最新Nature系列三篇: 基因组学、细胞生物学&微生物学

本周《自然》报告了一名约生活在11,500年前阿拉斯加的人类婴儿基因组序列。这是首个直接基因组证据，证明所有美洲原住民祖先都可追溯至晚更新世一次单一迁徙事件中的同一个源种群。

虽然一般认为人类最先于更新世通过白令大陆桥进入美洲定居，但是具体时间和方式仍存在争议。2013年，阿拉斯加向阳河（Upward Sun River）遗址发现两名人类婴儿的遗骸，它们可追溯至11,500年前左右。Eske Willerslev及同事测定了其中一名婴儿USR1的全基因组序列；另一名婴儿的DNA样本不足以进行基因组分析，但是研究者显示二者是近亲。

他们对比了USR1和之前测定的当代和古代美洲原住民基因组，发现这名婴儿与现今的美洲原住民亲缘关系最近。他们认为USR1代表了一个截然不同的种群，称之为“古白令人”，古白令人与其他美洲原住民的祖先起源于一个单一初始种群，该初始种群首先于36,000年前左右与东亚人分离，但是其基因流一直持续到25,000年前左右。

这些发现与所谓的“白令滞留模型”相符，根据这一模型，一个源种群的后代一直在东白令生活到至少11,500年前。但是那时候，另一分支的美洲原住民已经在北美无冰川地区定居下来，并且分为两群，最终成为大部分美洲原住民的祖先。

细胞生物学：酒精损害小鼠干细胞DNA

本周《自然》发表的一项研究显示，酒精可以损害小鼠造血干细胞的DNA。该研究或有助于解释众所周知的饮酒与癌症风险增加之间的关联。

饮酒是一个公共卫生问题，也是关乎各种疾病和全球死亡率的因素之一。Ketan Patel及同事表明，乙醛（一种酒精代谢物，在低浓度酒精下也会自然生成）会导致小鼠造血干细胞DNA双链断裂。虽然部分DNA断裂随后被修复，但是残留损害仍影响广泛，包括某些区域被删除，染色体重排。这些遗传变化接下来被传递到无数源自这些造血干细胞的后代，血细胞中。

对于大多数人而言，乙醛是酒精短暂即逝的副产品，会被乙醛脱氢酶2氧化为醋酸盐。但是，亚洲约有5.4亿人口携带一种ALDH2基因突变，导致他们无法降解乙醛。已知摄入酒精会增加这些人患上食道癌的风险。但是，这项新研究表明他们也可能易患上酒精诱导的年龄相关血液病，不过还需要进一步的研究才能确定这些发现是否可以转化至临床。

微生物学：糖添加剂与艰难梭菌感染流行病相关

本周《自然》发表的一篇论文报告称，艰难梭菌（Clostridium difficile）的高毒菌株会代谢糖的添加剂海藻糖。根据数据显示，一种广泛使用的食品添加剂可能导致了这些流行菌株的出现。

艰难梭菌是一种肠道病原菌，是抗生素相关腹泻的主要原因。近年来，可导致严重疾病的高毒菌株在北美和欧洲急剧增加，但是导致它们出现的因素仍不清楚。

通过分析细菌菌株的核糖体RNA差异，可以确定其具体的核糖体分型。Robert Britton及同事通过全基因组测序和对比分析发现，艰难梭菌的两种系统发生学上存在显著差异的高毒流行核糖体分型RT027和RT078独立获得了独特的代谢低浓度海藻糖的机制，重要的是，这种能力与人化小鼠模型的疾病严重程度相关联。数据揭示了这些核糖体分型的出现与作为一种糖添加剂广泛应用于人类饮食中的海藻糖之间的关联，并且表明一种无害的食品添加剂也可能无意中促进了病原菌的出现。