2014年12月11日《自然》杂志精选

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封面故事：生物多样性保护
过去35亿年某些时候地球上曾经存在过的物种95%以上都已经消失了，其中很多是在大规模灭绝中消失的。这让人们将目光聚焦于那些仍然存在的物种以及它们存活的机会有多大。在本期Nature的一篇News Feature文章中，我们试图对地球上仍然存在的生命进行盘点(结果证明这并不是一件简单的事情)，同时提出一个问题：我们需要采取什么样的保护措施来停止生物多样性的消耗性丧失？封面：圭亚那帕卡赖马山的濒危黑眼树蛙(Agalychnis moreletii)。（doi: 10.1038/516158a）
氯化物通道的结构
在本期Nature上发表的两篇论文中，作者发布了两个由Ca2+激发的氯化物通道的X-射线晶体结构，它们是这种类型通道的首次发表的结构。Janine Brunner等人使“脂质混杂酶”发生了结晶，这种酶是催化脂质在一个双层的两叶之间运动的一种膜蛋白。该结构显示了一个亲水性跨膜空腔，该空腔暴露于脂质双层，催化过程可能在那里发生。Veronica Dickson等人使 “bestrophin-1”发生了结晶。这个家族的蛋白会响应于细胞内Ca2+ 浓度的上升将它们的阴离子选择性小孔打开。该结构显示，Ca2+ 结合到一个五聚跨膜通道的胞质区域；并且还显示，该小孔是95 Å 长，有至少15个不同的阴离子结合点。（doi: 10.1038/nature13984 & doi: 10.1038/nature13913 & doi: 10.1038/nature13944）
解密诱导多能性
“Project Grandiose”联合项目组的研究人员，在本期Nature上发表的两篇论文中和在Nature Communications上同时发表的三篇论文中，报告了他们为表征与由转录因子介导的向多能性的重新编程有关的蛋白、DNA和RNA变化所做工作。在第一篇NNature论文中，Andras Nagy 及同事报告说，当要让小鼠胚胎成纤维细胞表达高水平的重新编程因子时，它们会达到另一种状态，即多能稳定状态，该状态被称为F-class (这里的 “F”是英文‘Fuzzy’的第一个字母，原因是细胞群在培养中外观是“模糊”的)。第二篇论文对描述实现多能性的途径的转录组、表观基因组和蛋白质组数据集进行了广泛分析。它们描述了实现诱导多能性的几个路径的存在，这些路径以截然不同的表观遗传事件为特征。在一篇News & Views文章中，Juan Carlos Izpisua Belmonte在其他最新研究工作的背景下对所有五篇论文的结果进行了讨论，并对多能性的另类状态之存在的可能性进行了推测。（doi: 10.1038/nature14047 & doi: 10.1038/516172a & doi: 10.1038/nature14046 & doi: 10.1038/516162a）
一个活细胞中的组蛋白修饰
组蛋白的转录后修饰在基因调控中起重要作用，但这些标记是否是转录或在下游所造成后果的活跃调控因子仍不清楚。在这项研究中，Tim Stasevich等人利用荧光显微镜方法以高时间分辨率对单个活细胞中组蛋白乙酰化与“RNA聚合酶II”活性之间的动态互动进行了调查。组蛋白H3 Lys27在一个活跃基因位点上的乙酰化会增强对一个转录激活因子的吸引，加速“RNA聚合酶II”从启动到伸长的转变。这些发现表明，组蛋白乙酰化对转录激发的两个不同步骤有一个因果效应。（doi: 10.1038/nature13714）
“酪蛋白激酶-2”调控转录伸长
组蛋白的转录后修饰涉及包括转录在内的各种核过程的调控。在这项研究中，Michael Rosenfeld 及同事发现，组蛋白H2A的球形区域的一个保守的酪氨酸残基Y57被“酪蛋白激酶-2”(CK2)未曾料到的酪氨酸激酶活性磷酸化。这一修饰影响一系列与活跃转录相关的组蛋白标记，并在转录伸长中起一定作用。（doi: 10.1038/nature13736）
B-细胞淋巴瘤中的缺陷信号
S1PR2–Gα13–ARHGEF1信号通道中的功能破坏突变在“生殖中心B-细胞类弥漫性大B-细胞淋巴瘤”(GCB-DLBCL)中普遍存在，这种淋巴瘤是发生频率最高的non-Hodgkin’s淋巴瘤类别之一。这篇论文显示，小鼠这一信号通道的失活使得Akt能够被激活，同时促进“生殖中心B-细胞”的扩散，这说明功能破坏突变在大B-细胞淋巴瘤的全身扩散中起一定作用。（doi: 10.1038/nature13765）
MapZ 引导细胞分裂蛋白FtsZ
在很多细菌中，细胞分裂机构(包括由保守的微管蛋白同源物FtsZ形成的环)在细胞内的正确放置是由Min系统控制的，该系统在“细胞两极”(cell poles)上阻止FtsZ发生聚合。然而，这一系统在致病细菌“肺炎链球菌”中是缺失的。在这项研究中，Christophe Grangeasse及同事识别出一个放置机制(placement mechanism)，该机制在“肺炎链球菌”中的确发挥作用。该机制依靠细胞内的“锚固蛋白Z”(MapZ)来在细胞赤道上形成环结构(该结构随细胞伸长会分开)，充当细胞分裂点的一个永久灯塔。MapZ与FtsZ发生相互作用，来为细胞分裂定位Z-环。（doi: 10.1038/nature13966 & doi: 10.1038/nature14071）
类似蜘蛛的应变传感器
通常，当在仿生背景下提到蜘蛛时，人们都会讨论蜘蛛丝引人瞩目的抗拉强度。但在这项研究中，Mansoo Choi 及同事则从蜘蛛用来检测其网中振动的狭缝感觉器官获得了灵感。作者制成了一个基于纳米尺度的机械裂缝的传感器，它由置于一个柔性聚合物层上的一个铂薄层(在该薄层中以受控方式产生小裂缝)组成。随着裂缝打开和闭合，振动和压力变化便可以铂薄层中导电性的变化的形式被测到。该装置的潜力通过各种不同实例得到了演示，如一个能检测一只拍动翅膀的瓢虫的像素化的传感器以及一个能测定和重放音乐的柔性传感器。它可以被方便地安装到人皮肤上，用于语音识别和生理信号监测等目的。（doi: 10.1038/nature14002 & doi: 10.1038/516178a）
质子能够穿透完美石墨烯层
一个完美的石墨烯层是所有原子核分子都无法穿透的：即便是最小的原子氢预计在几十亿年内也不会穿过石墨烯致密的电子云。这个特点被认为可以延伸到其他二维晶体，如六角形氮化硼和二硫化钼。Sheng Hu及同事现在发现，令人吃惊的是，石墨烯和六角形氮化硼(但不包括二硫化钼)的单层对质子具有高度可穿透性。该特性，再加上它们的稳定性，表明这些单层材料有望用于很多基于氢的技术中。（doi: 10.1038/nature14015 & doi: 10.1038/nature14074）
形成类似太阳的恒星需要很长时间
关于星际致密云核心中恒星和行星形成的一些模型预测存在一次快速坍缩，其他模型则预测存在一个需要100万年以上的慢速收缩。Stephan Schlemmer 及同事采用氢(H2)化学时钟的一个新颖变通形式来确定含有IRAS 16293-2422 A/B (一组新生的太阳型恒星)的致密云核心的年龄。重氢化的分子H2D+的低能转动线在射频波长可以被观测到，并且可被用来确定H2D+的正位-对位自旋异构体的比例，这个比例在该云中的条件下只随时间发生变化。与以前基于N2H+ 时钟获得的结果相一致的是，作者还估计成星致密云核心的年龄大约为100万年，而不是快速坍缩模型所得出的10万年。（doi: 10.1038/nature13924）