的子女抢救出来。 在学术界，一年时间就在不断的假设、争论和推翻中过去了，尽管病因仍然没有头绪，陌生疾病至少有了个被科学家共同承认的名字。它既不是同性恋癌症（ Gay Cancer ）、 与同性恋有关的免疫系统疾病（ Gay-Related Immune Deficiency ），也不是群体获得性免疫系统失调（ Community-Acquired Immune Dysfunction ），而最终被确定为获得性免疫缺陷综合征（ A cquired I mmuno d eficiency S yndrome ， AIDS ）可传染的、造成免疫系统崩溃的、一系列症状的综合，我们现在将它音译为艾滋病。 小小病毒，大威力 经过五年侦查，人们终于抓住了造成这场混乱的元凶人免疫缺损病毒（ H uman I mmunodeficiency V irus ），即 HIV 。它们从扎根于中西部非洲的猿猴免疫缺损病毒（ S imian I mmunodeficiency V irus ， SIV ）进化而来，是一种结构远远比我们的细胞简单的小生物。一整颗 HIV 病毒只有 120 纳米那么宽（即 0.0000000012 米 ），相当于红血细胞的六十分之一；蛋白外壳里边包裹的遗传信息量只有人的一百万分之一，并且与我们不同的是，它们所有基因都由 RNA 而非 DNA 编写。 钻到里边细看。一颗 HIV 一共有九个基因，可以造出可怜巴巴的十五个蛋白，却能摧毁整个人体免疫系统，使它们成为现今最令科学家挠头的微生物之一。那么，它们执行宏大功能的信息究竟节约在哪里了呢？ HIV 病毒的精明之处就在于，自打它们的遗传物质钻进人的免疫细胞，这些 RNA 分子便仿照自己的模样，用我们的建筑材料造出一条 DNA ；这些 DNA 又太像人的遗传物质，以至于人细胞误认为这些病毒 DNA 是我们自己造的。 HIV 浑水摸鱼的好日子开始了它们不用多费心，人的细胞工厂已全面启动，按照病毒 DNA 的指令大量造出 HIV 的基因和供 HIV 蛋白酶剪裁的蛋白元件，再协助它们组装、出厂，以使我们免疫系统的更多细胞上当受骗。无辜的免疫系统就在不知不觉中变成了 HIV 病毒的据点，直被毁坏到全面瘫痪，人体就成了不设防的城市，变得对任何病原体不堪一击了。波士顿布莱根妇女医院遗传学家 Elledge 有一个精妙的比喻：有的病毒背着自己的房子到处跑，有的偷偷钻进其他人的房子然后占领它， HIV 病毒就属于这一类，它们想生存下去便要依赖许许多多主人房间里的设施。 很不幸，原本充当人体卫士的免疫系统细胞正好被 HIV 选中做了主人。 从未停歇的斗争 HIV 病毒的结构及遗传信息单纯得一目了然，然而在人细胞中引发的后果却如此复杂而难以控制。自从记录到第一例艾滋病起，人类打击 HIV 病毒的努力便一天也没有停止，科学家们对那仅有的 15 个蛋白可谓机关算尽。二十多年来，已有数十种直接攻击 HIV 蛋白的药物先后被研制出来，终于发展出后来著名的鸡尾酒疗法。 十几年前它刚刚出现的时候，许多中国人听说后第一反应可能是：鸡尾酒长什么样子？今天，鸡尾酒疗法对于医学界来说仍然是一个比较年轻的概念，并且，尽管其原理就是将许多药物混合在一起形成多重防线，但是这款酒的组分却还在不断变化。 在拆分这些组分前，先让我们回到 1996 年的美国威斯康星，拜访一下 Beth Bye 女士，因为她的重生，正标志了鸡尾酒疗法的顺利诞生。 Bye 女士其实并没有死过，但是那时她的艾滋病病情已经发展到晚期，尽管尝试了一切可能的方法，然而身体却仍垮得不成样子，并出现了痴呆和眼盲等严重症状。她觉得自己已经走在黄泉路上。就在葬礼准备停当的等死期间，命运突然给她来了个急刹车，说：你还不到死的时候！医生想到给她尝试一种 1995 年刚发明的新类型药物，外加已经使用的另外两种药，构成一款三色鸡尾酒。不出两个月， Bye 女士体内的 HIV 病毒便减少到了极低的水平，免疫系统也从病毒手中起死回生，她可以实现不久前还是奢望的愿望，可以与她的狗在阳光下散步，并重返了讲台。 究竟鸡尾酒中什么成分起到了如此神奇的效果呢？ 希望你还记得前边所说， HIV 病毒的基因由 RNA 编写，在病毒进入细胞之后变出一条相仿的 DNA HIV 病毒由于这一独特的逆转录步骤而被称为逆转录病毒，因此，强力对抗 HIV 的鸡尾酒疗法便被称为高效抗逆转录病毒疗法。 AZT 是最早的成员。它是一种核苷类似物抗逆转录酶抑制剂（ NARTI ），名字虽长，但你只要明白，它就是一个卧底，装作 DNA 构建材料的模样，锁住病毒的逆转录酶，因而就不会有病毒 DNA 被合成出来。 第二种为非核苷类似物抗逆转录酶抑制剂（ NNRTI ）上一种加个非字，意思是长得不像 DNA 构建材料的卧底，如 Viramune （ Nevirapine ）。 第三类如 Saquinavir ，便是使 Bye 女士病情时来运转的蛋白酶抑制剂（ PI ），它们让病毒蛋白原料没法剪裁出厂。 首先加入两味 NARTI ，然后从 NNRTI 或 PI 中任选一种注入，有时还加入更多经过近十年努力，人们调出了这款三色甚至多色鸡尾酒。 拥有这么多选择，人们对 HIV 病毒的围剿仍然不敢松懈。至今，已出现了阻止病毒进入细胞或者不让病毒 DNA 加塞儿到人基因之间的药物。 对抗病毒另辟蹊径 鸡尾酒疗法使人类对抗 HIV 病毒的战局出现了转机：美国于 1996 年实现了自流行以来艾滋病死亡人数的第一次减少，艾滋病人发病后的存活时间也从几个月延长到了几年。 然而人们仍然不能舒展紧锁的眉头。撇开鸡尾酒带来的各种副作用不说，抗药性也是紧随而来的另一问题。原来， HIV 病毒在复制自己的过程中相当的没头没脑、错漏百出（生物学家称此过程为突变），以至于没有任何两颗 HIV 病毒的基因组是完全相同的。这种出错水平换在人类身上肯定吃不消，而 HIV 却因祸得福由于经常变来变去，而且一繁殖就是一大批，哪怕只有几颗病毒变得让药物认不出，这些看似面生的敌人也可以立刻星火燎原。如此一来，药物就变得无地放矢，这便是 HIV 对任何瞄准自己蛋白的药物终将产生抗性的原因。科学家对美国接受该项疗法的病人进行了统计，发现到 2004 年，他们中一半人身体内的 HIV 病毒已经至少对组合中的一种成分具有了抗性。因此，鸡尾酒虽然防线重重，但被病毒突变所攻破的隐患仍时刻存在。 为了克服 HIV 对药物的免疫，医生在首次为病人治疗时会先留着几手，首先给病人用某一种鸡尾酒组合，在发现 HIV 有复兴苗头的时候再赶紧改变配方。可悲的是，抗药性一旦出现，往往来势不可阻挡，通常只有第一或者第二套组合是最有用的。人们把那之后的治疗都称为抢救疗法（ Salvage therapy ）它意味着这种方法也几乎走入死胡同了。 除了这款最著名的鸡尾酒疗法，在艾滋病流行的近三十年里，人们还对 HIV 病毒尝试过疫苗，对病人尝试过包括中草药、按摩、心理治疗在内的种种疗法。总之，原理明确的、不明确的，多管齐下。但是，所有这些替代疗法都忽好忽坏，没有一种是明确有效的。 难道人类注定制不服变幻莫测的 HIV 病毒吗？ 让我们暂时将目光从 HIV 身上移开。你可能听说过在癌症治疗领域非常热门的血管生成抑制剂。与以往直攻癌细胞不同的是，这种抑制剂以退为进，扼断癌症组织的血液供应，使得它们缺氧（养）而死。那么，我们能不能用同样的战术饿死 HIV 病毒呢？最近，人们终于在这条路上看到了曙光。 三个月前，《科学》杂志报道了这样一项研究：美国哈佛大学医学院的科学家们利用 RNA 干涉技术使一系列人细胞蛋白短路失灵，培养出 21121 种缺陷型人细胞，每种只少一个蛋白。然后，他们再让 HIV 病毒感染这些的细胞。他们的逻辑是，如果 HIV 病毒不能在某一种细胞中繁殖，那么就说明这种细胞所缺乏的蛋白恰恰是 HIV 复制所需要的。经过这样的筛选， 273 个人类蛋白被显示为病毒所必需，其中绝大多数，人们以前想都没有想过会和 HIV 病毒的繁殖有任何关系。 这 273 种 HIV 病毒生存所必需的人类蛋白被统称为 HIV 依赖因子（ HIV dependency factors, HDFs ）。可以看出 HIV 病毒有多么狡猾，它们为自己的复制只支付 15 个蛋白，却盗用了我们细胞中近三百个蛋白和整个新陈代谢机器！研究人员发现，这些被检测命中的病毒依赖因子恰好在免疫系统细胞中含量很高，怪不得免疫系统细胞偏偏是 HIV 病毒的最爱。 前边提到，任何针对 HIV 自身蛋白的药物都无法摆脱产生抗药性的命运； HIV 病毒占我们细胞这么多便宜，不禁令人恼火；不过也正是这种广泛的依赖性，让我们在饿死 HIV 病毒的战斗中大有文章可做。如果科学家能够使 HIV 依赖因子失灵，那么任凭病毒再怎么突变也无法从这种药物眼下蒙混过关，因为这些药产生抗药性只能指望人自己基因那些罕见的突变。于是，抗药性几乎不可能出现。 研究人员之一 Brass 态度非常积极地表示： HIV 只有 15 个自己的蛋白，所以它们极大地依赖于人的细胞机器。病毒每次利用我们的蛋白，其实就是给了我们破坏这个相互作用、打击 HIV 的机会，这太令人兴奋了。另一位作者 Elledge 也说：我们已经达到一个系统性了解 HIV 的层次，这可以启发新类型医疗方法的发明。比如我们可以调整细胞与病毒相互作用过程中的几个环节，使得这些调整既不影响人细胞本身的功能，又限制 HIV 的复制。自然，人类在这个方向上要格外慎重，因为这种药物的靶向毕竟是我们的细胞经过百万年进化而来的蛋白伙伴。想将此项研究的结果最终转变为击败 HIV 病毒的药物仍任重道远，但我们毕竟看到一扇完全不同的门已经打开了。 不遥远的杀手 看着这篇文章，你可能惊叹 HIV 深奥，也可能觉得无聊；你可能很难想象这帮小小病毒究竟从哪个黑暗的角落怎样地逼近你；你可能意识不到，现在平均每一千个地球人就有五个携带 HIV 病毒，在你读完这篇文章的十分钟内，全球就有 40 人死于它的毒手 然而，艾滋病病人失去的往往不仅是健康和生命，许多人还失去了平等与尊重。 1985 年，十三岁的美国少年 Ryan White 由于输血感染了 HIV 病毒，随即被逐出校门，在他尝试返校时，却遭到了无数人的疏远甚至谩骂。单薄的男孩儿将余下五年生命全部用来与偏见抗衡。在他去世后几个月，美国终于出台了以他名字命名的《 Ryan White 保健法》，保护在他之后不幸被 HIV 感染的人们及他们的家庭。而 Ryan White ，也化作了那个著名的画报男孩儿，永远伸开双臂向人们告知艾滋病患者的无辜与无助。 直到今天，尽管科学告诉我们普通的接触不会传染 HIV ，但不管在发展中国家还是发达国家，流言蜚语甚至冷嘲热讽都使许多艾滋病人在寻求帮助的路上退而不前。面对 HIV 病毒，或者有一天会莫名降临的其他什么疾病，所有人都一样脆弱。感染者只是无辜的牺牲品，而我们能够活过整个生命的 25000 天却是一件多么值得感恩的事情。 附： 科学家利用 RNA 干涉技术使细胞中的蛋白短路失灵 RNA 干涉是最早由 Andrew Fire 和 Craig Mello 在线虫中发现的一种自然现象，二人因此获得了 2006 年诺贝尔生理及医学奖。简单说来，在动物细胞里，遗传信息藏在 DNA 中，然而 DNA 和行使功能的蛋白质之间在多数情况下各说各话，语言不通。 DNA 如同密码，先要被翻译成 RNA ，这个 RNA 作为信使，会将 DNA 的指令转告给原料，让它们组装成蛋白质。在此过程中，如果细胞中存在一些特殊的小干涉 RNA （ Small Interference RNA ），它们便会缠住充当翻译官的信使 RNA 并与它们同归于尽，从而使信使没法指导蛋白质合成。对于一条特定的信使 RNA ，只有能与其配对的小干涉 RNA 才能起到破坏的效果，因此人们可以设计特殊的小干涉 RNA ，专门对付一条 RNA ，从而使细胞只失去那一种蛋白质。哈佛大学医学院的 Abraham Brass 等人就建立了一个巨大的小干涉 RNA 库。他们把来自人体的细胞放进许许多多小坑里，然后一个萝卜一个坑地把小干涉 RNA 加进去（即每个坑只有一种小干涉 RNA ，每个坑里的细胞只失去一种蛋白质）。一共有 21121 个小坑，所以一共破坏了 21121 种蛋白质，每个坑里的细胞只缺一种。这个数量是相当伟大的，因为根据基因组工程的统计，人类总共只有 20000-25000 种编码了蛋白的基因，即几乎每一种蛋白都被逐一破坏了。 中国艾滋病现状 截止 2007 年 10 月底，全国累计报告艾滋病病毒感染者和艾滋病病人 223501 例，其中艾滋病人 62838 例，死亡报告 22205 例。中国卫生部、联合国艾滋病规划署和世界卫生组织联合对 2007 年中国艾滋病疫情进行了估计，结果显示：截止 2007 年底，中国现存艾滋病病毒感染者和病人约 70 万（ 55 万 -85 万人），全人群感染率为 0.05% （ 0.04%-0.07% ）。其中艾滋病病人 8.5 万（ 8 万 -9 万人）；当年新发艾滋病病毒感染者 5 万（ 4 万 -6 万人），当年因艾滋病死亡 2 万（ 1.5 万 -2.5 万人）。全国累计报告的艾滋病病毒感染者以 20-39 岁年龄组为主，占报告总数的 70.0% ；艾滋病病人以 20-49 岁年龄组为主，占报告总数的 69.9% ；艾滋病死亡以 20-49 岁年龄组为主，占报告总数的 72.0% 。 《中国艾滋病防治联合评估报告（ 2007 ）》 标签： 五香松仁 , 医学 , 生物 , 艾滋病
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