Nature要览(2006年8月31日)

2006-09-01 00:00 来源:丁香园 作者:yunxiang
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(选自英国Nature杂志,2006年8月31日出版)

封面故事:“绿色”的误区
Controls on tropical Pacific Ocean productivity revealed through nutrient stress diagnostics
现场铁富集实验的结果使我们关于初级海洋生产力的养分限制的知识发生了革命性变化,但只是在几十公里的尺度上。现在,利用从卫星海洋彩色测量工作中得到的浮游植物生物量和生长率数据,可以在全球尺度上对海洋生产力进行监测。一项新的研究工作将对养分压力的生理响应的认识与范围达数千平方公里的野外数据结合起来,来确定热带太平洋中限制浮游植物生长的因素,其结果要比以前所能做到的更准确。该发现表明,浮游植物的“绿色”并不总能准确反映初级生产力,高表面养分和极低的铁含量使得浮游植物去合成与迅速生长无关的独特的色素蛋白复合物。因此,以前基于卫星的调查结果可能过高估计了热带太平洋的生产力。(Letter p.1025)

肥大细胞在组织移植排斥性中的作用(Mast cells and graft rejection)
Mast cells are essential intermediaries in regulatory T-cell tolerance
肥大细胞是免疫系统的重要构成部分,是过敏和哮喘等过敏反应中的响应成分。最近的研究工作表明,它们在先天和后天免疫中还起免疫调控细胞的作用,而且令人吃惊的是,基因表达分析还表明,它们与对组织移植的耐受性有关系。现在,用小鼠所做的研究证实,肥大细胞是免疫抑制中的主要细胞类别,在依赖于调控T-细胞的周围抑制中需要它们。这还意味着白介素-9(IL-9)在被激发的T-细胞和肥大细胞的补充之间扮演一个联系的角色,并且使得IL-9、肥大细胞和我们所感兴趣的它们的基因产物成为防止对移植器官产生排斥性的药物的作用目标。(Article p. 997; N&V)

蛋白质在细胞中的定位(Right place, right time)
Karyopherin-mediated import of integral inner nuclear membrane proteins
蛋白质要完成它们在细胞中的任务,它们必须处在细胞中正确的腔室内。这种定位通常是通过蛋白质中离散的信号序列实现的,这些序列可将它们引导到正确的位置。这些信号序列中有很多已经被分析透彻,但那些将一种蛋白质引导到内核膜上的信号序列却是一个引人注目的例外。一项新的研究工作表明,完整内核膜蛋白质的定位涉及到的信号序列与将可溶性蛋白质定位到细胞核中的信号序列相似。这个结果是令人吃惊的,它开启了对完整的一组内核膜蛋白质进行研究的大门,这些蛋白质在基因调控中扮演一个角色,并且与各种不同的人类疾病有联系。(Article p.1003; N&V)

关于GRB/XRF 060218的一组研究结果(Bursting with energy)
The association of GRB 060218 with a supernova and the evolution of the shock wave
长伽马射线暴(GRB)与超新星之间的一个联系已经被确定,但在较弱与较软的X-射线和超新星之间是否存在一个类似的关系却不清楚。GRB/XRF 060218是由Swift卫星在今年2月份发现的,它可能为天文学家提供二者之间缺失的线索。在关于这一新颖天体的四篇论文的第一篇中,Campana等人报告,他们发现了一次爆发的X-射线特征,这可能是一颗超新星正在形成的证据。Pian等人报告了对与GRB/XRF 060218相关的一种Ic型超新星2006aj的光学观测结果。Soderberg等人报告了无线电和X-射线观测结果,其结果表明,XRF 060218的能量比宇宙GRB小100倍,但其所属类型比宇宙GRB要常见10倍。Mazzali等人对SN 2006aj的光谱和光学曲线进行了模拟,发现它与其他GRB-超新星相比爆炸能量要小得多,喷发的物质也要少得多,说明它是由一颗质量只有太阳20倍的恒星产生的,之后留下的是一颗中子星,而不是一个黑洞。(Letters pp. 1008, 1011, 1014, 1018; N&V)

检测NMR的新方法(Making NMR of light)
Optical detection of liquid-state NMR
核磁共振(NMR)被用于很多场合,从NMR成像到蛋白结构研究等等。这些应用涉及对由与原子核相关的微型磁体所产生的磁场的测量。NMR信号通常较弱,需要利用复杂的手段将关于所测样品的有用信息梳理出来。现在,普林斯顿大学的研究人员发现,只要让一束光穿过所测样品、再测量光偏振的转动,就可以检测到NMR。这种新的检测方法将使得研究人员有可能用拍快照的方式来捕捉核磁,研究一个复杂化学物质中的哪些原子与其颜色和其他光学性质有关。(Letter p.1021; N&V)

海洋中山脊下面地质构造的成像研究(A good spread)
Discovery of a magma chamber and faults beneath a Mid-Atlantic Ridge hydrothermal field
来自最近对Lucky Strike火山所做的地震反射调查的数据,以及由法国船只RVl’Atalante对大西洋中热液喷孔场所做的考察研究,为我们首次提供了一个缓慢展开的山脊下面的一个轴向岩浆室的清晰的地震波图像。从该图像上可以看出,断层向下穿透,到达这个岩浆室,这种构造以前从未获得过图像。这些发现为了解与在缓慢展开的山脊上的地壳形成相关的火山过程和构造过程之间的相互作用提供了线索。Lucky Strike火山位于Mid-Atlantic山脊的Lucky Strike段的中心,目前正在以每年大约22毫米的速度展开。(Letter p.1029)

脊椎动物中鳍的发育(Fin tuning)
Evidence that mechanisms of fin development evolved in the midline of early vertebrates
脊椎动物成对出现的四肢的起源,一直是人们感兴趣的话题。最近对从中国早寒武纪地层中发现的若干化石所做的研究表明,鳍骨架的主要部分首先是在中线上组装的,后来才出现在成对的鳍中。对鲨鱼和七鳃鳗的胚胎发育所做的一项研究表明,鲨鱼的中鳍是从一个连续的鳍褶发育来的,这个鳍褶主要来自中胚层;七鳃鳗(没有成对四肢的原始脊椎动物)有一个类似的中鳍发育模式。另外,基因Tbx18(该基因确定成对四肢前面的极限)的表达也能确定中鳍往外长的边界。将这些结果综合在一起,我们可以看到,它们为认为成对附肢通过调控中鳍发育程序来演化的古生物学假说提供了支持。(Letter p.1033)

上皮细胞层的几何形状
The emergence of geometric order in proliferating metazoan epithelia
在所有多细胞真核生物中,上皮细胞层类似不规则的多边形,以六边形的细胞为主。这种基本模式到底是怎么形成的?对此,研究人员仍然不是很清楚,尽管人们通常假设,细胞按照最佳堆积的物理学原理排列成蜂窝状。研究人员将对正在增殖的上皮细胞进行延时显微研究的方法与克隆分析和数学模拟的方法结合起来,来驳斥这一假设。后生动物默认的多边形结构并不是随机的,也不是最小堆积的产物,而是细胞分裂过程的一个直接的数学结果。细胞分裂内在地将上皮层限制成一种特定的平衡分布状态,该状态由四边形至九边形的细胞组成。这种结构见于包括果蝇、刺胞动物(Hydra)和青蛙(Xenopus)在内的各种不同的生物的简单上皮中。(Letter p.1038)

多巴胺在人体中的精确作用(Dopamine by choice)
Dopamine-dependent prediction errors underpin reward-seeking behaviour in humans
大脑信使物质多巴胺传统上被称为“快乐分子”,它与我们对食物和性的欲望有关,也与药物和赌博上瘾有关。多巴胺在人体中的精确功能仍然不很清楚,相关理论几乎完全依靠动物实验。Pessiglione等人在一项研究工作中,让健康的人类志愿者在服用干扰多巴胺信号的药物后赌钱,然后利用脑成像技术对他们进行扫描。服用提高多巴胺水平的药物的志愿者与服用抑制多巴胺水平的药物的志愿者相比,赌博的水平更高了。当多巴胺水平被药物增强、或被药物降低时,扫描结果显示,与奖励有关的学习和相关的纹状体活动都受到了调控,从而证实了多巴胺在整合奖励信息、供未来决策参考中所起的关键作用。(Letter p.1042)

植物能够“记住”所受挫折(leafy legacy)
Transgeneration memory of stress in plants
对植物来说,即使不舒服,它们也不能跑掉,比如说光线太强或太弱、温度太高或太低时。相反,它们通过各种不同的生理反应来应对压力,从而表现出不同程度的耐受性。令人吃惊的是,当拟南芥植物面对压力(如紫外线或可模仿某种病原体进攻的一种化学物质)时,我们不仅能在经过处理的植物中检测到所发生的变化,而且还能在它们没有经过处理的几代后代中检测到所发生的变化。植物能“记住”压力,它们可能利用的是一种我们尚不知道的独立于DNA的外成机制。这一发现让我们想到了关于获得性状的染色体遗传的拉马克思想(该思想已经被认为不足为信),但也仅仅是想到而已。(Letter p.1046)

图片故事:活唾液腺组织中多线性染色体的三维、实时观测(Have you seen the movie?)
Dynamics of heat shock factor association with native gene loci in living cells
果蝇幼虫的唾液腺含有巨型多线性染色体,其典型的带状结构在光学显微镜下清晰可见。这些染色体通常是通过将细胞核打破、然后将染色体在二维方向上展开来观察的。但是现在,利用双质子激光扫描显微镜,就可以在活唾液腺组织中对它们进行三维、实时观测研究了。上图为多线核的一个三维重建图,其中DNA被染成红色,用GFP标记的转录因子HSF为绿色(上面为heat stroke 之前;下面为heat stroke之后)。该方法显示了DNA和一个典型转录因子之间相互作用的动态,正如该论文“补充信息”中一部生动影片所反映的那样。(Letter p.1050)

细菌鞭毛马达的首个完整结构(cracking the whip)
In situ structure of the complete Treponema primitia flagellar motor
一种细菌鞭毛马达的首个完整结构,让我们看到了这种精粹的大分子纳米机器的运动姿势。该结构是通过对完好的Treponema primitia细胞进行电子冷断层扫描的办法获得的,它显示,在鞭毛的定子部分有16-倍的对称性,与转子(C-环)之间有多个连接,并且还有一个新颖的P-环一样的结构。(Letter p.1062)


编辑:bluelove

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