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yexuqing木虫之王 (文学泰斗)
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【转贴】《Nature》 vol.453 (7196), (5 Jun 2008) 中文摘要【已搜索无重复】
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《Nature》 vol.453 (7196), (5 Jun 2008) 中文摘要 土星F环中发现存在嵌入式小卫星的直接证据 1979年由“先驱者-11”所发现的土星窄环F处在不断变化中，其所呈现出的图案外观在几小时到几年的时间尺度上在发生变化。在该环附近已经探测出几个小卫星及团块，并且也推断出有一组嵌入的天体。Murray等人用来自“卡西尼”探测器的数据以前所未有的详细程度对F环进行了研究。他们发现了在该环明亮核中存在嵌入式小卫星的直接证据，并且发现该环的形态在很大程度上是小卫星的持续引力和碰撞效应以及“土卫十六”（普罗米修斯）的扰动效应所造成的。这组小卫星的存在，有可能使得这一区域成为太阳系中一个大规模碰撞几乎每天都在发生的独特位置。 肺脏支气管系统的发育模式 肺脏和其他器官的巨大分支网络在发育过程中是怎样形成的？其成形信息是怎样编码的？这些问题长期以来使生物学家和数学家为之着迷。现在，通过对数百个发育中间结构进行分析，研究人员已经确定了小鼠支气管系统的分叉模式及分支体系。这个过程是高度模式化的，在数学上也是非常精妙的。整个支气管系统（支气管树）是从以三种不同顺序使用的三个在几何上比较简单的分叉模式产生的。发育过程是以电脑程序的方式进行的，每个分叉模式由一系列局部成形及形态发生活动中的一个通过基因编码的子程序控制的，而这些活动本身则是由一个更为全局性的主程序控制的。 E-钙粘素的两级稳定及固定机制 由E-钙粘素调控的粘附，需要其在被肌动蛋白细丝稳定的亲同种复合物中发生trans-association。在这项研究中， Cavey等人发现，亲同种复合物在非常稳定的微区中会分开。这些微区的稳定性和侧向流动性取决于两个截然不同的肌动蛋白群：小而稳定的肌动蛋白斑块稳定亲同种E-钙粘素团块，而一个快速周转的、有伸缩性的网络则通过一个羁绊机制限制侧向扩散。Alpha-catenin主要通过对亲同种团块流动性的调控来控制上皮架构，并且因其稳定性在很大程度上是可以省去的。 建造低成本小体积EUV光源的方法 相干极端紫外线（EUV）的性质，使得它成为激动人心的技术应用的一个极佳候选光源。不过在目前，产生短波长光所需设备非常昂贵和庞大。本期Nature上所介绍的一个新系统有可能同时降低成本和体积。该体系利用通过飞秒激光脉冲与一种气体发生相互作用来产生高谐波的传统原理，但采用了一个通过局部等离子场增强来放大光束的新颖概念。来自一个低强度飞秒激光器的光束被聚焦到一个纳米结构上，后者由分布在一个蓝宝石基质上的领结形状的金元素组成。通过这种方式，也许能够以合理的成本来建造一个笔记本电脑大小的EUV光源。 最近发现的分层稀土金属oxypnictides，重新激发了人们研究高温超导的热情。这些化合物中的第一种（仅仅在几个月前被发现）具有一个26 K的转变温度。Nature杂志最近的一篇论文报告了一种基于铁-砷的材料，该材料通过施加压力在43 K具有超导性。以前只有铜氧化物超导体曾经越过40 K这个门槛。现在，Chen等人报告，砷化钐氧化物SmFeAsO1−xFx在不施加压力的条件下也具有大体积超导性（bulk superconductivity），转变温度也为43 K。 过渡金属原子上的局部电荷与其氧化态无关 一种过渡金属在一个晶格中的氧化态传统上被看作是反映了物理离子化：电子被转移进原子中或形成原子，留下一个点状的带电体（离子）。人们有时仍然用这样一个解释来描述过渡金属氧化物等的性质。然而，量子力学计算表明，不管正式的氧化态如何，过渡金属原子上的局部电荷基本上是不变的。Raebiger等人通过研究原子与其主晶体之间形成的杂和键对增添或移走电子的反应，对这种行为做出了解释。他们识别出一个自我调控的过程，该过程改变这些键的能级的方式，使得过渡金属原子上的局部电荷基本保持不变。 前寒武纪-寒武纪过渡时期环境变化的性质 前寒武纪-寒武纪过渡时期（距今大约5.42亿年前）的环境条件的变化，一直被认为是对被称为“寒武纪爆炸”的多细胞生物丰度的明显突增的一个可能的解释。然而，这些环境变化的性质仍然是一个有争议的问题。现在，Wille等人报告了来自两个通过地层学方法校正过的样品集的黑页岩的钼同位素特征，这些黑页岩的沉积时间大约为距今5.42亿年前。在关于海洋钼循环的一个盒子模型的帮助下，他们发现，富含硫化氢的深海海水的强烈上涌，能够最好地解释所观测到的早寒武纪钼同位素信号。这表明，早寒武纪动物辐射可能是由海洋环流的一大变化触发的，而该变化是在海洋发生分层、深层海水富含硫化物的一个长时期之后发生的。 通过观测冰层长期运动研究地震 与冰川运动相关的长期地震源所发生的长期变化，曾被与过去十年冰流的增加联系了起来。然而，这种地震信号与冰流的关系尚未被直接观测证实。现在，Wiens等人将长期表面波浪观测结果与冰层移位的模拟GPS测量结果结合在一起，来研究西南极由潮汐调制的Whillans冰流的粘-滑运动（stick-slip motion）。他们发现，一次地震事件的起源时间相应于冰流床的一个区域所发生的滑动成核作用，该区域的滑动成核作用可能要比周围区域更强，所以其作用就像在传统断层模型中的“asperity”一样。除了最初的脉冲外，他们还观测到10到25分钟后发生的两次地震，它们代表着随滑动在冰流边缘和接地线（grounding line）上终止所出现的停止阶段。他们得出的结论是，这样的长期地震波对于探测和研究突然的冰层运动是有用的，但对于滑动总量是不敏感的。 一种能够避开遗传分类学弊端的新的研究方法 遗传分类学——构建进化树的一种分析方法——在上个世纪70年代使演化理论发生了革命性变化，尽管批评者也确有证据对其表示异议。通过将演化特征或特点分解成计算分析所需的离散状态，研究人员也许在不断扭曲一些变化特点。例如，人体颅骨化石也许不是被划分为“面部平坦”型、就是被划分为“面部凸出型”，而实际上这些特征是连续变化的。González-José等人用一种新方法绕过了这些问题，该方法所捕获的是大尺度的、在生物学上有意义的形状变化，用传统统计手段来处理数据，并且用所获得的结果来进行遗传分类分析。他们的试验案例，即人类这样一个分支，有可能为未来关于有很多类似成员的群体之间的演化关系的研究提供一个基准。他们获得的结果支持已经明确建立起来的人种之间的关系，并且还增加了一些有趣的细节，如将“非洲南方古猿”（Australopithecus africanus）确定为“人”（Homo）的一个姐妹族群。 封面故事：人类大规模运动的规律  对大规模人口运动规律进行研究，对于城市规划、交通预测和疫情预防都很重要。动物研究表明，它们的运动也许可以用随机行走或Lévy flight来解释。随机行走是对一系列随机步子的一种数学描述；Lévy flight是被偶尔更大的步子断开的一种随机行走。Lévy 统计在动物行为中的作用是有争议的，但将这种统计方法延伸到人类行为中的想法，却在2006年得到一篇关于通过美元钞票流通跟踪的人类运动中类似Lévy flight模式的报告的支持。基于在 6个月间对10万个手机用户的运动轨迹所做跟踪的一项新的人类运动研究工作，显示了与Lévy模式类似的行为，但与该模式不同的是，不同个体的运动轨迹表现出高度的时空规则性：人们有工作要做，还有其他需要完成的任务，这意味着我们不可能像觅食的动物那样自由自在地漫游。但通过对研究数据进行校正以将个体差异考虑进去，我们就可以看到人类的旅行会呈现出一个简单而可以预测的模式。 脂肪细胞总数不变但在不断更新变化 在事先存在的脂肪细胞中存储的类脂被认为是造成肥胖症的一个主要因素，但除此之外，研究人员并不能肯定脂肪细胞是在生命的什么时候产生的，也不能肯定是否是这一过程中所发生的改变有助于肥胖的产生。现在，研究人员将对数百个研究对象体内脂肪细胞总数所做的一项调查与对将来自核武器试验的碳-14向基因组DNA中的集成所做分析结合起来，为脂肪组织代谢提供了一幅清晰画面。 体内脂肪细胞的数量是体内脂肪多少的一个主要决定因素，但这个数量是在儿童及青少年时期就已经决定的，在成年时期基本上不发生变化。但令人吃惊的是，脂肪细胞在总数保持不变的情况下有一个非常高的周转率。在肥胖症初发阶段，脂肪细胞死亡率和生成率都不变。这一新发现的脂肪细胞周转现象，也许能为肥胖症的治疗干预提供一个新目标。 关于溶酶体膜中氯化物渗透性的直接证据 科学家对CLC 家族的膜蛋白非常感兴趣，因为一个已经清楚的事实是，该家族中一些成员是传导氯离子的离子通道，而其他一些成员是氯离子和氢离子的反向运输蛋白（antiporters）。一个反向运输蛋白是在两个或更多不同配体积极运送过程中所涉及的一种膜蛋白。在本文中，Graves等人发现，ClC-7在一个溶酶体膜中是一个Cl-/H+反向运输蛋，其活性在该细胞器的酸化过程中维持正确的膜电压。有趣的是，这项工作还支持这样一个思想：胞质膜CLCs是专门的Cl-通道，而细胞内CLCs是反向运输蛋白。科学家早就假设，溶酶体膜具有氯化物渗透性是由于CLC蛋白。这一发现是证明该假设的直接证据。 果蝇的内生短干涉RNAs——之一 转座因子最近被发现在体细胞及生殖细胞中都是活跃的。最近，一类小RNA，即piRNAs，被发现能从生殖细胞的反转录转座子中表达，并且能调控它们的转录沉寂。在这项研究中，Kawamura等人识别出另一类小RNA，即内生短干涉RNA（endo-siRNAs），其中很多都是从反转录转座子中表达并抑制后者的，但却是在体细胞中。有趣的是，endo siRNAs 和piRNAs与在RNA抑制中所涉及的不同亚族的Argonaute蛋白发生相互作用。 果蝇的内生短干涉RNAs——之二 在这项研究工作中，Czech等人识别出果蝇的新一类小RNA：内生短干涉RNA（endo-siRNAs）。这些 RNAs既存在于体细胞中，又存在于生殖细胞中。它们的处理不同于miRNAs 或 piRNAs 的处理；它需要的是Dcr2以及 Loqs（Dcr1伙伴）而不是Dcr2通常的伙伴 R2D2，这一点是不同寻常的。所处理的endo-siRNAs是被发现优先与Argonaute蛋白AGO2相结合的第一类小 RNAs，这种复合物以编码蛋白以及移动元素的基因为目标。 果蝇的内生短干涉RNAs——之三 短干涉RNAs（siRNAs）以具有互补序列的mRNAs的解理为目标。在这项研究中，Okamura等人发现，果蝇基因组编码内生siRNAs。这些siRNAs来自长RNA发卡基因，抑制蛋白表达。它们从发卡进入成熟21-核苷酸长siRNA的处理通道的过程，涉及被认为截然不同的两个通道的因子。 缺氧反应与先天免疫之间的联系得到确认 来自几个方面的证据显示，在从演化上来说古老的两个细胞防卫机制之间存在一个可能的联系，这两个机制分别是：先天免疫和缺氧反应。现在，由于发现这两种反应都必需有一个蛋白，二者之间的联系得以明确。细胞对缺氧的反应是由低氧水平触发的，由缺氧诱导因子-1 alpha（HIF-1alpha）控制。这项新的研究工作表明，HIF-1alpha转录由转录因子NF-kappaB调控，后者更多是作为先天免疫反应的主要调控因子。 组蛋白H2B单泛肽化和H3 K79甲基化之间关联性的内在机制 这项研究表明，组蛋白H2B的单泛肽化（monoubiquitylation）通过甲基转移酶hDot1L直接控制组蛋白H3 K79的核小体内甲基化。以前的研究曾表明，组蛋白H2B的单泛肽化和H3 K79的甲基化是相关联的，但这种关联的内在机制不清楚，主要是由于分离均匀泛肽化的H2B (uH2B)存在困难。现在，McGinty等人通过采用两种无痕迹化学连接策略来开发一条通向uH2B的合成路径克服了这一障碍。该蛋白向化学上所定义的核小体中的导入，使得本文作者们能够显示：H2B的单泛肽化以一种严格在核小体内进行的方式直接刺激hDot1L-调控的H3 K79的甲基化。 |
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