英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊,6月《Nature》下载论文最多的十篇文章(2012年05月17日~2012年06月14日): (实验室管理)
所有生命形式在生物节律方面的共同特点
Nature 485 | doi:10.1038/nature11088
发表日期:2012年05月24日
大部分活生物都有一个将它们的代谢与24小时的昼夜循环联系起来的生物钟。“时钟基因”已在很多生物中得到研究,而且根据它们的种类,人们认为,每个生物钟都是独立演化的。但也有一个统一因素:研究人员已在人的红细胞和藻类中发现了一个非转录形式的节律振荡,即“过氧化物还原酶蛋白”的还原周期。这项研究表明,这些氧化还原周期在包括细菌、古生菌和真核生物在内的所有生命类别中都被保留了下来,因此存在这样一个可能性:这种类型的细胞计时方式数十亿年来在所有类型的生物中都是与氧化还原的活体体内平衡机制一起演化的。这种联系也许可追溯到25亿年前的“大氧化事件”,该事件在进化史上将厌氧代谢方式置于了边缘地位。
干细胞随年龄增长而减少
Nature 485 | doi:10.1038/nature11061
发表日期:2012年05月31日
在果蝇的睾丸中,一组被称为“apical hub”的细胞分泌自我更新因子Unpaired (Upd),它促进肝细胞的维持。现在,Leanne Jones及其同事发现,在演化上保留下来的RNA结合蛋白Imp能稳定upd信使RNA,从而有助于干细胞小环境的维持。在衰老过程中,Imp被微RNA let-7作为目标,造成Imp表达下降、Upd被内生小干涉RNA降解以及干细胞的维持水平随年龄增长而下降。
封面故事: 地球的第二次机会
Nature 486 | doi:10.1038/nature11115
发表日期:2012年06月07日
地球正在获得第二次机会。在1992年的“里约地球峰会”上,全球领导人誓言要保护地球的气候和生物多样性。然而,自那时以来,地球的状况进一步恶化了。二十年后,在第二次“里约地球峰会”即将召开之际,我们在本期Nature上介绍到底出了什么问题,以及还有可能怎样来改正。本期Nature上还有一系列综述文章和研究论文,探讨生物多样性的损失目前正在对生态系统产生怎样的影响、以及发达国家的消费模式在多达程度上要对此负责。封面图片:Julene Harrison(实验室管理)
DNA拼图的设计和自组装
Nature 485 | doi:10.1038/nature11075
发表日期:2012年05月31日
程序化的DNA自组装被广泛用来生成纳米大小的结构。模块化的策略可望实现简单性和多功能性,但不宜将大量小链组装成预先确定的、复杂的形状。Peng Yin及其同事通过设计一个“分子画布”克服了这一问题:该“分子画布”实际上是一个长方形结构,由单链“瓦片”组装而成,每个“瓦片”包含一个短的、独特的42-碱基DNA链,这个短链折叠成一个“3纳米乘7纳米”的“瓦片”,附着到相邻的4个“瓦片”上。通过简单地将相应于被目标形状覆盖的像素的那些链混合、再将没有相应像素的链排除,就可以生成画在“画布”上的一个所想要的形状。通过相应于一个310-像素“画布”的一大组链,该研究小组随后生成了超过100个各不相同的、复杂的二维形状,它们也证明该方法是将短合成DNA链组装成复杂DNA纳米结构的一个简单的、模块化的和可靠的框架。
封面故事: 番茄基因组被测序
Nature 485 | doi:10.1038/nature11119
发表日期:2012年05月31日
番茄(Solanum lycopersicum)在世界各地都是一种主要作物,也是茄科开花植物的一个模型生物。它被广泛用来研究水果生物学和抗病性。现在,一种被驯化的番茄即“Heinz 1706栽培种”的高质量基因组序列已被确定,同时也确定了其最近的野生亲缘种“醋栗番茄”(Solanum pimpinellifolium)的序列初稿。比较基因组学方法只能识别二者之间0.6%的差别,但却能识别其与土豆(Solanum tuberosum)8%以上的差别——土豆是去年测序的。番茄和“醋栗番茄”序列也记录了使遗传多样性变窄的一些瓶颈:在美洲所进行的驯化工作;少数基因型在16世纪向欧洲的出口;以及几个世纪时间的强化育种。封面提供:natu/Shutterstock
肿瘤细胞的支持机制
Nature 485 | doi:10.1038/nature11066
发表日期:2012年05月31日生物通 www.ebiotrade.com
LKB1是一个肿瘤抑制因子,但在某些情况下,它也被发现能促进细胞转变。Nissim Hay及其同事现在发现,在代谢压力下,LKB1–AMPK通道控制由“acetyl-CoA羧化酶”ACC1 和 ACC2调节的脂肪酸合成和氧化之间的平衡,而对维持NADPH体内平衡发挥重要作用。这个通道被发现促进癌细胞存活和肿瘤生长。本文作者们提出,这一机制在肿瘤发生的早期阶段发挥作用,帮助肿瘤细胞在能量压力条件下存活。
地球发电机的动力来源
Nature 485 | doi:10.1038/nature11031
发表日期:2012年05月17日
铁的热性质和电性质,对于了解地球深层的热演化及用来驱动产生地球磁场的“发电机”的动力有重要意义。这些参数以前曾通过外推来自较低压力或温度条件下的结果估计过,但Monica Pozzo及其同事现在发表了这些参数在地球外地核的压力和温度下的一个“第一原理”计算结果。两个传导率被发现都比以前的估计结果高二到三倍,这促使人们对有关“发电机”动力的估计结果进行重新评估。这些结果大大限制了关于“地球发电机”动力的模型,并且表明,地核最上端一定是“热分层”的。
封面故事:鸡ASIC1的高分辨率晶体结构
Nature 449 | doi:10.1038/nature06163
发表日期:2007年09月20日
酸感应离子通道(ASIC)是质子激活的受体,它们存在于很多人体组织和器官中,在中枢和周围神经系统中尤其丰富。在小鼠实验中,研究人员发现它们与痛觉有关,也与条件性恐惧学习行为有关。它们是一个超级受体家族的成员,这个家族的受体参与从体内钠平衡到机械感觉在内的广泛的生物过程。不过此前,研究人员还不知道这一重要类别蛋白的结构。现在,来自Eric Gouaux实验室的一篇论文报告了在封闭状态下鸡ASIC1的高分辨率晶体结构。它是一个三聚体,与目前所研究过的任何其他通道都不同。它的大型细胞外部分(封面图片的上半部分,图上的横条代表细胞膜)多空腔和突起,含有一对涉及质子探测的酸性残基。
“血-脑屏障”的恢复
Nature 485 | doi:10.1038/nature11087
发表日期:2012年05月24日
在阿尔茨海默氏症相关基因APOE4与脑血管完整性之间存在已知联系。然而,在啮齿类动物模型中和在与APOE4相关的神经疾病中驱动已知的“血-脑屏障”功能失常的机制都不清楚。在这项研究中,Berislav Zlokovic及其同事报告,APOE4激发形成小鼠“血-脑屏障”的细胞中一个基质金属蛋白酶通道,导致该通道分解和来自血液的神经毒素蛋白被神经元吸收。反过来,这样又会使微管和脑血流减少。这些缺陷综合起来,会诱发啮齿类动物发生神经退化变化。作者提出,“亲环蛋白-A” (即CypA,它是APOE4激发的通道的一部分)是治疗APOE4调控的神经功能失常的一个潜在目标。用CypA抑制因子“环孢霉素-A”治疗,可恢复APOE4小鼠的“血-脑屏障”。
预测全球变化的生物学影响
Nature 486 | doi:10.1038/nature11018
发表日期:2012年06月07日
对生物圈将会怎样响应于人类活动而变化的大部分预测都植根于预测轨迹。这样的模型倾向于不去预测临界变化或临界点,虽说最近的研究工作表明这些情况发生的概率很高。而且,在地方尺度上,当过了临界阈限时,生态系统已知会在不同状态之间突然变化。这些作者们对生态学和古生物学各个方面证明这样一种转变在整个生物圈的尺度上正在逼近的证据进行了评估,他们接着提出了关于生物学预测工作可以怎样来改进、以使我们能够在全球以及地方尺度上检测临界变化之早期警示信号的建议。(实验室管理)