标题: 2014年09月11日《自然》杂志精选 [打印本页] 作者: yhs210 时间: 2014-9-12 23:18 标题: 2014年09月11日《自然》杂志精选 封面故事：白颊长臂猿的基因组
Gibbon genome and the fast karyotype evolution of small apes
本期封面上是一只5个月大的雌性北方白颊长臂猿(Nomascus leucogenys)，名叫“辣椒”。很多种长臂猿都是来自东南亚的小型树栖猿类，其中大多数都被世界自然保护联盟(IUCN)列为“濒危”或“极度濒危”物种。Lucia Carbone及同事在其所发表的关于白颊长臂猿基因组的论文中，提供了关于这样一个介于“旧世界”猴子与类人猿之间的物种类别的生物学和进化史的有趣信息。作者对一个长臂猿特有的反转录转座子何以有可能成为长臂猿基因组可塑性之源进行了研究。迅速的核型演化结合多次气候和环境变化，也许可解释四个长臂猿属几乎瞬时发生的分化。对涉及前肢发育和结缔组织的基因的选择，也许与长臂猿在热带林冠中独特的运动方式有关。封面：Gabriella Skollar 2011年7月摄于美国加州圣克拉里塔的长臂猿保护中心。（doi: 10.1038/nature13679）
四类胃腺癌
Comprehensive molecular characterization of gastric adenocarcinoma
来自“癌症基因图谱”(TCGA)项目的这篇论文描述了对295个原发性胃腺肿瘤所做的分子评估。基于这些结果，作者提出一个新颖的分类方式，根据以下指标将胃腺癌分成四个亚型：Epstein–Barr病毒阳性状态、微卫星(microsatellite)不稳定性、染色体不稳定性或基因组稳定性。 鉴于这些亚型的胃癌识别在组织学和病因学上的异质性，采用一个可被方便地用于患者样本的方案，应能帮助对定向疗法进行患者分层(patient stratification)和试验。（doi: 10.1038/nature13480）
明确复杂分子的流水线合成
Assembly-line synthesis of organic molecules with tailored shapes
生物系统已经形成了与分子流水线过程相似的复杂的有机合成机制。此前，化学家一直只能模仿这种方式来合成肽和寡核苷酸，生成简单的酰胺(C‒N)或磷酸酯(P‒O)键。本文作者通过硼酸酯在试剂控制下的迭代同素化生成一个分子流水线，以这种方式来模仿自然过程。该过程依赖于 “α-lithioethyl tri-ispopropylbenzoate”的反应活性，后者以高保真度和立体控制方式插入到碳-硼键内。每个链延伸步骤都产生一种新的硼酸酯，后者马上就可用于进一步的同素化。他们用这种方法生成了包含十个连续的、在立体化学上明确的甲基官能团的几个有机分子。这项工作朝着具有可预测形状的复杂分子的合理设计和合成的方向迈出了一步。（doi: 10.1038/nature13711）
了解周围环境
A synaptic and circuit basis for corollary discharge in the auditory cortex
为了解自己的环境，大脑的感觉区域不仅必须处理外部刺激，而且必须处理内部产生的神经信号，如运动指令。Richard Mooney及同事对运动信号影响自由行动小鼠的听觉皮层活动的突触和回路机制进行了定性。在运动、梳理和发声过程中，听觉皮层的激发性神经元会降低它们的活动，而与这种降低同时发生的是抑制性中间神经元活动的增加。通过对“次运动皮层”中的神经元(它们向听觉皮层产生长距离投射)进行光遗传学控制，便足以改变听觉皮层中由感觉激发的活动。这些发现为自主运动和外部感觉信号何以能够被整合在一起以便有可能来帮助提高听力提供了一个回路基础(circuit basis)。（doi: 10.1038/nature13724 & doi: 10.1038/nature13658）
植物气孔发育的控制
Carbonic anhydrases, EPF2 and a novel protease mediate CO2 control of stomatal development
大气二氧化碳水平的持续上升，在全球尺度上正在抑制植物叶子中气孔的发育。这一点，再加上农业用水日益缺乏，会显著影响植物碳吸收、热应激和水分利用效率。Julian Schroeder 及同事对二氧化碳控制气孔(植物用它们来调控叶子中的气体交换)发育的基因和机制进行了研究。他们识别出一个机制框架：在二氧化碳水平高时，细胞外信号传导和碳酸酐酶调控一个被称为CRSP的新颖的蛋白酶和前肽EPF2，而这反过来又会抑制气孔发育。（doi: 10.1038/nature13452）
“光系统II”的X-射线结构
Serial time-resolved crystallography of photosystem II using a femtosecond X-ray laser
人们最近发现，来自X-射线自由电子激光器的极短和极强的辐射脉冲，可被用来在纳米至微米大小的蛋白晶体受到辐射损害之前获得它们的衍射数据。人们希望，这种“序列飞秒晶体学”(SFX)方法将能够获得那些不会产生非常有序的宏观晶体的蛋白和蛋白复合物的结构。本文作者收集到了关于光合作用的“光系统II”的小晶体在其从“暗”的S1状态向双激发的S3状态转变过程中的具有时间分辨率的SFX数据。当前，这一方法的分辨率还不是很高，但却足以显示位于“放氧复合体”核心的Mn4CaO5团簇上以及电子受体点上发生的显著的构形变化。（doi: 10.1038/nature13453）
热带安迪斯山区的冰川化
A major advance of tropical Andean glaciers during the Antarctic cold reversal
“新仙女木事件”是一个寒冷时期，正好发生在当今温暖的间冰期之前。有明确证据表明，它在北半球大部分地方都发生了，但关于其在全球范围内的程度仍然存在争议。以前在热带安迪斯山区进行的研究工作表明，在“新仙女木事件”期间曾发生大范围的冰川扩展。Vincent Favier及同事发表了对冰川沉积所做的新的宇宙发生年代研究结果和对来自其他冰川化安第斯景观的现有数据集所做的重新评估。他们发现，实际上最大规模的冰川扩展发生在之前的“南极转冷”(Antarctic cold reversal)期间。现在，“新仙女木事件”看来并不是一次大的冰川扩展事件，而是可能与小幅度的冰川消退有关。（doi: 10.1038/nature13546）
类星体之间所存在差异的来源被识别出
The diversity of quasars unified by accretion and orientation
类星体是由物质向星系中心的超大质量黑洞上的吸积来提供动力的。在这篇论文中，Yue Shen 和Luis Ho 试图解决一个长期未决的问题：类星体所表现出的显著波谱多样性的物理基础。基于来自很大一组均一的类星体的数据，本文作者证明，所观测到的类星体性质之差异可归于两个基本参数：向中心黑洞上的吸积速度(以 “Eddington ratio”形式来测定，由光度除以黑洞质量获得)和接近黑洞绕轨运行的气体云的一种盘状分布的取向。（doi: 10.1038/nature13712 & doi: 10.1038/513181a）
道路建设路线图
A global strategy for road building
随着人口数量和资源利用的继续增长，运输需求也在继续增长。道路会带来社会经济利益，如便于农业生产等，但道理建设经常是随意进行的，预计的道路扩张大部分将出现在具有重要生态意义的地区。更认真的规划对于降低其潜在的有害环境影响可能会至关重要。这项研究将关于新道路预期社会经济利益的数据与全世界环境价值的量值相结合，创建了关于在道路建设的人类和环境方面之间保持平衡的一个“全球路线图”。作者识别出了可以鼓励道路建设的地区、应当避免道路建设的地区以及存在利益冲突、需要认真决策的地区。（doi: 10.1038/nature13717 & doi: 10.1038/nature13744）
大气中羟基的北-南分布
Observational evidence for interhemispheric hydroxyl-radical parity
羟基自由基是一种重要的大气氧化剂，但我们关于其全球分布的知识仍然不精确，对北半球与南半球羟基自由基浓度之比的估计值在0.85 到1.4之间变动。本文作者采用一个三维化学输送模型(该模型对半球间的输送情况已利用六氟化硫的测量值得到了很好确认)，获得了一个半球间羟基自由基比数值，即0.97±0.12。这个信息可帮助提高我们对大气污染物和温室气体命运的认识。（doi: 10.1038/nature13721 & doi: 10.1038/513176a）