7月22日《自然》杂志精选

2010-7-23 09:03 来源: 科学时报
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封面故事
 
        气候变化对动物种群的影响
气候变化影响植物和动物生命中定期发生的事件,如发芽、迁徙和冬眠以及种群动态和形态变化。同时对所有这些相互作用的因素进行监测是困难的,但对一种冬眠型哺乳动物(美国科罗拉多州一个亚高山环境中的一种黄腹土拨鼠种群)所作的一项长期生命史研究,提供了适合于完成这项任务的数据。1976年至2008年间的气候变化使这些土拨鼠过早从冬眠中苏醒过来,延长了它们的生长季,所以它们现在要比其开始冬眠时重一些。与此同时,体型较大个体的适应性也增加了,导致种群规模迅速增大。正如Marcel Visser在配发的文章中所解释的那样,气候变化生态学中的主要挑战是预测未来气候变化对于种群的影响。关于土拨鼠的这项研究工作提供了实现这一目的所需的数据。本期封面所示为冬天在落基山脉拍摄的黄腹土拨鼠照片。

可以降血糖的新药物

  “噻唑烷二酮”类降糖药物如“罗西格列酮”和“匹格列酮”已知通过核受体PPARγ发挥作用,但它们胰岛素敏化效应之机制的某些方面仍然是个谜。现在,Choi等人报告,PPARγ被Cdk5的磷酸化与小鼠由高脂肪饮食所诱导的肥胖有关。几种可以降血糖的PPARγ配体直接抑制Cdk5对PPARγ的这种作用,从而支持一种更为正常的非糖尿病型基因表达模式。另外,“罗西格列酮”对人体中这种PPARγ磷酸化的抑制也与其降糖效应密切相关。这一不同寻常的药理机制为肥胖症/糖尿病发病机理中的Cdk5-PPARγ联系、为这些疾病中以及代谢综合征(即多种疾病的综合,它们会增加心血管疾病和糖尿病的发病风险)中PPARγ配体的治疗作用提出了一个新模型。

决定动作开始和停止时机的
 
神经机制

  当执行一个行为时,动作序列的适当起动和终止至关重要;这个过程在帕金森氏症和亨廷顿症等“黑质纹状体”疾病中不能正常进行。人们对主管一个固定行为模式的学习和执行的神经机制还不是很了解,但Xin Jin和Rui Costa揭示了在任务训练过程中基底神经节回路中所出现的起动/停止神经激发模式。小鼠能够学会按自己确定的进度非常精确地执行固定数量的一组重复性动作——它们要完成的任务是压杠杆,完成之后可以获得蔗糖作为奖励。利用这一任务,Jin和Costa发现,“黑质纹状体”回路中很多神经元能够选择性地对每组被执行的动作发出自我抑制或自我终止的信号。这些回路的基因改动破坏起动/停止的执行,影响小鼠的表现。这一发现为特定神经活动和任务学习之间的因果关系提供了证据。

高红移处的氢21厘米
 
整合辐射图

  为了研究宇宙暗物质(为解释宇宙膨胀速度不断增加而假设存在的力)过去的效应,天文学家需要对极端宇宙距离处的结构有更多了解。21厘米的中性氢射电辐射线被看做是适用于这一目的的一个潜在的有用工具。此前,21厘米辐射只在星系中红移值为z=0.24的地方被检测到。超过这个点的话,星系就太暗,无法被单独检测,但却有可能测量来自“宇宙网”中很多未解来源的整合辐射。利用位于美国西弗吉尼亚州的名为“Green Bank Telescope”的望远镜,研究人员绘制出了在红移值为0.53到1.12处的氢21厘米辐射的一个三维强度图。将来自DEEP2“光学星系红移巡天”项目所发现的大约1万个星系周围的HI辐射数据添加到该项研究所获得的这个数据集中,可以提供一幅21厘米整合辐射图,其统计显著性为4σ。

一种用于合成石墨烯纳米带的
 
精密方法

  石墨烯纳米带(单原子厚度的层状碳所形成的狭窄的直边带状结构)被预测具有引人注目的性能,这使得它们很适合未来电子应用。在这一潜力能够实现之前,还需要在化学上更为精密的合成方法。Cai等人报告了在实现这一目标的方向上所迈出的一步:他们开发出一种从下到上的合成方法,该方法能够生成具有不同拓扑和宽度的、精度达到原子级的石墨烯纳米带。该方法的过程涉及将具有能够编码所期望带状最终产物之拓扑和宽度的结构的前体单体沉积到一个金属表面上。在表面帮助下将前体耦合到线性“聚亚苯基”中,之后再发生环化脱氢作用。鉴于这种方法的多功能性和精确性,它甚至还有可能为合成具有经过微调的化学和电子性能的更不寻常的石墨烯纳米带结构提供一个路径。