2014年05月15日《自然》杂志精选

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封面故事：电磁噪音让鸟儿失去方向
Anthropogenic electromagnetic noise disrupts magnetic compass orientation in a migratory bird
很多候鸟依靠地球磁场掌握方向，尽管它们是用什么机制来探测这一极弱磁场的仍不清楚。Henrik Mouritsen及同事发现，2004年秋和2006年秋之间在奥尔登堡大学校园内的木屋中测试的夜间迁移的鸣鸟(欧洲知更鸟)似乎无法找到正确的迁徙方向。在这一意外发现之后，他们进行了对照试验，以弄清到底发生了什么。他们发现，当知更鸟暴露于频率在大约20kz 和20MHz之间的低水平AM电磁噪音(这是消费电气和电子设备通常产生的那种噪音)时，它们便会失去利用地球磁场的能力。有趣的是，这种电磁噪音的磁成分比世界卫生组织(WHO)当前纲要中采用的暴露下限低1000倍，但它却能扰乱一种高等脊椎动物的整个感觉系统。当将这些实验鸟在2 kHz到5 MHz的频率范围内与电磁噪音屏蔽开来时，或在一个农村环境中对其进行测试时，它们会重新获得用地球磁场来定向的能力。（doi: 10.1038/nature13290 & doi: 10.1038/nature13334）
视网膜的方向感
Space–time wiring specificity supports direction selectivity in the retina
哺乳动物视网膜的运动检测过去一直被认为在很大程度上依靠“ 星爆无长突细胞”(SACs)的树突的内在生物物理。现在，Sebastian Seung及同事通过EyeWire 脑绘图游戏(brain-mapping game)将新的机器学习方法与“众包”(crowd sourcing)方法相结合来重绘无长突细胞和双极细 胞的连线图。他们的结果表明，方向选择性是在突触前层面上、在无长突细胞的时空输入信号中就确定了的，这说明神经回路而非SACs的内在性质才是方向选择性的关键。这一新方法在某些方面使小鼠视网膜与作为昆虫视觉特征的Reichardt运动检测器更接近了。（doi: 10.1038/nature13240）详细报道 玩网游也能发《自然》文章 众包研究新典范
能够利用扩展遗传代码的一种细菌
A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet
遗传代码很简单：形成两对的四个碱基(A-T和G-C)被用在所有生命中。对这一代码加以扩展、将非天然核苷酸和碱基对也包括在内一直是合成生物学的一个目标，因为它将为出于特定目的定制生物铺平道路。虽然这一点已在体外原理证明实验中做到，但一个扩展的代码的稳定传播此前一直没有在活体中演示过。Floyd Romesberg 及同事提供的证据表明，两种憎水核苷酸d5SICSTP 和dNaMTP能够被添加到表达一种外源藻类三磷酸核苷运输分子的大肠杆菌在其内生长的介质中，这些核苷酸将会被吸收到基因组中，而不会被修复通道当成病变。因此，含有DNA的非天然碱基对被复制，而细胞生长不会受到显著影响。（doi: 10.1038/nature13314 & doi: 10.1038/nature13335）详细报道 Nature：DNA多了两个全新的碱基！
丙肝病毒包膜的结构
Structure of the core ectodomain of the hepatitis C virus envelope glycoprotein 2
目前还没有针对丙肝病毒的疫苗，所以重要的是要对该病毒的感染过程有更多了解。Joseph Marcotrigiano及同事获得了丙肝病毒表面糖蛋白E2的核心域的晶体结构。该结构显示，与人们的预料相反的是，E2不大可能是病毒融合蛋白。这项研究有助于澄清E2所起作用以及丙肝病毒的进入机制。（doi: 10.1038/nature13117）详细报道 Nature：科学家识别出HCV表面蛋白的核心结构
父辈行为的神经控制
Galanin neurons in the medial preoptic area govern parental behaviour
性体验使雄性小鼠跟幼崽打交道的行为方式发生剧变——“处男”雄鼠攻击幼崽，而做了父亲的成熟雄鼠则会表现出父爱。现在Catherine Dulac 及同事发现，信息素感应能力受损的“处男”雄鼠不攻击幼崽。更不可思议的是，作者还识别出表达神经肽“甘丙肽”的一个亚类的下丘脑神经元，“处男”雄鼠的这些神经元的激活会抑制它们的进攻性，诱导它们去关爱幼崽。表达“甘丙肽”的神经元的遗传去除，导致针对幼崽的母爱和父爱反应都会受到极大影响。在雄性和雌性中从分子层面都发现了控制育幼行为的一类神经元，这很有可能吸引来自神经科学家和动物行为学家的广泛兴趣。（doi:10.1038/nature13307 & doi: 10.1038/509294a）
嘌呤能信号传导的两面性
Nucleotide signalling during inflammation
嘌呤能信号传导事件在炎症中所起的作用是两方面的：嘌呤能P2受体(被ATP和其他一些核苷酸激活)在发起针对入侵的病原体或肿瘤的正确炎性反应中至关重要，但P2X/P2Y信号传导在哮喘、慢性肺病或肠炎等状况下能造成慢性炎症的开始和持续。这篇Review文章关注ATP受体信号传导的复杂生物学问题的健康方面。作者的结论是，细胞外ATP信号传导的药理放大有望成为癌症和传染病的一种治疗方式，阻断P2R信号传导、促进ATP向腺苷的细胞外转化和激活腺苷受体等办法对于急性或慢性炎症可能会有疗效。（doi: 10.1038/nature13085）
镍在小分子合成方面的应用
Recent advances in homogeneous nickel catalysis
镍是一种重要催化剂，自上个世纪70年代以来有机化学家对其特别感兴趣，既用它来催化交叉偶联反应，也用它来催化烯烃和炔烃的一系列反应。这篇Review文章关注均相镍催化在小分子合成上的应用方面所取得的最新进展，包括由镍介导的交叉偶联反应和C-H键激发反应。（doi: 10.1038/nature13274）
新型含氮天然产物被合成
Total synthesis and isolation of citrinalin and cyclopiamine congeners
这篇论文报告了天然产物citrinalin B 和cyclopiamine B的首次合成。作为这项研究的一个“副产品”，作者还提出了对citrinalin B的最初结构的一个修正。氮原子在一个目标分子中的存在因氮的碱性和易于被氧化的特性而会使其合成复杂化。这个问题可以通过能够降低碱性的官能团的选择性引入和去除来绕过。异戊烯基化吲哚类生物碱citrinalin B 和 cyclopiamine B是通过对该方法的一个优化生成的，这一结果向包括奎宁和吗啡等治疗性药物在内的一类化合物打开了合成化学的大门。（doi: 10.1038/nature13273 & doi: 10.1038/509293a）
c-kit细胞在心脏再生中只起很小作用
c-kit+ cells minimally contribute cardiomyocytes to the heart
表达酪氨酸激酶/原致癌基因c-kit的内源性心脏祖细胞一直被认为是受伤后生成新的心肌的主要来源，但用成年心脏固有的c-kit细胞所做的其他研究却报告了相反的结果：这些细胞在活体中不能产生心肌细胞。Jeffrey Molkentin及同事利用一个可诱导的世系跟踪系统对这一问题进行了研究。他们发现，心肌细胞从c-kit+世系形成的速度极慢，在生理学上没有多大意义。相比之下，c-kit+细胞对心脏中内皮细胞的生成有实质性贡献。（doi: 10.1038/nature13309）
热带气旋峰值强度向极地方向移动
The poleward migration of the location of tropical cyclone maximum intensity
试图监测热带气旋活动的努力此前一直因包括风暴频率、风暴持续时间和风暴强度等数值在内的全球数据集不一致而受阻。Jim Kossin及同事绕过这一长期未能解决的问题的办法是，关注热带气旋在其寿命期间达到最大强度时的纬度，这个数据要稳定、可靠得多。他们发现，在过去30年间，峰值强度的位置以每十年大约60公里的速度向极地方向稳定移动。这种移动似乎与风的垂直切变和强度的变化相关，而作者认为这些变化可能与热带的宽度最近因全球变暖的增加有关。（doi: 10.1038/nature13278 & doi: 10.1038/509290a）
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原文出处：http://www.bio360.net/news/show/10167.html