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《Nature》7月最受关注的十篇论文

2013.7.12

  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6月11日 ~ 2013年7月11日):

  猎豹到底能跑多快?

  Nature 498 (2013年6月13日)

  猎豹被普遍认为是陆地上跑得最快的动物,所报道的最快速度为每秒29米。然而,人们所做过的精确测定极少,而且只是在罕见的情况下才记录到其速度比作为赛狗的灰狗速度(18 m s−1)更快。现在,来自英国皇家兽医学院的一个研究小组与“博茨瓦纳捕食性动物保护信托”合作,采用含有GPS和惯性测量单元的特制跟踪项圈来捕捉在野外狩猎的猎豹的运动动态。他们观察到的最高速度是25.9 m s−1 (每小时93公里)。大多数捕猎活动只涉及中等速度,它们的成功依靠的是力量、加速度和灵活性的组合。封面图片:一只猎豹在追赶猎物,地点在坦桑尼亚“塞伦盖蒂国家公园” (Winfried Wisniewski/Corbis)。

  姐妹染色单体在干细胞分裂中的命运

  Nature 498 (2013年6月13日)

  在用一种具有单染色体分辨率的CO- FISH方法所进行的实验中,Yukiko Yamashita 和 Swathi Yadlapalli发现,性染色体(而不是常染色体)的姐妹染色单体在果蝇雄性生殖细胞 (GSCs) 的非对称细胞分裂过程中是被非随机分离的。姐妹染色单体分离在GSC过度增殖过程中和在“去分化的”GSCs中被随机化。鉴于这些发现,作者提出:非随机姐妹染色单体分离不大可能像以前人们所提出的那样保护所谓的“不朽链”(immortal strand),以避免发生由复制诱导的突变。

  进食行为仅由两个神经元控制

  Nature 499 (2013年7月4日)

  神经系统中有多少冗余目前仍是一个没有明确答案的问题。现在,Motojiro Yoshihara及其同事识别出了一对果蝇脑细胞,他们将其称之为Fdg或“进食”神经元,其人工激活足以诱导果蝇完整的进食运动程序。仅仅将这两个神经元抑制或切除就会消除由糖诱导的进食反射,但只将其中一个切除则会导致非对称的运动。这项工作揭示了感觉、代谢和运动系统的耦合中一个严重的瓶颈。

  一种纳米颗粒流感疫苗

  Nature 499 (2013年7月4日)

  当前一代的季节性流感疫苗的药效,因需要利用过时的和费时的技术来生产新疫苗、以应对迅速变化的病毒而受到限制。这项研究提出了流感疫苗接种的一个新方法:利用融合到天然病毒附着蛋白“血凝素”上的自组装的、基于“铁蛋白”的纳米颗粒。“血凝素-纳米颗粒”疫苗被发现诱导中和抗体,对各种病毒亚型的免疫力高于某种获准上市的流感疫苗。例如,由一种1999年的“血凝素-纳米颗粒”疫苗诱发的抗体中和了从1934年到2007年的H1N1病毒,保护雪貂不被 2007年的H1N1病毒感染。

  始祖鸟在进化史上的地位得以恢复

  Nature 498 (2013年6月20日)

  过去二十年在中国有关长羽毛兽脚类恐龙的发现,使我们对鸟类演化及飞行起源的认识发生了巨大改变,其中包括这样一个观点的提出:著名的始祖鸟化石与现代鸟类的祖先也可能还有一些距离。现在,随着另一只像鸟类的恐龙在中国辽宁省“髫髻山组”(中-晚“侏罗纪”)的发现,始祖鸟又回到了其应有的位置。新的系统发生分析恢复了始祖鸟作为一种早期分化的 “鸟翼类”的地位,也重新将“伤齿龙”确定为“鸟翼类”的姐妹类群。这些结果与中-晚“侏罗纪”鸟类在亚洲的早期分化以及鸟类靠拍打前肢来飞行的行为的单一起源观点是一致的。

  冰融化过程的分子动态模拟研究

  Nature 498 (2013年6月20日)

  冰融化时,融化过程通常从缺陷周围或表面附近开始,那里的晶体结构相对来说比较容易转变成液态水。如果没有这种有利融化的因素,那么自然成核作用一定是通过“热搅动”在均质的大块冰内发生的,但这一相变在分子层面上的真正机制却不是很清楚。现在,Kenji Mochizuki及其同事发表了他们的分子动态模拟研究,在该研究中他们发现,一个“缺陷对”空间分裂成其组成成分的过程是关键步骤。“缺陷对”的最初形成是容易的和经常的,但只是在周围的氢键网络偶然破坏之后才发生,而且“缺陷对”的分裂还会持久存在并发展,从而迅速将冰转变成液态水。本期封面图片所示为晶体结构中液态水的出现。

  HIV-1怎样引起细胞死亡

  Nature 498 (2013年6月20日)

  人们知道,CD4+ helper T-细胞(重要免疫调控因子)会被HIV-1感染清除,但该病毒是怎样引起细胞死亡的却一直不清楚。在这项研究中,Gary Nabel及其同事发现,HIV-1结合是触发CD4+ T-细胞死亡的必要和充分条件,其结合通过“DNA-依赖性蛋白激酶” (DNA-PK) (DNA修复机制的一部分)的激发以及p53的磷酸化来触发细胞死亡。这项工作也许可帮助解释病毒库在被HIV感染的患者身上是怎样建立的,并且也表明:用“整合酶”或DNA-PK抑制药物来治疗也许能延长CD4细胞的存活时间和延迟艾滋病的发展。

  “肾透明细胞癌”的综合分析

  Nature 499 (2013年7月4日)

  “癌症基因组图谱”联合课题组报告了对超过400个“肾透明细胞癌”样本所做的一项基于基因组、DNA甲基化、RNA和蛋白质组定性的综合分析。这些数据显示了PI(3)K/AKT通道中的频发突变,说明该通道也许是一个潜在的治疗目标;同时也显示了与“染色质相关蛋白”中的特定突变有关的一系列外成改变。一个值得注意的发现是进攻性癌症中一个“代谢迁移”(metabolic shift)的存在,后者与肿瘤阶段和严重程度相关。

  神经退化疾病的治疗目标

  Nature 498 (2013年6月20日)

  大脑中突变蛋白(有时或是野生型蛋白)的毒性积累是遗传性神经退化疾病病理的一个常见原因。减少这种积累可逆转疾病表现型。Huda Zoghbi及其同事制定了一个“交叉物种基因筛选策略”,用来识别有可能降低“ataxin 1”(“1-型脊髓小脑性共济失调”致病蛋白)水平的药物作用目标。该策略揭示了多个治疗目标 (RAS–MAPK–MSK1)。当这些目标被抑制时,它们可降低“ataxin 1”水平,抑制其在人类、小鼠和果蝇身体中的毒性。

  eRNAs的调控作用

  Nature 498 (2013年6月27日)

  双向非编码RNA是从增强子元素转录来的,但不清楚这些“来自增强子的RNAs” (eRNAs) 是有功能性作用还是仅仅只是增强子活性的一种反映。本期Nature上两篇文章从不同核受体的正负转录功能的角度研究了这一问题。Wenbo Li等人提供了eRNA转录在乳腺癌细胞系中的雌激素受体激发基因过程中具有功能上的重要性的证据;Michael Lam等人发现,巨噬细胞中的Rev-Erb核受体的抑制功能与它们能够抑制eRNAs转录的能力有关。这两项研究综合起来,为eRNAs在为增强子功能做贡献中起一定作用提供了证据。

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