06.03
本周值得读
来自《自然》旗下期刊的最新发表，我们为您精选呈现。
1. 澳大利亚原住民对新冠疫苗的抗体应答
2. 富裕国家应支付生物多样性丧失的损失与损害赔偿
3. 人造病毒载体可用于改善人类健康
4. 整合地球系统的安全与公平边界
5. 太平洋珊瑚礁微生物组具备极大多样性
COVID-19 | 评估澳大利亚原住民对新冠疫苗的抗体应答
Robust and prototypical immune responses toward COVID-19 vaccine in First Nations peoples are impacted by comorbidities
Nature Immunology
《自然-免疫学》发表的一项针对澳大利亚原住民（First Nations）的研究显示，虽然新冠疫苗能在澳大利亚原住民人群中诱导出普遍强效的免疫，但在有合并症和基础慢性疾病的人群中却发现了较低的抗体应答。作者认为，研究结果对于澳大利亚原住民很重要，因为这个群体患慢性合并症的比例很高。
澳大利亚、巴西和美国原住民群体的新冠感染率和感染/死亡率比非原住民群体高。在美国，美国印第安人和阿拉斯加原住民的住院率是非原住民的3倍，新冠死亡率是非原住民的2倍。澳大利亚原住民包括土著及托雷斯海峡岛民，他们患糖尿病、慢性呼吸道和肾疾病的比例尤其高，但很少有研究评估过这个群体对新冠疫苗的应答。
澳大利亚墨尔本大学的Katherine Kedzierska、孟席斯健康研究学院的Jane Davies、墨尔本大学的Thi H. O. Nguyen和同事选取了58名澳大利亚原住民个体和39名非原住民个体，在他们接种辉瑞-BioNTech疫苗第一针、第二针、第三针之前和之后的6-28天分析了他们的抗体应答。作者发现澳大利亚原住民血液中 的新冠病毒特异性抗体的水平偏低，这与年龄以及这一人群合并症高发有关。作者在有合并症的澳大利亚原住民接种疫苗前发现了他们抗体的特异性糖基化（G0）模式，但在没有合并症的人群中没有这一发现。G0抗体被认为能促进炎症，之前被认为与接种流感疫苗后血液中抗体水平偏低有关。值得注意的是，作者在由69名非原住民个体组成的另一个组中发现疫苗接种前的高水平G0抗体以及疫苗接种后低水平的新冠病毒抗体，这个人群中38人有糖尿病或肾病（或两种病都有），这说明这些发现或普遍适用于有慢性疾病的人群。
作者强调，以上发现对于有慢性疾病负担的所有人群都具有相关性。作者总结道，他们的研究提供了免疫学证据，支持对原住民和有慢性疾病的个体开展较早或是多次新冠疫苗加强针接种。
mRNA疫苗接种后，原住民和非原住民群体中对过往和Delta RBD的强烈抗体应答。来源：Zhang et al.
DOI: 10.1038/s41590-023-01508-y
本论文开放获取
> 扫描二维码获取论文原文 <
评论 | 富裕国家应支付生物多样性丧失的损失与损害赔偿
Loss and damage finance should apply to biodiversity loss
Nature Ecology & Evolution
英国国际环境与发展研究所（IIED）的Dilys Roe等作者在《自然-生态与演化》上发表的一篇评论文章中指出，富裕国家应对全球南方（Global South）在生物多样性上遭受的不成比例的损失与损害支付经济补偿。
“损失与损害”（loss and damage）是气候变化谈判中的一个常用概念：2022年联合国气候大会COP27建立了专门机制，通过直接融资来弥补全球南方国家在气候变化中受到的影响。这个概念不仅肯定了这些国家在气候变化下具有更大的脆弱性，还承认了富裕国家在这些问题上负有责任。
Roe等作者指出了生物多样性丧失与此的相似性，生物多样性丧失主要源于为满足以全球北方为主的消费需求而导致的生境丧失和对自然系统的过度开采。和气候变化一样，生物多样性丧失也无处不在，但破坏性的采矿业、农业和森林砍伐的扩大主要发生在贫穷国家。对当地人来说，这意味着丧失食物与能源来源，收入机会减少，以及领土和文化价值上的损失。作者探讨了历史上的不公和权力失衡如何剥夺了这些国家的潜在经济发展机遇。
昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架（GBF）以及在2022年联合国生物多样性大会COP15上一致通过的资源调动的相关决定，都要求全球北方国家付出更多来阻止和逆转生物多样性丧失，但没有谈到具体赔偿。作者最后表示，“今后……应该让全球南方国家通过GBF基金推动开展这类损失与损害的讨论。”
本新闻稿是为一篇《自然-生态与演化》评论文章撰写，而非《自然-生态与演化》的研究论文。评论文章是与科学研究及其影响相关的专题性、权威性特稿。
毛里塔尼亚海岸的当地渔民。来源：Florian Bachmeier/imageBROKER/Alamy Stock Photo
DOI: 10.1038/s41559-023-02088-8
> 扫描二维码获取论文原文 <
生物技术 | 人造病毒样颗粒可用于改善人类健康
Design of bacteriophage T4-based artificial viral vectors for human genome remodeling
Nature Communications
《自然-通讯》本周报告了一种制作人工病毒样载体的方法，所制载体能进入人类细胞执行特定任务，如基因编辑。这种大容量、可定制化的纳米材料可以为未来基因疗法和定制化医疗的受试者带来前景。
病毒是一种高效的生物“机器”，能够快速复制和组装后代。自然的人类病毒如慢病毒属（lentiviruses）此前曾经过改造在动物中递送治疗性的DNA或RNA，但它们的递送能力有限而且有一些安全问题。通过制造以治疗性分子编程的人造病毒载体来让病毒机制为人所用，可进行有益的修复，帮助恢复人类健康。
美国天主教大学的Venigalla Rao和同事设计了一种方法，用一类称为T4噬菌体、能感染细菌的病毒，制造人造病毒载体（AVV）。这类AVV有很大的内部容量和一个大的外表面，可编程和递送治疗性生物分子。在概念验证实验中，作者生成了含有蛋白和核酸物质的AVV，用于展示在基因组改造方面的用途。在实验室中，这一平台能成功递送全长的抗肌萎缩蛋白基因（dystrophin）到人类细胞，并执行各种分子操作改造人类基因组。此外，AVV大量生产时成本不昂贵，并且这些纳米材料可以保持稳定数个月。
作者总结说，尽管还需要进一步工作来评估安全性，这一方法已展现未来前景，可用于临床治疗人类疾病和罕见病。
120 x 86纳米的噬菌体T4壳的结构特征，接近原子分辨率（左图--正面视图；右图--显示空的内部的横截面视图）图片来自Venigalla B. Rao; Victor Padilla-Sanchez, Andrei Fokine, Jingen Zhu和Qianglin Fang
DOI: 10.1038/s41467-023-38364-1
本论文开放获取
> 扫描二维码获取论文 <
地球科学 | 整合地球系统的安全与公平边界
Safe and just Earth system boundaries
Nature
《自然》发表的一项研究提出了一组评估人类对地球系统影响的指标，旨在确保所有生物的安全和公平。地球系统的安全边界是指能保持地球气候和资源的恢复力及稳定性的边界，研究指出，整合公平考量与安全边界，将会需要更严格的限制。
人类活动给地球带来了快速改变，如气候变化、水质量下降、生态系统改变，这些改变可能会破坏地球系统的稳定性，还会造成决定性的社会影响，如人们流离失所以及失去自然对人类或食物安全的贡献。不同社会群体和国家对于它们在这些改变中的贡献以及所承受的影响看法不一。地球系统的恢复力以及人类幸福感是息息相关的。
德国波茨坦气候影响研究所（PIK）的Johan Rockstrӧm、瑞典未来地球秘书处（Future Earth Secretariat）的Steven Lade和同事量化了涉及气候、生物圈、淡水、营养物、空气污染物的地球系统公平与安全边界。安全边界能随时间流逝维持并增强地球系统的稳定性和恢复力。公平边界是指地球系统变化不会给人类带来巨大危害的限制，这类危害的定义是指对国家、社区和个人造成广泛的严重或不可逆的负面影响。作者发现纳入这些标准比之前仅基于生物物理限制确定的边界更为严格。以气候变化为例，将变暖限制在比工业化前水平高1.5 °C能防止出现最恶劣的影响，但却无法避免巨大的危害，比如人类失去生命、流离失所、失去食物或水的安全。在1.5 °C的升温下，可能会有超过2亿人暴露在史上最高的全球平均气温下，有超过5亿人面临长期的海平面升高。如果想避免数以百万的人暴露在巨大危害中，作者认为安全和公平的气候边界应定在1.0 °C或以下。
作者提出的8个地球系统安全和公平边界分别适用于气候、自然生态系统区域、生态系统功能完整性、地表水、地下水、氮、磷和气溶胶。作者指出，他们的地球系统边界整合了社会科学与自然科学，有待进一步完善。
提出的8个地球系统安全和公平边界。来源：Rockström et al.
DOI: 10.1038/s41586-023-06083-8
本论文开放获取
> 扫描二维码获取论文 <
海洋学 | 发现太平洋珊瑚礁微生物组极大多样性
Collection: Tara Pacific
Nature
《自然-通讯》发表的一项新研究发现，太平洋珊瑚礁微生物组（帮助驱动和维持珊瑚礁生产力和生物多样性的微生物组）的多样性，可能达到当前估计的地球微生物多样性总量。这一发现使用了来自“塔拉太平洋探索项目”（Tara Pacific Expedition）两年航行期间收集的数据，体现了迄今最大的珊瑚礁微生物组多样性调查，表明全球微生物数量可能被极大地低估了。
珊瑚礁是地球上多样性最高的生态系统之一，支持着30%的的海洋多样性，包括数以百万计的多细胞生物和相关微生物。这些微生物是珊瑚礁健康的有力指示物，但珊瑚礁生物多样性的程度没有在海洋层面上得到过充分探索。而且，由于气候变化带来的珊瑚礁覆盖率下降，人们普遍为珊瑚礁的未来感到忧虑。
法国索邦大学CNRS地球化学底栖环境生态实验室（LECOB）的Pierre Galand和同事收集了总计5392个样本，来自3个珊瑚礁物种（板叶千孔珊瑚Millepora platyphylla、团块滨珊瑚Porites lobata、多曲杯形珊瑚Pocillopora meandrina）、两个鱼类物种（横带刺尾鱼Acanthurus triostegus和角镰鱼Zanclus cornutus），以及在2016-2018年间来自太平洋32个岛屿系统99个不同礁群的浮游生物。这些样本经测序以确定珊瑚礁微生物组成，并测绘以记录地理分布。作者还测量了每个采样点水的温度、盐度和其他环境特征。
作者报告，他们的样本里包括了28.7亿遗传序列，这比此前的地球微生物组计划（一个全球微生物组多样性测绘项目）报告的22亿样本大约多25%。总体上，浮游生物表现出了最高的微生物组多样性。板叶千孔珊瑚在珊瑚物种中微生物组多样性最高，角镰鱼的微生物组多样性高于横带刺尾鱼。作者报告，这与此前预期的珊瑚微生物多样性在西太平洋更高的模式（西太平洋比东太平洋拥有更多的珊瑚物种）不相符。在海水温度和微生物多样性之间也没有显著相关。
Diversity of the Pacific Ocean coral reef microbiome
DOI: 10.1038/s41467-023-38500-x
本论文开放获取
> 扫描二维码获取论文 <
在第二篇论文（也发表于《自然-通讯》）中，法国蔚蓝海岸大学的Alice Rouan、 Eric Gilson和同事调查了两类造礁珊瑚水温变化和端粒长度（健康和老化的环境敏感标志物）的关系。作者报告说，季节性温度变化影响短寿和压力敏感型的石珊瑚（Pocillopora）的端粒长度，而较为长寿和强健的另一类石珊瑚（Porites）相比季节变化更易受到反常热浪和冷期的影响。这表明，一些珊瑚的端粒可能对气候变化的影响作出不同反应。
Telomere DNA length regulation is influenced by seasonal temperature differences in short-lived but not in long-lived reef-building corals
DOI: 10.1038/s41467-023-38499-1
本论文开放获取
> 扫描二维码获取论文 <
另有两篇文章发表于《科学数据》，作者分别为法国滨海自由城海洋科学实验室的Fabien Lombard等人和法国国家基因测序中心的Caroline Belser等人，描述了塔拉太平洋项目的采样方法学和数据生成框架。
Open science resources from the Tara Pacific expedition across coral reef and surface ocean ecosystems
DOI: 10.1038/s41597-022-01757-w
本论文开放获取
> 扫描二维码获取论文 <
Integrative omics framework for characterization of coral reef ecosystems from the Tara Pacific expedition
DOI: 10.1038/s41597-023-02204-0
本论文开放获取
> 扫描二维码获取论文 <
这些文章共同为整个太平洋的珊瑚礁健康及生物多样性带来了新见解。
塔拉太平洋科考（Tara Pacific Expedition）是一个多学科项目，探索整个太平洋中数以千计的珊瑚礁生物多样性，来自8个国家、23家机构的100多位科学家参与其中。帆船“塔拉号”出发进行长达两年半的航行，从超过30个岛屿系统里收集样本。来自这次科考的发现以8篇论文合集形式发表在多个施普林格·自然期刊上。
论文合集Tara Pacific封面。
论文合集：Tara Pacific
联系客服
