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《Nature》10月最受关注的十篇论文

2013.10.08

  英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊,自从1869年创刊以来,始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众,让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章(2013年9月8日 ~ 2013年10月8日):

  一个反映人脑发育情况的模型

  Nature 501 (2013年9月19日)

  转基因小鼠被广泛用来模拟人类疾病,但由于人脑的组织要比啮齿类动物的脑组织复杂得多,所以脑发育疾病尚未得到研究。Juergen Knoblich及同事利用人多能干细胞建立了一种不同的模型,即一个三维“类器官”培养系统,它能反映人脑发育的几个方面。该系统模仿神经元亚型的时间发育和组织的分层方式。在“原理证明”实验中,作者利用来自患者的诱导多能干细胞生成了一个“小头畸形”模型,描述了以前没有在啮齿类模型中观察到过的神经分化缺陷。(Link to Article p. 373; News & Views p. 319)

  男为悦己者容

  Nature 502 (2013年10月3日)

  雄性(男性)经常采用昂贵的、华丽的装饰物,如鹿角、羽毛和跑车等,目的是吸引雌性(女性)。因为这些装饰物是如此具有优势,所以它们肯定很快就会固定化?但不是这样的,在显示性状(display trait)的尺寸大小或显眼程度上总会有一些遗传变化。这一点通常被解释为是由于涉及到多个基因或是由于在雄性性状和雌性健康之间的一种取舍。这项研究提供了第三种、也是非常简单的一种解释:生殖和生存之间的一种取舍。长着大角的索厄岛公羊在生殖方面最为成功,但也有相当大的遗传变化,其中很多公羊的角非常小。一个基因(即RXFP2)所发生的变化被发现与角的大小有很大关系。研究人员发现,虽然有大角的公羊能吸引更多配偶,但小角公羊却更长寿。有中等大小角的异质接合体(异合子)在寿命长短和生殖成功方面也是中等的。

  早期地球的大陆动态

  Nature 501 (2013年9月26日)

  地球历史上的“冥古宙”(距今45亿–38亿年前)是地质上的黑暗时期,人们只能从零星的数据去了解它。根据以前应用于木星具有活跃火山活动的卫星 “木卫一”的一个地球动力学模型,William Moore 和 Alexander Webb提出一个“热管模型”来解释早期地球在早期岩浆海洋和板块构造时期之间过渡阶段的热传输和岩石圈动态。该模型表明,由于经常发生将表面物质向下循环的火山喷发,形成了一个又冷又厚的单块岩石圈。该模型的预测结果与地质记录很相符,说明随着时间推移不断减少的热源可能加快了向板块构造阶段的突然转变。

  全部用碳纳米管制造的电脑

  Nature 501 (2013年9月26日)

  本期封面所示为一台碳纳米管电脑的一部分的扫描电子显微图。碳纳米管早就被认为是制造基于碳而非不是硅的电脑的有希望的元件。实现这一目标的一个主要动机是,采用碳纳米管晶体管的电路具有实现高能效的潜力。各种不同的碳纳米管电路元件以前曾演示过,但Max Shulaker等人现在在碳电子和纳米电子领域实现了一个真正的里程碑:他们全部用碳纳米管晶体管做出了一台虽然简单、但却能发挥功能的电脑。这台电脑由178个晶体管组成,每个含有10到200个碳纳米管。它运行一个简单的操作系统,能处理多项任务:它执行四项任务(归纳为指令提取、数据提取、算术运算和回写),能同时运行两个不同程序。封面:Butch Colyear & Max Shulaker。

  固氮作用受北大西洋环流支配

  Nature 501 (2013年9月12日)

  可以被生物利用的或“被固定的”氮驱动着浮游植物的生产力及向深海的碳输出。但关于控制固氮的全球速度和空间分布的因素,仍有很多问题有待回答。现在,古生物地球化学数据显示,在过去160000年北大西洋所存在的一个23000年的固氮周期,也许可以通过过量磷的可获得性响应于区域海洋环流由轨道驱动的变化所发生的变化得到最好的解释。

  太平洋变冷使全球变暖停顿

  Nature 501 (2013年9月19日)

  全球变暖自上个世纪90年代末以来基本上已停止,这让我们对自己有关气候敏感性、影响气候变化的机制和气候模型反映十年尺度变化的能力等的认识产生顾虑。 Yu Kosaka 和Shang-Ping Xie发现,当将最近在东赤道太平洋观察到的变冷现象直接吸收到气候模型中时,全球变暖的上述停顿(包括其大部分季节方面和空间方面)就可以得到解决。这些结果表明,当前的停顿是内部气候变化的一种正常情况,同时随着温室气体浓度继续增加长期变暖可能会恢复。(Link to Letter p. 403; News & Views p. 318)

  IPCC将提交其第五个报告

  Nature 501 (2013年9月19日)

  下星期,“政府间气候变化专门委员会” (IPCC) 将提交其在由联合国发起的、以评估“气候变化的幅度、发生时间与潜在环境和社会经济影响以及现实应对策略”为目的的研究项目中的第五个报告。在本期 Nature上,我们发表一系列特写和评论文章,回顾IPCC前25年的工作,展望其未来。人们的共识是,虽然该委员会在推动减缓气候变化方面仍起重要作用,但现在也是重新评估它应怎样为相关国家提供专家建议的时候了。(封面图片:Carl DeTorres)

  火星上的超级火山

  Nature 502 (2013年10月3日)

  本期封面所示为火星上一次超级火山爆发的想象图,其中大量火山灰喷发到了大气层中(纵坐标是被夸大了的)。一些火山灰后来可能从大气层降落,形成由细密、分层岩石构成的巨大沉积层,但有些则可能悬浮在空中多年时间,强烈扰动火星的古气候。Joseph Michalski 和 Jacob Bleacher在本期Nature上报告了新的研究结果,这些结果表明:超级火山曾经存在于火星上的Arabia Terra地区,这是一个有很多由来源未知的分层岩石构成的沉积层的地区,以前并没有被认为是一个火山地貌。他们提出,火星上的古火山口也许曾被误以为是受到侵蚀的碰撞坑。如果超级火山在古火星上普遍存在,那么它对于评估火山气体排放、气候演化以及火星上分层的、碎裂的上层地壳的形成来说将具有重大意义。封面提供:Mark Garlick。

  银河系中央的强磁场

  Nature 501 (2013年9月19日)

  位于银河系中央的Sagittarius A*很可能存在一个超大质量黑洞。这个光源被认为是由气体从辐射上来讲的低效吸积提供能量的,并且可能存在着帮助“吸积流”得以发生的磁场。在大多数星系中,“吸积流”无法被直接探测到,吸积模型也缺少有关“吸积流”最初状况的信息。Ralph Eatough等人通过测量来自一个新的脉冲星(该脉冲星作为Sag A*附近一个X-射线源而爆发)的射电辐射的转动间接确定了磁场强度。他们获得的结果表明,在该黑洞附近存在一个从动态上来讲重要的磁场。

  启动子的识别

  Nature 502 (2013年10月3日)

  在这项研究中,Bryan Venters 和 Frank Pugh采用ChIP-exo方法来以接近碱基对的分辨率在四个ENCODE人类癌细胞系中分析整个基因组中转录启动复合物的组织情况。他们获得的数据显示了超过160000转录启动复合物在活体中的组织情况,让我们了解了核心启动子主题如TATA boxes的作用、不同转录体的生成情况、以及“RNA聚合酶-II”从转录启动到暂停状态的转变。引人瞩目的是,大部分转录启动复合物产生非编码的、非多腺苷酸化的RNA,说明普遍存在的非编码转录缘起于特定启动子、并且是受到调控的。

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