[期刊] 英國Nature雜誌，2008年5月22日出版

看板Medicine (醫學生物)作者HIbaby (燃燒吧! 嗨~北鼻!)時間16年前 (2008/05/23 08:49)推噓0(0推 0噓 1→)

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Author Page）決定細胞形狀的機制（How cells change shape） Mechanism of shape determination in motile cells 細胞形狀由很多因素的相互作用決定，如細胞骨架、細胞膜及細胞與它們基質的相互作用。Keren等人分析了來自魚皮的一大類可動細胞（角膜基質細胞）中細胞與細胞之間的天然差異，發現了決定形狀的機制。他們建立了一個模型，該模型能夠根據關於在一個不能擴展的膜袋中單調工作的一個肌動蛋白網絡的模型（這個模型從物理學上來講是符合實際的，從分子學上來講是詳細的）來準確預測細胞形狀和速度。（Article p. 475; News & Views; Author Page） 26S蛋白酵素體已知成分Rpn13的新功能 Proteasome subunit Rpn13 is a novel ubiquitin receptor / Ubiquitin docking at the proteasome through a novel pleckstrin-homology domain interaction 26S蛋白酵素體是一個多亞單元（multisubunit）復合體，能夠選擇性降解泛素共軛的蛋白。兩項研究表明，該蛋白酵素體一個已知成分即Rpn13的功能是充當一個新穎的泛素結合受體。結構研究顯示了泛素識別的一個新穎方式。Rpn 13還是一種去泛素化（deubiquitinating）酵素的一個受體，說明泛素鏈識別與分解之間存在一個聯系。（Article p. 481; Letter p. 548; News & Views）大腸桿菌鏈交換蛋白RecA的結構（DNA repair: Fair exchange） Mechanism of homologous recombination from the RecA–ssDNA/dsDNA structures 逆轉DNA損傷的一種方式是一個未損傷的DNA與一個損傷的DNA之間的同源配對，這是由一組被稱為“鏈交換蛋白”的蛋白調控的一個過程。現在，Chen等人介紹了DNA修復領域的一個“聖杯”：結合到一到兩個DNA分子上的大腸桿菌鏈交換蛋白RecA的結構。以前，超過12種細菌、古細菌和真核RecA-家族成員的晶體結構已被確定，但因為RecA形成DNA上的一個細絲，所以以前還沒有獲得RecA-DNA復合物的晶體結構。這項新的研究避免了讓一種聚合物結晶的問題，辦法是設計代表該細絲有限片段的RecA-DNA復合物。（Article p. 489; News & Views）膠凝作用產生機理的解釋（Explaining gelation） Gelation of particles with short-range attraction 納米尺度顆粒或膠粒能夠改變材料的性質，使很多不同流體具有固體一樣的行為。這種行為是在顆粒聚集形成中尺度團塊和網絡時出現的。人們對膠凝作用提出了無數情景設想，但卻沒有達成共識。本文作者們報告的實驗研究表明，具有各向同性、短距離吸引力的球粒的膠凝是由旋節分解（spinodal decomposition）引發的；這種熱力學不穩定性誘發密度波動的形成，導致形成被稱為“spanning clusters”的團塊，後者動態停滯，形成一種凝膠。對膠凝作用的這種簡單描述應可應用於任何有短距離吸引力的顆粒體系。（Letter p. 499）研究古大氣條件的一個新的代理指標（A new proxy for ancient atmospheres） Triple oxygen isotope evidence for elevated CO2 levels after a Neoproterozoic glaciation 在地質時間尺度上關於地球大氣層過去組成的信息難以獲得。所以，關於古大氣條件的一個新的穩定同位素代理指標的問世是一個引人矚目的事件。這個代理指標，即來自古蒸發巖和重晶石的硫酸鹽的三氧同位素組成，反映出過去7.5億年存在可變的負17O異常。這種異常反映了大氣中O2的情況，反過來也反映了通過一個同溫層O3-CO2-O2光化學反應網絡所產生的部分CO2壓力。與模擬結果相一致的是，該代理數據表明，與更早的年代相比，早寒武紀存在一個高CO2大氣層。重要的是，來自Marinoan碳酸鹽巖帽（距今大約6.35億年前）的重晶石的17O異常表現出明顯的負尖峰，說明當重晶石在碳酸鹽巖帽序列中沉積時 CO2含量仍然很高。這個發現支持新元古代“雪球地球”假設和 /或Marinoan冰川化後大量甲烷釋放的說法。（Letter p. 504）火山穹丘熔巖的研究（Seismogenic lavas: Explosive collapse） Seismogenic lavas and explosive eruption forecasting 火山一般要經過穹丘生長和坍縮的幾個周期，其中的坍縮過程有時會是非常具有爆炸性的。在火山穹丘生長爆發中所涉及的高度晶體化的熔巖中所發生的延性—脆性轉變（ductile-to-brittle transition）的性質，可能是對穹丘生長和穩定性進行準確描述的關鍵。Lavallee等人將流變學實驗與連續微型地震監測結合起來，發現這種穹丘熔巖是能夠產生地震的，地震活動性在整個延性—脆性轉變過程中變化很大，直到在高應變率時發生徹底脆裂。本文作者得出結論說，對這種岩漿地震活動性進行監測，也許能夠提高對一些火山爆發的預測水平。（Letter p. 507）能夠引發地震的熔岩（Seismogenic magma: Breaking news） Evidence for seismogenic fracture of silicic magma 火山一般要經過穹丘生長和坍縮的幾個周期，在穹丘生長過程中，很多地震會在火山中發生。在硅質熔岩中豐富延性—脆性斷層構造的發現導致了一個反直覺的假設：地震事件可能是由噴發熔岩本身內的斷裂和斷層形成誘發的。現在，Tuffen等人介紹了他們所做的實驗，在這些實驗中，他們在模擬的火山條件下使富含硅石的高溫熔岩發生變形，以驗證這樣一個假設：高溫熔岩斷裂是能夠產生地震的。他們發現，在實驗中所記錄到的聲發射表明，能夠產生地震的斷裂在噴發溫度下既能發生在富含晶體的硅質熔岩中，又能發生在不含晶體的硅質熔岩中，從而延伸了能夠引發地震的斷層形成過程的已知條件的範圍。（Letter p. 511）將現代—古代兩棲類聯系起來的一種動物化石（An amphibian to bridge the gap） A stem batrachian from the Early Permian of Texas and the origin of frogs and salamanders 兩棲動物（青蛙、蠑螈和蚓螈）的起源是脊椎動物演化領域最有爭議的問題之一，這是因為在今天的兩棲類與已經絕滅、形成化石的兩棲類之間存在很大的形態及時間鴻溝。現在，來自德克薩斯早二疊紀地層的一種異常完整的古生代兩棲動物化石的發現，幫助彌合了這個鴻溝。這一新發現的化石整體上像一種離椎亞目（temnospondyl）動物（遠古時代的一類兩棲動物），但卻有很多現代青蛙、蟾蜍和蠑螈的特徵。種系發生分析將現代兩棲類分成兩類，牠們是在距今大約3.3億年前的某個時候分開的，其中青蛙、蟾蜍和蠑螈與離椎亞目有關，而蚓螈則更接近殼椎兩棲類（lepospondyls）（遠古時代兩棲動物中的另一類）。（Letter p. 515）胚胎干細胞自我更新無需外來指令（Embryonic stem cells: In search of the ground） state） The ground state of embryonic stem cell self-renewal 胚胎干細胞自我更新一般被看作是依賴於由培養介質中的外源因子對各種不同轉錄通道的刺激。對在各種不同細胞培養條件下的小鼠胚胎干細胞所做的一項新的研究表明，事實上，胚胎干細胞自我更新並不依賴於外來指令，而是可以被誘導分異的因素的消除、被糖原合成酵素——激酵素-3的抑制所誘發。這說明，在沒有外來指令的情況下胚胎干細胞基態是自我更新的，這種自足性更像一種單細胞生物的自足性，而不像我們所預料的普通後生動物細胞的相互依賴性。（Letter p. 519）心臟細胞將可在體外培養（Heart cells to order） Human cardiovascular progenitor cells develop from a KDR+ embryonic-stem-cell-derived population 從人類胚胎干細胞分異和分離最早的人類心臟先祖細胞之一的一種方法已經被研究出來。通過在發育的適當階段將幾種生長因子組合施用，這些細胞在體外就能形成心臟、內皮和血管平滑肌，而且移植後在體內也能形成。當放在培養中時，它們能形成收縮的心肌細胞。將這些細胞移植進受損的小鼠心臟，可改善心臟功能。這些細胞對於研究心臟發育將是有用的，並且可為在體外培養心血管組織和為向心臟病的大型動物模型移植提供豐富的先祖細胞來源。（Letter p. 524）一種新形式的白血病（A complicated cancer） Multi-genetic events collaboratively contribute to Pten-null leukaemia stem-cell formation 研究人員通過刪除胎兒肝臟造血干細胞中的Pten腫瘤抑制基因，已經在小鼠體內建立了一種新的白血病模型。這種小鼠會患上“骨髓異常增殖綜合征”，這種病能導致急性T- 淋巴母細胞性白血病。病情發展是由白血病干細胞推動的，這些干細胞需要beta catenin，並且還有一個導致Myc致癌基因過度表達的轉位，與在人類急性T-淋巴母細胞性白血病中所發現的類似。該研究說明了多基因改變何以能夠引起增殖疾病並發展成癌症。（Letter p. 529）假基因的真功能（Pseudogenes: Not without influence） Pseudogene-derived small interfering RNAs regulate gene expression in mouse oocytes / Endogenous siRNAs from naturally formed dsRNAs regulate transcripts in mouse oocytes 在演化過程中，很多基因經過了複製，其中的一個版本積累了使其失去功能的突變。這些假基因一般被認為是基因組中相當沒有意義、沒有前途的基因。然而現在，人們發現它們似乎並不是那麼簡單。兩個小組在本期Nature上報告了事實上能夠影響基因表達的假基因。其中的機制涉及將來自假基因的RNA反義轉錄與蛋白編碼基因的mRNA配對，形成一個duplex RNA，它又被處理成內生siRNA。（Letters pp. 534, 539）細胞中“離群者”的行為（Pluripotency: Cell-to-cell variations） Transcriptome-wide noise controls lineage choice in mammalian progenitor cells 即便是在克隆的細胞群中，細胞與細胞之間也有顯著的表現型差異。這可能反映了基因表達所固有的“噪音”；或者不同的細胞狀態可能代表穩定的表現型變體。Chang等人分析小鼠造血干細胞（這些造血干細胞對干細胞標記Sca-1有非常高的表達）一個克隆細胞群中的一個“離群者”的行為，並且發現，離群者擁有與眾不同的轉錄組（transcriptomes）。這些轉錄組最終變回了中值細胞（median cell）的轉錄組。雖然它們是不同的，但它們有可能驅動細胞去表達不同細胞命運的特點。所以，基因表達的克隆異質性可能並不是由於各個基因的表達中所存在的噪音，而是反映了一個緩慢波動的轉錄組的亞穩態。這些波動在細胞命運決策中可能決定著多能先祖細胞可逆的、隨機的啟動。（Letter p. 544）能“偷”ATP的寄生蟲（Living on borrowed ATP） A novel route for ATP acquisition by the remnant mitochondria of Encephalitozoon cuniculi Micosporidia，包括寄生蟲Encephalitozoon cuniculi（人體中的投機性病原體），經歷了極端的基因組和細胞縮減。它們沒有線粒體，而是含有被稱為mitosome（線粒體殘跡）的殘留細胞器。但這些生物需要以某種方式獲得ATP，現在有證據表明，E. cuniculi可以利用細菌一樣的運輸蛋白從其真核細胞宿主的胞質溶液中“偷”ATP。（Letter p. 553） -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 133.11.70.111