與自閉癥相關(guān)的遺傳因素分析

泛自閉癥（ASD）是一大類腦發(fā)育疾病，包括自閉癥、兒童期崩解癥和阿斯伯格綜合征，其特征是社會(huì)交往和溝通能力降低、行為反復(fù)和興趣有限。在本期《自然》上發(fā)表文章的兩個(gè)小組采用大規(guī)模全外顯子組測(cè)序方法研究了遺傳新生突變和生殖系新生突變對(duì)ASD風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)。Silvia De Rubeis 等人分析了來(lái)自3871個(gè)自閉癥病例和9937個(gè)祖先相匹配的對(duì)照組或親代對(duì)照組的DNA樣本，識(shí)別出有可能影響患該疾病風(fēng)險(xiǎn)的超過(guò)100個(gè)常染色體基因。新生功能喪失突變?cè)诔^(guò)5%的自閉癥患者身上被檢出。相關(guān)的基因產(chǎn)物中很多都似乎在突觸、轉(zhuǎn)錄和染色質(zhì)重塑通道中發(fā)揮功能。Ivan Iossifov等人對(duì)來(lái)自超過(guò)2500個(gè)家庭（其中每個(gè)都有一個(gè)患ASD的孩子）的外顯子組進(jìn)行了測(cè)序。他們識(shí)別出27個(gè)高置信度的基因目標(biāo)，并且估計(jì)13%的新生錯(cuò)義突變和43%的“可能會(huì)破壞基因的”（LGD）新生突變分別造成所診斷出病例中的12%和9%。

突觸囊泡的快速重構(gòu)

自從突觸囊泡循環(huán)在上世紀(jì)70年代被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，網(wǎng)格蛋白一直被認(rèn)為在質(zhì)膜上發(fā)揮作用，在軸突末端受到刺激后約20秒來(lái)重構(gòu)突觸囊泡。Erik Jorgensen及同事重做了當(dāng)初的那些實(shí)驗(yàn)，但將光遺傳學(xué)刺激與高壓冷凍相結(jié)合來(lái)在刺激之后將樣本迅速固定。這樣做便使情況發(fā)生了改變：以前假設(shè)的機(jī)制在22℃這個(gè)非生理性的、“室溫”溫度下有效，這個(gè)時(shí)候超快內(nèi)吞作用被中斷。在某一生理溫度下 （34℃），大囊泡則會(huì)在大約50毫秒內(nèi)通過(guò)獨(dú)立于網(wǎng)格蛋白的超快內(nèi)吞作用被從質(zhì)膜中提取出來(lái)；這些囊泡然后會(huì)融合形成核內(nèi)體，在刺激之后大約5秒小囊泡會(huì)通過(guò)網(wǎng)格蛋白支架從它們當(dāng)中被再生出來(lái)。

拓?fù)銱aldane模型的實(shí)驗(yàn)演示

量子霍爾效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致受到拓?fù)浔Ｗo(hù)的邊緣態(tài)，該效應(yīng)過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間被認(rèn)為只會(huì)在一個(gè)外部磁場(chǎng)存在的情況下出現(xiàn)。但在1988年，Duncan Haldane提出一個(gè)模型，在該模型中這種奇異電子結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)并沒(méi)有這個(gè)要求。他提出，在一個(gè)具有交錯(cuò)磁通的蜂巢晶格中，量子霍爾效應(yīng)的必要條件將是材料本身中固有的。這一概念背后的原理后來(lái)被用來(lái)設(shè)計(jì)拓?fù)浣^緣體，但Haldane 模型的最初表達(dá)形式一直沒(méi)有在實(shí)驗(yàn)室中被觀察到過(guò)。在本期《自然》上，兩個(gè)小組報(bào)告了與Haldane模型相關(guān)的進(jìn)展。Gregor Jotzu等人報(bào)告了Haldane模型的首次實(shí)現(xiàn)；Pedram Roushan等人介紹了它可以怎樣被精確測(cè)定。Jotzu等人利用超冷費(fèi)米子、通過(guò)對(duì)晶格位置進(jìn)行環(huán)形調(diào)制及在相鄰點(diǎn)之間產(chǎn)生能量抵消，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間逆轉(zhuǎn)和反對(duì)稱性（該模型的兩個(gè)主要要求）的破壞。Roushan等人利用超導(dǎo)量子線路（夾在超導(dǎo)電極之間的一個(gè)約瑟夫森結(jié)）通過(guò)一個(gè)量子位實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非相互作用形式的Haldane模型，同時(shí)通過(guò)一個(gè)被稱為 “gmon”耦合架構(gòu)的新的實(shí)驗(yàn)設(shè)置實(shí)現(xiàn)了一個(gè)相互作用形式的二量子位Haldane模型。他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)置使其能夠通過(guò)測(cè)定Berry curvature （所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一個(gè)共同特征）來(lái)對(duì)兩種情形都進(jìn)行表征。

“奇異恐手龍”現(xiàn)真形

近50年來(lái)，奇異的獸腳亞目恐龍“奇異恐手龍”一直被認(rèn)為是古生物學(xué)上最為引人入勝的謎團(tuán)之一。此前，人們只是從1965年在蒙古發(fā)掘出的兩個(gè)巨大前肢知道它們，人們也曾認(rèn)為它們屬于似鳥龍、鐮刀龍或是一個(gè)全新的獸腳亞目恐龍分支當(dāng)中的一員。現(xiàn)在，新的考古發(fā)掘工作發(fā)現(xiàn)了這種恐龍的兩個(gè)幾乎完整的骨架，從而使得Yuong-Nam Lee等人能夠提供一個(gè)關(guān)于“奇異恐手龍”的詳細(xì)畫面。結(jié)果顯示，這是一種巨大的動(dòng)物，頭骨為鴨嘴形，駝背，是似鳥龍中已知最大的，生活在潮濕環(huán)境中，所吃的東西包括植物和魚。

與人類新皮層擴(kuò)張相關(guān)的遺傳因素

人類獨(dú)特的智慧被廣泛歸因于新皮層的擴(kuò)張，這是與靈長(zhǎng)類和其他哺乳動(dòng)物相比較而言的。最近的研究報(bào)告顯示，放射狀膠質(zhì)細(xì)胞（在整個(gè)發(fā)育中的腦皮層中都存在的一種類型的神經(jīng)前體細(xì)胞）提高的增殖潛力是新皮層擴(kuò)張的一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素。Arnold Kriegstein及同事在放射狀膠質(zhì)細(xì)胞的基因表達(dá)中發(fā)現(xiàn)了可能對(duì)人類新皮層擴(kuò)張有貢獻(xiàn)的演變，從而將這一概念又向前推進(jìn)了一步。他們發(fā)現(xiàn)，人類和小鼠在放射狀膠質(zhì)細(xì)胞中具有高度保守的基因表達(dá)模式，只是少數(shù)幾個(gè)特定的信號(hào)傳導(dǎo)通道除外。PDGFD及其受體PDGFRβ在人類皮層發(fā)育中有明顯不同的表達(dá)模式和特征，這些模式和特征在小鼠中是沒(méi)有的。在人類腦切片培養(yǎng)物中破壞這些路徑，會(huì)阻止正常細(xì)胞周期的發(fā)展，而小鼠這些路徑的異位激發(fā)則會(huì)增強(qiáng)放射狀膠質(zhì)細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散，從而揭示了人類皮層發(fā)育特有的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制。