2015年01月22日《自然》杂志精选

yhs210

封面故事：石铁陨石的前世今生
“Esquel 石铁陨石”(可以说是迄今发现的最漂亮的陨石)由嵌入在一个铁-镍合金基质中的硅酸盐矿物“橄榄石”的厘米尺度的、达到宝石质量的晶体组成。这些石铁陨石被认为源自一个半径约为200公里的母天体，后者在太阳系诞生之后不久分裂成被一个石质硅酸盐地幔包围的一个液态金属核心。由James Bryson等人对两个石铁陨石(Esquel和Imilac)的铁-镍基质所做的高分辨率磁成像，显示了石铁陨石母天体上的磁活动的一个时间序列记录，它被编码在富含铁的相和富含镍的相的纳米尺度的“交生”(intergrowth)体系中。这一记录捕捉到了该天体的磁场因液体核心固化而消失的最后时刻，为由组成性对流(compositional convection)驱动的一个长期持续的磁场发电机(magnetic dynamo)的存在提供了证据。(Esquel图片来自伦敦“自然历史博物馆”)（doi: 10.1038/nature14114）
内吞和细胞信号作用
细胞通过内吞过程来内化养分和周转膜成分，该过程在大多数情况下都涉及名为“网格蛋白”的蛋白。“内吞蛋白”一直被认为是由“网格蛋白”介导的内吞过程的一个成分，但本期Nature上发表的两篇研究论文显示，这种蛋白介导快速作用的、独立于“网格蛋白”的一种形式的内吞，后者涉及“管囊”的形成。Emmanuel Boucrot等人报告说，这一通道是由配体与运货受体的结合触发的，并且需要“发动蛋白”和“肌动蛋白”这两种蛋白的参与。“内吞蛋白”介导的内吞似乎还有截然不同的“细胞家”(cellular homes)，出现在细胞的前缘上，在那里脂质PtdIns(3,4)P2 确保“内吞蛋白”的参与。这种形式的内吞被发现介导几种有生理功能和与疾病相关的受体的吸收，其中包括“G-蛋白耦合受体”和“酪氨酸激酶”受体。在第二篇论文中，Henri-François Renard 等人提供的证据表明细菌毒素利用相同通道进入细胞，同时他们还发现，“内吞蛋白-A2”与“发动蛋白”和“肌动蛋白”一起发挥作用。（doi: 10.1038/nature14067 & doi: 10.1038/nature14064 & doi: 10.1038/nature14081）
Meikin 蛋白调控染色体分离
在产生生殖细胞的第一次细胞减数分裂过程中，姐妹动粒被来自同一纺锤体极的微管捕捉，以使姐妹染色单体能够被分离进同一子细胞中。现在，Yoshinori Watanabe及同事发现MEIKIN是人们长期寻找的减数分裂特定的动粒因子，它在小鼠生殖细胞中确保单一取向，并在第一次减数分裂过程中保护姐妹染色单体的聚集。它主要通过将激酶PLK1向动粒吸引来发挥功能。以前识别出的芽殖和裂殖酵母蛋白Spo13和Moa1分别被发现是MEIKIN的功能性同系物，同时作者还提出，它们一起形成 “Meikin”家族的减数分裂特定性动粒因子。（doi: 10.1038/nature14097 & doi: 10.1038/nature14087）
Teixobactin——一种具有双目标作用机制的稳定抗生素
临床应用中的大部分抗生素都是通过筛选可培养的土壤微生物发现的，这是一个在很大程度上已经耗尽、没有通过合成方法得到充分替代的资源。因此，对于抗生素抗药性之扩散的担心普遍存在。这篇论文带来了一些好消息：对包括“金黄色葡萄球菌”在内的一系列细菌病原体有活性、并且明显不受抗药性的演变影响的一种新的抗生素已被分离和表征。Kim Lewis 及同事利用最近建立的一个系统对以前未培养的土壤细菌进行原位培养，识别出一种β-变形杆菌 “Eleftheria terrae sp.”，它能产生一种他们称之为 “teixobactin”的酯肽。Teixobactin在活体中有活性，分别以细菌细胞壁中两大主要成分“肽聚糖”和“磷壁酸”其中之一的生物合成通道中的前体为作用目标。寻找对 teixobactin有抵抗力的突变体的筛选工作结果是阴性的，这也许是由这种新颖的双目标作用机制造成的。（doi: 10.1038/nature14098 & doi: 10.1038/nature14193）
免疫球蛋白的一个新作用
一些免疫球蛋白异形体(如小鼠IgG1和人类IgG4)几乎没有能力诱导效应子机制：它们不能高效活化、补足、刺激免疫球蛋白可结晶片段受体(FcRs)或聚集抗原。那么它们干什么呢？Richard Strait 等人提供的证据表明，IgG1 (占主导地位的小鼠IgG子类)有调控功能，通过与IgG3竞争抗原和提高免疫复合物可溶性来防止由IgG3免疫复合物驱动的肾病的发生。这一结果表明，在活化效应子机制方面性能差的IgG异形体也许能通过其他手段防止由免疫复合物造成的免疫疾病。（doi: 10.1038/nature13868）
羊毛硫抗生素生物合成的机制
乳酸链球菌肽 (含硫醚桥的羊毛硫抗生素家族的一个成员)在食品工业已广泛使用了超过40年，没有产生实质性的抗药性。鉴于针对很多临床使用的抗生素的抗药性的出现，这一特性让人们尤为感兴趣。Wilfred van der Donk及同事发表了“羊毛硫抗生素脱水酶”NisB (在乳酸链球菌肽生物合成中所涉及的一种酶)的X-射线结构，并通过生物化学数据显示，NisB将glutamyl-tRNAGlu用于Ser/Thr残基的临界活化。这些发现为在其他类别的天然产物的生物合成中所涉及的很多类似羊毛硫抗生素的脱水酶的功能表征提供了一个基础。（doi: 10.1038/nature13888）
mTORC怎样维持肿瘤生长
mTORC1复合物(见于所有真核细胞中的一种蛋白激酶复合物)已被发现与肿瘤发生有关，因为它已知能刺激蛋白翻译。mTORC1下游的主要效应子通道被认为是4EBP1，后者促进翻译的启动。现在，William Faller等人发现，在小鼠小肠中，mTORC1活性并不是正常动态平衡所需的，但却是由APC肿瘤抑制因子基因突变触发的小肠肿瘤形成所需的。作者发现，通过伸长因子eEF2在S6激酶下游使翻译伸长量(translational elongation)增加是对缺失APC的细胞增殖的一个要求，但不是对正常细胞的增殖的一个要求。这表明，翻译伸长(而不是翻译启动)在活体中是癌细胞增殖的限制因素。这些发现提出一个可能性：以TORC1信号作用为目标，对于防止高风险患者罹患结肠直肠癌也许会有好处。（doi: 10.1038/nature13896）
一种还原性脱卤素酶的作用机制
还原性脱卤素酶是依赖于钴胺素的酶，催化从有机卤化物(含有一个或多个卤素原子的有机分子)去掉一个卤素原子的反应。很大比例的环境污染物是有机卤化物，还原性脱卤素酶造成这些化合物(包括多氯联苯)的生物脱卤。在这篇论文中，作者利用X-射线晶体学方法和EPR光谱方法对来自“ 太平洋硝酸盐还原菌”(Nitratireductor pacificus)的一种可溶的、耐氧的还原性脱卤素酶pht-3B进行了表征。他们的数据表明，钴胺素辅因子中的钴与基质的卤素原子形成一个共价键，通过一个氧化加成反应直接将该卤素原子去掉。这一机制与其他含钴胺素的酶的机制有根本性不同。这些发现对于还原性脱卤素酶在生物改良和生物催化方面的未来应用将会有参考价值。（doi: 10.1038/nature13901）
一种稳定的三价金催化剂
高价过渡金属催化有可能成为合成化学家的一个丰富资源，但由于所涉及络合物的高活性和合成它们所存在的困难在很大程度上没有得到利用。这项研究报告了一种比较容易制备的、稳定的、可调的三价金催化剂的成功开发，它为从易于获得的前体实现高价过渡金属催化提供了一个策略。作者利用一个由一价金催化的温和的碳-碳键断裂反应来生成一种稳定的三价金阳离子络合物。这种络合物能将α,β-不饱和醛活化以发生选择性共轭加成反应，也能将乙醛-丙二烯活化以发生[2+2]环加成反应。（doi: 10.1038/nature14104 & doi: 10.1038/517440a）
高性能钙钛矿太阳能电池
无机-有机卤化铅钙钛矿目前因其在太阳能电池方面的应用而引起人们很大兴趣。迄今性能最好的钙钛矿太阳能电池大多都采用基于甲基铵的钙钛矿。基于甲脒的钙钛矿也显示了希望，但不像前者那样稳定。现在，Nam Joong Jeon及同事发现，基于甲脒的钙钛矿可以通过添加一些基于甲基铵的钙钛矿被稳定，而且采用这样获得的在组成上经过调整的材料的太阳能电池在效率上能达到新的高度。（doi: 10.1038/nature14133）

qiaozheng1

呵呵  没人说话