2014年07月17日《自然》杂志精选

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封面故事：通过大规模压缩研究巨大行星内部条件
Ramp compression of diamond to five terapascals
本期封面所示为位于美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的“国家点火装置”(NIF)的靶室内部——从右边进入的物体是靶子定位器，在其上安装厘米尺度的靶子。关于物质在极端压力条件下的行为的知识，对于描述如木星和很多太阳系外行星等巨大行星的内部状态是必不可少的。NIF正在通过高达5000万个大气压的“无激波动态(斜坡)压缩”进行实验天体物理学研究。通过在NIF以低于聚变实验所用温度的温度下进行实验，Raymond Smith及同事在重现巨大行星内部深层条件方面达到了一个新的实验基准。他们描述了被前所未有地压缩到密度为12 g cm−3的碳的性质。这些结果也为在量子力学早期所建立的量子统计理论提供了一些最直接的实验验证。封面图片提供：劳伦斯·利弗莫尔国家实验室。（doi: 10.1038/nature13526 & doi: 10.1038/511294a）
通过分歧发生的物种形成
Genetics of ecological divergence during speciation
三刺鱼(Threespine sticklebacks)是研究生态分歧和物种形成的一个经典系统。在这篇论文中，研究人员对一对同域物种(它们相对来说近期才发生了分歧)负责“小生境分歧”的性状做了基因组分析。作者发现，底栖物种和表层物种之间的大部分差别都是很多基因的综合效应造成的。因此，杂种往往处于中间状态，并且因觅食性状之间的功能错配而在进食方面表现较差。（doi: 10.1038/nature13301）
肿瘤细胞的保护层
The cancer glycocalyx mechanically primes integrin-mediated growth and survival
细胞糖萼(覆盖细胞表面的一个糖蛋白/多糖层)的组成通过组织分化和疾病等过程随细胞性质的变化而变化。Valerie Weaver及同事试图弄清癌细胞中糖萼组成的变化是否会影响癌症表现型。他们发现，大块糖萼是转移性癌细胞的一个特征，是由大型糖蛋白的生成而产生的。大块糖萼会以物理方式将被称为“整联蛋白”或“粘合素”的糖蛋白粘附分子束缚住，后者反过来又会促进一个有利于细胞生存和增殖的信号传导体系。临床研究显示，大型糖蛋白在来自侵袭性乳腺癌患者的循环肿瘤细胞上大量表达。这些发现表明，糖萼及其分子组分是以使跨膜受体信号传导正常化为目的的治疗干预的有吸引力的目标。（doi: 10.1038/nature13535 & doi: 10.1038/nature13506）
通过小生境工程来造血
Reprogramming human endothelial cells to haematopoietic cells requires vascular induction
Shahin Rafii及同事介绍了一个方法，它利用四个转录因子连同一个人造无血清血管小生境平台，来将人内皮细胞(它们组成血管内壁)重新编程为具有长期多能祖细胞活性的造血细胞。这样获得的重新编程的血细胞一旦植入小鼠模型中，能够循环、寻的和嫁接进骨髓中，重建造血功能。这种自体造血方法对于遗传性和获得性血液病的治疗具有可能的临床应用潜力。（doi: 10.1038/nature13547）
利用R-环来促进癌症
BRCA2 prevents R-loop accumulation and associates with TREX-2 mRNA export factor PCID2
R-环(自然出现的三链核酸结构，由一个RNA–DNA杂合体和被取代的单链DNA组成)是基因组不稳定性的潜在诱导因素之一。这项研究显示，TREX-2 (在“信使核糖核蛋白”(mRNP)的生物生成和输出中所涉及的一种复合物)通过与乳腺癌易感基因因子 BRCA2相互作用来处理R-环。不含BRCA2的人细胞会积累高水平的R-环。在肿瘤抑制因子与R-环之间的这一出乎意料的相互作用表明，R-环也许是造成复制应激和肿瘤发生的一个主要原因。（doi: 10.1038/nature13374）
芜青黄花叶病毒TLS的晶体结构
The structural basis of transfer RNA mimicry and conformational plasticity by a viral RNA
40多年前人们发现，一些病毒RNA基因组在感染过程中在它们的3´端被氨酰化。允许这种改变发生的序列已知是tRNA-like structures (TLSs)，它们被认为是分子模仿和RNA多功能性的原型。在这项研究中，Jeffrey Kieft 及同事解决了来自芜青黄花叶病毒的TLS的晶体结构。该TLS的结构使其能够轻易折叠和展开，这与更为刚性的tRNA形成对比。同时该结构还有两个面：一个模仿tRNA，另一个与tRNA背离。（doi: 10.1038/nature13378）
新烟碱造成鸟类种群数量降低
Declines in insectivorous birds are associated with high neonicotinoid concentrations
最近几十年新烟碱杀虫剂的使用被发现与蜜蜂和其他无脊椎动物传粉者数量下降有关。Caspar Hallmann等人发表了来自荷兰的数据，它显示在以昆虫为食的农场鸟类种群数量的下降与“吡虫啉”(一种新烟碱)在水中的浓度之间存在一个关联。即使将其他土地利用变化也考虑进去，这一空间关联仍然存在。作者提出，新烟碱也许对生态系统有一个级联效应，该效应在未来关于杀虫剂使用问题的立法中应当考虑进去。（doi: 10.1038/nature13531 & doi: 10.1038/nature13642）
Dawn探测器揭示小行星Vesta的地壳-地幔边界
A deep crust–mantle boundary in the asteroid 4 Vesta
美国国家航空航天局的Dawn探测器在绕小行星“4 Vesta”的轨道中运行了超过一年时间，所获数据有助于对太阳系中星子的性质进行重新评估。在这篇“分析”文章中，Harold Clenet 及同事对关于Vesta上的Moho (从该小行星的地壳到地幔的过渡带)的可能深度的相关证据进行了研究。根据Dawn探测器提供的关于Vesta表面物质的数据，再结合撞击模拟，本文作者得出结论说，Vesta的Moho深度超过80公里。它的深度较大也意味着其地幔要比过去所预计的薄。（doi: 10.1038/nature13499）
降低太阳能电池成本的方法
A low-cost non-toxic post-growth activation step for CdTe solar cells
基于碲化镉(CdTe)的太阳能电池是目前在用的最高效的光伏系统之一。但Jonathan Major等人认为，仍然有很大的提高空间。尤其是，他们发现有可能用一种廉价的、无毒的替代品MgCl2来取代昂贵的、不环保的含镉的盐(CdCl2)，后者长期被用来在加工过程中“激活”CdTe。这一改变似乎对电池性能无害，但却显示了降低加工成本和环境风险的很大潜力。（doi: 10.1038/nature13435）
大尘埃颗粒的一个超新星来源
Rapid formation of large dust grains in the luminous supernova 2010jl
尘埃颗粒在整个宇宙中几乎都有，对星系演变、行星形成和很多其他过程都至关重要。然而我们仍不清楚所有这些尘埃都是从哪里来的以及它们是怎样到达能够形成恒星的星系的严酷环境中的。最近的研究工作表明，尘埃也许是在超新星残体中形成的，尽管随后对明亮超新星SN 2010jl所做观测证明这种观点并不确定。现在Christa Gall 等人报告了对SN 2010jl所做的光谱观测，其结果表明尘埃会在该超新星周围介质中快速(40-240天)形成。这种尘埃依赖于波长的消失表明存在非常大的颗粒，直径大于一微米，它们能抗破坏。在这之后(大约500-900天的时候)，近红外热发射谱表明，尘埃质量加速增长。（doi: 10.1038/nature13558 & doi: 10.1038/nature13640）