NATURE杂志内容精选
封面故事：一组关于果蝇研究的重要文章
本期Nature发表了一组关于遗传实验室中常用动物果蝇的重要论文。中心的一篇是由“果蝇12基因组联合体”发表的关于10种果蝇基因组序列的论文。该文将10种新测序的基因组与两个以前已知的序列进行了对比。由此获得的遗传变异数据库对关于推动物种形成的演化力的研究非常有价值。第二篇重要的合作论文对这12个果蝇基因组序列进行了分析，以寻找在演化过程中保留下来的元素，并且报告了很多特定序列主题在保留与功能之间的关系。研究人员发现了一个细致的监管网络，其作用是识别对蛋白进行编码的基因和外显子、RNA基因、微RNA和它们的作用目标。一篇“News and Views”文章对这些基因组论文做了讨论。 另外两篇研究论文利用新的基因组数据来研究基因表达：第一篇研究的是表达偏向于雄性的基因和对每个种来说独特的基因；第二篇对果蝇性染色体上的基因剂量补偿的演化进行了跟踪。四篇新的评论文章分析了关于果蝇的最新研究工作是怎样将这种在遗传上适应性很强的实验室模型动物带入激动人心的新领域的。Pierre Leopold 和Norbert Perrimon对内分泌和体内平衡方面的研究进展进行了评论，这些进展奠定了果蝇作为哺乳动物生理学、甚至人类疾病研究模型的地位。
金属有机化学
催化性烯烃置换是一个功能强大的化学转化过程，可被用来将相对简单的含双键的化合物转化成更复杂的化学结构。为此，它引人注目地丰富了化学合成领域的内容，因为它可被用来制备天然产物、药类化合物和聚合物。在这篇Review文章中，Amir Hoveyda 和Adil Zhugralin对使得这一获得诺贝尔奖的反应得以进行的催化剂进行了讨论，介绍了置换过程何以可被用来合成复杂的天然产物，指出了仍然需要化学界去研究、以充分实现这一催化过程潜力的几个关键问题。
一个新概念的cQED体系
物理学的一个中心目标是了解物质与光之间的相互作用。在“腔量子电动力学”（cQED）中，一个光学谐振器可被用来增强原子的这种相互作用。以前的研究工作已经演示了所谓的“强耦合”，在这个体系中，各个原子的辐射特性与光场的状态密切相关。Brennecke等人（Letter p. 268）和Colombe等人（Letter p. 272）现在演示了一个新概念的cQED体系。在这个体系中，原子被冷却，直到它们形成一种玻色-爱因斯坦凝聚态（占据一个物质-波场的一个模式），并与光场进行相同地、强力地耦合，共享一个激发。这个结果也许能为在量子通信和信息处理方面的应用打开大门。
关于对流层和平流层臭氧的研究工作
臭氧是地球对流层化学和热平衡的关键，控制大气的这一层通过形成羟基自由基来氧化和清除其他污染物的能力。对流层臭氧还是一种重要温室气体。虽然低层对流层中的光化学是对流层臭氧的主要来源，但臭氧的平流层-对流层输送对对流层臭氧的总体气候影响、预算和长期趋势来说也很重要。这里，Hocking等人介绍了利用现代化windprofiler雷达、并将它们与频繁的臭氧探空仪发射和计算机模拟结合起来分析平流层臭氧对对流层臭氧可能产生的影响的研究工作。
能优化蛋白三维结构模型准确性的计算方法
“蛋白折叠问题”（protein folding problem）和“相问题”（phase problem）对生物学家来说是有名的难解之谜。Qian等人利用一种新的计算方法来优化蛋白的三维结构模型。当用来优化由NMR数据生成的模型时，他们的方法能提高这些模型在骨干构型和核心侧链位置上的准确性。这种方法可被用来生成用于解决分子置换试验中的X-射线晶体学相问题的明显更好的解决方案，同时还能产生可用于分子置换的一个蛋白结构预测结果。
Smo的胞质尾传输Hh信号的机制
Hedgehog (Hh)形态发生素（morphogen）在从昆虫到哺乳动物在内的很多不同动物物种的各种不同成形事件中决定细胞的分化和增殖。7-跨膜蛋白Smo跨越胞质膜传导Hh信号，但科学家对Smo激发的分子机制却很不了解。Zhao等人通过实验揭示了Smo的胞质尾传输Hh信号的机制。
土壤中的新鲜碳和古老碳
世界上的土壤储存的碳多于生物质和大气中所存在的碳。现在，实验证据表明，将来自新鲜植物的碳向下层土壤输送可刺激微生物活动，导致有千年时间的碳的矿化。这个结果支持最近提出的一个观点，即深层有机碳的保持是由于分解者缺少能量，而新鲜碳的供应量在深层一般都较低。这所反映的问题是，大量的这种深层碳将不会对温度的未来变化做出反应，因为分解受到新鲜碳供应的限制，从而限制了人们预测存在的在全球变暖与土壤有机碳分解之间的正反馈。这些结果可能意味着，任何会增加沿土壤剖面的新鲜碳分布的管理实践（如耕地作业、以及具有广泛根系的抗旱作物的使用等）都将刺激这种古老的、被埋藏在地下的碳的损失。
SCIENCE杂志内容精选
问题蛋白质也许是妊娠糖尿病的原因
研究人员在小鼠身上发现了一个蛋白质，该蛋白质在妊娠期能抑制胰岛素生产细胞的产生，与妊娠糖尿病的主要特征有关。如果这一发现对人类也适用，这项研究也许能帮助解释这种常见的妊娠并发症，而且也许能提出新的药物治疗战略。过去对小鼠和人类的研究曾发现妊娠期胰腺中所谓的beta细胞增殖，这使身体产生更多的胰岛素，以响应生长胚胎给母体增添的代谢需求。但是控制该增殖的分子机制在此之前一直不清楚，对增殖的控制帮助防止孕妇患妊娠糖尿病。Satyajit Karnik 和同事通过研究小鼠模型和人类细胞，发现menin蛋白质在妊娠中抑制beta细胞的生长。与妊娠有关的激素催乳素(prolactin)看来维持胰岛中menin的低水平，胰岛是生产beta细胞的地方。这些结果提出，减少menin是身体刺激beta细胞增殖的一个自然的方法，menin或控制其活性的信号发生路径中的缺陷也许是妊娠糖尿病的原因之一。
猫猴是灵长类的最近亲
本期一篇报告指出，一种能在空中滑翔的东南亚哺乳动物猫猴(golugos)是灵长类现今活着的最近亲。猫猴也叫飞狐猴(flying lemurs)，但是它们不飞，也不是狐猴。它们看起来像大的松鼠，有类似蝙蝠的“翅膀”，使它们能从一棵树滑翔（不是飞）到另一棵树。研究人员和一个国际小组用两种独立的方法进行了研究。他们首先比较了灵长类、猫猴、和树(三者都在Euarchonta进化枝上)基因组中的一个名为插入缺失(InDels)的DNA序列变化，以及30种哺乳动物物种中的InDels序列变化。灵长类和猫猴共享7个罕见的遗传变化，其它哺乳动物最多共有一个变化。文章共同作者William J. Murphy把这些变化叫做“亲缘关系的历史标记”。在第二轮的研究中，研究人员用计算机程序来比较来自5个关系密切物种的DNA中13000个碱基对的类似或不同之处，这五个物种分别来自Euarchonta进化枝(灵长类、皮翼目、树目)、啮齿目、以及兔形目，该比较再次揭示猫猴与灵长类的关系最近。该小组提出，他们的新结果表明，猫猴应该被放到需要做全基因组测序的灵长类名单上，而不只是做不太严谨的序列草图。
火星赤道丘陵也许含有大量的冰
一篇报告称，对火星赤道丘陵的雷达探测提示，这些丘陵也许含有相当于该恒星极地冰帽那样大体积的水。Medusae Fossae构成看起来是火星赤道上被认为是由火山灰和风带来的沉积物形成的一个丘陵区域。Thomas R. Watters和一个研究小组用火星快车飞船上装载的火星地下和电离层探测高新雷达来对该区域做了雷达回声测量。他们看到了沉积物之下的行星表面反射。在分析了雷达回声穿过沉积物的延迟后，他们发现该形成与其由冻结水构成的一致。如果这些丘陵富含水，它们所含的水量与火星南极分层沉积中的相当。Watters和论文共同作者写道，他们不能排除沉积是由一种奇怪的低密度材料组成的、其中只有少量的冰的可能性。
三种太阳风是一样的
本期一篇报告指出，对起源号宇宙飞船带回地球的3种太阳风样品的分析显示，它们在氖和氩的同位素成分上没有多大差异。这些发现帮助排除了一些太阳风生成的模型，研究人员用这些模型来了解太阳的形成以及形成太阳系的太阳星云的早期情况。起源号宇宙飞船于2004年坠落地球，它带回来的被称为太阳风的太阳等离子体样品被抢救出来。起源号采集了3种不同风速的太阳风粒子，研究人员认为这3种风也许反映了太阳上不同的物质起源。当Alex Meshik和文章共同作者比较了氖-20与氖-22以及氩-36与氩-38的比率后，发现这3种风中惰性气体的同位素成分是一样的。在一篇相关的研究评述中，Kurt Marti解释说，这一发现为我们太阳系的形成以及其形成的环境提供了更多的信息。
基于生物材料的超级胶
材料科学家从自然界中得到提示，成功地把多巴胺作为有机和无机表面的万能胶。把两种材料黏合在一起是一个常见的工程挑战。虽然科学家在实验室制造出各种各样的胶，但大多数只在有限的条件下能用。Haeshin Lee和同事从贻贝中得到启示，贻贝的胶蛋白质能粘到几乎所有表面。他们用一个叫左旋多巴(levodopa)的小分子简单地模拟具有结合与黏合性能的贻贝蛋白，左旋多巴是合成多巴胺过程中的一个生物中间体，多巴胺在大脑调节中起作用。Lee和同事在与酸碱度匹配贻贝的海洋环境的容器中制造了稀释的多巴胺溶液，然后把金属、塑料和陶瓷衬底放到溶液中。一层薄薄的高分子胶生长到衬底上，这种胶能同样地黏合到复杂的和有图案的表面。这种材料还有一个好处，它能经受次级反应，比如金属化或自组装的单层形成，从而扩大了其应用范围。 （出处：《科学中国人》2007年第十一期） [推荐给朋友] [关闭窗口]
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