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ningkeqing木虫 (正式写手)
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Nature Contents 9 February 2006 (Vol. 439 pp.633-762)
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[自然要览] （选自英国Nature杂志，2006年2月9日出版） 封面故事：更新世猛犸象的完整线粒体基因组序列 Multiplex amplification of the mammoth mitochondrial genome and the evolution of Elephantidae 尽管关于古代DNA的研究取得了很大进展，但从晚更新世生物可提取的连续序列数量仍 然有限。研究人员已经重建了猛犸象和少数其他物种的约1000个碱基对片断，但对于物 种间关系的研究来说，这么多碱基对却经常并不算很多。现在，一种聪明地利用序列重 叠和多重放大的基于PCR的方法，使得研究人员有可能从少量骨骼材料生成长DNA序列。 该方法从仅仅200毫克骨骼开始，生成了一种保存在永久冻土中的更新世猛犸象的完整 线粒体基因组序列，总共有超过16,000个碱基对。该序列解决了关于猛犸象发展史的一 个长期争论，表明猛犸象与亚洲象的亲缘关系要比与非洲象更近。（Letter p. 724; News and Views） 青藏高原的历史（A high old time in Tibet） Palaeo-altimetry of the late Eocene to Miocene Lunpola basin, central Tibet 喜马拉雅山脉是大陆碰撞时所涉及的巨大的力的见证，而相邻的青藏高原的演化史则提 供了关于这一事件的一个长期记录。利用基于氧同位素的碳酸盐测定方法对青藏高原中 心的古海拔所做的一项分析，使该高原中央地区已知的存在时间延长了一倍以上，达到 3500万年。西藏的地表海拔在这段时间内都超过4公里。新的数据与将高原隆起解释为 地壳变厚（而不是地幔变厚）及对流减薄作用的结果的模型是一致的。（Article p. 677; News and Views） 提高慢性病毒感染中免疫能力的途径（Boosting antiviral immunity） Restoring function in exhausted CD8 T cells during chronic viral infection 慢性病毒性疾病的常见现象是，免疫系统会变得适应感染。正常情况下，CD8 T细胞对 它们所遇到的病毒会留下一个“记忆”，这样它们就能对新的感染迅速做出反应。在慢 性感染中，记忆细胞失去这种能力，但我们对这种“疲惫”状态的性质却不是很了解。 现在，Barber等人在对一个小鼠模型所做的研究中找到了一个可能的原因。抑制性免疫 受体基因PD-1在疲惫的CD8 T细胞中比在正常CD8 T细胞中要活跃得多，施用阻断PD-1活 动的抗体，可恢复病毒特异性T细胞的功能，还可降低病毒水平。T细胞疲惫的一个特定 机制的发现，为治疗慢性病毒感染的免疫学方案提供了一个途径。（Article p. 682; News and Views） 毛孔处于闭合状态的“水孔蛋白”（Pore result） Structural mechanism of plant aquaporin gating 活细胞通过被称为“水孔蛋白”（Aquaporins）的细胞膜中的毛孔调控水的运动。在对 植物“水孔蛋白”所做的一项研究中，研究人员在名为Pichia pastoris的酵母中大量 生成了菠菜分子。这种酵母是目前流行的一种表达体系。幸运的是，这种技术所生成的 “水孔蛋白”晶体中的毛孔处于闭合状态。以前，研究人员只可能生成开放的“水孔蛋 白”。这个结果为对比开放的和闭合的“水孔蛋白”、为了解这种毛孔在分子层面上是 怎样发挥功能的提供了机会。（Article p. 688） 银河系中心的甚高能伽马射线辐射（Central issues） Discovery of very-high-energy γ-rays from the Galactic Centre ridge 我们银河系中心发生的事件是了解宇宙中高能过程的关键，因为银河系中心含有天文学 家知道的几乎每种类型的奇异天体的样本。现在，研究人员利用最近在西南非洲纳米比 亚修建的名为“高能立体系统”（英文简称为HESS）的装置，测量了来自银河系中心区 域的甚高能伽马射线辐射。HESS在高于卫星上的探测器所能达到的能量范围内工作，将 伽马射线天文学带进了一个新领域。观测结果表明，这些星云在能量非常高的伽马射线 中发光。它们的发光是由宇宙射线不断轰击星云造成的，这些宇宙射线很可能是质子和 原子核，是在靠近中央黑洞的地方、或在超新星爆炸后正在扩散的冲击波中产生的。 （Letter p. 695） 方向“错误”的电子束是极光的一个通性（Aurora reversal） Anti-planetward auroral electron beams at Saturn 绕土星运行的“卡西尼”探测器在土星极光所在区域探测到了加速远离该星球的电子 束。在关于土星及地球上极光的传统模型中，电子束是加速向星球表面运动的。最近在 地球上也观测到一个类似的现象，说明向“错误”方向运动的电子束是极光的一个通 性，这个特点需要在关于极光形成的所有全面理论中考虑进去。（Letter p. 699） 在原子水平上对电化学腐蚀过程的观测（Skin deep） Initial corrosion observed on the atomic scale 电化学腐蚀是工程师需要解决的问题，它消耗掉全世界GDP的3％以上。不过这种分解过 程也可以是有用的，比如说可用来生成多孔金属。不管它是有用还是有害，人们都希 望，对由腐蚀诱发的结构变化背后的过程的更深了解，能有助于对腐蚀过程更好地控 制。现在，Renner等人利用高亮度同步加速器光源，首次在原子水平上对一种合金的腐 蚀过程的第一个阶段进行了观测。除了发现一些结构线索外，它们的研究工作还显示， 腐蚀过程中形成了一个薄层，这个薄层的形成，是使得材料表面变得不活泼的一个以前 相当神秘的机制背后的原因。（Letter p. 707） 山地生态系统中积雪减少的有利一面（Down in the forest） Winter forest soil respiration controlled by climate and microbial community composition 科学家将过去几十年里气候的变暖与美国西部及欧洲高山和亚高山生态系统中积雪的减 少联系在了一起。但这一现象也可能有有利的一面，即该现象提供了一个将气候与森林 碳循环联系起来的反馈机制。Monson等人报告说，积雪的变薄可减少山地森林生态系统 中土壤的二氧化碳损失。这可以由一个特定的土壤微生物群落呼吸作用的减少来解释， 这个微生物群落生活在积雪下面，对因起保温作用的雪层的变薄引起的土壤变冷特别敏 感。（Letter p. 711） 准葛尔盆地发现有装饰性头冠的恐龙化石（An ornamented dinosaur） A basal tyrannosauroid dinosaur from the Late Jurassic of China 霸王恐龙是一类成功的大型食肉动物，体格以暴龙最大。整个侏罗纪这类恐龙的化石记 录很少，但在中国西北准葛尔盆地晚侏罗世（距今约1.55亿年前）一个丰富的化石沉积 层的发现正在填补这一空白。在这里获得的最重要的发现之一介绍在本期Nature上，它 就是一个小型肉食性恐龙，大约3米长，长着装饰性很强的头冠，与在其他恐龙身上见 到的任何东西都不一样。这个头冠可能是一个夸张的性装饰，跟爱尔兰麋鹿的角或雄性 孔雀的长尾巴作用是一样的。（Letter p. 715; News and Views） 两例新的同域物种形成现象（Going it alone, together） Sympatric speciation in Nicaraguan crater lake cichlid fish 演化生物学中最激烈的争论之一是同域物种形成，即在没有地理边界的情况下新物种的 形成。人们所争论的问题是，这种现象是否在发生：理论上它“应当”发生，但却难以 证明。本期Nature报告了该现象的两个新例子，一个是在鱼类中，另一个是在植物中， 它们是令人信服的证据，证明了正如达尔文所提出的那样，同域物种形成很可能是普遍 存在的。鱼类例子是，在尼加拉瓜的一个火山坑湖泊中，由A. citrinellus形成了 Amphilophus zaliosus。在植物中，富贵椰子（Howea belmoreana）和拱叶棕（H. forsteriana）是在豪威勋爵岛上分异的，这是一个火山岛，在澳大利亚以东480公里的 塔斯曼海中。（Letter p. 719; doi:10.1038/nature04566） 寄生黄蜂的身体构造形成方式（Body building） Localized maternal orthodenticle patterns anterior and posterior in the long germ wasp Nasonia 果蝇是科学家喜欢采用的研究昆虫胚胎中身体构造形成过程的动物模型。它的身体构造 在很早就由Bicoid蛋白的一个梯度确定。该蛋白是一种“成形素”，仅存在于双翅目昆 虫体内。Lynch等人研究了寄生黄蜂Nasonia vitripennis胚胎中的身体构造形成过程， 这种黄蜂与果蝇在身体各部分形成方式上有一些共同之处，但不含Bicoid基因。在黄蜂 胚胎中，身体构造是通过Orthodenticle的一个梯度确定的，后者是一种古老的基因， 人们知道它在甲壳虫的早期胚胎中形成一个梯度。这是关于发育演化变化的一个引人注 目的例子，由于若干种用作实验生物的其他昆虫没有Bicoid，所以研究人员将有兴趣知 道这种黄蜂的身体形成方式是否具有普遍性。（Letter p. 728） 一种记录来自精子的离子流的简单方法（Sperm ion flux pinned down (Clapham LA)） Whole-cell patch-clamp measurements of spermatozoa reveal an alkaline-activated Ca2+ channel 离子通道在哺乳动物精子的关键生理功能中起重要作用，但尽管过去20年里研究人员为 记录直接来自精子的离子流做了努力，却始终没有获得成功。现在，一种简单的、可重 复的记录精子细胞离子流的膜片钳方法已经研究成功，该方法显示，小鼠精子细胞中主 要的由碱激发的Ca2+选择性通道是鞭毛中的一种由碱激发的通道。精子特异性蛋白 CatSper1（以前被认为是一种候选的Ca2+进入通道，在雄性生育中起一个特定的作用） 是这一钙通道的一个关键构成部分。（Letter p. 737） 用抗病毒药物防范天花病毒袭击（Smallpox virus: be prepared） Antiviral treatment is more effective than smallpox vaccination upon lethal monkeypox virus infection 几个国家正在储存天花疫苗，这是针对牛痘病毒有可能被用作生物恐怖武器的一个防范 措施。但尽管该疫苗对预防天花感染极为有效，可我们对该疫苗在人体或灵长类动物感 染后接种的效果如何却知之甚少。用暴露于猴天花病毒的猴子所做的一项研究表明，用 cidofovir这样的抗病毒药物进行早期治疗，在减少死亡率方面要比接种疫苗更有效。 由于猴天花即猴子所患的天花，所以这些数据表明，应把抗病毒药物的使用也作为防范 用天花病毒进行恐怖袭击的一种方法或手段。（Letter p. 745） |
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