COVER Results of an early next-generation DNA sequencing run show four superimposed false-color images of amplified DNA clusters from one of the hundreds of "tiles" contained on a glass flow cell. Recent advances in this increasingly popular and inexpensive method now enable parallel sequencing reactions that can produce up to 500 gigabases of data per instrument run. These data allow us to better understand the frequency of genetic mutations and their impact on human disease. See page 1470 .

Image: Jamie Simon, Ryan Lister, and Joseph R. Ecker, The Salk Institute

确认控制细胞衰老的关键机制

人们对细胞衰老所知甚少，这是异常细胞的一个不再能通过细胞周期发展的状态，但新的研究发现了一个诱导该生物学过程的关键机制。衰老细胞的积累被认为会促进与老化有关的疾病，其中包括癌症和神经退行性病变；因此，了解这一细胞劣化的基础机制对人体健康具有重要的意义。随着细胞进入一种衰老状态，它们会在基因表达方面展示出广泛的改变，其中包括促炎反应，其特征是分泌的炎性细胞因子表达增加。这样的细胞具有所谓的衰老相关性分泌表型（SASP）。为了更多地了解这一过程，Chanhee Kang等人在人类成纤维细胞中诱导衰老，并寻找在衰老细胞中高度表达但在非衰老细胞中却没有高度表达的基因变异。他们发现，一个特别的转录因子——GATA4在激活衰老过程中起着关键作用。进一步的研究揭示，GATA4通常受到一个降解细胞成分过程（自吞噬）的抑制，但当细胞老化或受损时，这一GATA4的受控的耗竭停止，而衰老过程开始接管。这些发现帮助解决了一个谜团-，即先前有研究发现，自吞噬是衰老过程所需的，而某些证据提示，自吞噬可帮助抑制衰老过程。但Kang和同事的结果表明，一种选择过程在起作用：一般性的自吞噬可导致衰老，而GATA4的靶向自吞噬则可阻止衰老。确实，某些自吞噬成分的消耗可增加GATA4 蛋白的丰度。进一步的操控揭示，GATA4 的表达诱发了与SASP相关基因的表达，而GATA4的耗竭可抑制数个SASP基因的表达。由Liam Cassidy 和 Masashi Narita撰写的《视角》更详细地讨论了这些发现。

CO2浓度以往的尖峰伴有快速的海洋循环

二氧化碳的两次突然上升与北半球变暖是在末次冰期冰融化时发生的；新的证据证实，这些尖峰都伴随了深部海洋的“冲涌”事件。大西洋经向翻转环流（AMOC）形成了北半球和南半球之间浅表和深部水的循环，它在热输送上起着关键作用，而热输送反过来也会影响气候。为了分析在过去2万年间大西洋的循环，Tianyu Chen等人采集了无数的不同年代的深海珊瑚样本，它们能作为在海洋（赤道大西洋和德雷克海峡）中随着时间推移而进行碳储存的代理物。研究人员用放射性碳测量来追踪几千年来深海水体的隔绝。他们发现，在海因里希亚冰期-1末和新仙女木事件末时大气二氧化碳大幅增加（这是2个主要的气候事件）与深海放射性碳积存下降同时发生，表明当深海过多的碳因为AMOC的增加而涌出时，二氧化碳被释放到大气之中。此外，作者们提出，在两次冲涌事件之后，碳浓度相对快速地回复到了与现代类似的水平。这些对过去二氧化碳浓度上升与海洋循环之间关系的了解可对现代气候变化时应做什么预测提供有价值的线索。

如果并非社会规范，为什么还要切割女性生殖器？

社会规范会让人参与不寻常及有时是有害的行动，但近来的研究表明，切割女性生殖器的做法可能实际上并非社会规范；那么为什么某些人还会有这样的做法，尽管它会带来潜在的对健康有害的并发症？对切割女性生殖器的一种出名的观点是：这是一种社会规范，它是在协调博弈的背景中演化出的文化；在协调博弈中，如果有足够数目的社区成员决定参加就会跨越一个门槛，其他的人也会采纳这种做法。因为这种原因，许多发展部门的工作人员将工作焦点放在相关的政策上，这些政策试图集结社区成员来公开谴责这种做法。但Charles Efferson等人的研究提示，切割女性生殖器也许并非社会规范。对45个社区内的2500个家庭所做的普查发现，该切割百分比并不反映协调博弈情况下的社会规范。许多家庭报告说，他们不会基于切割女性生殖器的做法而拒绝与社区中的其它家庭联姻。在本期的《政策论坛》中，作者们提出，另类的力量可能维持了这种做法，如相信某些性方面的忠诚迹象除了能带来其它可能性外，还会带来净效益。他们得出结论：一个在所有家庭中都有的单一关键临界值不太可能存在，因此，发现具体家庭归因于女性生殖器切割的裨益对促进在价值、偏好及有些时候随之发生的有害做法上的可持续性改变是至关重要的。作者们说，这或能导致不同的但却更为有效的政策干预。

花朵数的减少缩短了大黄蜂的舌头长度

据一项新的研究报告，与气候相关的花的多样性改变导致了高山大黄蜂的舌头长度变短，使得这些昆虫因为适应不良而无法对其原先喜爱的深花进行采蜜和授粉。这些结果凸显了某些互利的生态伙伴关系会因为全球气候的改变而丧失。许多同时演化的物种有着精确匹配的特征；例如，长舌大黄蜂能很好地适应于从具有长花冠筒的深花中采蜜。最近的研究表明，长舌大黄蜂的数量正在减少。为了更好地了解其原因，Nicole Miller-Struthman等人对科罗拉多的数个高海拔地点进行了研究，这些地方生活着两种长舌高山大黄蜂。研究人员对1966年至1980年及从2012年至2014年的大黄蜂标本的舌头长度变化进行了测量，他们注意到大黄蜂的舌头长度明显缩短。接着，用存档的大黄蜂标本及对大黄蜂及其宿主植物进行实地调查，他们对这一变化的可能机制进行了检查。他们报告说，该变化并非是因其体型不断变小、入侵者的竞争，或因为与该地区花朵的共同演化的结果。相反，这是夏季气温暖化的结果，因为该暖化减少了这些大黄蜂喜爱的深花数量，迫使这些昆虫成为能对所有剩下的花朵（包括许多浅花）进行摄食的普通觅食昆虫。这转而驱使大黄蜂舌头长度缩短，这是为了生存而做出的一种适应反应。作者们说，这一模式或能在其它系统中预测气候变化对未来的影响。他们的结果凸显了气候变化会如何解除蜂类和植物间公认的互利共生的偶联关系。

文字说明: 大黄蜂 Bombus balteatus 在宾夕法尼亚山的高山冻原上采集棘豆属植物Oxytropis sericea的花蜜。

资料来源: Christine Carson