生物通報道：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(chuàng)刊以來，始終如一地報道和評論全球科技領(lǐng)域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發(fā)現(xiàn)的重要結(jié)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(2012年7月16日 ～ 2012年8月16日)：

　　飲食是保持老年人腸道微生物群落健康的關(guān)鍵

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　現(xiàn)在人們認識到，人小腸微生物群落對健康非常重要，而且它們的組成變化也被與肥胖癥、炎癥和糖尿病聯(lián)系起來。成年人的小腸微生物群落一般是穩(wěn)定的，在健康的個體之間是差不多的，但在生命的兩個極端——嬰兒期和老年期，腸道微生物群落卻在不斷變化中。對平均年齡為78歲的178個老年人所做的這項研究顯示，飲食是與腸道微生物群落變化和健康都有關(guān)聯(lián)性的主要因素。這項工作表明，通過用能夠促進腸道微生物群落中特定成分的添加劑來調(diào)整飲食，也許有可能使人的衰老過程更健康。這對長期接受家庭護理的人來說尤為重要，這些人腸道微生物群落的多樣性明顯不如他們?nèi)陨钤诟笊鐓^(qū)中的同齡人。(Link to Article p. 178)

　　向建立全球量子網(wǎng)絡(luò)目標所邁出的重要一步

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　自由空間信道(光在其中可以穿過開放空間自由傳播的信道)對量子通信來說較光纖有優(yōu)勢，因為它們遭受的光子損失較少、脫散較小。Juan Yin等人在本期Nature上報告了獨立量子位在一個具有多光子糾纏的97公里長的one-link自由空間信道上的量子遠程傳輸。利用一個two-link信道，他們還演示了在101.8公里距離上的糾纏分布。這些結(jié)果代表著向建立一個全球量子網(wǎng)絡(luò)的目標所邁出的重要一步。尤其是，在該實驗中所建立的高頻率、高準確性獲取、指向和跟蹤方法，有可能被直接用于未來基于衛(wèi)星的量子通信和量子基礎(chǔ)(quantum foundations)的大規(guī)模試驗。

　　產(chǎn)生饑餓感的神經(jīng)回路

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　小鼠丘腦下部中AGRP (agouti-related peptide expressing)神經(jīng)元的刺激，會激發(fā)對饑餓的行為反應——急于尋找食物和暴飲暴食。這項研究利用這些饑餓敏感型神經(jīng)元可以進行遺傳操控這個事實，借助光遺傳學和藥物遺傳學來對饑餓的一個神經(jīng)回路進行“反向工程”。AGRP神經(jīng)元被發(fā)現(xiàn)抑制“釋放后葉催產(chǎn)素的神經(jīng)元”，它們是在Prader–Willi綜合癥(一種涉及無法滿足的食欲的癥狀)中失去的一類數(shù)量較少的神經(jīng)元。涉及后葉催產(chǎn)素神經(jīng)元的抑制回路是由AGRP神經(jīng)元激發(fā)的進食的一個先決條件，這個發(fā)現(xiàn)確定了這一以前人們不知道的神經(jīng)回路在調(diào)控饑餓狀態(tài)及與過度進食癥狀相關(guān)的通道中所起的作用。(Link to Article p. 172)

　　光學晶格中的對稱性規(guī)則

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　最近有人提出，作為量子場理論一部分的“宇稱-時間對稱性”這一抽象思想，有可能為具有天然材料所沒有的獨特性能的新型人造光學材料的設(shè)計提供靈感。這一提法被認為是概念上的一個重要飛躍。在實踐中，這意味著對光學增益和損耗之間的相互作用的聰明利用——這些參數(shù)連同更容易操縱的折射率是一個光學體系的基本要素。此前，這一領(lǐng)域的實驗工作一直局限于“二組分”要素排列，但在這項研究中，Ulf Peschel及其同事通過將這一概念轉(zhuǎn)移到“時間域”，演示了大尺度“宇稱-時間”合成晶格中的光傳輸。作為可在這樣一個系統(tǒng)中產(chǎn)生的不同尋常光效應的一個例子，本文作者發(fā)現(xiàn)，媒介在一個方向上會變得看不見。

　　小RNA在DNA損傷反應中所起作用

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　小非編碼RNA已被發(fā)現(xiàn)調(diào)控很多過程。Francia等人現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一類這樣的RNA在對DNA損傷做出反應中所起的一個作用。他們發(fā)現(xiàn)，在衰老過程中或輻照之后，小RNA生物生成中所涉及的兩種酶是激發(fā)和維持這種反應所必需的。所產(chǎn)生的短RNA來自一個DNA雙鏈斷裂點附近，但它們通過其激發(fā)損傷反應的目標尚不清楚。(Link to Letter p. 231)

　　大氣中另外一種以前未知的氧化劑

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　人們認為，臭氧、羥基和硝酸鹽是將包括污染物在內(nèi)的痕量氣體從大氣中清除的主要試劑。在這篇論文中，作者將來自芬蘭一個森林地區(qū)的大氣觀測結(jié)果、實驗室中所進行的實驗以及理論方面的考慮結(jié)合在一起，識別出另一種以前人們不知道的化合物，它具有相當大的能力來氧化二氧化硫和潛在的其他痕量氣體。該化合物似乎是一種被穩(wěn)定的Criegee中間體(一種具有兩個自由基點的羰基氧化物或其衍生物)，它可能會增強大氣的反應活性，幫助硫酸的生成，進而幫助大氣氣溶膠的形成。這里所研究的化學問題與源于生物的揮發(fā)性有機化合物的存在、因而也與森林排放密切相關(guān)。(Link to Letter p. 193; News & Views p. 164)

　　香蕉基因組完成測序

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　香蕉在很多熱帶和亞熱帶國家是一種主食和一種主要收入來源。這篇論文報告了香蕉基因組的測序和分析。這是其基因組被測序的第一種非草本單子葉植物，為對植物基因組進行比較分析提供了一個重要橋梁。全球香蕉生產(chǎn)受到適應性越來越強的害蟲和疾病的一定威脅，所以其基因組序列的獲得對未來作物培育和改良來說是一個重要資源。(Link to Letter p. 213)

　　封面故事: 最新發(fā)現(xiàn)的三個類人猿化石

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　在肯尼亞圖爾卡納湖以東Koobi Fora地區(qū)最新發(fā)現(xiàn)的三個類人猿化石，將大大提高我們對“人屬”動物早期輻射的認識，并澄清與標志性的、但卻像謎一樣的類人猿頭骨KNM-ER 1470有關(guān)的問題。該頭骨由Richard Leakey首次于1973年在Nature雜志上描述(go.nature.com/bNPHfo)。新發(fā)現(xiàn)的這三個化石分別是一塊保存極為完好的下頜骨(KNM-ER 60000)、一個下頜骨碎片和一塊保存相當完好的面部化石，后者更為重要。它們的時間在距今178萬年和195萬年之間，大體上支持這樣的觀點：在早“更新世”的東部非洲，除了“直立人”外，同一時期至少還有兩個“人”種。本期封面所示為KNM-ER 60000下頜骨(照片重構(gòu))和可能屬于同一物種的KNM-ER 1470(數(shù)字化虛擬)。(圖片提供：Fred Spoor)(Link to Letter p. 201; News & Views p. 162)

　　蛋白結(jié)構(gòu)的暗藏影響

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　由X-射線晶體學所提供的蛋白結(jié)構(gòu)的靜態(tài)圖，只給出關(guān)于影響一個分子的功能的蛋白構(gòu)形中各種方面的部分畫面。例如，它沒有將蛋白結(jié)構(gòu)與內(nèi)部動態(tài)之間的相互作用考慮進去。利用核磁共振(NMR)方法，Shiou-Ru Tzeng 和 Charalampos Kalodimos發(fā)現(xiàn)，在很寬的時間尺度上(從皮秒到微妙)，內(nèi)部動態(tài)以無法從其基態(tài)結(jié)構(gòu)預測的方式?jīng)Q定它們與DNA的結(jié)合。本文作者發(fā)現(xiàn)，通過在與蛋白-DNA結(jié)合點相距較遠的點上引入突變所生成的細菌基因調(diào)控因子CAP(CAP是“代謝產(chǎn)物激發(fā)因子蛋白”的英文縮寫)的一些變體，的確會在不對結(jié)合界面有任何擾動的情況下影響DNA結(jié)合。(Link to Letter p. 236; News & Views p. 165)

　　快速多殼合金晶體管

　　Nature 488 (2012年8月9日)

　　在對晶體管進行改進和微型化的不斷努力中，微電子行業(yè)最近采用了三維電子門結(jié)構(gòu)。改進晶體管的另一方式是，采用比硅材料具有更高電子遷移率的半導體材料，盡管這一方式存在較大的制造方面的挑戰(zhàn)。Katsuhiro Tomioka等人將兩種方式綜合了起來：他們在一種硅基質(zhì)上來以高精度生長帶一個環(huán)繞門的垂直的、六面“核-多殼”(core-multishell) 砷化銦鎵納米線。實驗顯示，這種納米線的晶體管性能極好，具有優(yōu)異的開/關(guān)行為和快速操作性能。(Link to Letter p. 189)

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