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2012年05月04日～2012年06月01日



1. “血-脑屏障”的恢复

Nature 485 | doi：10.1038/nature11087

发表日期：2012年05月24日

在阿尔茨海默氏症相关基因APOE4与脑血管完整性之间存在已知联系。然而，在啮齿类动物模型中和在与APOE4相关的神经疾病中驱动已知的“血-脑屏障”功能失常的机制都不清楚。在这项研究中，Berislav Zlokovic及其同事报告，APOE4激发形成小鼠“血-脑屏障”的细胞中一个基质金属蛋白酶通道，导致该通道分解和来自血液的神经毒素蛋白被神经元吸收。反过来，这样又会使微管和脑血流减少。这些缺陷综合起来，会诱发啮齿类动物发生神经退化变化。作者提出，“亲环蛋白-A” (即CypA，它是APOE4激发的通道的一部分)是治疗APOE4调控的神经功能失常的一个潜在目标。用CypA抑制因子“环孢霉素-A”治疗，可恢复APOE4小鼠的“血-脑屏障”。

2. 裂纹的妙用

Nature 485 | doi：10.1038/nature11002

发表日期：2012年05月10日

裂纹扩展通常与材料失效有关，因此是要避免的。不过，如果是在正确的地方，裂纹的形成也会是有用的。韩国一个小组开发出一种技术，该技术利用裂纹的产生、扩展和终止来生成沉积在一个硅基质上面的一个氮化硅薄膜中的图案。Nam等人向基质中引入刻痕，它们能将应力集中起来，在沉积过程中自然地产生裂纹；他们还定义了裂纹扩展的三种模式，并在硅基质中生成多级结构，来在特定位置使扩展终止。他们甚至还以与光折射相似的方式来使裂纹弯曲。这个概念为在纳米技术和微型流体设备等应用中利用断裂力学来进行纳米制造和模式形成提供了新的可能性。本期封面所示为利用该技术刻蚀到一个硅基质当中的一个结构。

3. 信使RNA的稳定性

Nature 485 | doi：10.1038/nature11013

发表日期：2012年05月10日

二级结构或RNA内互补序列的配对，能调控影响转录产物稳定性、剪接和定位的蛋白的结合。这些效应也受所牵涉到的RNA序列的影响。Saeed Tavazoie及其同事通过计算方法来确定哪些二级结构对RNA整体行为有最大影响。这使他们能够做出一个将序列信息、二级结构、调控互动和目标通道整合起来的图件来。

4. 所有生命形式在生物节律方面的共同特点

Nature 485 | doi：10.1038/nature11088

发表日期：2012年05月24日

大部分活生物都有一个将它们的代谢与24小时的昼夜循环联系起来的生物钟。“时钟基因”已在很多生物中得到研究，而且根据它们的种类，人们认为，每个生物钟都是独立演化的。但也有一个统一因素：研究人员已在人的红细胞和藻类中发现了一个非转录形式的节律振荡，即“过氧化物还原酶蛋白”的还原周期。这项研究表明，这些氧化还原周期在包括细菌、古生菌和真核生物在内的所有生命类别中都被保留了下来，因此存在这样一个可能性：这种类型的细胞计时方式数十亿年来在所有类型的生物中都是与氧化还原的活体体内平衡机制一起演化的。这种联系也许可追溯到25亿年前的“大氧化事件”，该事件在进化史上将厌氧代谢方式置于了边缘地位。

5. 干细胞随年龄增长而减少

Nature 485 | doi：10.1038/nature11061

发表日期：2012年05月31日

在果蝇的睾丸中，一组被称为“apical hub”的细胞分泌自我更新因子Unpaired (Upd)，它促进肝细胞的维持。现在，Leanne Jones及其同事发现，在演化上保留下来的RNA结合蛋白Imp能稳定upd信使RNA，从而有助于干细胞小环境的维持。在衰老过程中，Imp被微RNA let-7作为目标，造成Imp表达下降、Upd被内生小干涉RNA降解以及干细胞的维持水平随年龄增长而下降。

6. DNA拼图的设计和自组装

Nature 485 | doi：10.1038/nature11075

发表日期：2012年05月31日

程序化的DNA自组装被广泛用来生成纳米大小的结构。模块化的策略可望实现简单性和多功能性，但不宜将大量小链组装成预先确定的、复杂的形状。Peng Yin及其同事通过设计一个“分子画布”克服了这一问题：该“分子画布”实际上是一个长方形结构，由单链“瓦片”组装而成，每个“瓦片”包含一个短的、独特的42-碱基DNA链，这个短链折叠成一个“3纳米乘7纳米”的“瓦片”，附着到相邻的4个“瓦片”上。通过简单地将相应于被目标形状覆盖的像素的那些链混合、再将没有相应像素的链排除，就可以生成画在“画布”上的一个所想要的形状。通过相应于一个310-像素“画布”的一大组链，该研究小组随后生成了超过100个各不相同的、复杂的二维形状，它们也证明该方法是将短合成DNA链组装成复杂DNA纳米结构的一个简单的、模块化的和可靠的框架。

7. 有机和传统耕作方式的作物产量对比

Nature 485 | doi：10.1038/nature11069

发表日期：2012年05月10日

关于传统耕作方式与有机耕作方式相比哪种更有优势的问题存在很多争议。传统耕作方式对其所使用的土地有很大环境影响；有机耕作方式在相同产量下所需土地要多一些。这种争论的中心问题是，两种耕作方式的相对产量。Seufert等人发表了对关于有机耕作方式与传统耕作方式产量对比的现有科学文献所做的一项元分析，他们得出结论认为，有机耕作方式的产量的确要低一些，但因作物类型、生长条件和管理实践的不同这种差别也会有很大不同。例如，对于在有利的土壤条件下生长的多年生作物来说，有机耕作方式的产量只比传统耕作方式的产量低5%， 但在最具有可比性的传统耕作体系与有机耕作体系之间的产量差别却高达34%。 本文作者的结论是，我们需要对限制有机耕作方式产量的因素有更好的认识，才能对不同耕作方式做有意义的比较。

8. 鸡ASIC1的高分辨率晶体结构

Nature 449 | doi：10.1038/nature06163

发表日期：2007年09月20日

酸感应离子通道（ASIC）是质子激活的受体，它们存在于很多人体组织和器官中，在中枢和周围神经系统中尤其丰富。在小鼠实验中，研究人员发现它们与痛觉有关，也与条件性恐惧学习行为有关。它们是一个超级受体家族的成员，这个家族的受体参与从体内钠平衡到机械感觉在内的广泛的生物过程。不过此前，研究人员还不知道这一重要类别蛋白的结构。现在，来自Eric Gouaux实验室的一篇论文报告了在封闭状态下鸡ASIC1的高分辨率晶体结构。它是一个三聚体，与目前所研究过的任何其他通道都不同。它的大型细胞外部分（封面图片的上半部分，图上的横条代表细胞膜）多空腔和突起，含有一对涉及质子探测的酸性残基。

9. 心脏衰竭与线粒体DNA的联系

Nature 485 | doi：10.1038/nature10992

发表日期：2012年05月10日

炎症已被发现与心脏衰竭的发病有关，但是什么触发炎症的却不清楚。这项研究识别出一个发炎通道，它在一个小鼠模型中参与心脏衰竭的发病。被外部压力损伤的线粒体通常被自吞作用降解。本文作者发现，以这种方式在心脏细胞中所释放出的线粒体DNA能触发一个由“Toll-样受体(TLR) 9”调控的炎症反应，导致心脏结构和功能异常及死亡率增加。

10.地球发电机的动力来源

Nature 485 | doi：10.1038/nature11031

发表日期：2012年05月17日

铁的热性质和电性质，对于了解地球深层的热演化及用来驱动产生地球磁场的“发电机”的动力有重要意义。这些参数以前曾通过外推来自较低压力或温度条件下的结果估计过，但Monica Pozzo及其同事现在发表了这些参数在地球外地核的压力和温度下的一个“第一原理”计算结果。两个传导率被发现都比以前的估计结果高二到三倍，这促使人们对有关“发电机”动力的估计结果进行重新评估。这些结果大大限制了关于“地球发电机”动力的模型，并且表明，地核最上端一定是“热分层”的。