1月20日《自然》杂志精选

2011-1-25 08:42 来源: 科学时报
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封面故事:
 
用流行病学研究工具分析金融危机
 

  在一篇评论文章中,英格兰银行负责金融稳定性的执行董事Andy Haldane和流行病学家Robert May,利用通常更多用来分析生态系统食物链及传染病扩散情况的工具,对2007年导致国际银行体系全球危机的风险的性质进行了分析。

  他们得出的结论是,从这次危机可以吸取一些教训,为未来公共政策方面的决策提供借鉴。认为其他领域的理论可应用于金融机构的观点并不被普遍接受,由Neil Johnson 和Thomas Lux进行的一场论坛辩论就反映了这个问题。

白血病细胞中的基因变异

  对不同患者体内的癌细胞所作的全基因组分析显示了广泛的遗传异质性。现在,两个小组对“急性淋巴母细胞白血病”(ALL)患者进行了全面分析。

  Mel Greaves及其同事获得了来自60位ETV6-RUNX1-阳性ALL患者的大量单细胞突变分布图,而John Dick及其同事则对BCR-ABL1-阳性ALL患者进行了分析。

  两个小组都推断出了在疾病发展过程中不同亚克隆是如何形成的演化途径。

  转移该疾病的白血病传播细胞映照大体积肿瘤的基因变异,从而为在基因层面上了解这些功能性亚组的异质性提供了线索。

  这项工作对于以肿瘤,特别是白血病传播细胞为目标的治疗方法有参考意义。

研究转录过程的一个新方法

  转录(一个细胞的DNA模板的一个序列的互补性RNA版本的生成)正在成为一个比仅仅在几年前所认为的要更为复杂的过程。例如,“RNA聚合酶暂停”是普遍存在的,从而为各种不同调控过程提供一个焦点,而且很多转录副本注定要迅速退化。

  为了研究这些现象,Stirling Churchman 和 Jonathan Weissman建立了一种被称为“native elongating transcript sequencing ”(NET-seq)的方法,该方法能够以单核苷酸分辨率对转录进行量化。

  NET-seq基于对与从活细胞直接获取的“RNA聚合酶-II”相关的新生副本进行测序。

  他们利用这一新方法对酿酒酵母的聚合酶暂停和回撤以及转录的方向性进行了研究。

石墨烯层状结构透射电子显微镜分析
 

  现在,单原子厚度的“石墨烯层”可以以米为尺度来生产了,从而距其在电子和光电方面的大面积应用更近了一步。但这样的“大件”可以预计是多晶的,所以重要的是确定所涉及颗粒的性质和大小。

  Huang等人利用透射电子显微镜在颗粒边界上生成了原子分辨率的图像,并且利用将衍射过滤掉的成像方法绘制出了几百个颗粒和边界的位置、取向及形状图。

  通过将颗粒成像与扫描探针及传输测量相结合,他们发现,颗粒边界会强烈降低“石墨烯膜”的机械强度,但不会同样强烈地改变它们的电性。

 
视网膜怎样产生方向感

  能够在视场中检测运动的能力,是视觉系统中首先在视网膜中进行的一种基本性计算。负责编码运动方向的细胞是“方向敏感性神经节细胞”(DSGCs),它们在向一个方向的运动中发射最大数量的“动作势”,在向相反方向的运动中发射最小数量的“动作势”。

  来自抑制性细胞的高选择性连线方式有助于确定这些神经节细胞的方向选择性特点,然而过去人们对这些连接中所固有的非对称性连线方式是怎样建立的却不清楚。

  利用包括药理学、电生理学和光遗传学在内的互补性方法进行研究工作的两个小组报告说,尽管方向选择性细胞两边的抑制性输入在发育早期是一致的,但到出生后的第二个星期,在“无效边”的抑制性突触增强,而在“首选边”的抑制性突触则保持不变。

  这些弹性变化是独立于神经活动发生的,说明一个特定的发育程序被执行,以在视网膜中产生方向选择性回路。

“增强”特征演化中所涉及基因被识别出来

  物种形成(阻止种群之间成功交配的特征的积累)是生物多样性的一个主要来源。所涉及的特征大部分都是物种在地域上相互远离过程中所出现的适应性的副产品,但自然选择也通过一个被称为“增强”的过程直接减少新生物种之间的交配。

  现在,在某一特定“增强”特征的演化中所涉及的基因已被识别出来。美国得克萨斯本地野花“福禄考”(Phlox drummondii)的一个颜色变化,是响应于为阻止该野花与一种亲缘关系很近的种杂交而形成的选择性出现的。深红色的花是由四种颜色形成的,可能是由等位基因组合产生的,其形成是与花青素色素的合成相关的两个基因的突变的结果。

  这一发现表明,“增强”特征的演化可能只涉及少量的、影响相对较大的遗传变化。这一“增强”特征还会降低杂交后代的适应性,从而进一步促进物种形成过程。

hBD-1具有强力抗菌性
 

  “防御素”是先天免疫系统的关键“效应子”分子,保护宿主不受感染性微生物侵害并决定黏膜表面上微生物群的组成。

  “人β-防御素-1” (hBD-1)是同类中最著名的肽之一,由几乎所有的人上皮点表达,但以前的研究工作表明,它与其他“防御素”相比抗菌活性低。

  现在,Jan Wehkamp及其同事发现,在与结肠末端相似的还原条件下,hBD-1表现出针对潜在病原体白色念珠菌、双歧杆菌和乳酸菌的强力抗菌性。试管实验证据表明,“硫氧还蛋白”是最有可能掩蔽hBD-1在小肠上皮中抗菌活性的还原剂。