9月9日《自然》杂志精选

2010-9-10 08:42 来源: 科学时报
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封面故事:石墨烯的离子绝缘性及其应用

  厚度达到原子级的石墨薄层(被称为石墨烯)在材料平面上有很高的电导性。现在,来自哈佛大学和麻省理工学院的研究人员发现,当用作将两个液体库分开的薄膜时,石墨烯具有很强的离子绝缘性,而其平面内的电子性质则强烈依赖于界面环境。该薄膜阻止离子和水流过它,但能将各种不同离子和其他分子吸引到其两个接近程度达到原子级的表面。这个性质可以导致各种不同的分析应用。例如,本文作者发现,当在这些“跨电极”薄膜上钻一些直径为几纳米的孔时,便有可能将一个长DNA分子穿过石墨烯的纳米孔。该DNA阻断离子的流动,从而产生一个反映该分子大小和构形的特征电信号。这样一个体系具有用作可大大降低DNA测序成本的装置之基础的潜力。

“泛素—蛋白酶体”中基质降解的调控机制

  在“泛素—蛋白酶体”系统(该系统通过降解受损的或多余的蛋白而在真核细胞中扮演一个重要角色)中,注定要被破坏的基质被“泛素链”共价修饰,随后又被蛋白酶体降解。现在,一个新的调控机制已在人体细胞中被识别出来,蛋白酶体活性通过这个机制来被“泛素链”的长度调控。“去泛素化”酶Usp14可以通过修剪“泛素链”来抑制与泛素结合在一起的基质的降解。而且,研究人员还用一种化学筛选方法识别了Usp14的一个小分子抑制因子,用这种化合物对哺乳动物细胞进行处理,会导致包括氧化蛋白和致病有毒蛋白在内的各种不同基质的更多清除。因此,蛋白酶体活性的刺激也许为降低细胞中有毒蛋白水平提供了一个策略。

智利大地震的震后研究

  对最近在智利莫尔地区发生的8.8级地震所在地点周围地区的地震数据和GPS观测结果所作分析,同时结合对安第斯消减带的模拟研究,被用来构建这次地震的详细情景。这次地震发生在一个“地震空白带”上,它是1835年以来尚未发生过一次大地震的断层的构成部分,并且似乎已经释放了自那时以来所积累的大部分应力。观测结果表明,在单粗糙峰尺度上的“共震滑动”、因而未来大地震的地震潜力也许可以由大地测量观测结果来预测。

与脑畸形相关的基因

  对与异常皮层发育相关的基因位点的识别,因遗传异质性、小家庭规模和不能反映分子发病机制的诊断分类而复杂化。这些障碍在一项采用“全外显子组”(whole-exome)测序方法的研究中已被克服。在“WD重复区域62”(WDR62)基因上所发生的隐性突变,被发现引起一系列看起来迥然不同的脑异常,包括小头症、巨脑回和小脑发育不良(在一例中发现有这种异常)。与其他已知的小头症基因不同的是,WDR62不与中心体结合;它从位置上来讲主要在细胞核中,并且在胚胎神经发生过程中在新皮层中瞬时表达。

端粒怎样躲避“修复”
 

  染色体的端部(被称为端粒)对细胞提出了一个挑战,因为它们看起来非常像双链断裂所产生的一个端部,但如果这样来对待它们时,DNA损伤修复系统便会启动一个检查点响应,引起端粒—端粒融合。现在,Carneiro等人发现,端粒缺少吸收Crb2/53BP1所需的两种类型的组蛋白修饰,而如果没有Crb2/53BP1,即使其他DNA损伤响应蛋白被吸收到一个Taz-1缺陷端粒上,检查点也不会被激发。这些组蛋白修复依赖于两种端粒结合蛋白Pot1和Ccq1。

HIV-1感染与树突细胞的关系

  HIV-1(人免疫缺陷病毒-1)感染不能将干扰素导入其所感染的细胞中,但其中所涉及的机制却没有被确定。树突细胞(皮肤、黏膜和淋巴组织中的免疫细胞)调控病原体的先天检测及在适应性免疫中所涉及的其他免疫细胞的激活,但却不是为了对付HIV。树突细胞对HIV感染是有抵抗力的,虽然它们也的确与该病毒结合,并且被认为帮助T-helper细胞的感染。现在研究表明,当HIV感染的通常阻断被树突细胞绕过时,HIV便不会诱导I-型干扰素响应和T-细胞激发。HIV-1的毒性也许与其能够通过待在树突细胞之外来逃避先天免疫的能力有关,而且这一策略的运用可能有助于疫苗设计。

端粒在没有端粒酶时的稳定

  真核染色体的端部由被称为端粒的重复序列组成。各种不同蛋白与端粒结合来保护它们不发生降解或不受不适当的DNA修复响应的影响,而它们的长度是由一种专门的逆转录酶——端粒酶来维持的。Jain等人发现,在没有端粒酶时,端粒可以通过放大和重组那里的异染色质序列来维持。这个过程需要组蛋白甲基化和两种端粒结合蛋白Pot1和Ccq1。这些发现提出一个机制,通过该机制,癌症细胞也许可躲过端粒酶激发的要求。