11月19日《自然》杂志精选

2010-11-26 08:48 来源: 科学时报
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封面故事:冰岛火山喷发前兆

  今年4月使欧洲空运陷入混乱的火山灰是由冰岛火山排放出的,该火山此前已间歇性地活跃了约18年。研究人员将基于空间的详细大地测量结果与对Eyjafjallajkull火山在产生大量火山灰的最终喷发前一段时间的地震监测数据结合起来,发现了可能是由其处在断层附近的环境(这种环境有温度相对较低的地表下结构,而且在浅层的岩浆有限)造成的异常变形模式。就该火山这种戏剧化的重新觉醒的可预测性而言,在2010年该火山的最初喷发将要发生前的短期喷发前兆非常微妙,难以监测,但在此之前的几个星期、几个月和几年时间里有关该火山不稳定的明显迹象,也许可以为将要发生的那次灾难性喷发提供更好线索。

WIMP暗物质何时能够被观测到?

  粒子物理学家对暗物质的问题提出了几十种不同答案:暗物质构成宇宙中所有物质的85%,但我们仍不知道它到底是什么。在关于暗物质性质的不同提法中,WIMPs(弱相互作用大质量粒子)正在吸引人们特别的注意,因为它们是从寻求延伸粒子物理标准模型的新理论衍生而来的。在本期Nature上的一篇文章中,Gianfranco Bertone解释了为什么他认为关于WIMP暗物质的真理时刻已经到来。如果位于欧洲核子研究中心的“大型强子对撞机”和目前正在进行的新一代天体粒子物理学实验无法在今后10年观测到WIMPs,他认为,已经远远滞后的物理学新时代将会再停滞20年或更长时间,到那个时候,新一代粒子对撞机也许就会问世。

识别茉莉素植物激素的受体

  几种重要植物激素的受体最近几年已被发现,包括植物生长素(茁长素)、赤霉素和脱落酸的受体,而且结构—功能研究也显示了它们的作用机制。现在,植物细胞识别“茉莉素植物激素”(生长调控、发育和防卫响应中的关键成分)也已被发现。茉莉素受体是一个三分子复合物,由F-box蛋白COI1、一个JAZ转录抑制因子和“肌醇戊基磷酸盐”组成。所有三个成分都是高亲和性激素结合所必需的。用于茉莉素识别的这个体系涉及与迄今所研究的其他植物激素的机制截然不同的机制,尽管它们都取决于由激素调控的蛋白相互作用。

另外一种DNA修复机制

  被烷基化或脱氨基的DNA碱基,在一个保护基因组完整性、但同时又会干预癌症烷基化疗法的过程中被DNA糖基化酶(修复酶)清除。迄今所研究的DNA糖基化酶采用一个被修饰的碱基插入活性点的机制。现在,最近发现的DNA糖基化酶AlkD的结构已被确定,并且也显示了一个非常不同的机制。按这种机制,被修饰的碱基从一个“螺旋外”位置伸出,这个位置只使N3-和N7-被烷基化的碱基发生解离。DNA与AlkD的串联HEAT重复段的相互作用使DNA骨干发生扭曲,从而使“非Watson Crick碱基对”能够被检测到。

受甲虫启发研制出的新型手性材料

  在自然界,一些甲虫壳由于构成甲虫外骨骼的壳质的手性组织而表现出彩虹色。受甲虫壳中所见到的设计原理的启发,Mark Maclachlan及其同事制造出了有螺旋孔的玻璃薄膜,这些螺旋孔是利用一种可再生的纤维素模板引入的。手性结构使该材料能够选择性地反射某一特定波长的光;该波长可通过在合成过程中改变二氧化硅对纤维素的比例来在整个可见光范围内调整。该材料可以独立存在,而在吸收水后会使其结构立即变成无色,尽管颜色在该材料干后还会恢复。

基于捕捞量的渔业资源数据会误导人

  人们常说,工业化的渔业生产是“从上向下破坏海洋食物链”的:先将食物链顶端的捕食者(如金枪鱼)捕捞干净,然后再瞄准它们的猎物(以浮游植物为食者,如牡蛎和沙丁鱼)。但从上往下涉及海洋生态系统不同营养层的新的全球数据,几乎没有显示关于这种模式的资源顺序性枯竭的任何证据。相反,对根据所报告的捕捞量做出的关于广泛采用的海洋指标“平均营养水平”(MTL)的模型预测结果与生态系统实际MTL所作比较显示,捕捞强度在海洋食物链所有水平上都加大了。这个趋势会被基于捕捞量的数据的采用而掩盖,而且如果要对未来渔业资源的破坏和恢复进行准确监测的话,我们可能需要将焦点从基于捕捞量的指标转向利用科学调查和模型所进行的对真正丰度的跟踪。