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yexuqing

木虫之王 (文学泰斗)

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[交流] 【其他】《Nature》 vol.463 (7279), (21 Jan 2010) 中文摘要

《Nature》 vol.463 (7279), (21 Jan 2010) 中文摘要

“间充质细胞”表现型的主调控因子已确定
一些具有高度侵略性的人类“成胶质细胞瘤”表达具有“间充质细胞”表现型特征的基因，该特征已知与不良预后相关。现在，利用一种生物信息学方法，研究人员已将转录因子Stat3 和 C/EBP-beta确定为这种“间充质细胞”表现型的主调控因子。它们相互配合来促进肿瘤生成和入侵，而这两个因子的剔除会导致“间充质细胞”基因表达的瘫痪，降低肿瘤的侵略性。这种识别调控肿瘤恶性主调控因子的系统生物学方法也许可帮助预测临床结果，并且还有可能为新的治疗策略打开大门。

基因时钟让大肠杆菌细胞同步
合成生物学的基因回路研究方法利用计算机模拟来设计能在活细胞中发挥功能的小基因网络。在其首次成功（合成振荡器和拨动开关）不到十年之后的今天，Jeff Hasty 及其同事又通过设计自然的“群体感应”（quorum sensing）基因培养出一批同步的大肠杆菌细胞。利用微流体和延时荧光显微镜技术，他们试图总结有关控制同步振荡或波传播的因子的普遍规律。这项工作将有助于关于更复杂自然振荡的研究工作。在这一模型体系中，基因时钟产生了同步的闪光，但类似的基因开关则有可能触发与胰岛素分泌和生物节律等相关的事件。

小行星地震与“普通球粒陨石问题”之谜
“普通球粒陨石问题”30年来在太阳系天文学中一直是一个因素。它指这样一个明显的异常现象：虽然落到地球上的陨石中大约80%是“普通球粒陨石”，但它们在小行星中却很少见。对该现象通常的解释是，“太空风化”过程改变“普通球粒陨石”表面，产生变红的“S-型”小行星。不过，仍然存在一个疑问，这个疑问是关于一组罕见的小行星、即“Q-型”小行星的形状的。这些小行星只在地球附近被发现，它们的确有与“普通球粒陨石”相匹配的“新鲜”光谱特征。现在，研究人员将95颗小行星的一组新的光谱数据与其详细的轨道历史相结合发现，所有“Q-型”小行星最近都到过与地球距离至少在月球距离之内的这么近的地方。因此，在这些小行星与地球如此近的时候，潮汐应力或地震晃动可能将新的、未风化的物质暴露在了表面上。有趣的是，对这一假设的一个验证方法可能就在我们手头：一个名叫“99942 Apophis”、对地球有潜在威胁、目前正显示“风化”光谱色的小行星，将在2029年来到与地球距离在6个轨道半径以内的地方。据预测，它将发生一次新的地震活动，这将使其未风化的新鲜物质暴露在表面上。

晶体形变的机制研究
当晶体发生变形时，有两个主要机制在发挥作用：普通脱位弹性和形变孪晶。虽然前者已知依赖于晶体尺寸、因而在纳米尺度影响样本强度，但后者的尺寸依赖性迄今尚未被研究过。现在，Ju Li及其同事利用微压缩和纳米压痕实验发现，形变孪晶在尺寸小于一微米的晶体中被完全抑制，从而使得普通脱位弹性成为惟一形变模式。这也许是因为形变孪晶是一个集体现象，对于小尺寸晶体不能发生。这一发现为在微观尺度操纵材料机械性质的新方法铺平了道路。

大分子固体水凝胶研制成功
水凝胶是主要有水构成的可以模制的聚合物材料，用于细胞组织培养和矫形手术中。由非共价相互作用聚到一起的水凝胶通常机械性能差，而强度相当大的、由共价键结合在一起的水凝胶在切开后则不能自我愈合，并且往往比较脆。人们曾想，也许可以研制出基于水的水凝胶，为它们赋予新的性能，将其在某些应用中用作基于石油的传统塑料的环保替代品。现在，人们离实现这个设想的目标又近了一些：研究人员研制成一种大分子（非共价键）水凝胶，它是一种固体，这是因为其中使用了少量非水配体——3%的粘土和极少量的一种有机粘合剂。这种新的凝胶能够自我愈合，弹性极好，可以被用模子做成能孤立存在的不同形状，也能被融合在一起形成可以孤立存在的不同形状。

亚洲向北美的污染输出
人类活动产生的臭氧前体（主要是氮氧化物和挥发性有机物）的排放，自十九世纪末以来已造成下层大气中臭氧浓度的广泛增加。在大气臭氧层的最靠下部分，是对植物和动物有有害影响的一种温室气体。目前，东亚这种排放的增长速度最快，其污染大部分向北美输出。现在，对整个北美西部春季臭氧测量结果所做分析整理，为1995–2008年间臭氧混合比的强劲增长提供了证据。当测量数据受来自亚洲的污染物直接输送影响较大时，臭氧混合比的增长速度最大。这一现象（以前曾被怀疑、但未证实）也许使得美国实现其自己的臭氧空气质量标准更加困难。

“红色皇后”假说得到验证
Leigh Van Valen著名的“红色皇后”（Red Queen）假说在演化生物学教科书中牢固确立了自己的地位。该假说认为，物种在积累小的变化，以便与不断变化中的环境保持一致。正所谓“你要保持在原位，就必须不断地跑才行。”按照该模型，当积累了足够的变化时，物种形成便会以一个恒定的速度发生。奇怪的是，这个观点从未通过与其他模型进行比较而被验证过，这些模型能够做出几乎相同的预测，但所依据的过程不同，所认为的物种形成速度也是变化的。现在，一个基于超过100组不同物种的系统进化树的分枝长度的验证方法，被用来将传统“红色皇后”假说与其四个他模型进行比较。令人吃惊的是，认为物种形成速度恒定不变的最简单模型不仅能对系统进化树中80%的分枝长度做出最好的描述，而且其好的程度也让人惊讶。这一新模型提供了一个与认为物种进化赶不上环境恶化（自然选择的压力）之说（即有关物种在与恶化环境的竞争中败北的“隐喻”）不同的观点，它将物种形成与引起生殖隔离的罕见随机事件联系在了一起。

突变稳健性的角色矛盾问题
突变稳健性在演化中所起作用一直是一个存在很对争论和争议的问题。一方面，它似乎通过在发生环境变化时使得一种新的表现型不易形成来妨碍适应；另一方面，它似乎又能帮助一种生物使其表现型在可能不利的突变面前得到缓冲。一种生物怎样解决这种矛盾、从而同时具有稳健性和适应性呢？现在，一个定量种群遗传学模型对这一问题给出了一个可能的解答。该模型表明，突变稳健性技能妨碍适应，又能帮助适应，到底如何则取决于种群大小、突变速度和适应性环境的结构。

为睾丸激素正名
荷尔蒙已知调节动物之间的社会互动，其中睾丸激素传统上被认为诱导侵略性行为。虽然这种归类方式被外推到了人类（于是便会有“由睾丸激素刺激的”行为这样为人们所熟悉的概念），但睾丸激素是否真的能促进反社会行为则不清楚。在一个讨价还价的博弈中，施用睾丸激素被发现会增加公平行为、减少冲突和增强社会互动。但当让实验对象相信他们被施用了睾丸激素、而不管是否真是这样时，他们的行为则会被那些认为自己所接受的是安慰剂（同样不管是否真是这样）的实验对象更为不公平。所以，人们以为睾丸激素增加所产生作用是负面的、反社会的，这种认识之强烈足以诱导负面社会行为，即便生物学结果实际上是相反的。

封面故事：大熊猫“晶晶”基因组完成测序

北京奥运会吉祥物大熊猫“晶晶”基因组利用短序列测序技术完成测序，这在如此复杂的基因组中还是第一次。该基因组由24亿DNA碱基对组成（人类基因组为30亿），约含2.1万个蛋白编码基因（与人类基因组相似）。该序列所反映的基因组多样性水平很高，这让人们看到一个希望：尽管大熊猫种群数量只有约2500只，但保护工作可以使该物种不致灭绝。有趣的是，虽然大熊猫似乎有食肉动物消化系统所需的全部基因，但却缺少消化纤维素的基因。因此，它们可能依靠自己的肠道细菌来消化其喜食的、品种有限的竹子。味觉可能是一个饮食限制因素：T1R1基因功能的失活意味着，大熊猫可能尝不到高蛋白食物的鲜味。这项研究工作所取得的技术成就为将下一代测序技术用于大型真核基因组的快速从头组装铺平了道路。

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