Science更多证据证实RNA是生命起源

　　在一项新的研究中，来自德国慕尼黑大学的研究人员证实嘌呤类碱基腺嘌呤和鸟嘌呤如何能够容易地和高产率地合成，从而提供更多证据证实RNA可能是地球上生命的起源。

　　相关研究结果发表在2016年5月13日那期Science期刊上，论文标题为“A high-yielding, strictly regioselective prebiotic purine nucleoside formation pathway”。

　　在这项研究中，研究人员描述了他们在寻找证据---证实RNA可能是首个自我复制的最终导致我们所在星球上的所有生命产生的分子--时所采取的步骤。

　　多年来，很多科学家们已支持一个观点：地球上生命的开始是由于一系列导致RNA分子合成的事件---RNA似乎是一种强有力的候选分子，这是因为它能够储存信息，也能够发挥着催化剂的作用。

　　为了支持这一理论，科学家们一直试图证实在基于地球早期存在的条件， RNA可能在什么条件下产生。

　　在早些时候，人们发现证实RNA的4个碱基中的两个(尿嘧啶和胞嘧啶)如何能够产生相对较为容易，但是证实另外两个碱基(腺嘌呤和鸟嘌呤)如何可能产生一直是个棘手的问题。

　　在这项新的研究中，研究人员描述了考虑生命开始产生时的条件，这两个嘌呤类碱基可能产生的情形。

　　研究人员通过拓展先前的研究(已证实一种被称作甲酰嘧啶(formamidopyrimidines, FaPys)的分子能够在某些条件下发生反应形成嘌呤)开展这项新的研究。

　　他们发现加入一种酸类物质到一种胺类物质(研究人员证实胺类物质能够非常容易地由丰富的碳、氮和氢产生)中允许形成嘌呤的反应发生，并且还发现嘌呤容易与甲酸相结合，其中最近的研究已证实甲酸在彗星中大量存在。

　　这意味着如果彗星在合适的位置与地球碰撞的话，甲酸可能遇上也已存在的嘌呤。

　　一旦这种情形发生，所形成的反应产物将结合上糖类物质，从而导致大量的嘌呤衍生物(包括腺嘌呤和鸟嘌呤)产生，因此制造RNA分子所需的所有组分都准备好了。RNA分子的产生就为有机体的出现奠定基础。

　　假定你正在试图设计一种疫苗来抵抗下一个季度的流感病毒。拥有一种准确地告诉你多种流感病毒毒株如何进化的详细图谱将是非常有益的。

　　构建这种类型的图谱是研究一种被称作适应度景观(fitness landscape)的概念工具的进化生物学家的目标，其中适应度景观提供一种可视化观察和预测进化的方法。

　　自从20时间30年代群体遗传学家Sewall Wright首次提出以来，适应度景观的观点就已非常流行。但是绘制详细的适应度景观图是一个严峻的挑战，而且迄今为止创建出的景观图相当粗糙。

　　如今，在一项新的研究中，来自美国密歇根大学的研究人员报道了一个基因的首个体内适应度景观综合图---大约比之前的大100倍。论文通信作者、密歇根大学生态学与进化生物学系教授Jianzhi "George" Zhang说，这些发现有望令进化生物学家、遗传学家和分子生物学家感兴趣。这一基于面包酵母单个基因(即tRNA基因)的研究于2016年4月14日在线发表在Science期刊上，论文标题为“The fitness landscape of a tRNA gene”。

　　Zhang说，“适应度景观的概念是非常重要的，也是很多进化理论的基础。但是在此之前，我们都不能够测量它。我们还有很长的路要走，但是这是在实现测量适应度景观的目标上迈出一大步。”

　　把适应度景观图看作一种三维图谱，这种图谱允许科学家们可视化观察一种有机体的基因组成与它产生后代的能力之间的关系，这就生物学家们所说的适应度(fitness)。繁殖率是进化成功的最终指标---真正重要的唯一指标。

　　达尔文适应度(Darwinian fitness)是由一种有机体的基因和它的环境之间的相互作用所决定的。在任何一种给定的环境下，一种有机体的基因组成，或者基因型，在与同种物种的其他成员竞争时起着协助或破坏的作用。

　　适应度景观是一种可视化观察基因型与繁殖成功率之间关系的方法。但是对适应度景观的研究从理论探讨转向实验科学因几种原因的存在而一直是一种挑战。首先，基因型数量非常庞大，任何单个有机体有大量的遗传可能性。

　　比如，人类基因组是由四种碱基A、T、G和C构建出来的有大约30亿个碱基的序列。在基因序列的每个位点上，有四个碱基可供选择，这就意味着在完整的人类基因型中存在数十亿种可能性。

　　在一项新的研究中，来自美国肯塔基大学、马萨诸塞大学和瑞典隆德大学的研究人员发现肥胖产生的一个潜在的新的生物标志物，而且该生物标志物也可能是预防和治疗肥胖的靶标。相关研究结果于2016年5月11日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“An obligatory role for neurotensin in high-fat-diet-induced obesity”。

　　神经降压素(neurotensin, NT)是一种主要在胃肠道和中枢神经系统中产生的肽，是在脂肪摄入时释放出来的。它促进肠道脂肪酸吸收。之前的研究已证实NT也能够促进多种癌症的生长，而且增加的空腹pro-NT(NT前体激素)水平与心血管疾病和乳腺癌产生相关联。

　　在这项新的研究中，研究人员分析了来自马尔默饮食和癌症研究(Malmö Diet and Cancer Study)---一项基于人群的前瞻性流行病追踪研究(study cohort)，涉及28,449名男性和女性，他们接受平均16.5±1.5年追踪研究---的数据。这一发现表明肥胖的和胰岛素抵抗的参与者具有显著提高的空腹pro-NT水平，而且相比对于空腹pro-NT水平最低的参与者而言，空腹pro-NT水平最高的非肥胖参与者患上肥胖的风险会加倍。

　　研究人员继续利用模式动物证实NT缺乏可预防与高脂肪摄入相关联的肥胖、胰岛素抵抗性和脂肪肝，因此鉴定出NT是在未来产生肥胖的一种潜在的早期标志物，也是这种疾病的一种新的治疗靶标。

　　论文通信作者、肯塔基大学马基癌症中心(Markey Cancer Center)主任Mark Evers博士说，“我们的发现重新确定了我们看待NT作用的方式。NT似乎是一种代谢上‘节俭’的肽，增加摄入的脂肪的吸收;然而，由于典型的西方饮食含有大量脂肪，NT也因能够促进肥胖和代谢病产生而发挥有害作用。”

　　此外，鉴于NT能够促进某些癌症生长，而且如今它也与肥胖相关联，Evers猜测增加的NT水平可能导致与肥胖相关联的某些癌症的较高发病率。基于这项研究的发现，肯塔基大学的未来研究将探究这种可能的关联性。

　　在全世界，17亿多人是超重的，即身体质量指数(BMI)高于25，或者是肥胖的，即BMI高于30。另外，每年250万死亡病例归因于肥胖带来的健康问题。

　　相关链接

　　5月11日是由世界卫生组织确定的世界防治肥胖日，很多人不知道肥胖亦是一种疾病，它正是世界卫生组织确定的十大慢性疾病之一。

　　根据厦门市疾控中心2015年发布的厦门健康报告显示，厦门市居民肥胖者(即BMI≥28)比例为9.3%，其中男性肥胖者比例为11.0%，女性为7.5%，而中小学生肥胖检出率，更是达到了15.2%!

　　胖点真的没什么吗

　　实际上，肥胖不仅影响自身体形美观，也会带来一系列的健康问题，因超重和肥胖引起的代谢综合症——糖尿病、高血压、多囊卵巢综合征、睡眠呼吸暂停等疾病逐年增加，已成为当今社会主要的致死原因之一。

　　导报记者在对相关科室医生的采访中得知，肥胖患者已经逐年呈年轻化趋势，这些人的共同特点是：工作压力大、饮食不规律、凌晨才睡觉、工作很忙。“肥胖可以使人的预期寿命平均减少6~7年，严重的肥胖症可以减少预期寿命20年以上。”医生如是说。

　　“对青少年及育龄期肥胖患者来讲，肥胖还会导致男性不育症和女性不孕症，这是因为肥胖女性体内可发生一系列的激素改变，如高胰岛素血症、胰岛素抵抗、高雄激素血等，从而导致生殖功能异常、月经不调等。”医院内分泌糖尿病科副主任医师提醒，因此，出现月经紊乱的姑娘，特别是肥胖的女孩子，除了去妇产科就诊，一定要到内分泌科门诊检查。

　　怎样确定自己是否偏胖?医生说，医学上通常用体重指数BMI来表达，即是按照体重的公斤数除以身高米的平方。假如，体重为80公斤，身高1.58米，BMI就等于32。

　　中国成人体重指数(BMI)分类：18.5~23.9为健康、24.0~27.9为超重、大于等于28就是肥胖。

　　如果用腰围来表达，男性大于90厘米，女性大于85厘米就算肥胖。

　　专家建议，肥胖或超重者最好能关注自己的体重，无论什么时候，减肥、将体重控制在正常范围内都不晚。尽早发现体重问题、尽早控制体重，才能避免像“三高”等健康隐患对身体的慢慢侵蚀。

　　相关链接

　　中国疾病预防控制中心的数据显示,我国18岁以下的肥胖人群已达1 .2亿。来自国外的研究也指出,中国有12%的儿童超重,中国青少年患糖尿病的比例相当于美国同龄人的四倍。

　　专家表示,青少年肥胖正在逐步加重我国经济和医疗机构的负担,其经济负担将超千亿元,如果不采取紧急措施制止这种趋势,中国医疗体制将面临巨大挑战。

　　超重和肥胖严重危害身心健康。他们患高血压的风险是正常体重儿童的3-4倍。且血脂已经出现异常，成年后患糖尿病和冠心病的风险也大大增加。

　　已有专家表示，应限制学校周边非健康食品的销售，通过营养健康教育、身体运动、改善生活方式等方式建立综合干预措施。