2014年12月18日《自然》杂志精选

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封面故事:《自然》杂志2014年度10大科学人物
本期封面是关于《自然》杂志编辑评选出的2014年度10大科学人物的。今年的十大人物包括Andrea Accomazzo，他是将Philae 探测器降落在彗星67P/Churyumov–Gerasimenko上的“罗塞塔”(Rosetta)探测任务的飞行主管；Radhika Nagpal，他为在人工智能和机器人研究方面的迅速进展做出了贡献；和Sjors Scheres，他因其关于低温电子显微镜的研究工作而上榜。 《自然》杂志该榜单还包括：Pete Frates，他是退役棒球运动员，患有“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”(ALS)，上榜原因是将“冰桶挑战”变成了今年具有轰动性的社交媒体现象；Sheik Humarr Khan，他本人投身于了解和控制塞拉利昂的“埃博拉”病毒，并于7月死于该疾病；高桥政代(Masayo Takahashi)，她领导了对来自“诱导多能干”(iPS)细胞的细胞所做的首次临床试验；Kopillil Radhakrishnan，印度太空研究组织总裁；David Spergel，他发现了关于来自“婴儿期宇宙”的引力波之发现的报告所存在的问题；Maryam Mirzakhani，数学家，她成为数学界著名的“菲尔兹奖”的第一个女性得主； 和Suzanne Topalian，她所从事的工作在让被称为“癌症免疫疗法”的方法从实验室走向临床中起到关键作用。封面：Peter Crowther Associates/ Début Art通过电脑生成的图像。（doi: 10.1038/516311a）
AUTS2在神经疾病中的作用
多梳类蛋白(它们在发育过程中维持基因抑制)包含两种主要复合物(PRC1和PRC2)，具有截然不同的酶活性。一些PRC1复合物与“自闭症易感性候选基因-2”(AUTS2)有关，这是在神经疾病中经常被破坏的一个基因。在这项研究中，Danny Reinberg及同事发现，AUTS2赋予PRC1一个出乎意料的转录激发功能， PRC1–AUTS2复合体调控神经基因。小鼠中枢神经系统中Auts2 位点的删除导致发育缺陷。正常脑发育期间AUTS2在调控PRC1活性中可能起一个关键作用。（doi: 10.1038/nature13921）
甲型流感病毒聚合酶的完整结构
Stephen Cusack及同事获得了包含亚单元 PA、PB1和PB2、结合到其病毒RNA启动子上的完整流感聚合酶的晶体结构。在两篇论文的第一篇当中，他们发表了来自一个蝙蝠特有的甲型流感病毒的聚合酶的结构，这种流感病毒在演化上与人类/禽类的甲型流感病毒相似。第二篇论文介绍了来自乙型流感病毒一个人类分离毒株的聚合酶的结构。这两个结构一起为流感聚合酶怎样发挥功能、为不同亚单元彼此怎样发生相互作用提供了丰富信息。（doi: 10.1038/nature14008 & doi: 10.1038/516338a & doi: 10.1038/nature14009）
抗流感抗体的产生
通过重建几种流感特有的人类B细胞克隆的系谱树，Antonio Lanzavecchia及同事识别出导致产生针对病毒血凝素分子干区(stem region)的具有高亲和性及广泛中和能力的抗体的一个主要途径。在大多数情况下，一个单点突变会赋予高亲和性结合及中和活性，随后的突变则会赋予更大的反应范围。（doi: 10.1038/nature13764）
逆转录病毒在干细胞多能性中的参与情况
对人“诱导多能干”(iPS)和“胚胎干”(ES)细胞所做的这项广泛分析，识别出一个子类群的细胞，它们显示出灵长类特有的内源性逆转录病毒HERVH的转录水平升高，同时还表现出初始态细胞的特征。HERVH和转录因子 LBP9被发现驱动多能细胞特有的转录体的表达，包括调控性的长非编码RNA。作者提出，这些发现表明，存在着一个以前没有被识别出的、灵长类特有的调控转录回路的多能性。（doi: 10.1038/nature13804）
蚊子在旱季去哪里？
携带疟疾的蚊子在旱季会消失，但当雨季来到撒哈拉以南非洲时它们则会突然出现。它们在一年中干旱的一半时间里的行为长期以来都像谜一样。在这篇论文中，Tovi Lehmann及同事报告了对蚊子密度所做的为期五年的考察，其结果显示了携带疟疾的三种主要蚊子的种群动态的季节模式，然后他们又用这些模式来推断蚊子在旱季的行为。对两种蚊子(Anopheles arabiensis 和 A. gambiae s.s.)来说，其种群动态与长距离迁移相一致；对第三种蚊子 (Anopheles coluzzii)，其种群动态与成年个体在旱季休眠或夏蛰相一致。这些自然史发现为改进疟疾控制(目前仍是一大公共卫生挑战)提供了基本机会。（doi: 10.1038/nature13987 & doi: 10.1038/nature14073）
无国界生物多样性保护
保护区的设立旨在减轻人为因素如生境丧失对生物多样性造成的压力。为此，一个国际认同的目标是，到2020年，将保护区网络扩大到覆盖世界陆地面积的17%。但生物多样性在不同国家和不同生境之间是不均匀分布的，这便提出了应当对哪些区域予以保护、以产生最大效果的问题。Federico Montesino Pouzols等人发现，通过国际协调行动将保护区网络扩大到17%这个目标，可能会使受到保护的物种分布范围和生态区平均增大三倍。然而，在某个国家内所进行的优化效率就要低很多。而且，如果将所预测的2040年以前的土地利用变化和由此造成的生境丧失考虑进去，要维持当前的保护水平将是不可行的，超过1000个濒危物种的分布范围将会减小50%以上。因此，作者提出，要实现有效的生物多样性保护，土地利用政策和保护区决策必须在国际层面上予以协调。（doi: 10.1038/nature14032 & doi: 10.1038/516336a）
形成碳-碳键的一条简单路径
这篇论文报告了一个新型碳-碳键形成反应的研究成功，该反应使得人们能够简单地生成以前要么不可能获得、要么难以获得的分子。该反应利用一种简单的铁催化剂和一种廉价的硅烷通过异原子取代的烯烃与缺电子烯烃之间的相互作用来形成高度取代的碳-碳键。作者介绍了超过60个这一反应的例子，覆盖一系列不同的基质。这一反应对于包括聚合物、染料和药物及半导体在内的有机化合物的设计有参考意义。（doi: 10.1038/nature14006 & doi: 10.1038/516332a）
二电子运动的探测
虽然两个或更多束缚电子的协同运动控制所有化学反应，但了解和探测这种电子动态仍有挑战性。单个电子的运动已以阿秒时间分辨率被观测到，但关于二电子运动的可比实验尚未实现。现在Christian Ott及同事发现，氦中两个关联电子的动态，可以从以前所未有的高光谱分辨率测出的阿秒瞬时吸收光谱、在一个强度可调的可见激光场存在的情况下重建。利用相同方法做进一步的实验，预计将能为验证理论提供基准数据，甚至也许还会使探测居于基本化学反应核心的亚稳电子跃迁态成为可能。（doi: 10.1038/nature14026）
通过两个步骤实现多铁材料的完全磁化逆转
多铁材料的吸引力在于这样一个事实：它们的磁性可以利用电场来控制。但存在一个实际问题：热力学观点认为，在技术上最希望得到的磁化切换形式(180°的完全逆转)是被禁止的。现在， John Heron及同事通过理论和实验都证明，这一明显根本性的障碍可以通过考虑切换过程的动力学问题被克服。尤其是，他们演示，完全的磁化逆转可以利用由两个步骤组成的一个部分切换事件序列以电的方式诱导产生。这一发现为将电磁切换引入到在技术上有用的纳米尺度的低能耗、非易失电磁装置中提出了可能的途径。（doi: 10.1038/nature14004 & doi: 10.1038/516337a）

原文出处：http://www.bio360.net/news/show/12599.html