1月1日《自然》杂志精选

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封面故事:

“土卫六”上的沙丘

“卡西尼”探测器上的雷达测绘仪2008年12月21日获得的一幅图片中所显示的“土卫六”上的沙丘，与NASA宇航员所拍摄的编号为STS107-E-5380的图片中从距地面283公里高度看到的纳米布沙漠“康塞普申湾”的沙丘相似。NASA的“卡西尼”探测器（仍在从土星系统发回数据）显示，土星最大的卫星“土卫六”表面上存在广泛的风成沙丘。

Devon Burr等人利用高压风洞对“土卫六”上厚厚的近表面大气进行了模拟，同时还通过对低引力和低沉积物密度的数值模拟获得了移动“土卫六”上的沙丘所需的风速。这些速度值显著高于有关风对沉积物的夹带的当前模型所预测的速度值，这些模型依据的是按地球和火星条件所进行的风洞试验。如果将“土卫六”上极低的颗粒—流体密度比考虑进去的话（这种校正对于像彗星上的喷射流那样的高密度比环境并不要求），那么实验结果和理论预测便可以调和。

核糖体选择性有助于基因调控

并非所有核糖体都是相同的。最近的研究表明，不同核糖体蛋白能赋予特异性，使得专门化的核糖体只翻译某些转录体。通过研究Hox 基因 5′未翻译区域内的RNA序列，Maria Barna及同事对这种特异性有了认识。他们发现，在起始点附近的一个类似核糖体内部进入点的特定元素帮助吸引包含大核糖体蛋白RPL38的核糖体。这个子类的mRNA还含有一个被作者称作“翻译抑制元素”（TIE）的东西，它会阻断经典模式的“cap-dependent翻译”。这一“双管齐下”的翻译调控方式在重要发育事件过程中通过专门化的核糖体施加控制。

以关节软骨为模板的一种水凝胶

材料设计绝大多数情况下都是关注有吸引力的相互作用，如基于聚合物的先进复合材料就是利用无机填料与聚合物基质之间的相互作用。静电排斥也可以被加以利用来产生好的效果，覆盖形成关节的骨头两端的关节软骨就说明了这一点，它们能提供几乎没有摩擦的机械运动。刘明杰（音译）及同事以这种软骨作为模型，开发出一种水凝胶，它的机械性质由嵌入在其内的带负电的钛酸盐纳米层之间的排斥力主导。该材料当受到与纳米层平行的剪切力作用时很容易变形，但却能抵抗正交施加的压缩力。这种类型的复合材料应能为开发具有不寻常功能的软材料开启新的可能性。

甲型肝炎病毒的结构和性质

甲型肝炎病毒是一种能造成较高死亡率的小核糖核酸病毒，但尽管已有疫苗可用，人们对病毒感染的机制仍很不了解。Xiangxi Wang等人提供了甲型肝炎病毒成熟的和空的病毒颗粒的高分辨率晶体结构，它们可解释该病毒一些异常性质（如耐高温特性），也为该病毒进入人体提出了一个新机制。该病毒的三维结构与昆虫小核糖核酸病毒相似，说明它是“现代”小核糖核酸病毒与更“原始”的前体昆虫病毒之间的一个演化联系。

ISG15的抗炎作用

张贤钦（音译）等人发现，细胞内ISG15（一个“干扰素刺激的泛素样分子”）起I-型干扰素负调控因子的作用。人体中的ISG15缺失会导致无法保持足够水平的USP18，触发I-型干扰素生成量和信号作用的增加，促使自身炎症的发生。这项研究表明，ISG15在人体中的主要作用不是抗病毒（这是过去研究很多的一个可能性），而是防止发生依赖于IFN-α/β的自身炎症。

有丝分裂磷酸酶延迟现象

被有丝分裂激酶甲基化，会驱动有丝分裂（普通组织生长过程中发生的细胞分裂类型）的启动和进展。这个过程受到磷酸酶抑制的促进，但在有丝分裂退出过程中磷酸酶活性必须恢复。在这项研究中，Iain Hagan及同事描述了裂殖酵母中两个主要磷酸酶PP1和PP2A之间的一个有丝分裂磷酸酶延迟现象，这个调控模式可能是所有真核生物信号传导网络的一个特征。

“光系统II”结构被优化

沈建仁（音译）及同事现在获得了来自Thermosynechococcus vulcanus的“光系统II”（PSII）膜复合体的高分辨率结构。PSII （在一个“放氧复合体”〈OEC〉中将水转化成双氧）对结构生物学家来说一直都很棘手，因为它在晶体学实验中易被X射线损坏。本文作者利用飞秒X射线激光脉冲和高质量PSII晶体以高准确性来确定水分解催化中心内的原子间距离，发现原子间距离大部分都小于以前确定的数值。这一知识将可帮助用于水氧化的人工催化剂的设计。



《中国科学报》 (2015-01-05 第2版 国际)