封面故事：一颗遥远的很像地球的行星

An Earth-Sized Planet in the Habitable Zone of a Cool Star

据一项新的研究报告，一直在搜索天空的科学家们发现了一颗和地球大小差不多的行星，且在理论上这颗行星可以容纳液态水。这对于发现环绕我们太阳以外的恒星运转的可居住行星而言是一个里程碑。太阳是一个炽热光亮的质块，它距我们 9300 万英里之外；这一距离远到足以不会让我们的海洋蒸发，但又近到足以将水维持在液态，而这是我们所知的生命所需要的状态。换言之，相对于这一灿烂的恒星，地球位于其可居住的区域。近些年来，一直通过用NASA的开普勒太空船来寻找环绕太阳样恒星做轨道运行的系外行星的科学家们已经取得了进展，他们发现了包括某些位于可居住区域内的系外行星。然而，这些系外行星中没有一个与地球的大小相近。如今，在用开普勒太空船对太阳系进行多年的监测之后，Elisa Quintana 及其同事报告说，他们探测到5颗行星，它们环绕着一颗叫做Kepler-186的恒星做轨道运行；至关重要的是，它们中最外围的行星Kepler-186f似乎处于 Kepler-186 的可居住区域，且它与地球的大小接近（只比地球大10%）。据这些研究人员披露，该行星接受的是适量的恒星辐射——且辐射量不过多也不过少——因此，如果该行星上有水存在，它理论上能够在该行星的表面以液态存在。（DOI:10.1126/science.1249403]）

在大脑中关闭抑郁症？

Enhancing Depression Mechanisms in Midbrain Dopamine Neurons Achieves Homeostatic Resilience

过去的研究显示，当小鼠体内阳离子通道的电流增加时，其脑中腹侧被盖区 (VTA) 中的多巴胺神经元会变得过度活跃，并转而使这些小鼠变得抑郁。然而， Allyson Friedman 及其同事现在发现，增加这些离子通道的电流甚至会进一步导致一种令人惊讶的效应：它会完全消除小鼠的抑郁症。据研究人员说，这一意外的发现可能最终会带来可促进人类从抑郁状态中自然恢复的新疗法。 Friedman 及她的团队对小鼠的抑郁症模型进行了研究并证实，在易感（即抑郁）小鼠中，阳离子通道电流增加，而其VTA中的多巴胺神经元过度活跃。但是，尽管有回复能力（非抑郁的）小鼠的VTA多巴胺神经元是正常的，但它们的离子通道电流比它们对等的易感小鼠及对照小鼠中的离子通道的电流增加得更多。当研究人员用实验药物手段进一步增加易感小鼠中阳离子通道的电流时，他们发现，这些小鼠在几天的时间之内就摆脱了抑郁症。据研究人员说，这些易感小鼠——它们通常会避开同笼内的其它小鼠——会突然花更多的时间与其笼伴互动。他们说，这些小鼠的VTA多巴胺神经元也变得正常了。鉴于他们的发现， Friedman 与其他研究人员提出，钾离子通道驱动了这一与直觉相悖的现象。（DOI: 10.1126/science.1249240）

研究发现生物多样性的全球性改变，而非丧失

Assemblage Time Series Reveal Biodiversity Change but Not Systematic Loss

研究人员说，尽管人类的活动加快了世界各地物种灭绝的速度，但在所有的海洋与陆地生境中还没有出现生物多样性的持续丧失。相反，据一项新的研究披露，从一个生态系统至另外一个生态系统所发生的持续性的系统化改变是其物种的组合方式。这些发现表明，动植物的新的群落可能正在出现——而保护措施应该将其重点从生物多样性的丧失转移到生物多样性的改变。Maria Dornelas 及其同事分析了海洋与陆地生物群落的100个时间序列以得出这些结论，这里包括了6百万个物种丰度的记录以及对在过去150年中3万5000个植物与动物物种的描述。研究人员将局部多样性，或称α 多样性变化与群落组成多样性或称β多样性改变进行了比较并发现，在所有类型的生态系统及气候体系中，物种周转率始终比那些模型所预测的要更高。他们说，这一令人惊讶的发现可能主要是因为外来入侵物种——它们已在全球各地快速扩散——及物种因应气候变化而改变其活动范围所造成的。 Dornelas 及其他的研究人员说，他们的发现没有否定世界上许多物种及生境正受到严重威胁的事实。但他们提出，科学家及决策者应该扩大保护科学及规划的关注点以同时涵盖生物多样性变化及丧失。由 John Pandolfi 和 Catherine Lovelock 撰写的一篇《观点栏目》更为详细地讨论了这些发现及其意义。（DOI:10.1126/science.1248484）

比较远古与现代人的甲基化图谱

Reconstructing the DNA Methylation Maps of the Neandertal and the Denisovan

对远古DNA进行测序已经帮助科学家们了解将现代人与他们已灭绝的最近亲族尼安德特人与丹尼索瓦人分开的遗传改变；如今，据一项新的报告，科学家们也已经更好地理解了表观遗传学是如何影响这些群组之间的差异的。表观遗传学调控可改变基因的表达方式，但它并非通过改变基础的DNA序列，而是通过包括DNA甲基化等过程来影响基因的。科学家们不太知道表观遗传学调控是如何随着时间而变化的，但有可能它的演变凸显了在远古与现代人之间的特质差异。现在，通过利用甲基化及非甲基化胞嘧啶（它是DNA中发现的4种主要碱基之一）的自然降解过程，David Gokhman及其同事重新构建了尼安德特人与丹尼索瓦人的全部的DNA甲基化图谱。通过将这些图谱与现代人的甲基化图谱（另外还与现代人的骨样本）进行比较，该团队发现了大约2000个差异性甲基化区域，它们中包括了在发育上重要的HoxD基因簇，后者会影响身体结构及肢体定位。Gokhman及其同事观察到，HoxD基因簇在现代人中的甲基化较少。他们还发现，在现代人中具有甲基化最大差异的区域与疾病相关基因有关系的可能性大约会增加两倍，它们中许多与精神科及神经科疾病有关联。Gokhman等人的工作可帮助解释在尼安德特人、丹尼索瓦人和现代人中形态学差异的基因基础。（DOI:10.1126/science.1250368）