《自然》及子刊综览
《自然—通讯》
用咖啡叫醒遗传回路
近日，《自然—通讯》发表了一项小鼠糖尿病模型研究，表明可以通过咖啡中的咖啡因激活一种合成遗传回路，用以调节血糖水平。
II型糖尿病影响着全球逾4亿人口，带来了大量医疗成本。成功的健康管理能够监测进食后的血糖上升情况，并做出响应。
瑞士苏黎世联邦理工学院的Martin Fussenegger及同事研究了咖啡因是否能用于诱导基因表达以帮助调节血糖。他们设计了一种合成生物学遗传回路——咖啡因刺激型先进调节器（C-STAR），它可以响应商业产品中的咖啡因，生成一种可用于治疗II型糖尿病的肽。在小鼠糖尿病模型中，携带C-STAR系统的细胞帮助小鼠在摄入咖啡后控制血糖水平。
虽然这只是一个原理验证演示，表明遗传回路可利用常见化合物调节身体状况，但是它同时也展现了未来合成生物学有望在将生活方式干扰降到最低的情况下，应用于医疗保健领域的潜力。
《自然》
早期四足动物生活环境有点咸
据《自然》发表的一项研究显示，早期的四足动物——真正在陆地上行走的第一批四足脊椎动物——生活在咸度有变的水体环境中，如河口。
虽然以登上陆地闻名，但是四足动物主要是水生的，有鳃和有力的尾巴支持其游泳。然而，它们生活的水环境的类型一直存在很大争议。第一批化石是在最初被认为是沉积在淡水中的砂岩里面发现的。然而，人们在微咸水和海水的沉积物中也发现了四足动物的遗骸和足迹，这表明早期的四足动物也许能够忍耐多变的咸度。
法国里昂第一大学的Jean Goedert及其同事分析了51个早期四足动物化石标本以及中国西北部和格陵兰岛东部泥盆纪（约3.65亿年前）岩石中的相关盔甲鱼和肉鳍鱼类化石。研究人员采用的新型分析方法可以测量硫、碳以及氧的同位素比值，从而区分淡水动物和海洋动物。
在对包括鳄鱼、红耳龟和各种鱼在内的现代脊椎动物进行硫同位素分析后，研究人员确定所研究的化石四足动物和其他脊椎动物生活在淡水和海水混合的环境中，例如河口和三角洲。作者总结表示，四足动物或能适应不同程度的咸度。可能是这种灵活性帮助它们得以在晚泥盆世的灭绝事件中幸存了下来，之后走向陆地。
《自然》
电鲨放电分子基础获揭示
日前，《自然》发表的一篇论文报道了负责鲨鱼和鳐鱼电信号检测细胞的独特生理特性。这些研究结果表明了感官系统如何通过独特的分子和生物物理修饰来适应动物的生活方式或生态位。
古代软骨脊椎动物，如鲨鱼、鳐鱼和魟鱼，拥有专门的电感应器官，能够检测微弱的电场并将这些信息传递给中枢神经系统。鲨鱼和鳐鱼使用类似的低阈值电压门控钙离子通道，加上不同的专门调节的钾离子通道来调控这种活动，借此检测电信号。鲨鱼使用这种能力来捕食，而鳐鱼则用它来相互沟通。
美国加州大学旧金山分校的David Julius及其同事表明，网纹猫鲨的电感应细胞表达特化的电压门控钾离子通道，这些通道会发出大规模重复性的膜电涌，以响应小而短暂的电刺激。与之相比，猬白鳐则使用钙激活钾离子通道产生小而可调的膜电压振荡，引起刺激依赖性囊泡释放。研究人员认为，这些独立的分子适应或可促进鲨鱼利用类似开关的阈值电感应探测器进行捕食，而使鳐鱼具备电通信等精密的功能。
