2013年05月10日《科学》杂志精选

　　封面故事：抗体细节有希望用于疫苗设计

　　Delineating Antibody Recognition in Polyclonal Sera from Patterns of HIV-1 Isolate Neutralization

　　研究人员开发出了一种可预测HIV感染者的血清中哪些抗体可中和病毒的运算程式。感染者的血清含有多克隆抗体，这意味着它含有许多不同的抗体，它们中有些可中和某特定病毒的范围广泛的病毒株，而其它的抗体则不能。要了解哪些抗体拥有这一广谱的中和能力一直是困难的。如今，Ivelin Georgiev及其同事用HIV-1对这种情况进行了阐释。研究人员选择了HIV-1，因为它仅有4个已知易与广谱中和抗体作用的位置，而且因为含有这些抗体的血清显示出了容易识别的中和模式。研究人员评估了通过将抗体与34个不同的HIV-1病毒株进行混合所创建的中和模式；他们从这一分析中发现了30种不同的中和特征，它们中的某些具有足够的特异性来区别以不同抗原表位——这是某一病毒抗原表面的极小部分——作为标靶的抗体。研究人员设计的一种特别的演算程式使得他们能够用这些特征从24个HIV-1感染的捐赠者的血清中的较大的血清谱中挑出能够中和的抗体。由Georgiev及其同事所做的工作为人们提供了一种抗体对病毒反应的详细的、抗原表位特异性的了解并帮助界定了抗体反应的分子和结构基础。它可能为HIV新疫苗的设计铺设道路。一则由James Crowe Jr.撰写的《观点栏目》就这些发现的含义提供了新的见解。（DOI: 10.1126/science.1233989）

　　泡泡的隐秘生活

　　Multiscale Modeling of Membrane Rearrangement, Drainage, and Rupture in Evolving Foams

　　尽管泡沫和诸如火焰阻燃剂、肥皂膜及啤酒的泡沫头等泡沫样材料相当常见，但它们因为其产生、聚结以及个体泡泡的形变性质而具有复杂的动力学。为泡沫行为建模的困难在于泡泡簇集在一起并会在范围广泛的空间和时间尺度上缓慢地、一个接一个地破裂。如今，Robert Saye和James Sethian已经理顺了这些过程并为其中的每一个关键过程连同将这些过程连接在一起的规律一道建立了多个模型，以此给出了一个整体泡沫动力学的模型。研究人员确定了泡沫演变的3个不同的阶段：泡泡的重新排列、液体经由泡泡膜的排放以及那些膜最终的破裂。Saye和Sethian对不同大小集簇的肥皂泡沫测试了他们的公式并证实该公式在这些泡沫材料中精确地预测了气体和液体的相互作用。一则由Denis Weaire撰写的《观点栏目》文章更为详细地解释了该研究及其意义。（DOI: 10.1126/science.1230623）

　　是什么让同卵双胞胎如此不同？

　　Emergence of Individuality in Genetically Identical Mice

　　两个基因完全相同的孪生小鼠在一个充满了玩具和其它小鼠的复杂笼养环境中跑来跑去3个月之后，这两只孪生小鼠发展出了2种非常不同的性格。据研究人员披露，这些不同的个性与这些啮齿动物的海马中诞生出2种神经元有关——而新神经元的诞生依赖于小鼠对它们环境的探索有多彻底。这些发现为研究不同的个性可源自不同的生活经历的这一课题提供了一种动物模型。在长达3个月的实验中，Julia Freund及其同事将无线电转发器附着在40只生活在一个大型封围体内的近交系小鼠身上并对它们的身体活动连同这些小鼠的脑部活动进行了跟踪。研究人员发现了这些啮齿动物的探索行为与海马中的新神经元的诞生之间有直接的相关性；具体地说，有更大探索区域的小鼠也会长出更多的神经元。这些发现证明，大脑可通过与个体所处环境的互动而受到塑造，而在成年时新神经元的生长可促使个性特质的形成，即使是在基因等同的个体中也是这样。由Olaf Bergmann和Jonas Frisén撰写的一则《观点栏目》更为详细地讨论了这些发现。（DOI: 10.1126/science.1235294）

　　让蚊子携带细菌来抗虐

　　Wolbachia Invades Anopheles stephensi Populations and Induces Refractoriness to Plasmodium Infection

　　一项新的研究提示，让蚊子携带细菌可能会为如何治疗人类疟疾提供新的线索。过去，研究人员已经知道，感染了细菌沃尔巴克氏体的蚊子会对各种人类病原体产生抵抗力。因此，疟疾的研究者提出用这种细菌来感染携带疟原虫的按蚊——蚊子在自然情况下是不会感染沃尔巴克氏体的。然而，试图用这种方法来研发基于沃尔巴克氏体的疟疾控制方法却受到了阻碍，因为研究人员还不能够在斯氏按蚊中实现可遗传的沃尔巴克氏体感染（即那些可通过世代遗传的感染）；斯氏按蚊是中东和南亚最主要的传播疟疾的蚊子。现在，Guowu Bian及其同事通过一种胚胎微注射的技术报告了一种可在斯氏按蚊株中遗传的沃尔巴克氏体感染。在用沃尔巴克氏体感染这些蚊子后，与对照蚊子相比，他们观察到这些被感染蚊子的唾液腺中有着较少的疟原虫。这种方法为综合性的疟疾控制策略提供了一种很有希望的手段。（DOI: 10.1126/science.1236192）