本周又有一期新的Science期刊（2017年2月24日）發(fā)布，它有哪些精彩研究呢？讓小編一一道來。

1.Science：重大突破！利用人工智能鼻子預(yù)測(cè)分子的氣味

在你看到一種顏色之前，你能夠僅根據(jù)光的波長(zhǎng)預(yù)測(cè)它。音樂無需親耳聽見而能夠僅根據(jù)樂譜上的音符加以理解。但是氣味不是這樣的。辨別一種東西聞起來像是玫瑰味、松脂味、汽油味還 是海風(fēng)般清新的**方法是聞它。

一項(xiàng)新的研究讓我們的*為神秘的嗅覺變得更加可預(yù)測(cè)一些。由美國洛克菲勒大學(xué)的研究人員啟動(dòng)的一個(gè)項(xiàng)目利用眾包策略設(shè)計(jì)出一種數(shù)學(xué)模型，這種模型能夠預(yù)測(cè)一種分子產(chǎn)生的氣味。

在這項(xiàng)新的研究中，Vosshall研究了人類和昆蟲的氣味感知（odor perception）。作為這項(xiàng)研究的一部分，她和來自她的實(shí)驗(yàn)室的研究員Andreas Keller著手探究分子和它們產(chǎn)生的氣味之間 存在的關(guān)聯(lián)。

為了獲得他們需要的數(shù)據(jù)，他們要求49名志愿者聞一聞一組精心挑選的分子，每種分子裝在一個(gè)小瓶子里。可能存在的氣味數(shù)量幾乎是無止境的---盡管人類感知光線和聲音的限制是大家熟知 的，但是還沒有為氣味建立這樣的邊界。因此，在探究我們的嗅覺的全部范圍的努力中，Keller收集了476種不同的分子，它們中的很多分子之前從沒有在嗅覺研究中接受過測(cè)試。

總之，這項(xiàng)研究產(chǎn)生100萬多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。這些研究人員隨后尋求將這些氣味感知信息與200萬多個(gè)描述這些氣味分子化學(xué)特征（如它們含有的硫原子數(shù)量）的額外數(shù)據(jù)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)在一起。它利用 眾人的智慧解決這個(gè)問題。

來自全世界的研究機(jī)構(gòu)和公司的22個(gè)精通計(jì)算的志愿者團(tuán)隊(duì)參加DREAM嗅覺預(yù)測(cè)挑戰(zhàn)（DREAM Olfaction Prediction Challenge）。這種DREAM挑戰(zhàn)是由美國IBM公司托馬斯-沃森研究中心主任 Pablo Meyer組織的。利用Vosshall和Keller的氣味評(píng)分，即迄今為止收集到的*大的數(shù)據(jù)集之一，這些團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出能夠“學(xué)著”依據(jù)一種分子的化學(xué)特征預(yù)測(cè)它的氣味屬性的算法。

*好的解決方法并沒有出現(xiàn)在任何單個(gè)模型中。為了利用眾人的智慧，DREAM挑戰(zhàn)通常將每個(gè)人提交的模型合并到一個(gè)綜合模型（aggregate model）中。這個(gè)綜合模型經(jīng)常要比任何單個(gè)模型 更加強(qiáng)大。

在DREAM挑戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，這些研究人員利用他們擁有的對(duì)69種分子的評(píng)分測(cè)試了這種綜合模型的性能。將氣味屬性與分子匹配在一起的**分?jǐn)?shù)是1.0；這種綜合模型得分為0.83，顯著好于之前 為解決這個(gè)問題作出的任何嘗試。

盡管這種氣味預(yù)測(cè)模型迄今為止并不**，但是它為尋找高效地配制玫瑰香味等氣味的方法的香水化學(xué)家開辟了新的可能性。它也為氣味感知的非常復(fù)雜的生物學(xué)特征提供新的認(rèn)識(shí)。沒有人 充分地理解當(dāng)氣味分子飄進(jìn)鼻子，轉(zhuǎn)化為傳送到大腦中的電信號(hào)時(shí)，到底發(fā)生了什么。

2.Science：重磅！**先休眠再快速進(jìn)化產(chǎn)生***耐藥性

科學(xué)家們之前已證實(shí)**能夠在***存在下存活下來的一種方式是進(jìn)化出一種“定時(shí)器（timer）”，從而確保它們?cè)谡麄€(gè)*****期間保持休眠。但是當(dāng)它們蘇醒時(shí)，***仍然會(huì)殺死 它們，因此一種簡(jiǎn)單的解決方法是更長(zhǎng)時(shí)間地持續(xù)開展*****。

如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自以色列耶路撒冷希伯來大學(xué)的研究人員報(bào)道了**進(jìn)化出耐藥性的一種令人吃驚的替代性途徑。在進(jìn)化出這種休眠機(jī)制后，這些**群體隨后能夠比正常時(shí)快 20倍地進(jìn)化出耐藥性。因此，繼續(xù)服用***并不會(huì)殺死這些**。

為了研究這個(gè)進(jìn)化過程，由來自耶路撒冷希伯來大學(xué)拉卡物理學(xué)研究所的Nathalie Balaban教授和博士生Irit Levin-Reisman領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室可控條件下，讓**群體接觸日劑 量的***直到耐藥性產(chǎn)生。通過在這個(gè)進(jìn)化過程中追蹤這些**，他們發(fā)現(xiàn)致死性的***劑量產(chǎn)生暫時(shí)休眠的**，因此讓它們免受幾種靶向活躍生長(zhǎng)的**的***攻擊。一旦**獲 得休眠的能力（也被稱作“耐受性”），它們快速地獲得耐藥性突變，從而能夠克服這種*****。

這些結(jié)果表明在重復(fù)地接觸高濃度***的情形下，耐受性（tolerance）可能在**群體進(jìn)化出耐藥性中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。關(guān)鍵的因素是鑒于存在大量可能發(fā)生的突變，耐受性因而會(huì) 快速地產(chǎn)生；耐藥性和耐受性的組合效應(yīng)導(dǎo)致在耐受性的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生部分耐藥性突變。

這些發(fā)現(xiàn)可能對(duì)開發(fā)新的***產(chǎn)生重要的影響，這是因?yàn)樗鼈兲崾局靡材軌虬邢蚰褪苄?*的**可能會(huì)延遲進(jìn)化出耐藥性。

3.Science：**發(fā)現(xiàn)血細(xì)胞突變與動(dòng)脈粥樣硬化產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)

一項(xiàng)新的研究**支持老年人血細(xì)胞中相對(duì)比較常見的突變與動(dòng)脈粥樣硬化存在關(guān)聯(lián)。

在這項(xiàng)新的研究中，來自美國波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員研究了體細(xì)胞DNA突變和動(dòng)脈粥樣硬化是否存在直接的關(guān)系。他們構(gòu)建出一種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠硌芯孔鳛槔夏耆搜?xì)胞中經(jīng)常發(fā)生突變的多 種基因中的一種基因，TET2如何影響斑塊產(chǎn)生。在這些接受缺乏TET2的骨髓細(xì)胞移植的模型當(dāng)中，斑塊加快產(chǎn)生，而且可能是通過動(dòng)脈壁中增加的巨噬細(xì)胞觸發(fā)的炎癥導(dǎo)致的。這些研究結(jié)果 進(jìn)一步證實(shí)一種假設(shè)：造血細(xì)胞突變是發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化的原因。

論文通信作者、波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)教授Kenneth Walsh博士說，“我們的研究證實(shí)我們的白細(xì)胞中的突變是隨著我們衰老時(shí)獲得的，它們可能導(dǎo)致心血管**。理解心血管**的這種新機(jī) 制可能導(dǎo)致開發(fā)出新的療法來**因這些突變導(dǎo)致的心臟病和血管**。再者，鑒于這些突變?cè)谌说街心陼r(shí)開始變得普遍，這些研究提示著對(duì)血液樣品進(jìn)行遺傳分析可能增加當(dāng)前接受監(jiān)控的 傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)因素---高膽固醇、高血壓、糖尿病和吸煙---的預(yù)測(cè)價(jià)值?！?

4.Science：蜜蜂能通過學(xué)習(xí)使用工具而且具有強(qiáng)大的臨場(chǎng)發(fā)揮能力

在一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)中，英國倫敦瑪麗女王大學(xué)生物學(xué)家Olli J. Loukola及其同事們想探究更多關(guān)于蜜蜂智力的工作原理。先前的昆蟲實(shí)驗(yàn)表明，蜜蜂可以計(jì)數(shù)、使用“搖擺舞”來互相交流，從 而指示食物的方位、拉動(dòng)繩子以獲得食物等等。Loukola的實(shí)驗(yàn)則表明，蜜蜂不僅善于使用工具，它們的臨場(chǎng)發(fā)揮能力也非常強(qiáng)。蜜蜂的行為遠(yuǎn)比我們意識(shí)到的更加靈活、適應(yīng)性更強(qiáng)。雖然它 們不在日常生活中使用工具來覓食，但在美食的誘惑之下，它們的快速學(xué)習(xí)能力不容小覷。

5.Science：人DNA引發(fā)酶的[4Fe4S]簇是起著一種氧化還原開關(guān)的作用

DNA能夠長(zhǎng)程地運(yùn)送電荷，而且有潛力起著一種信號(hào)系統(tǒng)的作用。已知在一些蛋白中發(fā)現(xiàn)的鐵-硫復(fù)合物[4Fe4S]參與氧化還原反應(yīng)。真核生物引發(fā)酶（primase）參與DNA復(fù)制，含有它的RNA引物合成活性所需的一個(gè)[4Fe4S]簇。Elizabeth O’Brien等人證實(shí)這個(gè)[4Fe4S]簇能夠通過DNA介導(dǎo)的電荷轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)這個(gè)蛋白酶的DNA結(jié)合活性。這接著在引物起始和長(zhǎng)度確定中發(fā)揮著作用。

6.Science：在全蛋白質(zhì)組水平上分析細(xì)胞熱穩(wěn)定性

活的有機(jī)體對(duì)溫度非常敏感，而且這很大程度上歸結(jié)于它對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)和功能的影響。Pascal Leuenberger等人利用有限的蛋白裂解和質(zhì)譜，在全蛋白質(zhì)組水平上探究了**、酵母和人細(xì)胞的熱穩(wěn)定性。他們的結(jié)果提示著溫度誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡是由一小部分具有關(guān)鍵功能的蛋白丟失導(dǎo)致的。這項(xiàng)研究也對(duì)蛋白和蛋白質(zhì)組穩(wěn)定性的分子和進(jìn)化基礎(chǔ)提供新的見解。

7.Science：揭示金黃色葡萄球菌PSMα3具有不同尋常的交叉α-螺旋

**分泌的被稱作酚可溶性調(diào)控蛋白（phenol-soluble modulin, PSM）的肽激活炎性反應(yīng)，裂解人細(xì)胞，并且促進(jìn)生物膜結(jié)構(gòu)形成。PSMα3是一種由金黃色葡萄球菌分泌的有毒性的長(zhǎng)22個(gè)氨基酸的淀粉樣肽。Einav Tayeb-Fligelman等人解析出這個(gè)淀粉樣肽在具有全長(zhǎng)氨基酸序列時(shí)的高分辨率結(jié)構(gòu)。令人意外的是，這種結(jié)構(gòu)揭示出它與常見的淀粉樣交叉β折疊結(jié)構(gòu)存在差異。PSMα3形成兩親性的α-螺旋，這些α-螺旋經(jīng)過折疊與原纖維軸相垂直的方向堆積在一起形成折疊片。這種不同尋常的交叉α-螺旋在原纖維毒性中發(fā)揮著重要作用。

8.Science：利用具有光控開關(guān)作用的激酶控制細(xì)胞信號(hào)

蛋白激酶是被用來傳遞細(xì)胞內(nèi)信號(hào)的蛋白。Xin X. Zhou等人設(shè)計(jì)出多種不同的激酶以至于它們能夠被可見光開啟和關(guān)閉。他們對(duì)熒光蛋白Dronpa進(jìn)行修飾，這樣在紫光照射下，它形成二聚體而不是形成四聚體，而在藍(lán)綠光照射下，它發(fā)生離解。他們將兩個(gè)Dronpa拷貝融合在一起作為來自不同激酶家族的代表。這些經(jīng)過改造的激酶能夠以具有時(shí)空精準(zhǔn)度的方式起著光控開關(guān)的作用，而且成功地被用來研究許多種信號(hào)通路。

9.Science：評(píng)述細(xì)胞DNA復(fù)制起始機(jī)制

遺傳物質(zhì)準(zhǔn)確地復(fù)制和傳遞到下一代需要復(fù)雜的分子組裝體。Franziska Bleichert等人評(píng)論了生命三域中的復(fù)制起始，尤其關(guān)注復(fù)制起點(diǎn)選擇和解旋酶裝載。這些過程鑒定出潛在的復(fù)制起點(diǎn)，讓它們?yōu)殡S后的雙向復(fù)制起始做好準(zhǔn)備。真核生物、原核生物和古生菌之間存在著關(guān)鍵的相似性和多種差異，而且還存在著很多懸而未決的問題有待解答。