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12月1日英国《自然》杂志内容精选
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12月1日英国《自然》杂志内容精选 与白内障有关的AQP0蛋白的结构 Aquaporin-0 (AQP0)是哺乳动物晶状体中的纤维细胞膜中最丰富的蛋白，既起导水通道的作用，又起细胞接合部黏附分子的作用。现在，研究人员通过电子显微镜以高分辨率确定了AQP0的结构，该结构还包括在细胞膜中围绕在其四周的类脂，分辨率高到能够分辨单个水分子的程度。这个结构让我们第一次能够仔细观察一个膜蛋白是怎样嵌入在一个类脂双层中的。当在晶状体纤维细胞之间形成接合部时，相关的类脂(已经通过与AQP0的相互作用被部分固定)调控晶格的触点。人们知道，AQP0突变会引起白内障。这些突变可能会干扰AQP0与类脂的相互作用，阻止AQP0嵌入类脂双层中。 30S细菌核糖体亚单元形成过程追踪研究 30S细菌核糖体亚单元含有20个蛋白质和一个16S核糖体RNA。此前，要弄清所有这些成分是如何组合在一起的是不可能的。但是现在，一种新的脉冲追踪蛋白标记技术使得研究人员有可能追踪正在成熟的30S亚单元。所获得的数据不支持一个被广泛接受的观点，即存在一个普遍性的、决定速度的构型变化。实际上，该复合物有一系列中间结构，在这些中间结构中，每一个蛋白的结合都能帮助稳定最后的构型。这项研究成果是一个引人注目的技术成就，有可能用于很多其他大型、多组分大分子复合物的组装。 由多粒子构成的量子纠缠态 薛定谔所假设的“猫”在同一时间既是活的又是死的，这是由于存在一个量子力学佯谬论，该佯谬论认为，一个体系在同一时间可处于两个或更多状态，即处于一个由纠缠态构成的“超级位置”。要通过实验生成这种状态非常困难，尤其是对由很多粒子构成的体系来说，因为与环境的相互作用会在一个被称为“去相干”的过程中破坏超级位置。到目前为止，研究人员只获得由少量原子或光子构成的纠缠态。现在，两个研究小组生成了迄今最大的纠缠态原子体系，从而将量子态工程的极限又向前推进了一步。来自美国科罗拉多州顽石城的“国家标准与技术研究所”的一个研究小组，利用被一个电磁场束缚在一个离子阱中的原子，生成了由金属铍的多达6个的原子构成的纠缠态(俗称猫状态)。第二个来自奥地利因斯布鲁克大学的研究小组，通过生成一个相关的纠缠态(即一个W-态)取得了一个类似的结果，他们所生成的纠缠态含有多达8个粒子。由于这些纠缠态是“按需”生成的，可以按比例放大到数量更多的粒子，所以研究人员希望，该技术能为建造大型量子计算机铺平道路。 大西洋转向环流在减速 在非洲和巴哈马群岛之间的大西洋中跨越北纬25度线的环流，已成为估计“大西洋子午线转向环流”(将温暖的上层海水通过“墨西哥湾流”运送到北半球纬度更高的地方，并将寒冷的深层海水返回赤道以南的全球海洋输送体系的一个重要成分)的基准。它的热输送过程是使海洋和欧洲大陆保持适宜气候的一大因素。2004年，研究人员取了一个跨越北纬25度线的新断面。与1957、1981、1992和1998年的测量结果所做的比较显示，这个环流在1957年和2004年间减慢了近1/3。这意味着，有更多的“墨西哥湾流”海水目前在海洋中部深度处向南环流，寒冷的、更深处的“大西洋深层海水”向南的输送量减少了50%。一些气候模型表明，由人为因素造成的大气中CO2的增加将导致大西洋转向环流的减慢，所以这一最新发现将使得关于气候变化的争论更加激烈。 与焦虑症相关的两个基因 在心慌、恐惧和一般性焦虑等症状中，人会失去对害怕和焦虑响应的控制，而这种控制在正常发挥功能时是一个重要的生存直觉。若干条证据表明，焦虑有遗传因素，所以，为了了解更多关于焦虑响应调控的分子基础，Hovatta等人采用了将对小鼠的行为测试与基因表达的分析相结合的方法。他们发现了两个与焦虑有关的基因，即乙二醛酶-1和谷胱甘肽还原酶。这一发现在焦虑与氧化压力代谢之间建立起了一个联系，识别出了可用于焦虑症治疗干预的潜在生化通道和分子候选目标。 哮喘长期发作风险的预测 慢性哮喘是一种呼吸道炎症，发作间隔无法预测，因为哮喘发作是由于呼吸道严重堵塞引起的。如果能够预测哮喘发作的长期风险，将能为评估治疗方法的效果和优化治疗方案提供非常需要的定量基础。这也是一项在80名哮喘患者中对呼吸道堵塞状态的波动情况进行为期18个月的分析研究工作的目标。分析结果表明，哮喘是一个动态过程，可以形成长期规律。特别是，定期使用一种长效支气管扩张剂，可降低呼吸道堵塞的风险，但一种被广泛使用的短效支气管扩张剂会增加呼吸道堵塞的长期风险。 拮抗miRNA的药物及miRNA的功能 微RNA(miRNAs)，即被认为通过对基因表达的影响参与很多生物过程的非编码RNA的发现，正在改变我们对基因被调控的方式的认识。我们对它们在哺乳动物活体中的功能知之甚少，但新开发的一组能使小鼠的miRNA沉寂的化合物，可为研究它们的功能提供一个强大的工具，也可为使患者的miRNA沉寂提供一个潜在的治疗策略。被称为“antagomirs”的这些新试剂是通过化学方法合成的寡核苷酸，具有与天然miRNA形成互补的序列。对小鼠静脉注射拮抗miR-16、-122、-192和 -194的“antagomirs”，会使肝脏、肺脏、肾脏、心脏、小肠、脂肪、皮肤、骨髓、肌肉、卵巢和肾上腺等中的相应的miRNA明显减少。在蠕虫和苍蝇中，miRNA在胚胎中具有重要的发育作用。在脊椎动物中，各种不同的发育基因被发现是miRNA调控的直接目标，但此前还没有miRNA在已知的发育过程中起特定作用的例子。现在，这样一个例子已经被找到：miR196在小鼠胚胎中起一个防故障装置的作用，用来确保主要由Hoxb8和Shh转录因子调控的基因的准确表达。这一结果支持认为很多脊椎动物的miRNA的功能可能是二级基因调控的观点。 |
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