摘要: 英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊,自從1869年創刊以來,始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾,讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。近期《Nature》下載論文最多的十篇文章(2008年11月12日-2008年12月10日)
生物通綜合:英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊,自從1869年創刊以來,始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾,讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。近期《Nature》下載論文最多的十篇文章(2008年11月12日-2008年12月10日):
1: 我們是怎樣學會評價他人的?
Behrens等人通過將計算與神經成像方法結合起來,對社會神經科學(social neuroscience)中的一個關鍵問題進行了研究,這個問題是:我們是怎樣學會把人分成三六九等的?顯然,與其他個體的互動在所有社會型動物中都能指導行為,但人們廣泛認為,社會學習就其機制和神經實現方式來說與其他形式的學習是完全不同的,社會學習和評估機制在驅動行為方面與基于獎勵的學習進行競爭。但新的研究工作(該研究對人類志愿者在一項決策任務中的表現進行對比,這些志愿者有時能受益于從其伙伴那里獲得的建議,有時則會反受其害)表明,社會評價是通過與基于獎勵的學習相同的機制實現的,即是通過聯想學習(associative learning)實現的。
doi:10.1038/nature07538
Nature vol.456 (7219, 13 Nov 2008) Letters to Nature p.245
2: 造成聲音失真的關鍵
哺乳動物的耳朵,或者說其聽覺器官耳蝸,是非常靈敏、非常精細的聲-電傳導器。它還能使聲音顯著失真,與我們直覺相反的是,正是這后一個特點才導致了能提高人耳語音識別能力的掩蔽效應。此前,研究人員并不知道這些失真的起源。哺乳動物耳蝸有兩種類型的毛細胞——內毛細胞和外毛細胞。在用小鼠進行的實驗中,Verpy等人發現,造成失真的是外毛細胞;非線性出現在被稱為“靜纖毛”的外毛細胞之間的“頂端連接器”(top connectors)中,更具體地說,出現在被稱為“硬纖毛蛋白”的一種蛋白中。
doi:10.1038/nature07380
Nature vol.456 (7219, 13 Nov 2008) Letters to Nature p.255
3: 決定鳥鳴時程的大腦機制
人說話和鳥唱歌等復雜行為要求在多種時間尺度上、在正確的時刻完成一組有序的運動。控制這種類型行為的“時鐘”的性質仍然不是很清楚。現在,一項具有廣泛用途的方法被用來確定決定鳥鳴時程的時鐘回路。該方法所利用的是腦過程的速度強烈依賴于溫度這樣一個事實。當斑胸草雀運動前區高級發聲中樞(HVC)的活動因溫度降低而減慢時,其叫聲的總體速度也降低,但叫聲內的聲學元素結構保持不變。這說明HVC是腦中控制決定鳥鳴時程的復雜行為序列的區域。
doi:10.1038/nature07448
Nature vol.456 (7219, 13 Nov 2008) Articles p.189
4: 捕食與競爭怎樣影響生物多樣性
了解物種之間的互動怎樣幫助維護物種多樣性,是生態學中的一個基礎性問題。Peter Chesson 和 Jessica Kuang提出的新的理論結果,突出顯示了捕食與競爭在決定共存中所扮演的相互獨立的角色。他們發現,每個機制都能通過與特定物種的多樣關系來促進多樣性,或通過讓某種物種彼此之間進行競爭的狹隘關系來限制多樣性。每個機制也都能減小另一個機制的影響,或與另一個機制協同作用來促進多樣性,由具體情況來決定。
doi:10.1038/nature07248
Nature vol.456 (7219, 13 Nov 2008) Letters to Nature p.235
5: 封面故事:鋰電池技術的發展及電動汽車的未來
上個世紀90年代價格合理的可充電鋰離子電池的出現,使消費電子行業發生了革命性變化,它們先是用在攝像機上,后來又用在了電動工具、手機、當然還有筆記本電腦上。現在正在研究實驗室出現的下一代鋰離子電池,可能會對我們的生活方式產生更大影響。我們可以設想一下,今天消耗汽油的汽車將來有一天會變成數百萬輛由電池驅動的汽車,而為電池充電的則是一個“綠色”電網。高效鋰電池甚至還有可能通過提供一個分布式電力存儲網絡而打破當前的能源組成平衡,使人們更多地依賴于風能和太陽能等可再生能源。在一篇News Feature文章中,Jeff Tollefson報告了鋰電池技術的最新發展及未來前景,并就電動汽車什么時候以及是否可能將內燃機送進汽車歷史博物館的問題采訪了相關專家。
doi:10.1038/456436a
Nature vol.456 (7221, 27 Nov 2008) News Features p.436
6: 封面故事: 光照能影響表達不同神經傳輸物質的神經元數量
表達各種不同神經傳輸物質的神經元之間的平衡,被認為是在腦發育過程中由基因控制確定的。這是一個關鍵的步驟,它使得各組神經元之間能夠傳遞信號。現在,由Davide Dulcis 和 Nicholas Spitzer完成的一項新的研究表明,生理刺激也能調控一組神經元中所表達的神經傳輸物質類別。他們發現,暴露于自然光的蝌蚪會增加表達多巴胺的中樞神經元的數量,而這反過來又會影響皮膚顏色變化及它們的偽裝潛力。本期封面所示為在自然環境中適應了黑暗的一只蝌蚪和適應了光照的一只蝌蚪,其中一只比另一只偽裝更好。這一發現也許還有更廣泛的意義,并且還可能與由生源胺調控的認知狀態的變化有關。有趣的是,人們用亮光療法治療季節性情感障礙患者已有20多年了。季節性情感障礙是一種抑郁癥,被發現與多巴胺信號作用障礙有關。
doi:10.1038/nature07569
Nature vol.456 (7219, 13 Nov 2008) Articles p.195
7: 原始烏龜的龜殼是怎樣形成的
來自中國西南貴州省晚三疊世海洋沉積層的一個保存完好的距今2.2億年前的化石,為了解烏龜獨特的身體結構形成中的中間步驟提供了線索。這一分支中的傳統形式很罕見,使得該過渡階段成為爬行類演化中的一個未解之謎。所發現的這種烏龜是已知最原始的烏龜。它有一個充分發育的胸甲(腹部皮膚上的盔甲),是在龜殼(龜的殼結構的背部上半部分)之前形成的。在這一化石中,龜殼僅由神經板(髓板)組成。這表明,龜殼是通過神經板的骨化和肋骨的增寬形成的——這個過程類似于今天小烏龜的發育模式。
doi:10.1038/nature07533
Nature vol.456 (7221, 27 Nov 2008) Letters to Nature p.497
8: 克隆長毛象目前仍不大可能
從在永久凍土中保存的化石和組織中分離出的古代DNA長期以來讓人著迷。雖然它已斷裂成了碎片,幾乎被現代微生物DNA所淹沒,但其序列卻能讓我們有機會一瞥已滅絕的生命形式。現在,引發個人基因組革命的同樣的大型并行合成DNA測序技術,也使得古代DNA研究領域發生了革命性變化。本期Nature發表了一種已經滅絕的動物——長毛象近乎完整的核基因組的測序工作的第一篇報告。對長毛象基因組與非洲象基因組所做比較表明,出人意料的是,兩個基因組都可能比完全測序的胎生哺乳動物的基因組至少大40%。
doi:10.1038/nature07446
Nature vol.456 (7220, 20 Nov 2008) Letters to Nature p.387
9: 鈉離子通道電壓傳感器的性質
神經和肌肉細胞中的鈉離子通道隨跨膜電壓的變化而開關。它們是產生神經脈沖的關鍵,是很多毒素和藥物的作用目標。與由電壓門控的鉀離子通道(由四個含有相同電壓傳感區域的亞單元組成)不同的是,鈉離子通道來自一個基因,含有四個不相同的電壓傳感區域。Bosmans等人利用對稱鉀離子通道作為“記者”,來揭示移植進一個鉀離子通道核中的各種不同鈉離子通道電壓傳感器的性質。他們發現,“槳狀”區域對鈉離子通道的功能很重要,毒素-“槳狀”區域互動具有高度特異性。
doi:10.1038/nature07473
Nature vol.456 (7219, 13 Nov 2008) Articles p.202
10: 與克羅恩病有關的又一個基因位點
克羅恩病(腸道的一種慢性炎癥)已被與超過30個基因位點聯系起來。本期Nature上兩篇論文是關于最新發現的一個位點的,這個位點是ATG16L1 (Atg16-like 1)。Atg16蛋白本身是首次在酵母中作為自噬過程的一個必要基因被發現的。自噬過程可將不想要的細胞成分清除掉,細菌感染、神經退化和腫瘤生成等發病機理都涉及這一過程。Cadwell等人報告了Atg16L1在Paneth細胞中的獨特作用。Paneth細胞是一種上皮細胞,向小腸中分泌含有抗菌肽的顆粒。Saiot發現,ATG16L1在分離的巨噬細胞和在小鼠的小腸中所發生的炎癥反應中都起一定作用,是自噬機制的一個必要組成成分。這項工作表明,ATG16L1在炎癥免疫反應的控制及小腸屏障的維護中發揮作用,這兩個過程對于防止腸道炎癥的發生都很重要。
doi:10.1038/nature07416
Nature vol.456 (7219, 13 Nov 2008) Letters to Nature p.259