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2006年12月21日的《自然要览》
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[自然要览] （选自英国Nature杂志，2006年12月21/28日出版） 封面故事：与肥胖有关的肠道微生物 Microbial ecology: Human gut microbes associated with obesity / An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest 肠道微生物可以帮助我们完成我们本身不能完成的一些代谢任务。从某种意义上 来说，它们的基因是智人（Homo sapiens）“多源基因组”（metagenome）的一 部分。本期两篇相关的论文帮助说明了这一点，它们为微生物在肥胖的形成中所 起的作用提供了证据。对肥胖者肠道中两组占主导地位的细菌的含量多少所做的 一项研究工作表明，Bacteroidetes细菌数量的增加与体重降低相关联。对遗传 性肥胖的小鼠所做的一项研究显示，与同窝出生的瘦的小鼠相比，它们肠道微生 物群落利用能量的能力要强一些，而将该微生物群落移植进肠道中没有细菌的小 鼠体内时，这种性状也能被转移过去。这项工作说明，与肥胖相关的肠道微生物 也许是一种生物标记，并且可能是一个治疗目标。（Brief Communication p. 1022; Article p. 1027; News & Views）（封面图片：Laura Kyro, Zhen He, Largus Angenent, Jeffrey Gordon） 科莫多巨蜥能够孤雌生殖（‘Virgin’ birth） Parthenogenesis in Komodo dragons 孤雌生殖是指在没有雄性授精的情况下生育后代，这种现象在脊椎动物中很少 见。但是现在，基因指纹识别技术已经识别出了来自两只雌性科莫多巨蜥的孤雌 生殖后代，这两只雌性科莫多巨蜥一只来自英国伦敦动物园，另一只来自英国切 斯特动物园。 孤雌生殖似乎是由缺少雄性诱发的。缺少雄性成为在人工饲养条 件下繁殖这种濒危物种的一个问题，因为能存活的后代总是雄性，这样遗传多样 性就会受到影响。（Brief Communication p. 1021） 抗VEGF疗法的一种替代疗法（Blood line） Blockade of Dll4 inhibits tumour growth by promoting non-productive angiogenesis / Inhibition of Dll4 signalling inhibits tumour growth by deregulating angiogenesis VEGF（血管内皮生长因子）是得到最好定性的肿瘤血管形成诱发因子，阻断VEGF 的功能已经成为癌症治疗中的一个重要工具。但VEGF的阻断并不是对所有肿瘤都 有效，所以寻找替代方法的工作在继续。两个小组在本期Nature上报告，其中的 一个这种替代方法可能是DII4（即Delta-like ligand 4）的阻断。该跨膜分子 是Notch信号作用通道的一部分。过去人们知道它是胚胎中血管正常发育所必需 的，而新的研究工作表明，肿瘤血管形成也需要它。它可能是患有对抗VEGF疗法 有抵抗力的固体肿瘤的患者的一种可行的、耐受性可能比较好的替代疗法。 （Article p. 1032; Letter p. 1083） 关于衰老过程的两个理论可能是一致的（Two takes on ageing） A new progeroid syndrome reveals that genotoxic stress suppresses the somatotroph axis 此前，人类XPF基因的突变一直被与温和型的早衰（progeria）联系在一起。现 在，研究人员在一个15岁的男孩身上识别出了一个以前不知道的、引起严重早衰 的XPF突变（XFE）。XPF的这一突变体形式的性质表明，两个关于衰老过程的看 似根本不相同的理论可能是一致的。 有些人认为，衰老是由基因调控的；另一 些人认为，衰老是由于DNA损伤的逐渐积累。这两种观点可能都是正确的。被研 究人员用遗传工程方法来模拟这种症状的年轻小鼠，表现出正常年老小鼠的很多 特征。这些特征包括诱导产生的胰岛素信号作用、细胞死亡增加、以及高抗氧化 剂水平和高DNA修复活性。这些发现与DNA损伤来自与衰老相关的功能下降的一个 模型是一致的，但遗传学规律（尤其是对胰岛素信号通道而言）影响损伤积累的 速度有多快以及功能损失的速度有多快。该发现的一个意义是，通过增强DNA修 复体系，也许有可能延长寿命或改善老年时的身体适应性。（Article p. 1038; News & Views） GRB需要新的分类体系（The long and the short of it） A new -ray burst classification scheme from GRB 060614 将伽马射线爆（GRB）分成长爆（持续时间超过两秒）和短爆的分类体系可能已 经完成了其使命，而宣布该体系终结的可能是GRB 060614。这个伽马射线爆是 2006年6月14日由搭载在Swift卫星上的Burst Alert天文望远镜发现的，属于长 爆，持续时间为102秒，但正如本期Nature上一组论文所报告的那样，它所具有 的若干性质（包括缺少一个相伴的超新星）以前被认为是短GRB的典型特征。所 以，研究人员现在正在寻找一个能将目前在GRB中明显看到的这种多样性考虑进 去的一个分类体系。在配发的一篇News & Views文章中，P. R. W. Zhang提出， 答案可能是采用一种将GRB分成两类的分类体系，即将其分成一类GRB和二类 GRB，该体系与用于超新星分类的分类体系相似。（Letters pp. 1044, 1047, 1050, 1053; News & Views） 关于水星磁场的新模型（Mercury: playing the field） A deep dynamo generating Mercury's magnetic field 地球磁场的行为可以用关于所谓的“地球发电机”（geodynamo）的最新数值模 型来很好地模拟，而对其他行星，要进行这种模拟则比较困难。同地球一样，水 星也有一个双极磁场，很可能是由该行星液体铁质内核中对流形成的一个发电机 体系产生的。但水星的磁场要比地球的磁场弱上百倍，对发电机理论来说，这便 成了一个问题。研究人员对这种偏差已经提出了一个新的解释，该新理论既解释 了所观测到的磁场强度，也解释了由“水手号”飞船10次掠过水星时所观测到的 该磁场的几何特征。这一新模型假设水星的“发电机”只在内核深层“发电”， 产生一个强磁场。内核外围区域是稳定分层的，所以不对流热，但却是导电的， 由“发电机”所产生的磁场在向外穿透时受到电磁表层效应的强烈阻尼。来自正 在飞往水星途中的美国国家航空航天局（NASA）MESSENGER探测器的关于水星磁 场的数据以及欧洲航天局（ESA）计划执行的BepiColombo探测任务，应能对这一 模型进行彻底的验证。（Letter p. 1056） 自由中子放射性贝塔衰变的实验测量（Radiation: the beta test） Observation of the radiative decay mode of the free neutron 中子的放射性贝塔衰变产生一个质子、一个电子和一个反中微子。量子电动力学 预测，一个由软质子构成的连续波谱应伴随这些衰变产物。这种辐射以前曾在核 贝塔和电子捕获衰变中被测量过，但却没有在自由中子衰变中被测量过。现在， 在位于美国马里兰州Gaithersburg的“美国国家标准与技术研究所”的NG-6（即 Neutron Guide 6）装置上所进行的一个实验中，研究人员已经观测到了自由中 子的放射性贝塔衰变，并且产生了质子。所获得的测量结果与理论是一致的。这 一进展也许可为更深入地研究中子贝塔衰变中所涉及的弱相互作用过程提供机 会。（Letter p. 1059; News & Views） 南极潮汐变化与冰流速度的关系（Antarctic ebb and ice flow） Fortnightly variations in the flow velocity of Rutford Ice Stream, West Antarctica 像南极洲的那种冰层会通过快速流动的冰流失区其大部分冰。Hilmar Gudmundsson对这样一个冰流中的流动情况进行了为期两个月的监测，它就是南 极洲西部的拉特福德冰流。他所获得的发现是令人吃惊的：这里的表层流速在两 个星期时间里波动高达20%，也许是受春季小潮为期两周的潮汐周期的影响。虽 然将这些潮汐变化与冰流耦合到一起的机制尚不清楚，这些观测结果也说明，在 有限时期内利用速度测量结果来推断流速长期变化是要谨慎的。（Letter p. 1063） 同性之间生殖机会竞争规律的一个例外（A battle of the sexes） Intrasexual competition and sexual selection in cooperative mammals 在其后代中投入最少的一个性别往往能够形成更为明显的第二性征，在争夺异性 方面也竞争得最激烈。对海猫所做的一项为期12年的研究工作，让我们看到了一 种动物，它们是这一规则的一个例外。虽然雌性海猫比雄性海猫在其后代中投入 要多，但它们会更强烈地去争取生殖机会；影响竞争成功与否的性状对其生殖成 功与否有更强影响；而且它们还表现出与生殖竞争相关的第二性状发育更多。这 种异常行为的根源可能是这样一个事实：雌性的成功生殖所需资源是高度集中 的，并且还可能是稀缺的，所以同性之间对繁殖机会的竞争在雌性当中与在雄性 当中相比同样受重视或者更受重视。（Letter p. 1065） 神经元启动活动势的启动点（Tuning the nerves） Axonal site of spike initiation enhances auditory coincidence detection 不同神经元在其轴突上的不同点上启动其活动势，但这种现象在功能上有什么意 义却不清楚。Kuba等人对一种鸟类的听觉系统中的神经细胞进行了专门研究： Nucleus laminaris是一种双耳重合探测器，是研究这一现象的一个很好的模 型。他们发现，诱发靠近细胞体的活动势的神经元接听频率较低的声音。电脑模 拟显示，活动势的启动点可能也是其他神经元进行重合探测的关键。（Letter p. 1069） 流感病毒-A核蛋白的晶体结构已被确定（Groovy） The mechanism by which influenza A virus nucleoprotein forms oligomers and binds RNA 流感病毒-A的核蛋白的结构曾经让人难以捉摸。但现在其晶体结构已被确定。该 结构显示，它是一个新月形的分子，含有相连的头部和身体区域，二者之间有一 个槽，来容纳病毒的RNA。现在既然这个蛋白与该病毒其他部分之间的联系点都 可以看到了，那么它就应当能够帮助开发治疗流感的抗病毒疗法。（Letter p. 1078） 肉毒杆菌毒素-B的晶体结构（Botulism toxin） Botulinum neurotoxin B recognizes its protein receptor with high affinity and specificity / Structural basis of cell surface receptor recognition by botulinum neurotoxin B 肉毒杆菌毒素（Botulinum）是由肉毒杆菌（Clostridia botulinum）产生的毒 素，是一种对人有潜在生物危害的毒素，也是一种潜在的生物武器威胁。该毒素 是突触上神经传输物质释放的强力抑制成分，也正是由于这个特性才使得神经瘫 痪综合症被称为“肉毒杆菌中毒”（botulism）。现在，两篇相关的论文报告了 肉毒杆菌毒素-B与其位于神经元曝露表面上的受体相结合的体系的晶体结构。该 结构能让我们深入了解这种相互作用的亲和性和特异性，并且能帮助开发抗肉毒 杆菌的疫苗和药物。（Letters pp. 1092, 1096; New & Views） |
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2楼2006-12-22 12:13:00
