科学快讯：土壤握有抗生素耐药性线索

选自美国Science杂志，２０12年8月31日出版

　　丹尼索瓦人基因组测序

　　一项新的研究描述了丹尼索瓦人基因组的完整序列，从而为这些古老的人类——他们与尼安德特人密切相关——与现代人之间的关系提供了线索。丹尼索瓦人的化石证据稀缺；这个组群的存在是在2010年时才为人所知，而其唯一已知的化石是在南西伯利亚阿尔泰山中的丹尼索瓦洞穴中挖掘出的某根指骨中的碎块和两颗磨牙。因为他们只有来自该指骨的极小的材料样品，Svante Paabo及其研究团队研发出了一种解开DNA链使得其两股中的每1股都能用来产生测序用分子的处理方法。这种方法使得该团队得到了极其完整的基因组序列，它类似于研究人员能够从现代人基因组中所获得的序列。

　　研究人员将该丹尼索瓦人基因组与全世界各地的几种现代人的基因组进行了比较。丹尼索瓦人似乎对现代人类的基因组有某种程度的贡献，但其程度各不相同。例如，丹尼索瓦人与巴布亚新几内亚人有着比任何其他研究过的现有人群更多的相同基因。此外，在亚洲和南美洲所发现的丹尼索瓦人的等位基因要多于在欧洲人群中发现的等位基因，但这可能反映了现代人与丹尼索瓦人的近亲尼安德特人之间的杂种繁殖，而不是来自丹尼索瓦人本身的基因流动。

　　该研究报告了其他几个发现。例如，该基因组被测序的丹尼索瓦人携带有当今人类的与黝黑皮肤、棕色头发和棕色眼睛相关的等位基因。研究人员还制作了一个发生在与丹尼索瓦人分叉之后的人类基因组新近变化的一览表，即现代人所特有的变化。研究人员说，丹尼索瓦人本身的基因多元性极低，但这可能并非由近亲交配所致。鉴于随着时间的推移丹尼索瓦人呈现的广泛的地理范围，有可能他们的种群在开始时相当小但却成长很快，且没有时间令基因的多元性增加。文章的作者说，如果进一步的研究显示尼安德特人的种群大小随着时间流逝而以某种方式改变，这可能提示某一从非洲分散出来的单一人群产生了丹尼索瓦人和尼安德特人。

　　土壤握有抗生素耐药性线索

　　据一项新的研究报告称，土壤细菌和人类病原体会快速地交换多药耐药性基因，提示环境中的细菌可促进正在发生的抗生素耐药性危机。这些发现可改变目前的有关抗生素耐药性及对付它的方法的想法。土壤是地球上最大、最多元的微生物生境之一；它被人们越来越多地认识到是抗生素耐药基因的一个巨大的来源。土壤不但会直接与广泛用于牲畜饲养和种植农业的抗生素接触，它也是链霉菌的一个天然栖息地；链霉菌中的各种类型占了所有自然产生的抗生素中的主体。Kevin Forsberg及其同事用元基因组测序来寻找与在沙门氏菌、肺炎克雷伯菌及其他致病病原体等不同菌株中有着完全同一性的农田土壤细菌中的7种抗药基因。他们还发现，多种抗药基因簇集在一起并在其两侧有已知能够使细菌之间发生基因转移的移动DNA元件。尽管这一研究的设立并非是为了确定土栖生物体与人类病原体之间是如何交换基因的，但这些结果提示，含有高浓度抗生素的排泄物对土壤和水的污染，以及在牲畜饲养中过度使用抗生素可能是在环境细菌中出现抗生素耐药基因选择的促成因素。

　　两颗行星围绕两颗恒星

　　天文学家知道，某些行星可围绕一对而不是只有一颗恒星运行。但是，来自开普勒太空望远镜的新的数据显示，这种双星体系还可容纳完整的行星系统。Jerome Orosz及其同事报告发现了Kepler-47这一环绕一对低质量恒星轨道运行的两个小行星的体系。内侧和外侧行星的半径分别是地球的3.0和4.6倍，而这对恒星是由一个太阳样的恒星和一颗大约为其1/3大小的伴星组成的。据这些研究人员披露，该内侧行星每49.5天环绕该双星系统运行一周，而该外侧行星则需要用303.2天时间来完成环绕该双星系统运行一周。该外侧行星最有可能是一颗气态的巨星——不适合生命的存在——尽管研究人员说，它处在“可居住地带”，在那里液态水严格地说是可能存在的。Kepler-47的发现挑战了行星形成的传统模型并证明行星体系可环绕着双星形成并持续存在，尽管它们有着混乱的环境。

　　真菌从土壤中驱赶碳

　　丛枝菌根真菌，或AMF，与世界上大约80%的陆生植物物种的根系形成一种互利的关系：它们给植物提供营养物质并以得到碳水化合物作为回报。但一项新的研究提示，当二氧化碳浓度增加时，这些真菌还会促进土壤中有机碳的降解，并将其释放回大气中。在经过一系列的实地和微观实验——在这些实验中他们模拟二氧化碳浓度的升高——之后，Lei Cheng及其同事提出，AMF可能会阻止某些研究人员一直在期待着的碳储存。先前的研究提示，大气中二氧化碳浓度的上升将导致较高的光合作用率及随后的在土壤中的更多的碳截存。然而，这些研究人员发现，AMF实际上会增加碳从土壤中的丧失，这大概是通过激活土壤中带有的可分解有机物的微生物所引起的。一则由George Kowalchuk撰写的文章更为详细地解释了这些发现并对未来气候变化场景下的全球碳预算提出了质疑。
　　（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）

　　《中国科学报》 (2012-09-11 A2 国际)