2005年自然杂志内容精选

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:47:02

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>转自:绿韵论坛 
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>4月7日《自然》杂志内容精选

　　封面故事：700万年前的原人

　　四年前在乍得发现了被称为Toumai的头骨，从此引发了一场争论。动物学研究表明，该头骨的年龄接近700万年；而其较小的头盖则表明，它的大脑跟黑猩猩的大脑差不多大。发现Toumai的研究小组认为它属于一种原始人类，在黑猩猩与人类的分化中更靠近人类一边，但其他研究人员则认为它更像猿。现在，Toumai物种（Sahelanthrupus tchadensis）牙齿和颌骨碎片的发现表明，该物种与猿相差较远，而与黑猩猩和人类最后的共同祖先关系很近。对Toumai头盖所做的虚拟重建为该物种与人类之间的密切关系提供了更多证据。本期Nature封面上所刊登的是已知最早原始人类的面部。

　　人类2号和4号染色体破译

　　本期Nature发表了人类2号和4号染色体的全面注解的序列。这两组染色体一共代表了人类基因组大小的大约5%。2号染色体所含的在遗传上活跃的序列在所有人类染色体中数量最多。就人类演化而言，2号染色体也是科学家们特别感兴趣的，因为它是在人类和黑猩猩分化之后两个祖先染色体头对头融合的产物。

　　用线虫对付玉米根虫

　　研究发现，被名为“叶甲”的玉米根虫（Diabrotica）幼虫攻击的玉米根能发出一种地下信号，该信号能吸引一种线虫——它是“叶甲”玉米根虫的一种天敌。或者说某些玉米有这种本领。这种玉米根虫是北美最坏的玉米害虫，最近流窜到了欧洲，并迅速传播。北美农民所使用的多数玉米品种都不再排放“倍半萜烯”化合物，导致线虫的感染率降低。这意味着，改用仍产生这种“引诱剂”的玉米品种，应能帮助吸引线虫，利用其作为天然的生物控制试剂。

　　地震能量的碎裂消耗

　　一次地震中所涉及的所有能量并非都转变成了地面运动，其中很多能量在摩擦加热和岩石碎裂中被消耗掉了。对从美国加州San Andreas断层和从南非一个金矿两公里深处的一个断裂带收集到的碎裂岩石所做的一次分析的结果，与人们常见的认为碎裂岩石表面能量在地震能量平衡中是一个可以忽略的成分的观点是矛盾的。该分析显示，在碎裂岩石样品中有未曾料到的碎粒，其质地表明，碎裂是深层地震能量的主要消耗者，而非摩擦加热。这也许可解释在San Andreas断层体系中所看到的热流异常，也许还可解释地震能量学中其他一些长期未解之谜。

　　可能与结核病有关的基因

　　被结核杆菌（Mycobacterium tuberculosis）感染的10个人中，约仅有1人在临床上会真正患上结核病。压力、营养不良，同时伴随感染以及年龄等因素都影响着易感性，身体在遗传上的抵抗力也对易感性有影响。现在，研究人员在小鼠身上识别出一种能调节对结核病先天免疫力的基因。该基因名叫“细胞内病原体抗性基因”（Ipr1），它在巨噬细胞中的表达不仅限制结核杆菌的表达，而且还限制李斯特菌（Listeria monocytogenes）的表达。人体中与Ipr1蛋白最接近的同源蛋白（有41%相同）是核体蛋白SP110，所以SP110基因是验证与结核病易感性之间联系的一个候选基因。

　　哮喘发作时肺部气管的变化

　　更好地了解哮喘发作时所发生的生理变化，可能有助于哮喘的治疗，世界范围内这种疾病在儿童中越来越流行。一项新的研究表明，在哮喘发作时，肺部较大的气流通道中有任何阻塞，都会在肺部其他气流通道中产生破坏性影响。Venegas等人利用肺部的正电子图像来跟踪哮喘患者的肺部气管的分布情况。由受限制的气管自组织而成的团簇减少流向小气管的气流，使得它们更容易堵塞。这些发现也许可帮助解释为什么吸入的哮喘药物并不总是有效。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:48:06

4月14日《自然》杂志内容精选

　　肿瘤的发育

两个小组在本期Nature上报告了他们的最新发现，这些发现有可能对我们关于癌症发育的观点产生重大影响。两个小组都对处在不同发育阶段的肿瘤(如膀胱癌、乳腺癌、结肠直肠癌以及肺癌和皮肤癌等)进行了研究，寻找DNA受损响应的标志。而且，两个小组都发现，癌症发育早期阶段与一个主动的DNA受损响应和P53-依赖型细胞死亡有关。这表明，癌变事件所诱导的DNA受损响应是一种强有力的肿瘤抑制机制，而且也可以解释癌症前期病灶中P53突变的选择性压力。重要的是，DNA受损检查点的激发出现在染色体不稳定和恶变之前。本期封面所示为肺部增生中的53BP1病灶(绿颜色，指示DNA受损检查点的激发)。

月球上适合定居的地方

是否想过在月球上有一处房产？月球上Peary环形山的北缘就可能是这样一个地方。根据由“克来门汀”飞船获得的图像绘制的月球北极的照明图显示，Peary环形山周围的地方永久处在阳光照射之下，所以这些地方将是人类远征月球时的最佳立足地点。这些地方除了太阳能充足外，与月球赤道地区相比气温也要温和得多，而且附近处在永久阴影中的地区还可能含有水冰。

 “先天性巨结肠”病理研究

“先天性巨结肠”病是一种罕见的先天性肠道疾病，患这种病者，其体内控制肠道节律性收缩的神经节细胞没有了。这种病发生在家族中，患者男性多于女性，但它有复杂的遗传模式。现在，通过将来自比较基因组学和单倍体绘图的数据结合起来，研究人员得以在为受体酪氨酸激酶RET 编码的基因中确定一个常见的非编码突变的位置。这一等位基因在一半人群中相对比较普遍，只是在存在额外突变的条件下才引起“先天性巨结肠”病。本研究中所使用的方法也可用来研究其他复杂疾病的性质。

太阳系外大多数行星轨道何以偏心

我们的太阳系中的行星都在附近的轨道中运动，因为它们可能是一个原始恒星盘中所发生的凝结和增长的产物。然而，迄今为止在附近恒星周围探测到的150个以上的太阳系外行星中大多数都在偏心的轨道中运动。对Upsilon Andromedae(行星动力学中的“罗塞塔石碑”，即解密工具)周围的三个巨型行星所做的观测表明，如果这些行星诞生在附近的椭圆形轨道中、后来被其与另一个现在已经从其体系中失去的行星之间的相互作用所干扰的话，这些行星轨道的偏心就可以得到解释。对轨道偏心进行研究，对于行星形成模型的建立、对于那些对有陆地的行星上所谓的可居住区域感兴趣的天文学家来说都是有意义的。

地幔中的物质循环

关于深层地球的一个新模型可让地球物理学家去测量石质地幔和地核边界附近的地球温度的变化。利用在地球地幔最低部分中(在那里，在极端压力和温度下，原子本身会在晶体中进行重排)最近发现的一个相变，该模型还可解释地幔这一部分的奇怪特征，如反射由大地震产生的地震波的斑块区域以及存在致密部分熔化现象的迹象等。结合观测数据来看，该模型的结果说明地幔那个部分中可能存在非常大的温度变化，这为整个地幔中存在物质循环的观点提供了更多证据。

西非发现新的两栖动物化石

我们关于距今2.5亿年前的“古生代”末期脊椎动物演化的那个迷人时期的大多数知识，都是基于来自非洲南部及来自成为今天的中国和俄罗斯的那个区域的动物化石。

现在，在西非尼日尔“上二叠纪”地层中两个以前未知的两栖物种化石的发现，使我们对一种很不相同的动物能够有所了解，它们表明，“二叠纪”脊椎动物之间的差异要比人们所以为的更大，它们也许还能为我们提供了解当时的全球超级大陆“盘古大陆”(Pangaea)上气候差异的一个窗口。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:49:24

4月25日《自然》杂志内容精选

封面故事：飓风的预测

2004年的美国飓风季节是有记录的最坏的飓风季节之一，有四次飓风在8月和9月袭击了佛罗里达，保险公司需要理赔的金额超过230亿美元。对飓风登陆活动做准确地季节性预测，将会就可能遭受的损失程度的高低向行政机构和企业做出预警。通过利用北美、东太平洋和北大西洋上空7月份存在的“对流层高度平均风异常”，可对下一飓风季节在美国登陆的飓风的总风能做出比较精确的预测。本期封面图片(由威斯康星大学麦迪逊分校空间科学与工程中心提供)是2004年8月和9月接近佛罗里达的飓风Charley、Frances、Ivan 和Jeanne的一幅组合卫星图像。

影响物种数量的因素

了解为什么地球上某些地方比其他地方物种更多一直是演化生物学家们感兴趣的问题，对保护生物学家也有实践意义。岛屿是研究这种事情的最佳地方，经典理论表明，一个岛屿上的物种数量与岛屿的大小及其与其他岛屿的距离有关，当然也与其他因素有关。现在，Emerson和Kolm发现了推动物种形成的另一因素：在第一个地方所存在的物种数量。对加那利和夏威夷群岛上的节肢动物群落和开花植物群落所做的分析，支持这一新理论：在一个给定地区物种数量越多，这些物种内发生演化性变化的概率越高。

极端环境中的“石内群落”

暴露在地球表面上的岩石的外面几毫米一般都有光合作用微生物群落。在极端环境中，这些“石内群落”经常是主要生命形式。“极端”肯定是描述美国黄石国家公园地热环境中的极酸性岩石中微孔空间的一个合适的词，但在这个空间中现在已经发现了一个微生物群落，主要由光合作用藻类和大量以前未知的分支杆菌物种组成。这一发现的有趣之处是，在矿化作用下，这个群落能在地质记录中沉积下生物签名，并为了解与地热环境有关的古生物提供线索。据此可以推断，(其中的生物)死亡了的地热系统也许是寻找火星上过去生命证据的好地方。

在一个芯片上进行NMR测定

“核磁共振”(NMR)是一种被普遍采用的分析技术，是“磁共振成像”(MRI)的基础，它跟踪的是原子核的一种被称为自旋的量子力学性质，在原子核的自旋中，每个原子核的行为就像一块微小的磁铁。通常需要大型线圈和体积非常大的样品来直接探测这些磁铁。但一个新的系统使得研究人员有可能直接探测自旋，从而允许在一个半导体芯片上对一个纳米尺度的样品进行NMR测定。该系统还能比传统NMR对原子核有更大的控制，并且对于量子计算也是有意义的，因为它能探测包含多个自旋级别的原子核，而这样的原子核是可用在多“量子位”记忆装置中的系统之一。

稻瘟病菌的基因组序列测定

现在，世界上最主要的作物之一水稻的最具破坏性的病原体的基因组序列已经测定完成了。稻瘟病菌是第一种被测定的真菌性植物病原体基因组，由于水稻的基因组已经被测序，所以它为研究寄主与病原体之间的关系提供了一个独特的机会。本研究早期的发现包括一个家族的G-蛋白，与参与破坏寄主防卫系统的受体耦合在一起；一个对这种病原体有特效的杀菌剂的候选目标。该基因组在过去曾被其他基因元素入侵，很可能有助于在遇到新引进的有抗病能力的水稻品种时迅速发生演化。

北大西洋地区的“8200年前事件”

大约8200年前，北大西洋地区经历了一场剧烈的寒冷事件，持续了几百年，是由流进该海洋中的融化水和“北大西洋深层水”的形成过程速度减缓引起的。人们通常假设，这一寒冷事件产生了近乎全球性的影响。但Rohling和Plike对古气候数据进行了分析研究，发现了能够挑战这一观点的证据。他们提出，这一所谓的“8200年前事件”是叠加在一个时间更长的寒冷气候异常事件之上的，后者的影响可能超过了北大西洋地区。

同性交配：神秘的伴侣

病原体Cryptococcus neoformans的性生活是相当神秘的。这种真菌(它是造成艾滋病患者发病的一个常见因素)有两个交配类型：alpha和a，而临床分离菌种绝大多数属于alpha型。两个交配类型之间的性交很少见，但现在该交配过程(只涉及alpha细胞，以前被认为是严格的有丝分裂，是无性的)被发现是性周期的一种不寻常形式。同一交配类型的伙伴之间的这种性周期的一些方面让人们想起很多昆虫和多细胞真核生物所发生的单性生殖。因为alpha交配类型已经被与毒性联系在了一起，所以这些研究结果对于致病机理研究也有意义。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:50:39

4月28日《自然》杂志内容精选

智能设计

很少有科学家有时间考虑智能设计的概念。这个概念的前提是，科学知识不能完全解释自然界，而且永远不能。生物系统太复杂，化石记录的周期性爆炸太大，物种之间的差异太大，单用自然选择是不能解释的。按照这些观点，智能设计的鼓吹者认为，地球上一定有一种智能创造者在指导生命。这样的提法对神学来说是没有问题的，但对科学来说却不是。然而智能设计正受到美国大学校园中学生们的青睐，一些大学还有这方面的课程。智能设计在大学中的存在是否正在使这一运动合法化？对此科学家们应当做什么？请看Geoff Brumfiel从意识形态的前沿领域发回的报道。

地震发生区域的预测

2004年9月28日上午美国太平洋时间10:15，一次6.0级地震袭击了美国加州San Andreas断层上的Parkfield。这是受到最密集监测的地震活跃地区之一，所以这次地震是验证关于地震预测理论的一个机会。来自“瑞士地震研究局”的Danijel Schorlemmer 和 Stefan Wiemer分析了此次大地震前几十年微型地震的规模分布，发现这些数据能够对最终的地震区域做出准确预测。这种方法也许能通过预测地震区域来改进对受到严密监测的断层的危险评估，但地震发生的时间仍然是不能预测的。

HIV感染初期的防治

本期两篇论文为我们了解HIV感染的早期阶段提供了新的线索。HIV逐渐感染和破坏血液中抗病的CD4+ T细胞，但在最初感染阶段也会引起肠道等粘膜表面中的CD4+ T细胞的损失。现在，对感染了“猴免疫缺陷病毒”(SIV)的猴子所做的研究表明，该病毒能感染和杀死记忆CD4+ T细胞，这是一个T-细胞亚组，负责记忆以前的感染。Mattapallil等人发现，SIV在感染几天内能感染大约50%的记忆CD4+ T细胞。另一个小组研究表明，除了通过直接感染杀死CD4+ T细胞外，该病毒还诱发未被感染的细胞来通过自杀自我毁灭。这些发现具有临床意义，它强调说明需要在感染初期减少病毒量。

室温下发生核聚变的又一证据

在桌面尺度上重现核聚变(这是一个产生太阳热能的过程)的很多方法都已被尝试过了，但都未能令人信服。请记住那次臭名昭著的冷聚变事件。不久前，与声致发光相关的聚变仍然存在争议。现在，加州大学洛杉矶分校实验室的研究人员称，他们获得在一个简单的室温环境中发生核聚变的明确证据。他们报告说，轻微加热一种热电晶体(一种受热后会带电的材料)，会引起周围的氘气电离。这些离子轰击一个含氘的固体靶，轰击所用的能量能使一个很大的中子信号被检测到，这是科学界所接受的关于氘聚变的标准。这一“晶体聚变”体系不是一个可行的能源，但也许可用作成像技术所需的一种便携式中子发生器。

SGR1806-20伽马射线大爆发

去年12月27日，“人马座”一个名为SGR1806-20的软伽马射线中继器发生一次巨大的爆发，被称为曾经记录到的最明亮的爆炸。SGR一类的天体是X-射线恒星，零星发射低能伽马射线脉冲。它们被认为是磁星，即具有由磁耗散提供动力的可观测到的射线发射的中子星。本期Nature上有5篇论文报告了对这一事件的最初观测和跟踪观测。所获数据是非常引人注目的，例如，在1/5秒内，那次伽马射线大爆发所释放的能量跟太阳在25万年内所释放的能量一样多。如此大的能量可由一个磁星上灾难性的全球壳层坍塌和磁重接来解释。这次大爆发所释放的能量是以前仅有的两次SGR大爆发的能量的100倍，这对天文学家和对该恒星本身来说也许都是一生才有一次的事件。

海洋对气候变化的影响

在上个冰期，冰向北大西洋的大量排放，使该地区8次出现寒冷多风气候。这些寒潮袭击事件(或称Heinrich事件)对北大西洋的气候和环流有很大影响，但它们对该地区以外的影响仍然不确定。现在，对海藻生长和沉积的分子示踪材料所做的一个分析表明，每次事件都与遥远的南极洲周围的南大洋中的浮游生物的疯狂生长在时间上大致巧合。了解南大洋是怎样对这些扰动产生响应的，有助于我们了解海洋在气候变化中所扮演的角色。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:51:25

5月5日《自然》杂志内容精选

变形虫“阿米巴”基因组完成测序

群居生活的变形虫“阿米巴”在两种形态之间进行切换：一种是孤立的单细胞生物，另一种是能表现出高等真核生物典型的细胞分异和协作的多细胞形式。由于这个原因，也由于它能够用来进行实验研究，“阿米巴”成为了解细胞通信和分异方式的一种关键模型生物。现在，本期Nature发表了这种变形虫的完整基因组序列，同时还发表了对其基因组和蛋白组所做的分析。其基因组的特点包括有大量基因参与生成和输出小分子。该生物起源于真核生物演化的根部，这意味着，关于真核生物起源和分化的问题也可通过其基因组来研究。封面图片描绘的是该变形虫的多细胞形式。

 “土卫九”的物质组成

土星最靠外的大卫星“土卫九”是天文学家特别感兴趣的，因为其不寻常的轨道表明，它是被土星通过引力俘获的，形成于太阳星云之外(土星本身也是在此形成的)。“卡西尼—惠更斯”宇宙飞船于2004年6月11日到达“土卫九”，“卡西尼”上的成像光谱仪被用来探测“土卫九”上的含铁矿物质、结合水、被束缚的CO2、页硅酸盐、有机物、腈类和氰化物。所有这些化合物的存在使得“土卫九”成为太阳系中在物质组成上最多样的天体之一，这与其表面来源于彗星物质、含有来自太阳系外层原始物质的事实是一致的。关于“土卫九”过去情况的进一步证据来自由“卡西尼”上搭载的另外两种仪器所做的密度测量。“土卫九”的组成明显不同于形成中等大小的土星卫星的富含冰的物质，是由形成“冥王星”和Triton(原始“库伯带”天体)的同样物质形成的。

EXAFS技术灵敏度提高100倍

EXAFS(扩展的X 射线吸收精细结构)是一种被化学家、材料学家、生物学家和地球科学家广泛用于结构研究的技术。经过数年的逐渐改进，目前的EXAFS系统能以0.01埃至0.001埃的准确性确定原子间的距离。Pettifer等人宣布了一项突破性的进展：利用位于法国格勒诺布尔的“欧洲同步加速器研究设施”的ID24射线束上的分散式X-射线光谱仪，他们通过在一个正在发生磁致伸缩的铁—钴合金中测量飞米尺度的原子位移(约在0.00001埃左右)，向人们展示了该技术的灵敏度提高了100倍。这项进展应使EXAFS能够适用于甚至更多的研究领域，对用于Diamond 和 Soleil等新的同步辐射源的仪器的设计可能也会有用。

动脉和静脉的身份及其转变

动脉和静脉也许看起来都像小管子，但事实上它们在解剖上和功能上都是不同的。关于静脉的身份是怎样被确定的我们知之甚少，但现在用小鼠胚胎所做的研究表明，转录因子COUP-TFII专门标记静脉内皮，调节静脉身份，这样便对目前认为静脉身份源自一种缺省通道的观点提出了挑战。COUP-TFII是“孤儿核受体”超级家族的一个成员，在静脉内皮中以高水平表达，但在动脉中却不是。在静脉内皮中选择性除掉COUP-TFII，导致Notch信号通道(一种动脉标记物)的激发和造血细胞团的异位感应(动脉的一种功能)，从而使突变体静脉发生转变，获得动脉的分子和功能特点。

治疗女性不育症的新希望

不育症是一个比较严重的医学和社会问题，然而影响女性生殖的分子机制，尤其是那些在治疗上可以掌握的机制我们还不完全了解。所以，通过胚胎着床对影响生育能力的一个新的信号机制的识别是一个有潜在重要意义的事件。所涉及的化合物是“溶血磷脂酸”(LPA)，通过一个由G蛋白耦合的受体发挥作用。定向删除这一名为LPA3的受体，所产生的小鼠具有一种可归因于着床延迟、着床空间被改变、胎盘肥厚和胚胎死亡等的表现型。遗传数据表明，在女性生殖能力中，LPA信号作用与前列腺素生物合成之间通过环氧酶-2(COX-2)的调节有一个联系。由G蛋白耦合的受体是药物作用最常见的目标之一，所以该发现让我们看到这样一个可能性：开发以LPA3受体为作用目标的新药物来治疗不育症。

防止HIV感染的全新策略

被激发的CD4 T-细胞会暴露于HIV的攻击下，但HIV不能感染未被激发的T-细胞。新的研究工作将这一现象与最近发现的“细胞胞啶脱氨(基)酶”APOBEC3G(A3G)联系了起来，后者是一种先天抗逆转录病毒的物质，假如HIV没有其Vif基因的话，该物质能阻止HIV的传播。现在，研究表明，A3G以两种形式存在：一种是较长的形式，在防止细胞感染方面是无效的；一种是较短的、比较活泼(但为什么活泼原因不清楚)的形式，能够排斥HIV。被激发的T-细胞有较长的形式，容易被HIV感染，但未被激发的T-细胞携带较短的形式，所以不怕HIV感染。阻断未被激发的T-细胞中较短形式的A3G，会突然使它们对HIV感染敏感起来。该发现实际上是防止HIV感染的全新策略：要么将较长形式的A3G转变成被激发的CD4 T-细胞中的保护性的、较短形式的A3G；要么阻止较短形式的A3G在T-细胞激发过程中转变成较长形式的A3G。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:53:13

月12日《自然》杂志内容精选

 巨型水母的眼睛

巨型水母每个有24只四种类型的眼睛，但却没有用于信息处理的中央大脑。对这些眼睛所做的一项研究显示，它们的光学系统同脊椎动物的光学系统一样复杂。尽管如此，其视网膜却在焦点之外，清楚的图像不是用来看清东西的，而是作为处理视觉信息的一种方式。“模糊的”视图也许对避开静止的大目标、同时又不必关注小的漂浮目标和浮游生物非常有利。在动物视觉系统的早期演化中有一个缺少的环节，在这个环节中眼睛很可能只执行单一的任务，即看东西。关于巨型水母眼睛研究的新发现也为了解这个缺少的环节提供了一个线索。

 决定身体组织对称性的因素

虽然从外面看是对称的，但脊椎动物和其他动物的身体结构从里面看却远不是对称的。当人类心脏和肺在胚胎中形成的时候，它们是朝向体腔左侧和右侧的。为了确定形成这种不对称性的遗传规律和信号机制，科学家进行了很多研究，但却存在这样一个困难：一些组织，主要是肌肉和骨骼组织，必须忽略或抵制让其对称的指令才能成为不对称的结构。本期Nature上有三篇论文和由Eran Hornstein 和Clifford J. Taboin撰写的一篇News and Views文章，探讨了形成对称组织的胚胎元素“体节”是怎样实现不对称性的这一有趣的问题。

解释生物材料紧张变硬的简单理论

与大多数合成材料不同的是，生物材料经常在紧张时变硬。这一性质是血管、肺软组织和血栓等组织的生理功能的关键，自19世纪以来就有文献记录，但其分子结构和设计原理却不为人们所知。现在，Storm等人发现，一个非常简单的理论可解释细胞骨架蛋白和细胞外蛋白所形成的一系列生物聚合物胶体的紧张变硬现象。按照这一理论排列成的一个开放的交联网络的细丝蛋白等半柔性链体系，在低度紧张时便会不可避免地变硬，而不需要一个特定的架构或具有不同内在硬度特征的多种要素。

火星陨石碰撞坑的磁异常

最近的火星探测工作显示，巨型碰撞坑Argye和Hellas与其周围区域相比磁场强度要低得多。普遍认为，磁场强度的降低是由于在陨石碰撞过程中所产生的震荡波引起的压力去磁作用造成的，这意味着在陨石碰撞时火星没有内部产生的磁场。地球上已知最大和最古老的碰撞坑，即南非的Vredefort碰撞坑，是与火星上这两个大型碰撞坑最相似的地球上的碰撞坑。对Vredefort所做的一项研究显示，同在火星上一样，地球上这一巨型碰撞坑上的磁场强度也要低于平均水平。然而这一碰撞坑中的岩石却比地球上其他地方的类似岩石的磁场强度大得多。

蜜蜂的舞蹈语言

Karl von Frisch发现，当采蜜的蜜蜂在发现一个新的食物来源后而返回蜂巢时，它们会跳一种摇摆舞，这种舞蹈中含有关于所发现食物来源的距离和方位的编码信息。他因这一发现而获得了诺贝尔奖。他假设，其他加入该舞蹈的蜜蜂会阅读这种编码，并利用这种信息找到那个食物来源。对这种假设持怀疑态度者提出，旁观的蜜蜂只是从跳舞的蜜蜂身上获得食物气味，然后凭借气味搜寻食物来源。尽管大多数生物学家倾向于Karl von Frisch关于舞蹈是真正信息来源的观点，但关于这种“编码”是怎样被翻译成一种“飞行计划”的却一直没有定量描述。

人类行动时机的选择

什么决定人类的行动时机？这是一个大问题，人类动态学这门学科所研究的就是这个问题，该学科的预测具有实用价值：例如，当互联网服务提供商决定一个机构需要什么带宽时，他们要利用一个关于每个人可能的上网时间和活动水平的模型。目前的模型假设，一个人在一个给定的时刻有一个从事某一特定活动的非常明确的概率，但关于人类活动的时机不遵从这一规律(即Poisson统计规律)的证据正在出现。相反，两次连续事件之间的延迟可用所谓的heavy-tailed分布得到最好的描述。

自免疫疾病的致病机理和可能疗法

自免疫反应(在此过程中身体的白血球伤害自己的组织)引起很多疾病，包括糖尿病、多发性硬化和关节炎。免疫细胞为什么只以某些器官为目标？尤其是在糖尿病中，为什么只有产生胰岛素的细胞被杀死？对此，我们并不了解。现在，Nakayama等人报告，这可能是因为胰岛素本身是自免疫糖尿病的一个主要自体抗原。在NOD小鼠(研究糖尿病的标准动物模型)中，当胰岛素分子上产生自体抗体的部分被改变时，自免疫糖尿病会消失。这也说明，删除式免疫疗法可能是一种实用的疗法。这项工作可能的临床意义被另一项在人类慢性I型糖尿病患者身上所做的研究工作证实。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:54:42

5月19日《自然》杂志内容精选

 封面故事：让公众了解地震信息

在准确预测某一次地震方面所存在的困难，经常抹杀研究地震发生概率的地震学家所取得的进展。现在，有一种新方法能使公众及时了解地震学家的新发现。研究人员在为美国加州开发一个新的短期地震预测系统的同时，还创建了一个新网站(<a href="http://pasadena.wr.usgs.gov/step/)" target="_blank" >http://pasadena.wr.usgs.gov/step/)</A>，这个网站提供关于24小时内加州任何地方发生强震的概率大小的信息。该方法结合了基于断层数据和历史地震的一个地震发生模型和一个本地地震簇模型，所获得的预测结果将使公众、媒体和应急规划人员能够更好了解地震危险每天的变化。

红色为雄性颜色？

红色是恒河猴、山魈(西非洲产的大狒狒)与几种鱼类和鸟类所选择的表示雄性素质的一种标志色。在某些情况下，通过人为办法来增强其所显示的红色能够增强一个雄性个体的支配地位。支持“Red Sox”、“曼联”、“佩鲁贾”、“法拉利”和其他“红色”球队或车队的人将会很高兴地发现，人类似乎也存在一种类似的效应。在2004年奥运会的一系列搏击项目中，穿红色总是与获胜概率较高联系在一起。(呵呵,中国的优势啊)

 伊朗巴姆地震研究结果

2003年12月26日，伊朗古城巴姆发生的一次强烈地震使4.3万人丧命。欧洲航天局的极地轨道卫星Envisat当时所处位置使其能够对这次地震震中周围地表的位移进行连续观测。雷达数据显示，该地震断裂发生在深度为4～5公里的浅层，但地表没有破裂。Envisat卫星的数据还解决了一个存在激烈争论的问题，即“浅层滑动不足”，是从以前的研究中推断出来的。这种不足是真实的，是由地震间隔期浅层地壳的分布失败造成的。

能运动的驱动蛋白

驱动蛋白分子马达是纳米尺度的分子机器，是细胞内大规模自组装的主要物质。驱动蛋白沿名为微管的管道运动，将细胞货物拖曳到它们各种不同的目的地。在利用新改进的光阱技术所进行的一系列研究中，科学家发现驱动蛋白是通过一个行走机制来沿微管运动的，很像一个走钢丝者沿一条钢丝走动一样。本期Nature发表的这项新工作还发现，非常出乎意料的是，驱动蛋白能向后走。一旦一个ATP分子与驱动蛋白连在微管上的一头结合，其另一头似乎要经历一个扩散搜索过程，搜索其下一个结合点，而施加一个负荷会将这种搜索变成向后迈出的一步。

超高能宇宙射线的来源

超高能宇宙射线的来源是高能天体物理学中最难解的谜之一。没有标准的超新星、脉冲星或黑洞能将粒子加速到如此巨大的能量，所以科学家为这种宇宙射线提出了各种不同的奇异来源。识别其来源的一个障碍是，难以弄清这些宇宙射线中实际存在什么粒子，因为当它们一旦进入地球大气层，它们就会失去其最初身份，产生一场基本粒子雨，以接近光速的速度运动。射电天文学家和粒子物理学家之间进行合作，也许能找出一个了解关于超高能宇宙射线性质和结构的新办法。利用低成本无线电接收器，有可能探测到与大气层中的宇宙射线雨巧合的射电信号。这种辐射可由地球同步辐射效应来解释。

比铯原子钟稳定性更高的光晶格钟

自从第一个实用的铯原子钟1955年建成以来，研究人员一直在寻求提高这种装置的准确性和稳定性。在准确性方面，被束缚的离子具有优势；在稳定性方面，中性原子具有优势。一种被称为光晶格钟的新型装置结合了两种方法的优点，有可能成为下一代原子钟的发展方向。该系统利用束缚在一个光晶格中的原子作为量子参照物，其稳定性有可能比目前用来将秒定义为一个SI单位的铯原子钟高几个数量级。

超小型高速光电调制器

随着电子元件大小不断缩小，它们之间的金属连接物将很快成为其性能的限制因素。所以科学家有兴趣寻找光学连接物来代替金属连接物。最近在硅光学元件方面所取得的进展得制造芯片上的光学系统的目标更近了一步。然而，光电调制器(光学系统和电子系统之间至关重要的界面)尚未小到足以能做到一个芯片上。不过，研究人员在这方面取得了进展。一组研究人员在本期《自然》上报告了一种超小型(直径12微米)高速光电调制器，比以前最小的同类装置小三个数量级。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:55:42

5月26日《自然》杂志内容精选

　　下一次世界范围流感爆发只是时间问题

上次世界范围的流感爆发到现在已经快40年了，虽然这种事情并不是按一定的时间表发生的，但很多人都认为，下一次世界范围的流感爆发只是一个时间问题，而且所剩时间也并不是很多。1997、1998、2002和2003年中国香港爆发了禽流感，而且禽流感还在亚洲的家禽中继续蔓延。现在，在公共卫生方面，除了应对禽流感问题外，还要对下一次全世界流感爆发有所准备。在本期Nature上，一系列新闻特写和评论文章对当今人们最为关注的问题之一进行了探讨。

人类肉眼的搜索能力

肉眼搜索是极为重要的，如在行李中搜索刀具或在乳房X光片中搜索肿瘤等。这些都是对稀有目标的肉眼搜索，在一项研究中，研究人员对试验对象在一个人工行李检查任务的高概率和低概率版本上的表现进行了比较，结果表明，我们人类在稀有目标肉眼搜索上的表现之差让人不安。从其他类别的对象中寻找"工具"的观察者，不仅经常(频度相当大)找不到他们要找的东西，而且经常在要找的东西真的出现时未能发现。

树袋熊选食桉树叶的本领

桉树叶子中的油对很多哺乳动物是有毒的，这可能是针对食草动物的一种防护。然而树袋熊以桉树叶为食，很少吃别的东西。对菲利浦岛上保护区内的树袋熊所做的一项为期10年的研究工作，使人们清楚了树袋熊所选择的生境的高度专一性和其对环境破坏的脆弱性。树的大小是树袋熊是否到一棵树上去吃树叶的主要影响因素，但特定的二级代谢物毒素的浓度也是一个因素。树袋熊可以吃它们的竞争对手躲避的叶子，但其饮食的选择非常有限，而且它们会避开那些含有特别不好的化合物的树。

通过控制牛的迁移来控制疾病

英国政府2001年成立了一个名为"英国牛运动服务"(BCMS)的机构，识别和跟踪疯牛病危机后的每一头牛。BCMS当初并不是想成为一个控制"口蹄疫"等快速传播疾病的疾病控制支持系统，但现在，这一宝贵的档案在一项对一种传播较慢的疾病"牛肺结核"的研究中证明了其价值。这种病在欧洲很多地方流行。牛迁移数据相当肯定地表明，被感染的动物是将肺结核引入新地区的支配性因素。因此，限制牛从被感染地区向远方迁移可考虑成为一项疾病控制措施。

"长春碱"的X-射线结构

人们知道，抗肿瘤药物"长春碱"是以微管亚单元蛋白"微管蛋白"为作用目标的，其实际结合点和作用机制却不知道。但现在，研究人员已经确定了结合在一个"微管蛋白/蛋白"复合体中的"长春碱"的X-射线结构。"长春碱"在两个"微管蛋白"分子的连接处引入一个楔子，借助这个楔子干涉微管生产，反过来促进"微管蛋白"分子自我连接、形成螺旋形聚合体。阿尔法"微管蛋白"表面上的一个憎水槽既是"长春碱"的一个结合点，又是微管中分子间的一个接触点，所以可能是新型微管解聚药物的一个有吸引力的候选对象。

"智人"是可有可无的？

具有讽刺意味的是，Richard Dawkin的近作《探祖之旅》与宗教界流行的"生命之链"观点是一致的，后者将宇宙看成是从无生命的状态通过植物和动物向人类进步的一个过程。Sean Nee持相反观点，他为我们描绘了向今天的微生物世界进军的旅程。"智人"是一种自以为重要的大型类人猿，是进化过程中可有可无的东西。如果它被某种病毒灭绝，地球上大多数生命可以说连眼睛都不会眨一下。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:56:09

6月2日《自然》杂志内容精选

宇宙中的星系生长

现代星系调查提供了数量惊人的数据，以前所未有的准确度绘制出了星系在宇宙中的位置，并且显示了它们的物理性质作为环境和宇宙时间的一个函数的分布。现在，科学家利用计算机模拟，将由这些调查所提供的关于宇宙历史的一幅幅快照组合成一个连贯的画面，来展示宇宙演化表象背后的物理过程。在研究中，科学家对2000万个星系在一个巨大的宇宙空间中的生长进行了模拟，并且证明了识别第一批明亮类星体不寻常的形成地点和最终命运是有可能的。模拟表明，大型调查很可能包括星系分布中直接反映早期宇宙中物理过程的一些特点，也许还能弄清驱动宇宙当前加速扩张的神秘的暗能量的性质。本期封面所示为暗物质在穿过所模拟的宇宙的一个薄片中的分布。

染色体之间的相互影响

认为染色体彼此独立发挥作用的常见假设可能该修订了。研究人员首次发现，一个染色体上的一个遗传要素能指挥另一个染色体上的基因活性。该发现是在对原始“帮助者”T细胞分异成TH1细胞和TH2细胞的过程所做的一项研究中获得的。TH1细胞激活作为由细胞调节的免疫系统构成部分的干扰素-g；TH2细胞打开由抗体调节的免疫系统中的白介素-4及其他细胞因子。由TH2打开的白介素和细胞因子在11号染色体上；干扰素-g在10号染色体上。荧光技术证实，这两个相互配合的染色体将它们的DNA连接在一起。关于染色质在细胞核内的位置是基因活性的一个重要限制因素的证据越来越多，本研究获得的这些结果又为这一观点增添了新证据。

细胞中的基因组编辑

本期Nature上报告的一项发现有可能极大地改变基因疗法领域。目前的方法是，试图通过将一个新版本的正常基因插入细胞中来补偿缺陷基因。本期Nature报告的这一新工作，解决了一个影响在活体中对人类基因组进行有效编辑的长期未能解决的问题，所以现在，基因纠正是可以做到的了。在活体中对人类基因组进行编辑因同源重组频率低而受阻。现在，用特殊设计的“锌手指”核酸酶作为分子剪刀来在细胞内的特定序列上切割DNA，便能绕开这个问题。然后，利用新的遗传信息将断开的DNA补上。这一方法效率很高，而且又能设计几乎能以任何DNA序列为目标的“锌手指”核酸酶，这意味着人体细胞中的基因组编辑很可能成为一个重要的研究工具，并且还有潜力成为治疗疾病的一个强大手段。

物质外流是宇宙中的普遍现象

褐矮星的质量介于正常恒星和行星之间。它们的质量是如此之小(不到木星质量的70倍)，以至于其内核温度太低，不能点燃氢，所以它们有时被称作“失败了的恒星”。一个正常恒星的诞生伴随着物质的累积和排出。越来越多的证据表明，褐矮星周围有小的累积(增长)盘，所以问题是，褐矮星是否也向外排出物质？Whelan等人发现，它们的确向外排出物质，而且它们的物质外流是由T Tauri恒星(像太阳一样的恒星的前身)所产生的物质外流的缩微版本。这说明，物质外流现象是普遍的，它不仅伴随恒星和褐矮星的形成，而且甚至还可能伴随行星的形成。

新型强力抗癌化合物

Bcl-2家族的蛋白是细胞程序死亡(细胞凋亡)的重要调节因子，在很多癌症中都过度表达，帮助肿瘤生长，并增强其对治疗措施的抵抗力。药物设计中的一些最新技术(包括基于NMR的筛选技术、并行合成技术和基于结构的设计技术等)被用来开发一种新的小分子Bcl-2抑制剂，名为ABT-737。它比以前描述过的任何抑制剂强度大三个数量级，可能会具有疗效。ABT-737本身就能杀死某些癌细胞，包括来自淋巴瘤和小细胞肺癌的细胞。另外，该物质还能增强其他癌细胞的化疗和放射疗法的疗效。

“微RNA”在病毒生物学中的作用

“微RNA”是一大类别的非编码小RNA，长度约为22个核苷酸，它们被认为以其他基因为目标，并调节它们的表达。它们的调节作用已在低等生物中被发现。“微RNA”存在于包括人类在内的哺乳动物中，尽管它们在高等生物中的作用尚不清楚。现在，科学家发现它们在病毒生物过程中有一个功能。SV40病毒编码几个在猴子细胞感染后期所涉及的“微RNA”。这些“微RNA”通过减少多余的抗原生产来维持病毒复制效率。有人曾提出，哺乳动物体内的抑制性RNA系统的存在是为了防卫病毒的，说明正常情况下的抗病毒通道被病毒为了自己的目的破坏掉了。

阿尔法—血红素稳定蛋白的晶体结构

自由阿尔法—血红素是作为一种结构不稳定的单体存在的，易于氧化和沉淀，使人易患乙型地中海贫血和其他血液病。有人早就提出，陪伴分子帮助稳定自由阿尔法—血红素。几年前，这样一种蛋白被发现，即阿尔法—血红素稳定蛋白(AHSP)，该蛋白专门与阿尔法—血红素发生相互作用并稳定之。现在，科学家确定了与氧化铁阿尔法—血红素结合在一起的AHSP的晶体结构，该结构显示了这一血红素集团是怎样通过一个机制受到保护的，这个机制要求阿尔法—血红素进行很大的结构重排。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:57:29

6月9日《自然》杂志内容精选

朊病毒和淀粉体的结构

阿尔茨海默氏症、朊病毒疾病和其他神经退化疾病与被称为淀粉体的非溶性蛋白纤维有关。实践证明，收集形成这些蛋白的结构信息很困难。现在，三个小组取得了突破，他们在本期《自然》上报告了解决这一问题的各种不同方法。本期封面所示为由酵母朊病毒蛋白Sup35形成的一种与淀粉体相似的小纤维的“脊梁”的原子结构。为获得这一结构，Nelson等人对淀粉体的微晶体进行了X射线晶体学研究；Krishnan和Lindquist利用很多方法来研究淀粉体核心的折叠；Ritter等人确定了一种细丝菌的有感染能力的HET-s朊病毒的构造。Christopher Dobson对这么多数据能为我们提供哪些关于朊病毒和淀粉体在患病状态和健康状态中的形成情况的信息进行了思考。

“卡西尼” 拍摄的“土卫六”图片

土星最大的卫星“土卫六”表面有一层致密的、富含甲烷的大气，使得人们无法在可见光波段对其进行高分辨率成像。在其去年10月首次掠过“土卫六”时，“卡西尼”飞船的“可见和红外绘图光谱仪”(VIMS)得以能够揭示“土卫六”表面的详细情况，其结果报告在本期的Nature杂志上。“土卫六”表面上引人注目的特征包括一个直径为30公里的环形结构，它被认为是一个低温圆顶结构。这可能是火山形成的，如果是的话，那么它也许能解释“土卫六”大气中的甲烷是怎样补充的。

火星上发现极光

科学家已在太阳系的大多数行星上观察到极光，而在“火星特快”到达火星之前，火星似乎是其中的一个例外。“火星特快”的SPICAM紫外光谱仪已探测到一个火星极光，它与所报道的其他行星的所有极光都有不同。该火星极光局限于一个点上，显然与由“火星全球勘探者”所发现和测绘的地壳磁场有联系。这个磁场是现在已经不存在的一个内在的古老磁场的残留物。

首个热自持微型氧化物燃料电池

固体氧化物燃料电池不适合为小型便携式设备提供电力，主要是因为如果将电池做小的话，它们需要输入热量来维持其工作。现在，一种新的燃料电池设计方法正好解决了这一问题，采用这种方法做成了第一个热自持微型氧化物燃料电池。在这个电池中，热量是由正极发生的氧化反应提供的。该电池能够实现很好的能量密度，其证明就是，它已经成功地驱动了一台MP3播放机。

闪电的故事

云层到地面的闪电是人们熟悉的一个特征，上层和下层大气通过它发生相互作用。研究得比较少的是雷雨云之上、直达地球大气层中带电区域(即电离层)的电流。在这里进行的测量很少，因为它在飞机飞行的高度之上，又在宇宙飞船飞行的高度之下，但探测电离层中射电脉冲反射的一种遥感方法现在能够填补这一空白。当零星的电离层的E-层在雷雨期间被用到时，可看到E-层在闪电的诱导下得到增强，这让我们有机会看到电荷转移机制正在发生作用的那个瞬间。

计算年龄的新方法

传统的计算年龄的方法是计算自出生以来的年数。但随着寿命的延长，对决策的很多方面来说，按死亡之前剩余的年数来算年龄，或按寿命延长的比例来算年龄也是重要的。这篇论文(该论文在影响人口预测方面很有影响力)的作者中的两位，Warren C. Sanderson和Segei Scherbov，将他们的注意力转向了老龄化的这个方面。他们提出了一种计算年龄的新方式，即按预期剩余寿命经过标准化处理的人口的中值年龄来计算。德国、日本和美国等发达国家的人口按照中值年龄来算正在变老，但在近期，按照这种新算法，它们会经历人口变年轻的时期。这个结果对于医疗成本、退休和资本积累等问题来说有参考价值。

癌症中的“微RNA”

“微RNA”是调节性的、非编码的RNA，约有22个核苷酸，在人类中已经发现了200多种，它们的功能也正在被搞清楚。曾有人提出，像其他调节性分子一样，它们也许也参与肿瘤的形成，本期Nature上的3篇论文证实，事实的确是这样。研究表明，一组被称为miR17-92 的“微RNA” 是潜在的致癌基因。研究人员是通过其在人类细胞淋巴瘤的一种活体模型种的作用中得出这一结论的。人类第13号染色体上的一组“微RNA”被发现是由c-Myc调节的，它是一种重要的转录因子，在很多人类癌症中都过度表达。对300多人的“微RNA”的表达情况所做的一个分析表明，“微RNA”的情况在癌症诊断中可能是有价值的。在肿瘤中，“微RNA”的表达被普遍降低；“微RNA”的情况还可能反映肿瘤的起源和分化状态。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:58:13

6月16日《自然》杂志内容精选

“微RNA”与干细胞的增殖

干细胞的独特性是，它们有能力在其他细胞在其中是静止的组织中增殖。它们能以某种方式绕过细胞分裂停止信号。在一项实验中，“微RNA”处理过程在果蝇生殖干细胞中被阻断。该实验表明，这些基因沉寂调节分子是使干细胞对正常情况下在细胞周期的G1/S过渡阶段停止细胞分裂的环境信号变得不敏感的一个机制的构成部分。没有“微RNA”，生殖细胞会像正常细胞一样停止分裂。上期《自然》上三篇论文介绍了“微RNA”在某些类型的人类癌症中的作用：肿瘤细胞无限制的分裂和干细胞分裂的受控可能是同一枚“微RNA”“硬币”的两面。

科学捕鲸也要受控

日本已通知“国际捕鲸委员会”(IWC)，计划使其每年小须鲸的捕捞量翻倍，达到900头以上。与商业捕鲸不同的是，科研捕鲸的配额是不受限制的：1987年以来，日本已从南极水域捕捞约6800头小须鲸供研究使用，并从出售鲸肉中获得数百万美元收入。在本期Nature上，IWC的科学委员会的4名委员认为，“科学”捕鲸是失控的。他们说，如果IWC要对鲸进行保护或使捕鲸业具有可持续性，那么其科学委员会需要发挥更大作用。

差异万岁

在谈到脊椎动物大脑和思想的组织时，我们说“差异万岁”似乎是很公平的。基本的构成部分在不同个体之间能实现很大的差异。神经基因组中可变性的一个来源也许可以解释本期Nature上报告的一些差别：由LINE-1调节要素造成的逆转录移位。研究表明，在成年大鼠的神经干细胞中和在转基因小鼠的活体大脑中，一种由基因工程方法做成的人类LINE-1能够通过逆转录从RNA生成DNA。以前，在生殖细胞中或在早期胚胎形成过程中曾看到类似的逆转录移位，这是在这些细胞成为某一具体类别的细胞(比如说神经细胞)之前看到的。但本期《自然》上发表的这项新工作表明，移动遗传要素也许能改变神经基因组，而在非常靠后的某个阶段也许还能改变神经回路。

某些陨石由熔化的小行星形成

我们的太阳系形成于大约46亿年前，而小行星天体是在400万年内形成的，其中一些熔化后形成火山岩或相关岩石。两个类别的陨石被认为来自这个时候熔化的小行星。新的高精度氧同位素测量结果所提供的信息表明，这些陨石形成于两类截然不同的小行星，它们在早期太阳系中都经历了大规模的熔化。这些新的结果表明，早期的全球范围的熔化事件是迄今为止所取样的所有分异而成的行星(包括地球、月球和火星)和小行星的一个特征。

脉管中的微环境

在对小鼠骨髓中的脉管微环境所进行的一项研究中，最新显微镜技术显示了其威力。为对活动物成像做了优化的共焦显微镜显示，身体组织分成彼此分离的各个区域，由专门的内皮标记出来。这些区域中表达的分子调节骨髓正常功能所需的先驱干细胞和淋巴细胞的高度定位的寻址行动。但来自一种急性淋巴细胞性白血病等细胞系的细胞也能跟着这些细胞到一个欢迎它们的微区域。因此，生成这些内部空间的脉管结构也许是设计用来治疗转移性癌症的药物的潜在作用目标。

印度洋地震的地震波传播速度和方向

本期《自然》上发表的两项研究，对去年12月引起印度洋灾难性海啸的地震持一种“长距离”观点。来自日本的Hi-Net地震网的数据表明，地震断裂沿一个方向传播，花8分钟时间以每秒2.8公里的速度向北传播了1300公里。该计算是以到达监测阵列的第一批地震波为根据的。这个监测阵列今后可能用来在大地震发生后几分钟时间内对其地震波的传播范围进行测绘。来自“德国区域地震网”(距印度洋地震地点9000公里)的数据表明，断裂最初是以每秒2.4至2.8公里的速度传播的，在传播方向转到北方之后速度减慢。

肌肉细胞的来源

骨骼肌上的一组新的干细胞已在两项独立的研究中被发现。这些细胞在胚胎和胎儿的骨骼肌的形成中是重要的。对早期胚胎肌肉细胞的来源，人们已经非常了解，但对后期胚胎肌肉细胞的来源却知道得比较少。在胚胎发育的后期，肌肉群中的先驱细胞继续形成胎儿体内的新细胞。Relaix等人在小鼠体内发现了在发育过程中继续在躯干和四肢中增殖的细胞。这些细胞表达转录因子Pax3和Pax7，缺少这两种转录因子会造成后期肌肉发育失败。Gros等人在小鸡体内对这些细胞的来源进行了追踪，发现这一组细胞的来源在胚胎中一个被称为“体节”的区域，这些细胞生成“卫星细胞”，即成年骨骼肌的专用干细胞。对肌肉细胞的来源有更好的了解，可帮助开发治疗肌肉疾病的疗法。

原生态 · 发表于 2005-10-31 20:59:08

6月23日《自然》杂志内容精选

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被冤枉的“血红蛋白-C”

被称为“血红蛋白-C”的突变长期被认为是疟疾所选择的突变，直到最近才在实地研究中发现，在西非，该突变实际上可保护儿童免受疟疾感染。现在，研究人员已经搞清了这种保护作用的一个机制。在含有正常“血红蛋白-A”的红血球中，疟原虫能产生由黏附蛋白(PfEMP-1)构成的分布均匀的表面突起，使得被感染的细胞能够附着到血管壁上，避免被脾脏破坏。“血红蛋白-C”能造成这种突起分布异常，减少PfEMP-1的显示度，从而影响被感染细胞向血管壁的附着。本期封面所示为一个两面凹陷的未被感染的红血球、一个被感染的正常红血球上的典型的突起和一个含有“血红蛋白-C”的被感染红血球上的异常突起。

Stargazin蛋白的新作用

大脑中大多数兴奋突触采用AMPA受体，即由神经传递物质谷氨酸盐门控的离子通道。Stargazin是一种大脑中特有的、在“空想家”癫痫小鼠体内发生突变的跨膜蛋白，通过对跨膜运输的一种效应来影响 AMPA受体。现在，研究表明，该蛋白还能减慢通道失活过程和灵敏度降低过程。Stargazin蛋白的胞质尾决定受体的运输，其体外区(该分子伸进细胞外空间的部分)控制通道的门控。破坏该蛋白体外区与海马体AMPA受体的相互作用，会改变突触响应时间进程。这说明Stargazin蛋白在控制大脑中的突触传输方面有一个新的作用。这些相互作用与精神分裂症等神经失调症状有关系。

EphB与结肠—直肠癌的关系

一项关于结肠—直肠癌的新的研究工作，可以很好地说明干细胞和癌细胞生物学之间的交汇。人们知道，由beta-catenin和Tcf驱动的一个遗传程序在小肠中控制干细胞分异，并且还能诱发结肠—直肠癌。在轴突引导背景下被广泛研究的EphB引导受体，是这一通道中所涉及的Tcf目标基因。这项新工作表明，大多数人类结肠—直肠癌在(良性)腺瘤和(癌变)肿瘤之间的过渡阶段失去EphB的表达。EphB表达的失去与肿瘤的恶性程度有很强相关性，在一个小鼠模型中，EphB的失去加快了结肠和直肠中肿瘤形成过程。因此，EphB表达的失去在结肠—直肠癌病情进展过程中是一个关键步骤。

由火星陨石推断碰撞天体大小

在地球上迄今已经发现的数以千计的陨石中，大约有35个被确认来自火星，它们很可能是小行星等大型天体与火星表面碰撞后从火星上飞溅出来到达地球的。这些陨石中有强烈碰撞形成的高压矿物质之间痕量元素的分布，是对形成这些陨石的事件持续时间长短的一个度量，非常短的持续时间(10毫秒)表明，碰撞火星的天体直径在100米左右。相比之下，由太阳系早期(其时间远远早于形成这些陨石的碰撞所发生的时间)的碰撞所形成的石质陨石(球粒状陨石)所记录的碰撞天体要大得多，直径约有5公里，碰撞持续时间达1秒。

百年前地震的新启示

1811~1812年冬季，以密西西比河谷的“新马德里”镇为中心所发生的一系列强烈地震仍然在地震学界回响。地震学家争议的问题涉及到这些地震的起源(与最近的板块边界相距超过2000公里)和它们与今天的地震危险有什么关系。19世纪初该地区的人口非常少，今天若发生一次类似地震所产生的后果将会严重得多。根据从一个连续运转的GPS网络得到的数据，研究人员获得了新的证据，它说明这个地区有很快的应变速度，其大小可与活动板块边界的应变速度相比，而且也与该地区内已知的活动断层一致。

被误解的蜂鸟

自从近70年前蜂鸟的高速影片被首次拍摄以来，人们一直假设，它们翅膀呈镜像关系的向上拍打和向下拍打所分担的身体重量大致一样多。这一假设导致人们认为，在盘旋飞翔时，蜂鸟在生物力学方面和在空气动力学方面都采用的是昆虫的飞行方式。对盘旋的蜂鸟的空气动力学所做的一项新的研究表明，虽然它们与昆虫在利用空气动力学原理方面有一些共同特点，但它们仍然是鸟类。它们有一个同鸟类一样的翅膀，在产生升力方面，其翅膀向下拍打时的效力是向上拍打时的3倍。

专一的神经细胞

人类大脑识别一个人或一个物体只需要几分之一秒，即便是在完全不同的条件下来观察。这便提出了一个问题：有选择地对一副面孔产生反应的一个神经细胞是否对被视角、年龄、姿势或环境等改变了的面孔也能产生反应？这是一个难以用实验来验证的问题。但现在，在患有药理上难以处理的癫痫症、体内深处植有用于临床治疗的电极的患者身上，研究人员发现，能够得到这个问题答案的体系的确存在。研究人员要求这些患者对笔记本电脑屏幕上的图像做出反应，结果表明，神经细胞对它们所响应的目标是相当专一的。比如说，一个神经细胞会对女演员Jennifer Aniston的不同照片有选择地做出反应，而另一个神经细胞则会对“比萨斜塔”不同角度的照片有选择地做出反应。 </TD></TR></TABLE>

原生态 · 发表于 2005-10-31 21:00:21

7月7日《自然》杂志内容精选 

火星又火起来了

本期封面是火星上一处被称为“拉里的瞭望台”的地方的全景照片的一部分，是“火星勘探漫游车”(MER)“勇气号”在其往火星上的“丈夫山”上前进的过程中拍摄的，这座山的顶峰离漫游车约200米。本期有6篇论文详细报告了MER所执行的任务。一篇“分析”文章对用来选择登陆点的预测结果与实际碰到的情况做了比较。登陆点的实际情况是解释遥感数据的极为宝贵的参照点。表面化学分析结果表明，火星的上层土壤可能含有1%的陨石材料。MER为我们提供了观看火星的两个卫星“火卫一”和“火卫二”上的日食的独特机会。“机遇号”漫游车发现了与风有关的过程的证据。光谱分析表明，火星大气尘埃来自玄武岩。Gusev陨石坑内部的特征为我们提供了关于液体水过去在火星上所扮演角色的更多信息。

半导体纳米晶体也能够掺杂

大体积半导体的性能可通过掺杂(即有意加入杂质)来改变。将同样方法用于半导体纳米晶体，只获得有限的成功。现在，对掺杂物(即有意加入的杂质)在半导体纳米晶体生长期间是怎样进入晶体中的所做的一个显微层次的解释，为怎样解决这些问题提供了新的线索。掺杂效率取决于杂质在纳米晶体表面上最初的吸附，通过密切关注生长条件，即表面形态、晶体形状和表面活性剂，“不能掺杂的”纳米晶体如CdSe等很快也将变得“能够掺杂”，用在如太阳能电池和自旋电子装置等应用体系中。

细胞信号功能与内吞作用的关系

在整个基因组范围内对人类“激酶组”(蛋白、脂类和碳水化合物激酶的总称)所做的一项分析表明，细胞的信号功能与内吞作用(物质被输送进一个膜囊内的细胞中的过程)密切相关。研究人员知道，参与内吞作用的很多激酶在细胞有丝分裂信号作用、刺激细胞分裂和淋巴细胞转化中发挥功能，这进一步证明了内吞传输和信号传导是统一的过程。为该论文配发的一篇文章分析了在“激酶组”筛选中识别出的一些激酶的作用，显示了由caveola/raft调节的内吞作用的新的动态特征，它们与我们目前对膜运输的认识是完全不同的。

视网膜也能随机应变

视网膜的主要任务是将视觉图像转换成神经信号，并通过光神经将它们传递给大脑。用火蜥蜴和野兔的组织所做的实验表明，视网膜不是提供一个关于周围环境的标准图像，而是能够进行适应性编码，这种能力以前被认为只在大脑皮层中有。例如，在一个被垂直方向的特征主导的场景中，视网膜明显变得对水平信号更为敏感。在一系列不同的视觉环境中，视网膜抑制一个刺激的可预测特征，增强新的未曾料到的信号。

尼古丁的好与坏

尼古丁上瘾导致数百万人死于与吸烟有关的疾病，这是坏消息。尼古丁能增强认知表现，这是好消息。在试图弄清调节尼古丁奖赏功能和相关认知功能的大脑网络的研究中，Maskos等人开发出一种可注射的“慢病毒载体”，它能将功能性烟碱“乙酰胆碱”受体送到小鼠大脑中确定的区域。该技术被用来培育只在中脑VTA区域(中脑腹侧被盖区域)表达烟碱受体的小鼠，这个区域含有多巴胺奖赏神经元的细胞群，与对滥用药物的反应有关。实验表明，VTA中的这些受体对产生与尼古丁依赖性有关的行为和生理现象(包括自己主动吸食尼古丁的现象)来说足够了。它们还与小鼠的高级大脑功能或“认知”功能有关。看来，尼古丁好的一面和坏的一面是密切相关的。

人类黑素瘤中的DNA放大事件

对来自“美国国家癌症研究所”癌症细胞系数据库NCI60的药理学和遗传学数据所做的全面分析，发现了人类黑素瘤中一个新的DNA放大事件。这种放大改变MITF基因表达，促使黑素瘤形成，而这种作用很可能是与突变的BRAF基因(另一个关键的黑素瘤基因)协同进行的。MITF放大也许还能帮助黑素瘤细胞抵抗药物的破坏。这项工作确定了MITF本身为黑素瘤中一个可能的药物作用目标，并且可帮助指导今后的、以识别其他类型癌症中的基因变化为目的的基因组研究。

暗处进行的光合作用

绿色植物在背阴处能够非常有效地进行光合作用，因为它能通过一个由附着在专门化的蛋白基质上的叶绿素构成的“天线”来尽可能多地收集阳光。不过，在阳光充分照射下问题很不相同。当光线太强时，植物需要“丢失”一部分太阳能量来避免漂白损伤。对于这种“安全阀”的机制我们知之甚少，但现在已经明确，植物收集光线的主要“天线”蛋白的原子结构实际上是该分子处在一种浪费能量的状态的结构。有了这种知识和对该蛋白晶体的光谱分析结果后，现在就有可能看到这种蛋白是怎样改变其色素阵列的配置来响应光线强度的变化的。

原生态 · 发表于 2005-10-31 21:01:17

７月１４日《自然》杂志内容精选

封面故事：Blimp1基因的新作用

人类Blimp1基因和小鼠Blimp1基因是一个甲基转移酶家族的成员，这个家族包括眼癌的相互作用锌指基因RIZ。Blimp1是浆B-细胞分异的一种“总调节因子”，而浆B-细胞分异则是成年免疫系统的一个至关重要的组成部分。令人吃惊的是，研究人员现在发现，在发育过程中的一个非常早的阶段，Blimp1在确定原始生殖细胞中也扮演一个关键角色。最初的原始生殖细胞从将形成身体其余部分的相邻细胞中隔离出来，最终进入发育中的胚胎的生殖腺中。Blimp1对于建立和维持原始生殖细胞的最初群体来说似乎是不可缺少的，它的这一功能部分是通过Hox基因的表达来完成的。本期封面所示为在early-streak 阶段的胚胎(上面)和在early-bud阶段的胚胎中的Blimp1阳性细胞。

印度洋海啸遗留问题的新答案

来自印度尼西亚、马来西亚、新加坡、泰国、印度和中国的GPS站的数据，为与2004年12月26日发生的苏门答腊—安达曼“大逆冲”地震有关的一些未决的问题提供了答案。与地震有关的永久位移在距离该断层3000公里以外的地方被观测到，甚至在距离该断层400公里远的地方，位移也达到10厘米以上。地震造成的断裂由南向北迅速传播，GPS观测站的最后位移出现在该地震发生后10分钟内，从而排除了在断层上发生慢速“非地震滑动”的可能性。

与心脏形成有关的一个“微RNA”目标

“微RNA”抑制在一系列物种中抑制重要的发育调节分子的转化。事实证明，要识别特定“微RNA”目标和了解它们在调节发育中的作用都很困难。现在，研究人员开发出一种算法，来根据已知“微RNA”目标对的特点预测“微RNA”目标。以这种方法识别出的第一个目标是Hand2，它是促进心室心脏细胞增殖的一个转录因子。Hand2被miR-1-1当成目标，后者是一种专门在心肌和骨骼肌前体细胞中表达的“微RNA”。miR-1-1似乎在心脏形成过程中控制分异与增殖之间的平衡。

“热木星”惹出的新问题

当太阳系外行星首次被探测到时，人们发现它们很多都是“热木星”，即它们是运行轨道与其恒星的距离远远小于预测结果的巨型行星。现在，它们被认为已从其起点上向内迁移了。一个新发现的“热木星”为理论工作者出了更多难题。这个行星比木星稍大一些，其运行轨道靠近一个三恒星体系的主要恒星。但这个体系中的另外一对次级恒星与主要恒星的距离非常近，以至于将一个恒星周围的尘埃环(形成行星的原材料)的半径限制为只有这个“热木星”目前轨道半径的一半。而且，靠近恒星的地方的温度可能太高，无法形成巨型行星。这个问题需要进行一些解释。

一种对雌性有利的共生关系

Wolbachia是一种非常特别的细菌，由于其独特的生物学特征而受到广泛研究。它在很多昆虫和其他无脊椎动物体内形成遗传下来的共生性细胞内感染，通过阻止寄主精子使卵受精来“挽救”被感染的卵细胞，使其正常发育，这样便能赋予被感染的雌性一个生殖优势。该细菌能迅速入侵一个未被感染的种群，所以能潜在地引导有害基因进入昆虫体内，作为一种疾病控制手段。本期《自然》报告了产生对寄主表现型的这些影响的现象的一个新的方面，为我们了解该细菌引起库蚊(包括丝虫带菌者)杂交型之间不匹配的遗传机制提供了线索。

儿时脑子最好使

在人类和其他哺乳动物的大脑皮层中，在新生命出生后早期阶段，存在迅速的信息联合，而后从青少年时期到成年时期，信息的联合大大减少。造成这种现象的机制我们并不知道。一般认为，经验导致联合数量的增加，这在新生命出生后早期阶段肯定是正确的，但对处在青春期的年轻小鼠所做的研究却为我们描绘了一幅大相径庭的画面。长期的感觉剥夺可通过降低脊椎神经消除的速度来增加树状脊椎神经的数量(从而增加联合连接的数量)。在生命的不同阶段，似乎一个个体的经验越多，其大脑中联合消失的也会越多。这些结果突出反映了当儿童时期大脑能够胜任其工作的时候，一个人的经验在塑造神经连接中的重要性。

植物生长不可缺少的一种转位酶

植物和动物的基因组都含有大比例的转位子，能够通过一种转位酶的作用从基因组中的一个位置跳跃到另一个位置。这样会损害寄主DNA，通常对寄主是没有好处的。那么为什么存在那么多的转位子版本呢？任何一种生物中的第一例发挥一种重要的寄主功能的转位子一样的基因，都有可能为我们提供一些线索。意外的是，从拟南芥分离出来的转位酶DAYSLEEPER基因是植物生长不可缺少的。该工作表明，转位酶可被寄主驯化，作为基因调控的一个新机制。

原生态 · 发表于 2005-10-31 21:02:23

7月21日《自然》杂志内容精选

　　脖子的演化

早期脊椎动物的脖子是不能活动的骨质桥，其两侧为鳍。这一简单结构在早期有颚鱼类中是怎样变成连接头部和肩部的可活动肌肉系统的呢？这是按照胚胎发育来解释演化的“演化-发育学”中最难解释的问题之一。现在，一种新颖的命运绘图方法被用在转基因小鼠中，在单细胞水平上追踪肩带区域的起源。对神经冠和中胚层干细胞的起源所做的追踪显示出“无形的”边界，它们不是与骨骼结构一致，而是与肌肉-骨骼连接架的结构一致。这些连接架的模式在一种名为Eastmanosteus与最基本有颚脊椎动物有关的化石鱼和今天的哺乳动物之间保存了4亿年。

能诱导糖尿病的蛋白

脂肪组织中的胰岛素作用遭受影响是Ⅱ型糖尿病的一个主要病因，现在一个以前未知的、也许能够促使这一过程发生的机制已被发现。曾有报道说，糖尿病患者血清中维生素A的一种结合蛋白RBP4的含量增加，但没有怀疑到二者之间有因果关系。“全面基因表达分析”方法被用来识别脂肪组织中GLUT4葡萄糖转移因子功能受损(肥胖症和糖尿病的特征)的小鼠体内其表达发生改变的基因，结果显示RBP4含量增加。另外，增加正常小鼠血清中RBP4含量会引起胰岛素抗性，而用增强胰岛素敏感性的药物降低该蛋白在肥胖小鼠血清中的含量会减轻胰岛素抗性，说明降低RBP4也许是治疗Ⅱ型糖尿病的一种可行方案。

 陨石坑之间的大吃小现象

碰撞成坑作用是行星和小行星上的一个基本过程。研究人员已在地球上和通过宇宙飞船对陨石坑形成的很多方面进行了研究，但一个一直难以确认的现象是大型碰撞的地震效应。由NEAR—Shoemaker 宇宙飞船2000～2001年间环绕小行星Eros并对该小行星整个天体所做的详细测绘，显示出该天体表面小陨石坑受到破坏的明显格局。例如，一个较大的陨石坑的形成，抹去了该小行星近40%表面上的大多数较小的陨石坑。这一发现将使科学家能够对小行星和卫星的内部和表面特征进行推断。

欧洲大陆的强度

欧洲作为一个政治实体正处在关键时候，因为欧盟需要应对最近一些成员国通过全民公决否决欧盟新宪法的问题。与此同时，地质学家中就欧洲人脚下土地的力量(强度)有多大也有一个争论。在大陆内，被称为“克拉通”(即稳定地块)的古老区域所遭受的变形要比其余的年轻区域小得多。地质学家所争论的是古老“克拉通”的相对强度问题，因为不同方法对Te值(即有效弹性厚度)有非常不同的估计结果。Perez-Gussinyé 和Watts确定了欧洲大陆各个不同点上的Te值。当厚度大约为60公里时，“克拉通”的刚性要比年轻大陆区域的刚性大得多，这说明当不同地块形成时，地幔中的主导条件是不同的。

强化在物种形成中的作用得到肯定

物种形成是演化生物学中最重要、人们最不了解的领域之一。该领域一个有争议的问题是强化，在此过程中，当新物种仍然能够杂交、但适应性降低时，自然选择是鼓励杂交的。最近的研究工作对自然种群中几个经典的强化例子提出了质疑，使曾经是达尔文理论构成部分的“强化说”不再正统，但一项新的研究又恢复了这一学说的正统地位。对一组名为Agrodiaetus、具有可变染色体数量的异常蝴蝶的演化史所做的分析表明，当密切相关的物种一起出现时，它们翅膀的颜色几乎总是不同的。这是配偶选择中的一个关键特点，颜色的分异主要发生在年轻的和密切相关的物种之间，说明强化作为产生多样性的一个机制是有道理的。

果蝇的“变性手术”

在求偶过程中，雄性果蝇会根据特定的感官提示表现出一系列先天性的有固有套路的行为。现在，主管这一行为的神经细胞群已经被识别出来。使这些神经细胞失去活性，足以使雄性果蝇对交配失去兴趣，而改变雌性果蝇的大脑，使其产生这些细胞所产生的同样蛋白，会使雌性果蝇表现出雄性果蝇特有的求偶行为。这些神经细胞产生一组被称为FruM的蛋白，由“无果基因”(fru)编码，后者以前曾被发现与雄性果蝇的求偶有关。使产生FruM的神经细胞失去活性，会抑制求偶行为，但不会改变果蝇行为的其他方面。操纵雌性果蝇的神经细胞使其产生FruM，足以使它们把其他雌性果蝇当成潜在交配对象。

Nipah病毒感染人体细胞的关键受体

1999年首次识别出的Nipah病毒能使人患致命的脑炎。特别是在孟加拉国，该病毒在这里曾发生过一系列流行事件。这种病毒的天然寄主被认为是食果蝙蝠，但它在猪和其他动物身上也有。该病毒对养猪业可能构成严重威胁，最近还发现了它在人与人之间传播的证据。现在该病毒赖以感染人体细胞的一个关键受体已被识别出来，由此我们可能会找到用药物或疫苗对付该病毒感染的方法。该病毒的附着蛋白结合在ephrinB2受体上，该受体对于正常的血管发育过程至关重要，但在被Nipah病毒感染的组织中发现它的数量很大。EphB4酶能阻止该病毒进入细胞中。

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