Top 10：克羅恩病和潰瘍性結腸炎有了新定義

克羅恩病和潰瘍性結腸炎是炎性腸病的兩種主要形式；治療策略歷來是由二進制分類確定。遺傳研究已經確定了炎性腸道疾病的163個易感基因位點，其中大多數的基因都影響了克羅恩病和潰瘍性結腸炎的發生。為了進一步了解兩種疾病之間的生物關系，一項包括來自歐洲、北美和澳大利亞16個國家49個中心的患者，其基因的關聯研究成果已經廣泛應用。該研究結果發表在《Lancet》上。

最終通過對大樣本患者的分析。基于遺傳風險預測模型的得分可以很清楚的區別回腸和結腸克羅恩病。該研究的數據支持了炎性腸病內失調的連續性，通過三組可以更好地解釋（回腸克羅恩氏病，結腸克羅恩病和潰瘍性結腸炎），比克羅恩病和潰瘍性結腸炎的當前定義能更好地說明。疾病位置是一個病人的疾病的固有方面，部分是由基因決定的，也是隨著時間的變化，疾病行為變化的主要驅動力。

Top 9：跳躍基因上的蛋白工廠

Salk生物研究所的科學家們報告稱發現人類和黑猩猩的DNA布滿了他們稱作為ORFO的遺傳密碼序列。這些ORFO序列散布在整個基因組的跳躍基因上，它們有可能生成了數百甚至數千種從前未知的蛋白。該研究發表于《Cell》上。

本次研究將焦點放在了稱作為LINE-1元件的跳躍基因上，人們認為LINE-1元件只包含兩條蛋白質編碼序列。這些序列被稱為開放閱讀框(ORF)，兩條從前已知的序列ORF1和ORF2被認為參與生成了使得LINE-1元件能夠在基因組中四處移動的重要蛋白，這次發現了第三個開放閱讀框。他們基于其定位在LINE-1元件中靠近ORF1的位置將之命名為ORFO。這一研究發現重繪了靈長類動物中一部重要遺傳機器的藍圖，添加了全新的齒輪。具有ORF0的跳躍基因實質上是帶著輪子的蛋白質工廠，并且在數億年的進化中一直驅動著這輛汽車。

Top 8：揭開腫瘤細胞的耐藥機制

大約一半的腫瘤都缺失p53基因，它有助于健康細胞防止基因突變。這些腫瘤當中有許多會對化療藥物產生耐藥性。現在，麻省理工學院（MIT）的癌癥生物學家已經發現了這一現象是如何發生的。相關研究發表在《Cancer Cell》上。

當p53缺失時，一個備份系統會接管，刺激癌細胞繼續分裂，即使當它們遭受了廣泛的DNA損傷，阻斷該備份系統，可以使p53缺陷的腫瘤對化療更敏感。這也有可能使我們通過測量這個系統在患者腫瘤中有多活躍，來預測哪些患者最有可能從化療中獲益。這個備份系統——稱為MK2通路，可取代p53的部分功能。MK2通路，可使細胞對DNA損傷進行修復，并繼續分裂，但如果傷害太大，它不會強迫細胞經受細胞自殺。這使得癌細胞在化療后繼續不受控制的增長。而這條通路的關鍵點就是MK2蛋白通過激活hnRNPA0 RNA結合蛋白而發揮控制作用。此研究的意義在于MK2通路可以作為新藥的一個很好靶標，使腫瘤對DNA損傷的化療藥物更敏感。

Top 7：摧毀HIV的藏身地

抗HIV藥物雖然能延長數百萬人的生命，卻不能徹底消滅病毒。HIV能將遺傳物質整合到一些白細胞染色體中來避開免疫系統的監控。最近有團隊開發出一種雙特異性抗體，可以為免疫應答“瞄準”潛伏著的HIV細胞，摧毀病毒的藏身地。

抗體是免疫系統生成Y形分子，能夠有效靶標病原體。天然抗體的雙臂結合同樣的蛋白，而雙特異性抗體的雙臂靶向不同的目標。為了更好的打擊潛伏HIV設計了同時靶標白細胞表面受體（CD3）和HIV蛋白的雙特異性抗體。這種抗體不僅能夠逆轉HIV的潛伏性，還承擔著清除被感染細胞的任務。研究人員選擇CD3受體有兩個原因:其一,HIV DNA藏身的白細胞表達CD3受體;其二,摧毀被感染細胞的淋巴細胞也表達CD3。雙特異性抗體結合HIV潛伏細胞的CD3之后，促使這些細胞分裂，喚醒沉睡中的病毒。這些細胞產生新的HIV蛋白遷移到細胞表面。這時雙特異抗體就能一面清除殺傷性T細胞，一面殺死有HIV蛋白的細胞。

Top 6：食用抗氧化劑會促進癌癥轉移

癌細胞轉移是癌細胞從原發部位傳播到身體其他部分的過程，是導致多數癌癥病人死亡的重要原因。該研究團隊發現對癌癥小鼠模型進行抗氧化物處理會使癌細胞擴散更快。相關研究結果發表在國際學術期刊《Nature》上。

抗氧化物對人體有益的觀點非常強大，一些臨床試驗也給癌癥病人進行抗氧化物處理，但在其中一些研究中發現接受抗氧化物處理的病人死亡得更快，原因可能是這樣的，癌細胞會從抗氧化物中獲益。雖然這項研究結果還沒有在人體中得到驗證，但研究人員仍然提出：應該用促氧化物質治療癌癥，并且癌癥病人不應在飲食中補充大量抗氧化物質。這項研究為癌癥治療增加了新的可能性。

Top 5：大腦一般的細菌

人腦是進化的最高杰作，而細菌則是一些低等個體，兩者之間有著天淵之別。而如今加州大學圣迭戈分校的科學家們發現，細菌相互通訊的機制與人類大腦非常相似。這項研究發表在《Nature》上。

人類的感覺、行為和智力都取決于大腦神經元之間的電信號傳導，這一過程由離子通道介導。現在發現，細菌也通過這樣的離子通道進行通訊，并由此解決自己的代謝壓力。由此可見，代謝壓力觸發的神經疾病可能具有古老的細菌淵源，人們可以從一個新角度來看這類疾病的治療。人類大腦活動有一半是谷氨酸驅動的。進一步研究表明，生物膜的遠距離電信號傳導是通過鉀離子實施的，鉀離子擴散波協調著內部和外部細菌的代謝活性。去除細菌的鉀離子通道，生物膜的電信號傳導就無法進行。同時研究指出，這種細菌通訊機制與人類大腦的“皮層擴散性抑制”驚人的相似，而皮層擴散性抑制被認為與偏頭疼和癲癇有關，這說明許多癲癇和偏頭疼藥物也能有效攻擊細菌生物膜，幫助人們解決全球性健康難題——抗生素抗性。

Top 4：首次揭示miRNA編碼的行為

Sussex大學的研究團隊在《Science》雜志上發表文章，首次揭示了一種控制精確行為的microRNA。如果這種microRNA發生了突變，果蠅幼蟲被顛倒之后就難以恢復自己的方位。

研究顯示，miR-iab4/8發生突變會影響果蠅幼蟲的行為能力。這些幼蟲被顛倒之后不能自主調整方向（self-righting）。果蠅是遺傳學研究中常用的模式生物，它們與包括人類在內的高等生物共享許多基礎機制，而且繁殖速度快，容易在實驗室中培養。這種突變影響了Hox基因Ultrabithorax。Ultrabithorax基因主要控制昆蟲中胸到腹部第一節的發育，去除該基因在特定神經元中受到的抑制會導致self-righting缺陷。這項研究為人們展示了一個由microRNA編碼的行為。研究人員指出，在果蠅和其他生物中應該還有其它microRNA參與了行為控制。

Top 3：科學家深入剖析并闡明大腦的結構

來自哈佛大學等處的研究者成功在納米尺寸上對小鼠大腦的一部分進行了綜合成像，該研究或為理解學習改變大腦的機制提供一定的思路和幫助。這項研究發表于《Cell》上。

研究者對小鼠的大腦進行圖像采集并且進行了流水線式的分析，軸突通常會在相同的樹突位置產生兩個、三個甚至更多的突觸，多個接觸的軸突可以同樹突進行高效地交流溝通，因為它們之間存在著緊密的聯系，深入研究發現，某些軸突可以在相同的樹突附近形成突觸，樹突棘不會通過軸突的電活性來進行成形，這與傳統的看法相反；樹突棘的形狀會從較長的膜狀結構變成粗短的結構，基于軸突的電活性可以幫助進行成形，但由于在相同的軸突上存在多個不同形狀衰弱的樹突棘，因此其需要相同的電活性。在如此小的大腦區域中還發現了1500個可以提供軸突和樹突的神經元細胞，而這是一個非常驚人的數量，這些神經細胞就會形成大量大腦區域，并且構建出哺乳動物大腦中復雜的神經網絡。本文研究中研究人員深入剖析了小鼠大腦的結構，后期研究者還將繼續深入研究來解析大腦的奧秘。

Top 2：破解自然選擇的世紀謎題

許多身體結構的相對大小和形狀，是高度保守的，與生理學機能和行為直接相關。當研究人員改變這些比例時會發生什么呢？最近，來自挪威、美國的一個研究小組在《PNAS》發表的一項研究，給出了答案。

異速生長（Allometry），往往也譯成相對生長，是有機體某一部分或某一指標的不等速生長，反映了生長和分配之間的數量關系，是現代生態學的重要概念之一。它非常的精確，經過數百萬年也不會發生改變。一個多世紀以來，研究人員一直想知道，這是否是由最佳功能的自然選擇引起，或者是由阻止進化變化的限制條件引起的。在昆蟲飛翅中，圓度和大小之間存在一種關系，因此較小的翅膀要比大翅膀圓。在同一物種的個體之間、以及不同的物種之間，這種關系是高度一致的，通過研究111種果蠅飛翅的異速生長，研究人員發現，異速生長率的改變確實是有可能的。研究人員選擇對其他重要特征（影響生存和繁殖）有害的遺傳變異，從而表明，異速生長的關系受到潛在遺傳結構的約束。遺傳因子制約，可能在進化過程中扮演重要的角色。

Top 1：世界上最大的人類基因組變異被解析

由千人基因組計劃協會領導的一個國際科學家小組，構建出了世界上最大的人類基因組變異目錄，可為研究人員提供有價值的線索幫助他們確立一些人容易罹患各種疾病的原因。盡管大多數的人類基因組變異都是無害的，一些甚至是有益的，但也有些變異卻可導致疾病，造成認知障礙，影響癌癥、肥胖、糖尿病、心臟病和其他疾病的易感性。了解基因組變異導致疾病的機制或可幫助臨床醫生改進診斷及治療方法及開發出新的防治對策。

在第一篇Nature文章中，研究人員鑒別出了人類基因組中因人而異的大約8800萬個位點，建立了一個數據庫作為標準參考，確定在種群中及世界各地人類基因組組成的變異。其可用于廣泛的人類生物學和醫學研究中。其中大約四分之一的變異是常見的，存在于許多或所有種群中，而大約四分之三存在于僅1%的人群中或甚至更為罕見。千人基因組計劃為科學家們開展研究，探究疾病中的基因組貢獻，包括研究常見和罕見變異提供了一個資源。第二篇Nature論文中，科學家們調查了2,504個樣本中的基因組結構變異。他們發現了近6.9萬個結構變異，這些基因組變異，包括缺失、插入和復制，其中許多影響了基因。研究人員構建出了8類結構變異的圖譜，這些結構變異潛在地促成了疾病。現在每個人都想知道關于人類疾病這些變異會告訴我們些什么。