尼安德特人为何消笑

尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲,从20万年前开始,他们统治着整个欧洲和亚洲西部,但在2．8万年前这个古人类却消失了。长期以来,科学家一直在探讨尼安德特人消失的原因。新理论认为,导致尼安德特人消失的原因可能有两个：气候突然变化;现代人的祖先在某些生物特征上全面优于尼安德特人,逐步取代了他们。     

科学家发现全新人种

科学家在我国西南地区发现一个已消失的、或是全新的人种——"马鹿洞人".1万年前生活在我国西南地区的马鹿洞人有着深色皮肤,看起来既具有某些现代特点,又有一些不寻常的特征.克诺伊博士通过对其头盖骨分析后描述其外貌:"他们长着圆脑壳,有突出的眉脊,厚的颅骨,短而扁平的脸,宽鼻子,突出的颌,缺少像人一样的下巴,大脑为中等大小,具有和现代人看起来类似的脑前叶,但同时顶叶短而原始,还有很大的臼齿." 以马鹿为食熟练用火 一份发表在PLoSONE上的研究报告引起人们关注.这份报告是我国和澳大利亚考古研究者的研究成果.几年前,他们开始对我国西南境内发现的被称为"马鹿洞人"的古人类化石进行分析研究.研究者推测,"马鹿洞人"也许是此前从未发现的新人种,他们生活在距今1.45万～1.15万年前的东亚大陆,直到1.1万年前冰期结束时才消亡.     

关注基因武器

摘要 本文从人类基因组多样性研究成果证实人类种族之间存在基因差异的事实出发,概述了基因武器的产生背景,提出了基因武器的概念。对基因武器的原理、性能和特点进行了分析,对基因武器在全球范围内的研制状况进行了介绍,对基因武器的发展态势及其潜在威胁进行了预测。提出了我国应当呼吁国际社会全面禁止基因武器的研制和使用,寻求对中华民族有效的生物药剂和疫苗,研制对抗基因武器的新型探测和防护器材,以及探索未来反基因战的战法、途径和手段等四项基本对策。
在人类基因组多样性的研究中,已经发现人种之间确实存在基因的差异。这种差异,很可能被种族主义者和恐怖主义分子所利用。他们可以根据不同种族基因组多样性特点,采用基因工程技术手段,设计、研制出针对某一种族的基因武器,从而对某一种族或国家的安全造成潜在的和巨大的威胁。基因武器就是在生物遗传工程技术的基础上,用人为的方法,按照军事上的需要,利用基因重组技术,复制大量致病微生物的遗传基因,并制成生物战剂放入施放装置内所构成的武器。它能改变非致病微生物的遗传物质,使其产生具有显著抗药性的致病菌,利用人种生化特征上的差异,使这种致病菌只对特定遗传特征的人们产生致病作用,从而有选择地消灭敌方有生力量。基因武器杀伤力极其强大,远非普通的生物战剂所能比拟。据估算,用5000万美元建造一个基因武器库,其杀伤效能远远超过50亿美元建造的核武器库。某国曾利用细胞中的脱氧核糖核酸的生物催化作用,把一种病毒的DNA分离出来,再与另一种病毒的DNA相结合,拼接成一种具有剧毒的“热毒素”基因毒剂,用其万分之一毫克就能毒死100只猫;倘用其20克,就足以使全球55亿人死于一旦。正因为如此,国外有人将“基因武器”称为“世界末日武器”。科学家认为,不能排除随着基因操作等知识的日益普及,基因技术被用于制造基因武器的可能。有人甚至预测,基因武器将在5至10年内出现。在战略上,基因武器将使作战方式发生明显变化。使用者只需要在临战前将经过基因工程培养的病菌投入他国,或利用飞机、导弹等将带有致病基因的微生物投入他国交通要道或城市,让病毒自然扩散、繁殖,使敌方人、畜在短时间患一种无法治疗的疾病,从而丧失战斗能力。此外,基因武器可根据需要任意重组基因,可在一些生物中移入损伤人类智力的基因。当某一特定族群的人们沾染上这种带有损伤智力基因的病菌时,就会丧失正常智力。在战术上,基因武器不易被发现,将使对方防不胜防。因为经过改造的病毒和病菌基因,只有制造者才知道它的遗传“密码”,其他人很难破译和控制。同时,基因武器的杀伤作用过程是在秘密之中进行的,人们一般不能提前发现和采取有效的防护措施。一旦感受到伤害,为时已晚,在此之前早已遭到基因病毒的侵袭,很难治疗。此外,基因武器还有成本低、持续时间长、使用方法简单、施放手段多样、不破坏敌方基础设施和武器装备等特点,具有较强的心理威慑作用。目前,至少美国、俄罗斯和以色列都有研制基因武器的计划。美国已经研制出一些具有实战价值的基因武器。他们在普通酿酒菌中接入一种在非洲和中东引起可怕的裂各热细菌的基因,从而使酿酒菌可以传播裂各热病。另外,美国已完成了把具有抗四环素作用的大肠肝菌遗传基因与具有抗青霉素作用的金色葡萄球菌的基因拼接,再把拼接的分子引入大肠肝菌中,培养出具有抗上述两种杀菌素的新大肠肝菌。俄罗斯已利用遗传工程学方法,研究了一种属于炭疽变素的新型毒素,可以对任何抗生素产生抗药性,目前找不到任何解毒剂。以色列正在研制一种仅能杀伤阿拉伯人而对犹太人没有危害的基因武器。为了保护全人类的最大利益,维护和促进世界和平与发展,有效防范基因武器的潜在威胁,我们应采取以下对策：第一,积极敦促国际社会按照1998年联合国大会批准的“关于人类基因组与人类权利的国际宣言”的精神,在全球范围内达成有关限制基因技术的使用,全面禁止基因武器研制的伦理公约和协议;第二,尽快采取行动,认真研究本民族的基因密码,及早察明其中的特异性和易感性基因,有针对性地采用生物工程技术研制有效的生物药剂和疫苗,提高和增强民族的基因抵抗力;第三,积极应用高新技术,针锋相对地研制反基因武器,研制新型探测和防护器材,做到有效识别和防护;第四,针对敌军可能实施基因战的战法、途径和手段进行专门研究,及早制定行动预案。只有这样,在未来可能面临的基因威慑与反威慑的斗争中,中华民族才不致于受制于人。     

远古生物DNA错误复制促成人类

一项新研究向我们讲述了这样一个故事:在大约5亿年前,在海底有一条无脊椎生物经历了两次成功的DNA复制——这是一次"程序错误",但这个"错误"却意外地触发了包括人类在内的其它生物的最终出现。而且这一次古老的基因"突变"极大地改善了细胞通讯系统,因此我们的身体细胞整合信息的能力比现有最先进的智能手机还要好。不过也有坏消息,那就是这种信息通讯偶尔会出现崩溃,导致这一现象的基因渊源最早可以追溯到寒武纪时期,这一缺陷会导致糖尿病,癌症和神经错乱。有关这一研究的论文作者之一,英国邓迪     

印度人群的起源与迁移路线

根据考古学、人类学以及遗传学的证据，现代印度人群被认为起源于3次迁移事件：第一次迁徙源于东非，发生于约6万年前，形成了南亚的土著居民；第二次是约1万年前来自于近东的人群迁徙，多被认为与农业扩张有关；第三次是4千年前中亚的雅利安人入侵。此前对线粒体DNA控制区序列的研究表明，印度人群线粒体DNA可被划分为N和M两个类群，其中前者包括大量特有世系和许多欧洲世系。     

人特异性microRNA分子miR-941在人类进化中作用

MicroRNA介导的基因调节在很多生理过程中发挥重要作用。中国科学院上海生命科学研究院计算生物学研究所Philipp Khaitovich研究小组与云南大学生命科学学院俞海菁研究小组等合作,探索了MicroRNA分子miR-941在人类进化中的作用。他们发现,在人类基因组中,miR-941大约在600—100万年前从一个进化上易变的串联重复序列上形成。     

尼安德特人为何消失

尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲,从20万年前开始,他们统治着整个欧洲和亚洲西部,但在2.8万年前这个古人类却消失了.长期以来,科学家一直在探讨尼安德特人消失的原因.新理论认为,导致尼安德特人消失的原因可能有两个:气候突然变化;现代人的祖先在某些生物特征上全面优于尼安德特人,逐步取代了他们.     

低氧适应相关基因及其研究策略的思考

低氧适应基因是指一类低氧诱导表达并参与低氧适应反应的基因群.目前已发现低氧适应基因30余个,其主要通过对机体红细胞生成、血管生长和舒缩、糖代谢和应激反应等生理功能的调节,提高机体的氧摄取和氧利用能力.HIF-1作为重要转录因子在这类基因的表达调控方面具有关键作用.系统认识低氧适应基因及其生物学功能,对于探索低氧损伤防护和促进低氧适应的医学策略和相关医药措施具有重要的科学意义.现阶段我国开展低氧适应相关基因的研究策略应考虑(1)重视生物性低氧适应相关基因的研究;(2)重点开展生理性低氧适应相关基因的研究;(3)以低氧应激为导向进行低氧适应相关基因的研究;(4)注重低氧适应相关基因多态性的研究;(5)应用现代生物技术研究低氧适应相关基因.     

最新研究显示人类基因数量比原先估计少得多

一项最新的研究结果显示,人类基因数量与微小的开花植物和小蠕虫的基因数量基本相同,这无疑是对人类虚荣心是一次打击。研究人员对人类基因数量的最新估计与三年前相比有大幅下降。此项研究的两位作者之一的弗朗西斯.柯林斯博士表示:“我们人类在这场竞争并没有留下非常深刻的印象。”科学家最新估计,人类基因数量在2万至2.5万个之间,而同一批科学家在2001年公布的数字却是3万至4万个。相比而言,线虫的基因数量大约是1.95万个。一种称为拟南芥的植物的基因数量在2.7万个左右。线虫和拟南芥都是科学家最喜欢的研究体。这项研究的另一位作者、…     

原始人曾经征服海洋

几年前,美国和希腊的一个考古学家小组到希腊克利特岛的一处峡谷考察,想要找到约1．1万年前在周围海域航海的人们使用过的石器。在寻找过程中,普罗维登斯学院的考古学家托马斯·斯特拉瑟和他的队友无意中发现了一个13厘米长的手斧。这个简单粗糙的工具是用当地一块石英鹅卵石制成的,类似非洲和欧洲大陆发现的约17．5万年前人类祖先使用的手斧。这种石制工具技术已流传百万年,古人用这些石制工具砸碎骨头,切割肉块。克利特岛被几个海包围了大约500万年。这一手斧的发现暗示,现代人之外的早期人类跨越地中海的时间比我们预期的提前了10万年。     

人类早在3万年前就抵达北美洲

正《自然》最近发表的两项研究发现,人类早在3万年前就在北美洲居住了。人类在美洲居住的最早时间一直富有争议,这两项研究帮助阐明了这一问题,提示美洲的人类历史比之前认为的更悠久。人类抵达美洲标志着人类在地球上的一次主要扩散。传统观点认为,人类在约1.3万年前首次抵达美洲,并与克洛维斯文化(以其独特的石制工具著称)的形成有关。不过,人类迁徙到美洲的模式和时间一直众说纷纭。     

让蚊子绝种,人类有这个权利吗

<正>基因驱动,是让修改后的基因(基因突变)在目标群体内迅速传播,从而让一个种群和物种由于绝育而完全灭绝。日前,在联合国生物多样性公约会议上,各国否决了一项暂时禁止释放携带基因驱动生物体的提议。基因驱动是基因工程技术的一种,目的是让修改后的基因(基因突变)在目标群体内迅速传播,从而让一个种群和物种由于绝育而完全灭绝。CBD会议中提到的释放携带基因驱动生物体最典型的例子是蚊子,是英国进化遗传学家的疟疾研究项目,计划最早于2024年     

非洲,还是四大洲--现代人起源之争再起波澜

人类最早从哪里来?人类历史有多长?古往今来,各国科学家、哲学家都在孜孜不倦地探寻着问题的答案。长期以来,关于现代人的起源有两种理论相持不下:一种认为现代人最早起源于非洲,大约于13万年前走出非洲,扩散到亚洲和欧洲,取代了当地的原住民。这就是人类起源的“夏娃学说”,其代表人物包括美国加利福尼亚大学(伯克利)的遗传学家丽贝卡·坎、英国伦敦自然历史博物馆的古人类学家克里斯·斯特林格等国际学术界“大腕”。最近几年,复旦大学生命科学院院长金力教授在世界上首次系统地利用Y染色体上的单核苷酸多态位点(SNP)为遗传标记,调查东…     

当今面临海水酸性化最快速度

根据美国和欧洲科学家的一项研究,现在世界上的海洋正经历3亿年来最快速的酸化,这一酸化速度甚至超过了6500万年前那场浩劫中大规模二氧化碳释放时导致的酸化速度。在一份发表于《科学》杂志上对过去数百项针对古代气候研究的评论中,     

科技的2022

<正>新的詹姆斯·韦布空间望远镜打开它的金色红外眼，瞥见了宇宙以及它深不可测的过去；一种比许多细菌细胞大近5000倍的巨大微生物被发现；多年生水稻品种的开发；对黑死病如何改变欧洲人基因有了新见解；由格陵兰永久冻土中保存的200万年前的环境DNA重建古老生态系统；呼吸道合胞病毒疫苗有重大进展；美国国家航空航天局成功实施DART卫星任务。这是科技的2022，这是突破的2022。     

南京猿人具有西方血统

“经20多位专家研究初步确认,50万年前的南京猿人已经具有两方血统。”中科院南京古生物研究所研究员穆西南近日披露了这个秘密。他说,南京猿人是在古代长江冰期,从北方来到南方,与我国发现的“元谋人”、“蓝田人”和“北京人”猿人化石不同,“南京人”的鼻梁高耸,估计和西方人有过基因交流。     

基因治疗

基因治疗是一种主要用于修正疾病相关的缺陷基因的技术。截至2005年1月,全球共有1020个基因治疗临床试验。基因治疗由于尚存在药物生命周期短、给药途径、多基因病和免疫反应等方面的问题,目前还基本处于实验阶段,在临床试验还不是很成功。虽然如此,基因治疗具有经济、直接、高效的优点。在科学家未来的不断努力下,前景十分光明。一、基因治疗的概念人类疾病都是环境因素(如化学物质、辐射、病毒、细菌、营养等)与体内因素(如精神因素、激素、代谢等)共同作用的结果。环境因素与体内因素的相互关系,相当于外因和内因,内因起主要作用,外因通过内因起作用。基因是生物功能的可遗传的单位,是内因的最基本的表现形式。对于非传染性的人体自发性的疾病,主要是人自身的基因及其表达产物出了问题。对于传染性疾病,则是外源的细菌、病毒等病原体通过他们的基因及其表达产物作用于人体而致病。因此,人类疾病的一个主要原因,是人体自身基因出问题,或外源病原体基因及其产物作用的结果。我们刚才提到了基因及其表达产物,现在更具体地说明这些概念的含义。在分子生物学中有一个中心法则,图1表示的是中心法则的示意图。图1 分子生物学的中心法则对人类而言,基因是人体染色体上脱氧核糖核酸(即DNA)的一段序列,是遗传信息的载体。DNA本身可以复制达到新陈代谢和遗传繁殖的目的。基因通过转录过程,产生RNA,即核糖核酸,并进一步通过翻译,生产出蛋白质,即功能作用的具体实现者,也就是我们说的基因表达产物。前面说到的基因出了问题,有以下几种可能：一是自身基因的异常或缺失,二是外源基因的攻击。相应的对策有：对于基因异常或缺失,就是设法加入正常的基因或产物,或补充缺失的基因或其产物,使其发挥应有的正常功能,例如直接加入最终表达物蛋白质。对于外源致病基因或自身病变基因,可以想办法使其不起作用,例如用化学药物阻止这些基因的复制、转录或翻译,或阻断其下游作用通路。可以想像,这些方法可以在中心法则遗传信息传递的任何一个环节使用。基因治疗就是从遗传物质本身,即基因入手,不必产生或纯化基因的最终产物,而是将基因,通常是通过一个载体直接导入人体,再利用人体自身就具有的基因复制、转录与翻译功能来产生这些产物,达到补充正常基因产物或对抗异常基因的目的(参见图2)。图2 基因治疗示意图二、基因治疗的主要特点：从基因治疗的原理可以推断出其主要特点：1.更加经济、方便。因为它利用了人体自身的表达系统和功能,毋需进行产物的分离纯化。2.理论上更加安全。因为它是针对某一特定的异常或缺失基因,不会带来其他的副作用。3.技术上要求更高。因为它必须将基因直接导入人体,并有效调控其表达,因而在操作技术上,特别在有效性与安全性方面提出了苛刻的要求。三、基因治疗涉及到的关键步骤1.基因的识别。识别DNA序列的哪些部分是基因,哪些不是,以及基因的功能为何。对人类自身基因而言,于2003年4月全面完成,中国也参与了的人类基因组计划,识别了3万多个基因。2.疾病的基因基础,就是发现疾病是哪些基因引起的,其作用机制如何。目前国际上的OMIM数据库,即人类孟德尔遗传在线数据库,已经收录了一万多条与疾病相关的条目。3.基因的导入系统。找到了致病基因后,下一个问题是,如何高效、靶向性地导入正常的基因。目前开发了多种导入系统,主要包括逆转录病毒、腺病毒、裸DNA、脂质体等。然而如何针对不同基因不同的目的区,构建高效的导入系统,仍然是科学家们正在不断探索的难题。4.基因表达的可调控性。基因之间存在非常复杂的调控关系,如图3表示的是老年痴呆症相关的基因调控关系,是非常复杂的相互牵制与协同关系。人体本身的基因,是处在整个基因组的大环境下,因而能够进行自身复杂的调控。而导入的基因是装在一个载体上,不具备这些复杂条件,而且我们对这些调控还不十分清楚,因而在什么时候基因该表达,什么时候不应该,以及该表达多少,仍然是巨大的难题。四、基因治疗的现状截至2005年1月,目前全球正在进行1020例基因治疗临床试验,其中约2/3处于临床一期,1.7%处于临床三期。图3 基因调控网络一例(选自KEGG数据库)从所治疗的疾病来看,66%的药物用于肿瘤,其次分别为单基因病(9.4%)、心血管病(8.1%)、传染性疾病(6.6%)等。从所使用的目的基因类型来看,细胞因子最多,占24%,抗原基因14%,肿瘤抑制基因12%,其他还包括自杀基因、缺陷基因、药物抗性基因、受体基因、复制抑制基因等。在地域分布上,美洲占67%,欧洲28%,亚洲、澳洲和非洲分别占1.9%、1.7%和0.1%。从所使用的载体系统来看,27%用的是反转录病毒,26%为腺病毒,裸DNA/质粒为15%。目前世界上只有一个基因治疗药物被批准上市,就是深圳赛百诺基因技术有限公司生产的“重组人p53腺病毒注射液”(商标名：今又生/Gendicine),于2004年1月20日获得国家食品药品监督管理局的准字号生产批文上市。p53是一个肿瘤抑制基因,所以该药主要用于治疗肿瘤。五、基因治疗面临的主要挑战1999年美国一位18岁男孩因为接受基因治疗导致多个器官衰竭,而这据信是因为引起严重的免疫反应而造成的。2002年8月和2003年1月初法国一位小孩和美国一位小孩分别出现了白血病类似的症状,因此美国FDA(食物与药品管理局)在2003年1月暂停了所有在血干细胞上使用反转录病毒载体的基因治疗临床实验。全球对于基因治疗也因此持非常谨慎的态度,这反映在最近几年新批准的基因治疗临床试验方案有所减少：在1999～2004年间,全世界新批准的基因治疗临床方案从117个减少到58个,今年到一月份的数字为1个。总结起来,基因治疗面临的主要挑战在于：1.基因效应时间较短。2.免疫反应：过分反应,特别是重复治疗时。3.病毒载体的问题：病毒虽然经过灭活,但可能会再获得功能而致病。4.多基因病的问题：一个基因不能解决问题,转入基因未必是真正的缺失或异常基因。六、总结基因治疗是从最根本的遗传物质,即基因入手来修正人体功能的缺失或异常,具有经济、直接、高效的巨大优点。虽然在技术上要求很高,以至目前只有一个上市产品,同时还出现了一些失败和挫折,这些挑战将持续很长时间,但从历史发展的规律来看终究是暂时的,在科学家的努力下必将逐步得到解决。因此基因治疗的前景十分光明。     

广西崇左木榄山智人洞10万年前早期现代人化石的发现与研究

早期现代人的出现及演化一直是国际古人类学研究的关注点。根据可靠的年代数据,早期现代人在东亚的出现时间在4万年前左右。由于多数在东亚发现的更新世晚期人类化石的年代不确定,学术界对在东亚地区是否存在距今4—10万年前的具有现代人类解剖特征的早期现代人有争论。本文的研究报道了在广西崇左木榄山智人洞发现的一件11万年前的人类下颌骨和两枚牙齿化石。形态分析显示这件下颌骨已经呈现一些现代人的典型特征,包括较明显的颏三角、联合结节、中央脊、颏前窝、联合部前面弯曲、下颌联合倾角超过90°等,但这些特征的表现程度很弱。另一方面,崇左下颌还具有一些相对原始的特征,包括下颌体比较粗壮及较明显的下横圆枕。与迄今发现的早期现代人相比,崇左下颌比较原始,呈现出原始与进步特征镶嵌特点（mosaic）,在形态上似乎代表一种古老型智人与早期现代人之间的过渡类型（transitional type）。崇左下颌骨的年代及形态特点提示早期现代人在东亚的出现时间可以追溯到10万年前,比以往的认识至少要提早6万年。早期现代人在东亚地区的形成过程中经历了一定程度的连续演化。     

不翼而飞的古英国人遗骸

<正>在上一次全球变暖中,人类的适应能力无疑经受了极大的考验。这次变暖发生在中石器时代(约15000年前～5000年前),当时居住在欧洲的人类在可怕的环境剧变中,究竟遭遇了什么?这是考古学上最恒久的奥秘之一。为了破解这个奥秘,考古学家希望能找到当时人类的遗存来了解当时的人们吃什么,他们的饮食如何随着气候变暖而改变,有哪些疾病困扰着他们,绝望是否引发了暴力,他们具有怎样的文化习俗和宗教信仰等等。     

基因疗法为患者改良病毒

<正>据国外媒体报道,所谓基因疗法,就是利用正常基因填补或替代基因疾病中某些病变或缺失的基因的治疗方法。近年来,英国牛津和美国费城的一些研究人员宣布,他们对因患有罕见基因疾病而影响视力的病人们进行了治疗,成功使他们的视力获得改善。意大利的科学家们也宣布,他们使患有另外两种基因疾病的病人病情得到了减轻。这些研究结果以及web of Science网站上记录的引文统计,都着眼于基因疗法中的一个类别——而它从诞生伊始,就可谓是备受阻挠。