主编：赵路编辑：冯丽妃校对：傅克伟E-mail押lzhao＠
国际
INTERNATIONAL
3
2016年8月2日星期二Tel：（010）62580617
超越自然的限制
科学家设计出人工蛋白或带来医学和材料学新革命
科学线人
全球科技政策新闻与解析
美基础科学家掌舵精神卫生研究所
DavidBaker非常欣赏大自然的杰作。
“这是我最喜欢的地方。
”这位出生在美国西雅图市的科学家站在华盛顿大学的一个台阶上，欣赏着远处海拔4400米的雷尼尔雪山说。
但如果跟着他走进实验室，你很快就会发现这位计算生化学家明显不只满足于自然界的馈赠，至少在分子领域是这样的。
在其办公室里一张低矮的咖啡桌上，放着8个玩具大小的3D打印蛋白质复制品。
一些呈环状和球状，一些则呈管状和笼状，在Baker及同事设计制作出它们之前，这些蛋白质模型均不存在。
过去几年，得益于基因组学和计算机学的革命性成果，Baker的团队已经解决了现代科学领域一个最大的挑战：解释氨基酸长链如何折叠为让“生命机器”运转的三维蛋白质。
现在，他和同事已经通过这种方法设计并合成了非天然的蛋白质，这些蛋白质可以在医药到材料等不同领域发挥作用。
目前，这位蛋白质设计大师已经开发了一种实验性艾滋病病毒疫苗、旨在同时抵抗所有流感病毒毒株的新蛋白、将重组后的DNA运入细胞内的载体分子以及帮助微生物吸收大气二氧化碳并将其转化为有用化学物质的新酶。
Baker团队及其合作者还报告称，他们正在用多达120种设计蛋白质制作进行可自我聚合的“笼子”，这将会打开通往新一代分子机器的大门。
如果说读写DNA引发了分子生物学的一场革命，那么设计新蛋白的本领将会在几乎所有事物身上带来革命。
“没有人知道它意味着什么”，因为它有着影响数十个不同学科的潜力，马里兰大学帕克分校蛋白折叠专家JohnMoult说，“它完全是革命性的。
” 从DNA到蛋白质 构建蛋白质的机制对地球上的所有生命来说都是最根本的。
解决这一问题的一个方法是在实验上确定蛋白质的结构，比如通过诸如X光结晶法以及核磁共振（NMR）检测等。
然而，这些方法不仅缓慢，而且昂贵。
即便在今天，国际蛋白质数据库仅储存着大约11万种蛋白质的结构，而科学家认为蛋白质的种类却有亿万种，乃至更多。
了解其他蛋白质的三维结构有助于生化学家洞察每个分子的功能。
为此，Baker等计算机建模专家尝试利用计算机模型解决蛋白折叠的问题。
研究人员想到了两种主要的折叠模型。
其中，同源建模是将一个目标蛋白的氨基酸序列与一个模板（拥有类似序列且已知其三维模型的蛋白质）进行对比。
但这种方法却存在一个主要问题：尽管研究人员已经进行了大量昂贵的X光结晶法以及核磁共振检测，但依然没有足够的已知其结构的蛋白质可以用作模板。
而在20多年前，当Baker开始在华盛顿大学任教时，当时的模板数量就更少。
这促使他跟踪第二种方式，即从头建模，该方法是通过计算相邻氨基酸之间的拉力和推力，以此预测蛋白质的结构。
Baker还成立了一个生化实验室研究氨基酸之间的互动，从而帮助他建模。
DavidBaker正在展示他所在团队设计制作的人工蛋白模型。
通过这种更加强大的计算能力，他们创建了一个众包性的外延项目（名字是Rosetta@home），该项目可以让人们将闲置的计算机用于需要进行的计算，从而研究所有潜在的蛋白折叠。
随后，他们还添加了一个叫作Foldit的视频游戏外延，可以让偏远用户的独特蛋白折叠观点指导Rosetta的计算。
该方法吸引了来自国际科学界的100多万名用户，此外还收到了包括从设计新蛋白到预测蛋白与DNA互动方式等在内的20多个软件包。
“David做的最聪明的一件事是成立了一个社群。
”Baker此前的博士后、华盛顿大学蛋白设计研究所研究员NeilKing说。
现在约有400名活跃的科学家持续更新及改进Rosetta软件。
该项目可供科研人员和非营利用户免费使用，但是会向企业收取3.5万美元的费用。
基因组学线索 尽管Rosetta非常成功，但其仍有局限性。
该软件在预测氨基酸长度小于100的小蛋白质结构方面非常精确，但是和其他从头建模的软件一样，它在构建大蛋白质分子时却存在困难。
几年前，Baker开始设想能解构大多数蛋白质结构的方法。
上世纪90年代计算生物学家ChrisSander提出的一项技术给他打开了一扇窗户。
Sanders等人很好奇基因序列是否有助于分辨那些展开时距离遥远、折叠成三维结构后彼此临近的氨基酸对。
他推理认为，那些比邻的氨基酸对 对蛋白质的功能非常关键，并提出那些对蛋白质结构非常必要的特定氨基酸对可能会共同演化。
Baker和同事意识到扫描基因组能够给Rosetta的从头建模提供新的约束条件，他们抓住了这个机会写了一个叫作Gremlin的新软件，可以同时对比基因序列，并呈现所有可能同时进化的氨基酸对。
“我们很自然地将它运用到Rosetta中。
”Baker说。
其产生的结果非常有力，它让Rosetta成为普遍认为的最好的从头建模方式，而且它背后还有着更加深远的含义。
5年前，从头建模仅仅确定了约8000个没有模板的蛋白质家族的56个蛋白。
而从那以后，仅是Baker的团队就补充了900个蛋白质结构。
哈佛医学院的DeboraMarks认为，这种方式已经适用于4700个蛋白质家族。
随着基因组数据大规模涌入科学库，Baker和Sander预测，让蛋白折叠模型拥有足够共同演化的氨基酸对数据以解开几乎任何蛋白质结构，可能只需要两三年时间。
“万能”蛋白质 对于Baker来说，这只是开始。
随着Rosetta运算能力的稳步提升以及计算能力的日益强大，Baker的团队已经掌握了蛋白折叠的规律，他们已开始利用这些知识尝试“超越大自然的创作物”。
“生物医学界几乎所有的东西都会因为能够制作出更好的蛋白质而受到影响。
”哈佛大学合成生物学家e 马里兰州贝斯达国立卫生研究院临床中心。
图片来源：NIH 图片来源：RichFrishman Church说。
Baker注意到，数十年来科学家一直在追 求一种他称之为“尼安德特人蛋白质设计”的策略，它意味着可以扭曲现有的蛋白基因，使其做一些新事情。
“我们过去一直受限于自然界存在的物质……现在我们能够让生物进化走捷径，设计出解决现代问题的蛋白质。
” 而且，非天然蛋白质的潜在应用不只局限于医药领域。
Baker及其同事还将一种叫作绿色荧光蛋白分子的120个副本聚合到一个笼子上，创建了当它们在组织内移动时能够通过光亮辅助研究的“纳米灯笼”。
预测氨基酸序列如何折叠的能力有助于了解蛋白质如何发挥作用，由此打开了设计出能够催化特定化学反应或是可用作医药、材料的新蛋白通道。
这些蛋白基因能够在合成之后植入自然界生成蛋白质的微生物体内。
去年，Baker的团队和合作者报告称他们在细菌体内设计了一种全新的新陈代谢通道，它是用一个人工设计的能让微生物将大气二氧化碳转化为燃料和化学物质的蛋白质实现的。
在一项或许可以称为迄今为止最发人深省的研究中，Baker团队设计了能够携带信息的蛋白，模仿DNA的4个核酸信使在DNA分子有名的双螺旋结构中结合、缠绕。
现在，这些蛋白质螺旋结构尚不能传递细胞能读取的遗传信息。
但它们具有深远的象征意义：蛋白设计者已经超越了自然的限制，现在限制他们的只有自己的想象力。
“我们可以利用功能性蛋白建立一个全新的世界。
”Baker说。
（晋楠） 到目前为止，JoshuaGordon一直在治疗精神病患者和利用小鼠模拟这种疾病。
但今年秋天，这位神经学家和精神病学家将接管拥有15亿美元科研经费的马里兰州贝斯达美国国家精神卫生中心（NIMH），该机构7月28日公布了这一消息。
在纽约州立精神病学研究所治疗患者的Gordon，因开发出能反应焦虑症和精神分裂症患者的小鼠模型而为人所知。
例如，他位于哥伦比亚医学中心的实验室曾通过阻断小鼠大脑的神经元活动，创建了精神分裂症患者存在的认知障碍模型，并开发了22q11.2缺失综合征遗传缺陷小鼠模型，该遗传缺陷会导致患者精神错乱。
“Josh很明显来自于基础科学领域。
”加州大学洛杉矶分校神经学家CarrieBearden说，“他非常关心通过动物模型做出的发现，并会了解其与患者临床研究结果之间的重合度。
” 因为NIMH原主任ThomasInsel出乎预料地决定加入谷歌生命科学团队，Gordon将于今年9月掌舵NIMH，该机构隶属于国立卫生研究院（NIH）。
Insel因强调精神病背后的生物学机制而知名，很多科学家希望Gordon可以支持这一方法。
“我认为这个决定在很大程度上继承了传统。
”布朗大学发育神经生物学家和精神病学家EricMorrow说，“这一领域需要跨越一些很大的缺口，因此由一名普遍了解从基因学到行为学的人来掌舵非常好。
” Insel在任期间，该机构曾启动了一个诊断精神病的新框架，即研究区域准则（RDOC），该准则废弃了传统的基于临床症状的疾病分类，主张探索脑生物学新分类标准。
尽管Gordon并非临床研究人员，但他表示此前并未过多关注RDOC，他认为临床诊断是个关键问题，并计划评估包括RDOC在内的新诊断方法是否有效。
“在决定事情朝着哪个方向发展之前，我希望自己先能了解它。
”他说，“实际上，做NIMH的主任就像带领着一群非常聪明的猫，我认为这个领域有时候是在没有整体方向的情况下前行，而这可能是件好事。
” （冯维维） 日本航空研发机构计划“复活”故障天文卫星关键仪器 让肺结核无所遁形 新技术有助推进大规模药物有效性研究 高技术肺部成像有助于鉴别高风险肺结核潜在患者人群。
在日前举行的第21届国际艾滋病大会上，出席肺结核特别讨论会的研究人员提出了鉴别能否治愈肺结核的新方法。
这颠覆了人们认为肺结核隐藏于肺部并可能全面爆发的传统观念。
“活跃”肺结核每年约导致150万人死亡，但世界卫生组织（WHO）认为，全世界1/3的人口存在潜在的肺结核，这意味着结核杆菌不是在唾液中培养的，但如果混合这种细菌，人体免疫细胞仍会释放干扰素。
因此，一种名为“迟发型超敏反应”的皮肤测试也被广泛用于确定潜在肺结核。
但在这些风险人群中，只有约10%的人在生命中的某一时刻会发展出肺结核。
而且肺结核防控领域的一大挑战是无法甄别谁处于高风险中。
潜在患者的肺部X射线结果也不能显示任何异常。
此外，WHO还建议，在治疗感染了艾滋病病毒的潜在肺结核患者时，应使用抗结核药物异烟肼进行预防。
但人们通常不采取该措施。
在新研究中，科学家使用更复杂的技术观察了35位南非艾滋病患者的肺部。
标准测试结果显示，他们均有潜伏的肺结核。
一组参与者使用计算机断层成像技术（CT）进行扫描，另一组则采用正电子放射断层造影术（PET）。
CT显示的肺部解剖学细节远比X射线更详细，而PET则需注射放射性葡萄糖，通过观察代谢活跃细胞分辨结核杆菌的存在。
结果发现，10位参与者的肺部存在“热”节点。
“我们看到了该疾病相当壮观的临床表现。
”美国国家过敏症和传染病研究所肺结核研究主管CliftonBarry说。
Barry在南非开普敦 肺结核患者肺部扫描图像 大学也拥有一个实验室。
（Barry团队和RobWilkinson团队在开普敦大学进行了该研究。
）但该小组在其他25人的肺部没有发现热点。
研究人员随后让每位参与者服用了异烟肼。
在扫描和开始治疗后的几周，肺部有热点或异常CT扫描结果的10位患者中有4位出现了肺结核症状，而且其他两人唾液中也出现了结核杆菌。
这些扫描结果揭示了哪些人会发展症状并急需全面肺结核治疗。
全面肺结核治疗是指在6个月里服用3种不同的药物。
“这些数据令人叹服。
”美国康奈尔大学结 图片来源：HanifEsmail 核病专家DavidRussell说，“从未有研究达到这样的清晰度。
” 在治疗期间，研究人员继续进行了肺部扫描，他们观察到参与者的肺部异常逐渐消失，这意味着科学家能使用该技术分析治疗的有效性。
“对很多人而言，这为弄清结核病是否需要治疗6个月开辟了新途径。
”丹麦哥本哈根大学传染性疾病专家JensLundgren说，“如果我们能区分出那些能缩短疗程的患者，将有助于实现个体化用药。
”由于标准治疗方案并不适用于所有患者，因此这将是 一个突破。
Barry表示，这10位参与者身上的结核病 距离“潜伏”也许还很远，其他25位参与者中 的一些人并没有潜在的结核病。
他怀疑，由于 其免疫系统已经在过去某一时间清除了相关 细菌，这些人体内只是出现了响应结核杆菌 的干扰素伽马。
“认为全世界1/3的人有潜伏 的结核病是错误的。
”Barry说，“这一数字虽 然被广泛用于科学论文，但完全具有误导 性。
” 瑞士日内瓦非营利性组织“终止结核病伙 伴”负责人LucicaDitiu也认为，“潜伏”这一用 词并不精确。
“新研究数据非常有趣，我们应当 进一步推进。
”Ditiu说。
不幸的是，CT和PET扫描费用很高，Bar- ry承认，让20多亿人进行检查不切实际，因为 被定义为肺结核“潜伏”者的大部分人来自贫 困国家。
不过，他指出，扫描结果在研究中十分 有用，例如在新结核药物早期测试中，扫描有 助于大规模有效性研究的推进。
另外，Wilkinson还发现了鉴别具有活跃传 染性患者的替代性方法。
他进行了一种转录组 分析，对比了上述10位肺部存在热点的参与 者与其他25位参与者体内被开启的免疫基 因。
6个理论上能鉴别那些最有可能发展出症 状并能传播该疾病的人的“生物学标记”浮出 水面。
另外，其他实验室近日也发现了这些转 录生物学标记。
Barry认为，平均而言，感染了活性结核杆 菌的每个人都能将病原体传播给10人中的其 他人。
“如果我们能在传染发生前，鉴别出临床 症状不明显的患者，将对消灭结核病至关重 要。
”他说。
（张章） “瞳”X光天文卫星于今年2月发射，但1个月后 在太空爆炸。
图片来源：AsahiShimbun 日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）正在寻求一项救赎。
今年3月，一个软件错误导致该机构的“瞳”X光天文卫星在空中爆炸，致使原计划为期3年的观测任务在短短1个月内就草草结束。
JAXA正考虑是否需要在美国宇航局（NASA）的帮助下，重新建造及发射该探测器的关键仪器副本———美国建造的X光分光仪。
8月5日，两国空间机构的代表将进行会面并讨论使该仪器“复活”的可能性，它是“瞳”科学研究的核心设备。
但JAXA是否能重新获得日本国内以及国际伙伴的信心仍要拭目以待。
空间专家表示，JAXA曾做出过许多令人震惊的恢复。
该机构曾诱导其发生损坏的“隼鸟”号探测器从一颗小行星上带回尘埃样本，并将其发生引擎故障、被认为无可挽回的“破晓”号探测器推送到金星轨道。
“非常有必要提及JAXA在恢复灾难性的故障方面有多么足智多谋。
”马里兰州约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家RalphLorenz说。
“瞳”之所以爆炸，是因为一个错误的软件指令让探测器旋转速度越来越快，直到使其太阳能帆板飞入太空。
JAXA的调查批评了存在缺陷的项目管理技术，因其没能及时发现上述错误。
这次事故在管理“瞳”的JAXA空间和航天科学研究所的各个领导层引起了震荡。
JAXA院长奥村植树是其中3名连续四个月被裁薪10%的高级官员之
一，他在今年6月的一次新闻发布会上表示，这是为了“表达我们的懊悔并对自己做出警示”。
他还要求对该机构的下一个大项目进行系统性评估，该项目旨在研究地球辐射带，计划在8月份发射。
在“瞳”之前，JAXA经历的最低迷的事件或许是丢失了“希望”号火星探测器，该探测器在2003年经过了这颗红色行星，但却没能按计划进入轨道。
同年，JAXA新设计的一个火箭在试发射中发生故障，并由此导致对该机构所有项目进行全面检查。
（晋楠）
“这是我最喜欢的地方。
”这位出生在美国西雅图市的科学家站在华盛顿大学的一个台阶上，欣赏着远处海拔4400米的雷尼尔雪山说。
但如果跟着他走进实验室，你很快就会发现这位计算生化学家明显不只满足于自然界的馈赠，至少在分子领域是这样的。
在其办公室里一张低矮的咖啡桌上，放着8个玩具大小的3D打印蛋白质复制品。
一些呈环状和球状，一些则呈管状和笼状，在Baker及同事设计制作出它们之前，这些蛋白质模型均不存在。
过去几年，得益于基因组学和计算机学的革命性成果，Baker的团队已经解决了现代科学领域一个最大的挑战：解释氨基酸长链如何折叠为让“生命机器”运转的三维蛋白质。
现在，他和同事已经通过这种方法设计并合成了非天然的蛋白质，这些蛋白质可以在医药到材料等不同领域发挥作用。
目前，这位蛋白质设计大师已经开发了一种实验性艾滋病病毒疫苗、旨在同时抵抗所有流感病毒毒株的新蛋白、将重组后的DNA运入细胞内的载体分子以及帮助微生物吸收大气二氧化碳并将其转化为有用化学物质的新酶。
Baker团队及其合作者还报告称，他们正在用多达120种设计蛋白质制作进行可自我聚合的“笼子”，这将会打开通往新一代分子机器的大门。
如果说读写DNA引发了分子生物学的一场革命，那么设计新蛋白的本领将会在几乎所有事物身上带来革命。
“没有人知道它意味着什么”，因为它有着影响数十个不同学科的潜力，马里兰大学帕克分校蛋白折叠专家JohnMoult说，“它完全是革命性的。
” 从DNA到蛋白质 构建蛋白质的机制对地球上的所有生命来说都是最根本的。
解决这一问题的一个方法是在实验上确定蛋白质的结构，比如通过诸如X光结晶法以及核磁共振（NMR）检测等。
然而，这些方法不仅缓慢，而且昂贵。
即便在今天，国际蛋白质数据库仅储存着大约11万种蛋白质的结构，而科学家认为蛋白质的种类却有亿万种，乃至更多。
了解其他蛋白质的三维结构有助于生化学家洞察每个分子的功能。
为此，Baker等计算机建模专家尝试利用计算机模型解决蛋白折叠的问题。
研究人员想到了两种主要的折叠模型。
其中，同源建模是将一个目标蛋白的氨基酸序列与一个模板（拥有类似序列且已知其三维模型的蛋白质）进行对比。
但这种方法却存在一个主要问题：尽管研究人员已经进行了大量昂贵的X光结晶法以及核磁共振检测，但依然没有足够的已知其结构的蛋白质可以用作模板。
而在20多年前，当Baker开始在华盛顿大学任教时，当时的模板数量就更少。
这促使他跟踪第二种方式，即从头建模，该方法是通过计算相邻氨基酸之间的拉力和推力，以此预测蛋白质的结构。
Baker还成立了一个生化实验室研究氨基酸之间的互动，从而帮助他建模。
DavidBaker正在展示他所在团队设计制作的人工蛋白模型。
通过这种更加强大的计算能力，他们创建了一个众包性的外延项目（名字是Rosetta@home），该项目可以让人们将闲置的计算机用于需要进行的计算，从而研究所有潜在的蛋白折叠。
随后，他们还添加了一个叫作Foldit的视频游戏外延，可以让偏远用户的独特蛋白折叠观点指导Rosetta的计算。
该方法吸引了来自国际科学界的100多万名用户，此外还收到了包括从设计新蛋白到预测蛋白与DNA互动方式等在内的20多个软件包。
“David做的最聪明的一件事是成立了一个社群。
”Baker此前的博士后、华盛顿大学蛋白设计研究所研究员NeilKing说。
现在约有400名活跃的科学家持续更新及改进Rosetta软件。
该项目可供科研人员和非营利用户免费使用，但是会向企业收取3.5万美元的费用。
基因组学线索 尽管Rosetta非常成功，但其仍有局限性。
该软件在预测氨基酸长度小于100的小蛋白质结构方面非常精确，但是和其他从头建模的软件一样，它在构建大蛋白质分子时却存在困难。
几年前，Baker开始设想能解构大多数蛋白质结构的方法。
上世纪90年代计算生物学家ChrisSander提出的一项技术给他打开了一扇窗户。
Sanders等人很好奇基因序列是否有助于分辨那些展开时距离遥远、折叠成三维结构后彼此临近的氨基酸对。
他推理认为，那些比邻的氨基酸对 对蛋白质的功能非常关键，并提出那些对蛋白质结构非常必要的特定氨基酸对可能会共同演化。
Baker和同事意识到扫描基因组能够给Rosetta的从头建模提供新的约束条件，他们抓住了这个机会写了一个叫作Gremlin的新软件，可以同时对比基因序列，并呈现所有可能同时进化的氨基酸对。
“我们很自然地将它运用到Rosetta中。
”Baker说。
其产生的结果非常有力，它让Rosetta成为普遍认为的最好的从头建模方式，而且它背后还有着更加深远的含义。
5年前，从头建模仅仅确定了约8000个没有模板的蛋白质家族的56个蛋白。
而从那以后，仅是Baker的团队就补充了900个蛋白质结构。
哈佛医学院的DeboraMarks认为，这种方式已经适用于4700个蛋白质家族。
随着基因组数据大规模涌入科学库，Baker和Sander预测，让蛋白折叠模型拥有足够共同演化的氨基酸对数据以解开几乎任何蛋白质结构，可能只需要两三年时间。
“万能”蛋白质 对于Baker来说，这只是开始。
随着Rosetta运算能力的稳步提升以及计算能力的日益强大，Baker的团队已经掌握了蛋白折叠的规律，他们已开始利用这些知识尝试“超越大自然的创作物”。
“生物医学界几乎所有的东西都会因为能够制作出更好的蛋白质而受到影响。
”哈佛大学合成生物学家e 马里兰州贝斯达国立卫生研究院临床中心。
图片来源：NIH 图片来源：RichFrishman Church说。
Baker注意到，数十年来科学家一直在追 求一种他称之为“尼安德特人蛋白质设计”的策略，它意味着可以扭曲现有的蛋白基因，使其做一些新事情。
“我们过去一直受限于自然界存在的物质……现在我们能够让生物进化走捷径，设计出解决现代问题的蛋白质。
” 而且，非天然蛋白质的潜在应用不只局限于医药领域。
Baker及其同事还将一种叫作绿色荧光蛋白分子的120个副本聚合到一个笼子上，创建了当它们在组织内移动时能够通过光亮辅助研究的“纳米灯笼”。
预测氨基酸序列如何折叠的能力有助于了解蛋白质如何发挥作用，由此打开了设计出能够催化特定化学反应或是可用作医药、材料的新蛋白通道。
这些蛋白基因能够在合成之后植入自然界生成蛋白质的微生物体内。
去年，Baker的团队和合作者报告称他们在细菌体内设计了一种全新的新陈代谢通道，它是用一个人工设计的能让微生物将大气二氧化碳转化为燃料和化学物质的蛋白质实现的。
在一项或许可以称为迄今为止最发人深省的研究中，Baker团队设计了能够携带信息的蛋白，模仿DNA的4个核酸信使在DNA分子有名的双螺旋结构中结合、缠绕。
现在，这些蛋白质螺旋结构尚不能传递细胞能读取的遗传信息。
但它们具有深远的象征意义：蛋白设计者已经超越了自然的限制，现在限制他们的只有自己的想象力。
“我们可以利用功能性蛋白建立一个全新的世界。
”Baker说。
（晋楠） 到目前为止，JoshuaGordon一直在治疗精神病患者和利用小鼠模拟这种疾病。
但今年秋天，这位神经学家和精神病学家将接管拥有15亿美元科研经费的马里兰州贝斯达美国国家精神卫生中心（NIMH），该机构7月28日公布了这一消息。
在纽约州立精神病学研究所治疗患者的Gordon，因开发出能反应焦虑症和精神分裂症患者的小鼠模型而为人所知。
例如，他位于哥伦比亚医学中心的实验室曾通过阻断小鼠大脑的神经元活动，创建了精神分裂症患者存在的认知障碍模型，并开发了22q11.2缺失综合征遗传缺陷小鼠模型，该遗传缺陷会导致患者精神错乱。
“Josh很明显来自于基础科学领域。
”加州大学洛杉矶分校神经学家CarrieBearden说，“他非常关心通过动物模型做出的发现，并会了解其与患者临床研究结果之间的重合度。
” 因为NIMH原主任ThomasInsel出乎预料地决定加入谷歌生命科学团队，Gordon将于今年9月掌舵NIMH，该机构隶属于国立卫生研究院（NIH）。
Insel因强调精神病背后的生物学机制而知名，很多科学家希望Gordon可以支持这一方法。
“我认为这个决定在很大程度上继承了传统。
”布朗大学发育神经生物学家和精神病学家EricMorrow说，“这一领域需要跨越一些很大的缺口，因此由一名普遍了解从基因学到行为学的人来掌舵非常好。
” Insel在任期间，该机构曾启动了一个诊断精神病的新框架，即研究区域准则（RDOC），该准则废弃了传统的基于临床症状的疾病分类，主张探索脑生物学新分类标准。
尽管Gordon并非临床研究人员，但他表示此前并未过多关注RDOC，他认为临床诊断是个关键问题，并计划评估包括RDOC在内的新诊断方法是否有效。
“在决定事情朝着哪个方向发展之前，我希望自己先能了解它。
”他说，“实际上，做NIMH的主任就像带领着一群非常聪明的猫，我认为这个领域有时候是在没有整体方向的情况下前行，而这可能是件好事。
” （冯维维） 日本航空研发机构计划“复活”故障天文卫星关键仪器 让肺结核无所遁形 新技术有助推进大规模药物有效性研究 高技术肺部成像有助于鉴别高风险肺结核潜在患者人群。
在日前举行的第21届国际艾滋病大会上，出席肺结核特别讨论会的研究人员提出了鉴别能否治愈肺结核的新方法。
这颠覆了人们认为肺结核隐藏于肺部并可能全面爆发的传统观念。
“活跃”肺结核每年约导致150万人死亡，但世界卫生组织（WHO）认为，全世界1/3的人口存在潜在的肺结核，这意味着结核杆菌不是在唾液中培养的，但如果混合这种细菌，人体免疫细胞仍会释放干扰素。
因此，一种名为“迟发型超敏反应”的皮肤测试也被广泛用于确定潜在肺结核。
但在这些风险人群中，只有约10%的人在生命中的某一时刻会发展出肺结核。
而且肺结核防控领域的一大挑战是无法甄别谁处于高风险中。
潜在患者的肺部X射线结果也不能显示任何异常。
此外，WHO还建议，在治疗感染了艾滋病病毒的潜在肺结核患者时，应使用抗结核药物异烟肼进行预防。
但人们通常不采取该措施。
在新研究中，科学家使用更复杂的技术观察了35位南非艾滋病患者的肺部。
标准测试结果显示，他们均有潜伏的肺结核。
一组参与者使用计算机断层成像技术（CT）进行扫描，另一组则采用正电子放射断层造影术（PET）。
CT显示的肺部解剖学细节远比X射线更详细，而PET则需注射放射性葡萄糖，通过观察代谢活跃细胞分辨结核杆菌的存在。
结果发现，10位参与者的肺部存在“热”节点。
“我们看到了该疾病相当壮观的临床表现。
”美国国家过敏症和传染病研究所肺结核研究主管CliftonBarry说。
Barry在南非开普敦 肺结核患者肺部扫描图像 大学也拥有一个实验室。
（Barry团队和RobWilkinson团队在开普敦大学进行了该研究。
）但该小组在其他25人的肺部没有发现热点。
研究人员随后让每位参与者服用了异烟肼。
在扫描和开始治疗后的几周，肺部有热点或异常CT扫描结果的10位患者中有4位出现了肺结核症状，而且其他两人唾液中也出现了结核杆菌。
这些扫描结果揭示了哪些人会发展症状并急需全面肺结核治疗。
全面肺结核治疗是指在6个月里服用3种不同的药物。
“这些数据令人叹服。
”美国康奈尔大学结 图片来源：HanifEsmail 核病专家DavidRussell说，“从未有研究达到这样的清晰度。
” 在治疗期间，研究人员继续进行了肺部扫描，他们观察到参与者的肺部异常逐渐消失，这意味着科学家能使用该技术分析治疗的有效性。
“对很多人而言，这为弄清结核病是否需要治疗6个月开辟了新途径。
”丹麦哥本哈根大学传染性疾病专家JensLundgren说，“如果我们能区分出那些能缩短疗程的患者，将有助于实现个体化用药。
”由于标准治疗方案并不适用于所有患者，因此这将是 一个突破。
Barry表示，这10位参与者身上的结核病 距离“潜伏”也许还很远，其他25位参与者中 的一些人并没有潜在的结核病。
他怀疑，由于 其免疫系统已经在过去某一时间清除了相关 细菌，这些人体内只是出现了响应结核杆菌 的干扰素伽马。
“认为全世界1/3的人有潜伏 的结核病是错误的。
”Barry说，“这一数字虽 然被广泛用于科学论文，但完全具有误导 性。
” 瑞士日内瓦非营利性组织“终止结核病伙 伴”负责人LucicaDitiu也认为，“潜伏”这一用 词并不精确。
“新研究数据非常有趣，我们应当 进一步推进。
”Ditiu说。
不幸的是，CT和PET扫描费用很高，Bar- ry承认，让20多亿人进行检查不切实际，因为 被定义为肺结核“潜伏”者的大部分人来自贫 困国家。
不过，他指出，扫描结果在研究中十分 有用，例如在新结核药物早期测试中，扫描有 助于大规模有效性研究的推进。
另外，Wilkinson还发现了鉴别具有活跃传 染性患者的替代性方法。
他进行了一种转录组 分析，对比了上述10位肺部存在热点的参与 者与其他25位参与者体内被开启的免疫基 因。
6个理论上能鉴别那些最有可能发展出症 状并能传播该疾病的人的“生物学标记”浮出 水面。
另外，其他实验室近日也发现了这些转 录生物学标记。
Barry认为，平均而言，感染了活性结核杆 菌的每个人都能将病原体传播给10人中的其 他人。
“如果我们能在传染发生前，鉴别出临床 症状不明显的患者，将对消灭结核病至关重 要。
”他说。
（张章） “瞳”X光天文卫星于今年2月发射，但1个月后 在太空爆炸。
图片来源：AsahiShimbun 日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）正在寻求一项救赎。
今年3月，一个软件错误导致该机构的“瞳”X光天文卫星在空中爆炸，致使原计划为期3年的观测任务在短短1个月内就草草结束。
JAXA正考虑是否需要在美国宇航局（NASA）的帮助下，重新建造及发射该探测器的关键仪器副本———美国建造的X光分光仪。
8月5日，两国空间机构的代表将进行会面并讨论使该仪器“复活”的可能性，它是“瞳”科学研究的核心设备。
但JAXA是否能重新获得日本国内以及国际伙伴的信心仍要拭目以待。
空间专家表示，JAXA曾做出过许多令人震惊的恢复。
该机构曾诱导其发生损坏的“隼鸟”号探测器从一颗小行星上带回尘埃样本，并将其发生引擎故障、被认为无可挽回的“破晓”号探测器推送到金星轨道。
“非常有必要提及JAXA在恢复灾难性的故障方面有多么足智多谋。
”马里兰州约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家RalphLorenz说。
“瞳”之所以爆炸，是因为一个错误的软件指令让探测器旋转速度越来越快，直到使其太阳能帆板飞入太空。
JAXA的调查批评了存在缺陷的项目管理技术，因其没能及时发现上述错误。
这次事故在管理“瞳”的JAXA空间和航天科学研究所的各个领导层引起了震荡。
JAXA院长奥村植树是其中3名连续四个月被裁薪10%的高级官员之
一，他在今年6月的一次新闻发布会上表示，这是为了“表达我们的懊悔并对自己做出警示”。
他还要求对该机构的下一个大项目进行系统性评估，该项目旨在研究地球辐射带，计划在8月份发射。
在“瞳”之前，JAXA经历的最低迷的事件或许是丢失了“希望”号火星探测器，该探测器在2003年经过了这颗红色行星，但却没能按计划进入轨道。
同年，JAXA新设计的一个火箭在试发射中发生故障，并由此导致对该机构所有项目进行全面检查。
（晋楠）
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