2014年10月09日《自然》杂志精选

yhs210

封面故事：洞穴壁画中的具象艺术
Pleistocene cave art from Sulawesi, Indonesia
本期封面所示为在印尼苏拉威西一个洞穴中发现的壁画，画面中有一头小野牛(一种倭水牛)和用人手作模板绘出的图案。新的年代研究结果向认为欧洲处在现代人类智慧和文化演变的一个关键阶段之中心的传统观点提出了挑战，这种观点主要以在距今大约4万年前洞穴壁画中具象艺术或再现艺术的出现为依据。关于来自印尼苏拉威西玛洛斯岩溶地区洞穴的一系列野生动物手模图案和绘画的新的年代研究数据表明，具象艺术差不多是在“晚更新世”时期世界相对的两端同时出现的，要么难道说第一批智人(现代人)的洞穴壁画创作方式此前数万年就离开非洲了？封面：Maxime Aubert。（doi: 10.1038/nature13422 & doi: 10.1038/514170a）
什么造成了中国的雾霾？
High secondary aerosol contribution to particulate pollution during haze events in China
空气污染是中国的一个重要环境问题，但雾霾事件期间造成大量颗粒物之存在的因素仍然很不清楚。这篇论文对2013年1月严重雾霾污染事件期间中国四个城市中市区位置颗粒物的化学性质和来源进行了研究，发现这次事件在很大程度上是由二次气溶胶的形成造成的。这表明，只关注一次颗粒排放物的减排策略不大可能完全有效。如果要减少中国的颗粒物污染，可能还需要采取其他措施，如对来自化石燃料燃烧(主要是煤和交通运输)和生物质燃烧的挥发性有机物的排放加以控制。（doi: 10.1038/nature13774）
利用电子显微镜获取振动光谱
Vibrational spectroscopy in the electron microscope
对材料和化学物质的振动行为敏感的光谱(如红外光谱和拉曼光谱)，被广泛用来了解化学和物理性质。这些振动激发原则上也可以被“电子能量损失谱”(EELS)检测到，但该效应比较弱，提取这种信号所需的能量分辨率迄今为止在电子显微镜中还做不到。在这项研究中，Ondrej Krivanek及同事证明，现在电子显微镜领域的最新进展意味着，振动谱能够以高空间分辨率在扫描透射电子显微镜中获得。作者介绍了在无机和有机材料方面的应用示例，其中包括氢的直接检测，这种能力在对氢存储材料和生物组织等各种不同系统的分析中可能会有很大用途。（doi: 10.1038/nature13870 & doi: 10.1038/514177a）
半胱天冬酶在先天免疫中的传感作用
Inflammatory caspases are innate immune receptors for intracellular LPS
一个“非经典”先天免疫通道(独立于“Toll-样受体-4”、但涉及半胱天冬酶-11)最近在小鼠身上被发现，在那里其作用是识别来自致病细菌的脂多糖 (LPS)。在这篇论文中，Feng Shao及同事对这一通道和人类身上一个类似的通道进行了研究。他们发现，半胱天冬酶-11和半胱天冬酶-4分别是小鼠和人类的胞质LPS的直接传感器，在细胞内细菌感染中介导炎性细胞死亡。（doi: 10.1038/nature13683）
RNA套索的结构
Crystal structure of a eukaryotic group II intron lariat
RNA剪接的第一个步骤涉及一个套索(或与套索相似的结构)在一个自催化过程中的形成。这是在一个 “2′-5′ phosophodiester”连接形成之后由内含子(intron)一端的一个切口造成的。现在，Navtej Toor 及同事获得了这一分岔中间体的结构，揭示了该结构在剪接的两个步骤之间重排的详细情况。该结构的核心含有四个镁离子，它们对基质进行组织，促进套索的形成。关于一个 “Group II”内含子的这些数据也有助于了解“剪接体”(Spliceosome)的作用。（doi: 10.1038/nature13790 & doi: 10.1038/nature13754）
人造甜味剂的有害作用
Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota
我们使用不含热量的人造甜味剂已经超过一个世纪了。今天食品工业将它们用在食品中的数量越来越大，同时它们也被推荐用于减肥和供患葡萄糖耐受不良及2-型糖尿病的人使用。Eran Elinav及同事发现，三种最常用的不含热量的人造甜味剂(糖精、三氯蔗糖和阿斯巴甜)的消耗，会直接诱发小鼠产生肥胖和葡萄糖耐受不良倾向。这些效应由小肠微生物群的组成和功能的变化调节，有害代谢效应可以通过“粪便移植”转移给无菌小鼠，并可通过抗生素治疗被消除。作者显示，人造甜味剂能诱发健康人士发生菌群失调和葡萄糖耐受不良。他们提出，可能有必要制定专门针对个体以及针对肠道微生物群变化的新的营养策略。（doi: 10.1038/nature13793 & doi: 10.1038/nature13752）
Dis3l2的结构被确定
Mechanism of Dis3l2 substrate recognition in the Lin28–let-7 pathway
发育调控因子和多能性因子Lin28，通过激发微RNA前体依赖于TUT4/7的“寡尿苷化”来抑制微RNA let-7的生物生成。这一改变以pre-let-7为目标，让其被核糖核酸外切酶Dis3l2降解。为了解这种目标是怎样被识别的，Leemor Joshua-Tor及同事获得了结合到一个oligoU基质上的小鼠Dis3l2的结构。这一漏斗样结构显示，RNA被送到一个活性点上，该活性点与在外来体的相关催化亚单元中所看到的活性点截然不同。该oligo的12个尿嘧啶是在一个复杂的相互作用网络中被识别的，从而为目标的特异性提供了基础。（doi: 10.1038/nature13553）
与亚核结构相关的增强子激发
Required enhancer–matrin-3 network interactions for a homeodomain transcription program
POU 同源域转录因子Pit1是脑垂体发育所需的。在这项研究中，Michael Rosenfeld及同事发现，被Pit1占据的增强子与核架构成分matrin-3 和Satb1发生相互作用，而这一联系是被Pit1调控的基因的激发所需的。Pit1所发生的一个与疾病相关的突变会破坏与matrin-3网络的相互作用，导致转录活性的丧失。这些实验显示了亚核架构蛋白在发育基因的激发中所起的一个未曾预料到的结构。（doi: 10.1038/nature13573）
WTe2的巨大磁阻
Large, non-saturating magnetoresistance in WTe2
向一种磁阻性材料施加一个磁场，其电阻就会发生变化，这是一个在技术上有用的现象，比如说在硬盘的数据阅读传感器中就得到了利用。Mazhar Ali 及同事现在识别出一种材料(二碲化钨或WTe2)，在其中，磁阻效应异常大：电阻可以被改变百分之1300万以上。其显著的磁阻在非常高的磁场中和极低的温度下才会显示出来，所以实际应用目前尚没有可能。但这一发现却为关于磁阻性的研究提出了新方向，它们最终可能会导致这一效应的新用途的出现。（doi: 10.1038/nature13763）
超亮X-射线源的动力是什么？
A mass of less than 15 solar masses for the black hole in an ultraluminous X-ray source
“超亮X-射线源”(ULXs)是非核点源，它们被普遍认为要么含有中等质量的黑洞，要么含有较小的、从一个双星伴星吸积而成的恒星质量的黑洞。对ULXs进行研究，能提供关于黑洞形成和/或高“Eddington速度”吸积模式的信息。本期Nature上的两篇论文描述了具有异常性质的脉动ULXs。Christian Motch等人发现，星系NGC 7793 中的P13源在一个周期约为64天的双星体系中。通过模拟来自B9Ia供体星的X-射线加热作用的强可见光和紫外线调制，他们将该黑洞质量约束为小于15个太阳质量。Matteo Bachetti等人对星系M82中的一个源进行了观测，脉动数据表明，这个源含一个中子星而不是一个黑洞，从而向认为黑洞为大多数明亮X-射线双星提供动力的假设提出了质疑。（doi: 10.1038/nature13730 & doi: 10.1038/514171a）