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【转贴】2007年8月23日的《自然要览》【已搜无重复】
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[自然要览] （选自英国Nature杂志，2007年8月23日出版） 封面故事： 细胞间隙连接处探秘 Gap junction adhesion is necessary for radial migration in the neocortex 间隙连接处（Gap junctions）是相邻细胞形成小孔或通道、让信号分子和离子 在细胞之间自由通过的地方，它们存在于脊椎动物的很多成年细胞和正在发育的 细胞中。它们的功能一直被认为在很大程度是由于细胞之间的分子流动。但事情 并不是这么简单。现在，Elias等人提供的证据表明，间隙连接处在神经迁移中 发挥一定作用，而对迁移来说重要的是间隙连接蛋白的粘附性能及细胞之间接触 点的性质，不是它们通道的导通性能。这一发现的意义已经超出了脑发育。因为 很多其他间隙连接功能（包括参与肿瘤的转移）也可能取决于粘附性能而不是小 孔功能，所以间隙连接处可能因以前没有被考虑到的方式而易于操控。本期封面 所示为沿着脑中的放射状纤维爬行的神经元，而提供粘附接触的一团团间隙连接 处用橙色显示。（Letter p. 901; News & Views）（封面图片：K. X. Probst） 关于由网格蛋白调控的内吞作用的分子知识（INSIDE STORY） Integrating molecular and network biology to decode endocytosis 网络生物学的优势在于，它能够在没有先验性的机制方面或分子方面知识的情况 下获得细胞生物学信息。在一项分析中，Eva Schmid 和 Harvey McMahon发现， 从分子水平上来了解网格蛋白（clathrin）调控的内吞作用（Endocytosis） （被真核细胞用来将营养物和其他分子装进囊泡中进行内部化的过程），可以改 进网络生物学研究方法，使研究人员能够总结出具有普遍性的生物学原理。 （Analysis p. 883） 逐步状态坍缩过程的观测（Count photons with atoms） Progressive field-state collapse and quantum non-demolition photon counting 量子测量将一个微观系统置于这样一个状态，在该状态，其所观测到的数量（以 前是不确定的）可以精确知道。其数值是随机的，具有一个由该系统最初状态决 定的概率。这样的“状态坍缩”（state collapse）可以是渐进性的，能够对初 级状态变化的效应进行累积。现在，研究人员利用光作为研究对象，用以非破坏 性方式测量其光子数的一个原子流来不断进行测量，从而观测到了这种类型的逐 步坍缩。这个过程具有量子测量所预测的全部特点，并且应当有助于束缚在空腔 中的非经典电磁场的研究工作。（Article p. 889; News & Views） SAPAP3与强迫症的关系（OCD in mice） Cortico-striatal synaptic defects and OCD-like behaviours in Sapap3-mutant mice 强迫症（obsessive-compulsive disorder）的神经生物学原因基本上不清楚， 尽管“皮质纹状体回路”（corticostriatal circuitry）的破坏受到怀疑。对 很多医学状况来说，小鼠模型都能提供一个进行病理分析和试验潜在治疗方法的 手段。令人吃惊的是，现在对强迫症也能做到这一点了。定向删除SAPAP3（一种 在纹状体中高度表达的突触后支架蛋白）后，小鼠会表现出强迫症的很多行为特 征：它们强迫性地自我修饰，表现焦虑，并有异常的皮质纹状体生理。它们的行 为特征可以被“血清素再吸收抑制剂”减轻，这类药物经常被用来治疗强迫症。 （Article p. 894; News & Views） 南半球冰川形成早于北半球（No need for an icy north） No extreme bipolar glaciation during the main Eocene calcite compensation shift 不久前，人们还认为北半球冰川化开始于距今1100万年至500万年前，但这一观 点受到与其相矛盾的证据的挑战，其中包括关于4160万年前超过南极洲存储容量 的全球冰川体积的估计数字。Edgar等人利用来自赤道大西洋的海洋沉积物记录 对认为当时两个半球都存在大型冰层的假设进行了验证。他们关于冰层体积的估 计值可以很容易按照南极洲的存储容量得到解释，这表明，大型冰层那时在北半 球是不存在的。气候模型模拟结果表明，由于两极不同的陆地-海洋分布，大陆 冰川化的临界值在南半球比在北半球更早被突破。本项研究的这些发现支持这样 的模拟结果。（Letter p. 908） Croll–Milankovitch气候变化理论得到验证（An old theory put to the test） Northern Hemisphere forcing of climatic cycles in Antarctica over the past 360,000 years Croll–Milankovitch气候变化理论认为，冰期-间冰期周期是由北半球高纬度地 区夏季接收到的日照量的变化决定的，而后者又是由地球轨道几何的变化引起 的。为了验证这一假设，Kawamura等人利用束缚在冰中的空气中的氧分子和氮分 子比例（这个比例能够反映局部地区夏季日照变化，是一个间接指标）构建了关 于南极冰芯的一个新的年谱。结果表明，在过去360,000年，轨道尺度的南极气 候变化滞后于北半球日照的变化，在最后四个冰期-间冰期过渡阶段中，南极温 度的上升发生在北半球夏季日照量增加的阶段。因此，这些发现支持Croll– Milankovitch假设。（Letter p. 912） Jack Hills 锆石中发现42.52亿年前金刚石微粒（Calibrating ‘forever’?） Hadean diamonds in zircon from Jack Hills, Western Australia 来自澳大利亚西部Jack Hills的距今超过40亿年的碎锆石是迄今识别出的最古老 的地壳碎片，在保存关于地球最早演化的信息方面具有独特意义。现在，研究人 员在Jack Hills 锆石中发现了距今42.52亿年前的金刚石微粒包容物，其中包括 在陆地岩石中发现的已知最古老的金刚石。这些材料的年代跨度表明，要么金刚 石形成所需的条件在地球早期历史中重复过几次，要么古老的金刚石经过了显著 的循环。除非早期地球上的条件是独特的，否则这些发现就意味着，至少在距今 42.50亿年前地球大陆岩石圈相对比较厚，而且地壳-地幔之间有相互作用。 （Letter p. 917; News & Views） 从牙齿化石判断大猩猩和黑猩猩-人类之间的分异时间（A farewell to gorillas） A new species of great ape from the late Miocene epoch in Ethiopia 确定大猩猩、黑猩猩和人类分异的时间，一直是基本不受化石证据限制的分子系 统发生学的研究范畴。现在，Gen Suwa等人介绍了来自埃塞俄比亚的牙齿化石， 尽管它们距今已经1000万年，但却非常像现代大猩猩的牙齿。如果这些牙齿（被 认为属于一个类人猿新种）来自大猩猩这个分支上的一个动物，那么大猩猩和黑 猩猩-人类之间的分异一定是在这个时间之前发生的，这样便对通过比较现代遗 传序列得到的分异时间施加了限制。（Letter p. 921） 一荣俱荣，一损俱损（All go together when we go） Non-random coextinctions in phylogenetically structured mutualistic networks 植物和它们的授粉者及种子扩散者形成相互依赖的复杂网络。这些网络具有强烈 影响生物多样性维护的一个明确架构。Rezende等人利用一种系统发生学方法发 现，植物和动物过去的演化历史部分可以解释该网络的模式。在系统发生学上接 近的物种倾向于在该网络中扮演相似的角色。于是，在一个物种灭绝后发生的一 系列共同灭绝现象会影响在分类上相关的物种，导致演化树发生一种非随机的修 剪。从物种保护角度来讲，这意味着共同灭绝系列事件会在相关物种之间扩散， 进一步加快分类多样性的损失速度。（Letter p. 925; News & Views） 自免疫疾病的分子诱因（Trigger for autoimmunity） An IRF8-binding promoter variant and AIRE control CHRNA1 promiscuous expression in thymus 人的胸腺的任务是，教给T-细胞哪些抗原是外来的，哪些是自身的。这个过程在 自免疫疾病中好像是出错了。现在，对在胸腺中表达的一个基因的促进子的变异 所做的一项研究表明，一个核苷酸的变化就可以破坏基因调控，并且还可能导致 自免疫疾病的患病风险增加。这个基因即CHRNA1，为肌肉乙酰胆碱受体的一个亚 单元编码，该亚单元是罕见的神经肌肉疾病——“自免疫重症肌无力”中自免疫 抗体的一个作用目标。（Letter p. 934） 与“安全模式”控制有关的蛋白激酶（PLANT SAFETY） A central integrator of transcription networks in plant stress and energy signalling 能够指挥数百种基因的活动、并在如黑暗、杀虫剂处理和洪涝等压力条件下将它 们置于一种“安全模式”的一个控制系统，已在拟南芥中被发现。压力检测和随 后的基因调控是由蛋白激酶KIN10 和 KIN11控制的。这些激酶也见于哺乳动物体 内，在此它们可能同样起能量传感和调控作用。（Letter p. 938） 三种抗郁剂与LueT的结合机制（Antidepressant design） Antidepressant binding site in a bacterial homologue of neurotransmitter transporters 三环抗郁剂(tricyclic antidepressants)通过抑制脑中钠耦合的神经传输物质 的输送子来发挥作用，然而关于这些抑制成分在分子层次上是如何工作的我们却 知之甚少。来自喜热细菌Aquifex aeolicus 的LeuT leucine输送子是神经传输 物质的输送子的一个同源物，并且是迄今为止被证明易于进行结构分析的惟一一 个。因此，Singh等人研究了三种抗郁剂——clomipramine、desipramine 和 imipramine——与LueT的结合机制。他们发现，这些药物非竞争性地与一个面向 细胞外的前庭（vestibule）结合，来抑制基质的释放。虽然人脑中的 norepinephrine 和 serotonin受体与LeuT显著不同，但这项工作确定了另一个 也许可用于研制具有治疗潜力的新的抑制剂的区域。（Letter p. 952） |
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