1月6日《自然》杂志精选

2011-1-07 08:44 来源: 科学时报
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封面故事:2011年“国际化学年”特辑

  国际纯化学与应用化学协会(IUPAC)和联合国教科文组织(UNESCO)将2011年定为“国际化学年”,所以Nature杂志新年第一期便是以化学为主,该学科从很多方面来讲都是中心学科,是物理学家和生物学家的一个至关重要的资源。在本期的评论文章中,George Whitesides和John Deutch认为,研究型化学目前正处在十字路口。他们说,维持现状是不可以的,要解决新问题,化学便需要在其研究项目的选择上、在对研究项目如何组织方面更勇敢一些。本期Nature还请十位著名化学家进行了回顾和展望:是谁启发了他们选择化学;下一个十年的学科重点是什么。Philip Ball所谈的内容是化学键;Richard van Noorden介绍了化学上的重要成就之一——在过去25年兴起的引人注目的碳化合物。但富勒烯、碳纳米管和石墨烯等还有多长时间才能进入我们的日常生活?Katharine Sanderson介绍了绿色化学运动所经历的波折。

EphB2是记忆丧失中的一个因素

  关联研究以前曾将EphB2受体与阿尔茨海默氏症联系起来。作为调控多种生物功能的酪氨酸激酶受体大家族的一员,它在这种疾病中所起作用过去仍不清楚。现在,Cissé发现,淀粉质-寡聚物与EphB2相互作用,触发其降解。EphB2调控NMDA-型谷氨酸盐受体,它在正常小鼠中的耗尽会降低NMDAR电流和影响“长时程增强效应”,二者对于记忆信息都很重要。在一个小鼠阿尔茨海默氏症模型中,提高EphB2水平可以改进记忆,表明提高EphB2水平或功能对阿尔茨海默氏症可能有治疗价值。

“热木星”WASP-12b的大气层富含碳

  “凌日”的“热木星”WASP-12b在一个圆形轨道上绕一颗比太阳稍热一点儿的恒星运转,与恒星的距离仅为0.023个天文单位(AU),从而使其成为已知最热的太阳系外行星之一。对WASP-12b白天一边多波长光度测量结果所作的一项分析,显示该行星有一个富含碳的大气层,其中一氧化碳含量丰富。与模型预测相比,其大气中没有水蒸气,但甲烷含量要多两个数量级。另外,其大气层中也没有强烈的逆温或一个显著的平流层,这个现象向关于此类太阳系外行星的现有理论提出了挑战。

拟态物种相互之间为什么能够共存

  “穆氏拟态物种”是有毒的或不好吃的潜在猎物物种,它们与其所模仿的物种并不是密切相关,但却形成了相似的警告色,以遏阻它们共同的捕食者,这种本领是在该过程中通过数量上的优势形成的。在“竞争性排他”有利于一个拟态物种而以其他拟态物种为代价的情况下,不清楚这个效应是否足以维持它们的共存。Martin Taylor及其同事在关于一组物种丰富的热带鲶鱼类群中的“穆氏拟态”的一项研究中研究了这个问题。利用形态测定和稳定同位素分析,他们发现,拟态物种并不占据相同的生境,所以它们并不直接竞争食物,这样便能解释它们的共存能力。

生物多样性生态系统功能之间关系的具体情形

  生物多样性和生态系统功能之间的正比关系已牢固确定,但这种关系的具体情形却会有所不同。将实验演化与生物多样性—生态系统功能实验结合起来的一项研究,可帮助提供这方面的详细情况。研究人员生成了20个海洋细菌物种,以便让它们适应少量资源(专性物种)或很多资源(广谱物种),并能够对由这些菌种构建的群落的生物多样性进行操纵。结果证明,专性物种的群体平均来说生产力更高,因为它们能够利用环境的异质性,但专性物种对于“生物多样性—生态系统功能曲线”斜率的贡献更大。这项工作为决定物种灭绝所产生的功能后果的进化史首次提供了实验证据,并且对于保护策略方面的工作也有参考价值。

史前重大事件留下的遗传印记

  隐藏在当今活生物的现代基因组中的,是古代生物地化事件留下的印记。Lawrence David和Eric Alm建立了用来重构古基因组的一个新算法,该算法将横向基因转移的混淆效应及系统发生上的不确定性考虑了进去。将这个算法应用于来自当今生物的约10万个基因序列,他们发现了地球历史上重大事件的遗传印记,包括开始于距今25亿多年前的氧含量的逐渐升高,以及以前没有报道过的、发生在太古代(在距今超过20亿年前的“寒武纪大爆发”之前)的虽然短暂但却巨大的遗传多样性增加。

端粒恢复的抗衰老效应

  端粒(染色体末端的保护性端部)的丧失引起组织萎缩和其他损伤。越来越多的证据表明,端粒缺陷是与年龄相关的器官衰竭和疾病的一个推动因素。现在,Ronald DePinho及其同事发现,小鼠中内生端粒酶的激发会延长端粒,降低DNA损伤信号作用,使沉寂的培养物中的增殖恢复,并能消除包括大脑在内的很多器官中的退行性表现型。因此,以恢复端粒酶完整性为目标的再生策略也许能延缓、阻止或逆转与年龄相关的组织退化,尽管正如本文作者们所指出的,延长的端粒酶激发或应用在后天的生活中有可能诱发癌症。