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11月8日《自然》杂志精选

2007.11.09

封面故事：

一组关于果蝇研究的重要文章

本期Nature发表了一组关于遗传实验室中常用动物果蝇的重要论文。

中心的一篇是由“果蝇12基因组联合体”发表的关于10种果蝇基因组序列的论文。该文将10种新测序的基因组与2个以前已知的序列（分别对应D.melanogaster和D.pseudoobscura）进行了对比。由此获得的遗传变异数据库对关于推动物种形成的演化力的研究非常有价值。

第二篇重要的合作论文对这12个果蝇基因组序列进行了分析，以寻找在演化过程中保留下来的元素，并且报告了很多特定序列主题在保留与功能之间的关系。研究人员发现了一个细致的监管网络，其作用是识别对蛋白进行编码的基因和外显子、RNA基因、微RNA和它们的作用目标。一篇“News and Views”文章对这些基因组论文作了讨论。

另外两篇研究论文利用新的基因组数据来研究基因表达：第一篇研究的是表达偏向于雄性的基因和对每个种来说独特的基因；第二篇对果蝇性染色体上的基因剂量补偿的演化进行了跟踪。4篇新的评论文章分析了关于果蝇的最新研究工作是怎样将这种在遗传上适应性很强的实验室模型动物带入激动人心的新领域的。Pierre Leopold和Norbert Perrimon对内分泌和体内平衡方面的研究进展进行了评论，这些进展奠定了果蝇作为哺乳动物生理学甚至人类疾病研究模型的地位。根据Thomas Lecuit和Loc Le Goff的报告，果蝇已经被证明是研究控制生长中的组织中细胞形状的通道的一个强大体系。Leslie Vosshall对将果蝇的神经回路和行为联系起来的重要研究工作进行了评论；John Lis对重写了教科书上关于转录和基因表达的观点的果蝇研究工作进行了评论。Claude Desplan对过去30年间果蝇研究工作的变迁进行了综述。

海浪发电的前景

很多工程师和科学家都认为，对于从自然环境中提取能量来说，海浪发电终有一天将与风力发电、太阳能发电和水力发电等其他方法竞争。海浪能量的利用只在世界上有限的地方才能应用，并且所用的技术基本上仍然是不成熟的，不过它依旧能够提供比较稳定的能源供应。但是，鉴于能源挑战的规模之大，支持者认为，海浪能在绿色能源结构中有可能占相当大一部分。海浪能在经济上是否具有可行性，将在很大程度上取决于新一轮的开放海洋试验工作，这项工作目前正在全世界进行。

金属有机化学

催化性烯烃置换是一个功能强大的化学转化过程，可被用来将相对简单的含双键的化合物转化成更复杂的化学结构。为此，它引人注目地丰富了化学合成领域的内容，因为它可被用来制备天然产物、药类化合物和聚合物。在这篇评论文章中，Amir Hoveyda 和Adil Zhugralin对使这一获诺贝尔奖的反应得以进行的催化剂进行了讨论，介绍了置换过程何以可被用来合成复杂的天然产物，指出了仍然需要化学界去研究，以充分实现这一催化过程潜力的几个关键问题。

一个新概念的cQED体系

物理学的一个中心目标是了解物质与光之间的相互作用。在腔量子电动力学（cQED）中，一个光学谐振器可被用来增强原子的这种相互作用。以前的研究工作已经演示了所谓的“强耦合”，在这个体系中，各个原子的辐射特性与光场的状态密切相关。Brennecke等人和Colombe等人现在演示了一个新概念的cQED体系。在这个体系中，原子被冷却，直到它们形成一种玻色—爱因斯坦凝聚态（占据物质—波场的一个模式），并与光场进行相同的、强力的耦合，共享一个激发。这个结果也许能为在量子通信和信息处理方面的应用打开大门。

土壤中的新鲜碳和古老碳

世界上的土壤储存的碳多于生物质和大气中存在的碳。现在，实验证据表明，将来自新鲜植物的碳向下层土壤输送可刺激微生物活动，导致有千年时间的碳的矿化。这个结果支持最近提出的一个观点，即深层有机碳的保持是由于分解者缺少能量，而新鲜碳的供应量在深层一般都较低。这所反映的问题是，这种大量的深层碳将不会对温度的未来变化作出反应，因为分解受到新鲜碳供应的限制，从而限制了人们预测存在的在全球变暖与土壤有机碳分解之间的正反馈。这些结果可能意味着，任何会增加沿土壤剖面的新鲜碳分布的管理实践（如耕地作业以及具有广泛根系的抗旱作物的使用等）都将刺激这种古老的、被埋藏在地下的碳的损失。

果蝇探测环境湿度的分子机制

自上世纪初以来，科学家就已经知道很多生物具有探测环境湿度的能力。实际上，对很多生物来说，这种能力是生存的关键。昆虫身体很小，这使得它们对于湿度的变化尤其敏感，因此昆虫一直是研究这种感觉能力的最好模型。然而，尽管科学家作了很多努力，但这种感觉的细胞和分子机制仍然是一个谜。现在，Liu等人提供了关于这一复杂感觉体系中所涉及的分子机制的一些线索。他们发现，果蝇的3个TRP通道参与湿度的探测：water witch (ww)是探测潮湿空气所需要的，而nanchung (nan)和inactive (iav)是探测干燥空气所需要的。他们还发现，表达这些通道的神经元能够刺激果蝇触角上不同的传感性茸毛。机械传感模块可能是决定果蝇探测其所碰到的环境提示能力的生理基础，而这些环境提示也许又能使环境中水分含量的微小变化能被探测到。

关于对流层和平流层臭氧的研究工作

臭氧是地球对流层化学和热平衡的关键，控制大气的这一层通过形成羟基自由基来氧化和清除其他污染物的能力。对流层臭氧还是一种重要温室气体。虽然低层对流层中的光化学是对流层臭氧的主要来源，但臭氧的平流层—对流层输送对对流层臭氧的总体气候影响、预算和长期趋势来说也很重要。这里，Hocking等人介绍了利用现代化windprofiler雷达，并将它们与频繁的臭氧探空仪发射和计算机模拟结合起来分析平流层臭氧对对流层臭氧可能产生的影响的研究工作。

更多信息请访问www.naturechina.com/st

果蝇海浪发电烯烃置换 cqed

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周锦帆