2月2日Nature选读

　　

生物通综合：
封面故事：无二十面体对称性的球形病毒的结构

球形病毒结构的确定目前仅限于具有二十面体对称的衣壳。现在，研究人员首次确定了一个完整的、没有二十面体对称的球形病毒的结构，这种方法是简化图像重建计算所必需的。被确定结构的这个病毒是“epsilon15噬菌体”，它感染人类病原体“鸭沙门氏菌”（Salmonella anatum），所以是沙门氏菌病的一个潜在的治疗药物。单粒子冷电子显微镜研究显示，这个二十面体蛋白壳由60个六聚体和11个五聚体组成（见封面图片）。非二十面体的部分聚集在12个衣壳定点中的一个上，DNA通过这些定点被包裹起来和释放出去。该病毒的基因组在共轴“线圈”结构中，一个以前未被识别出来的蛋白锥包裹在DNA的端点上。该衣壳与包括疱疹病毒在内的其他dsDNA病毒的衣壳相似，说明它们有共同的祖先。

DNA复制过程怎样保证准确性

准确的DNA复制对所有生物的繁殖来说都至关重要。本期Nature上三篇论文和网上的一篇新的Web Focus文章（网址：http://tinyurl.co.uk/p5m7），回答了关于一个DNA复制叉上发生了什么过程来保证这种准确性的长期未能回答的问题。有这么一个事实：即便是严重受损的DNA也能高速复制。Heller 和 Marians对这个现象做出了解释。他们发现，细菌复制重启系统能够通过DnaG 引发酶引发DNA前面的链和后面的链。这与已被人们接受的观点是矛盾的。该观点认为，DNA前面的链的合成必需是连续的。因此，该发现可能迫使科学家对关于染色体复制的引发方式的模型重新进行评估。Zenkin等人解开了由RNA聚合酶合成的一个短的转录链何以能够成为DNA复制的一个引发物的谜团。答案在于一个以前不知道的转录伸长复合物类型，这个复合物还可能联系着DNA复制和转录的机械系统。Lee等人要解决的问题是，在DNA前链和后链上发生的很不相同的过程是怎样同步的。在引发物被合成的时候，DNA引发酶起一个分子刹车的作用，在后链酶过程比较慢的时候使前链聚合酶的进程暂停。

果蝇的视觉记忆本领

同人类一样，果蝇也能识别和记忆视觉标志，它们能识别出物体的排列模式（如垂直的或倾斜的棒状物），而不管这些物体第一次是从哪里投射到视网膜上的。在利用基因操纵方法和一个果蝇飞行模拟器所做的一项实验中，研究人员首次在一个昆虫中发现了这些视觉记忆本领所需的神经细胞。他们发现，两组约20个神经细胞存在于“扇形体”内的两个窄层中，它是节肢动物大脑典型的中央复合体中的最大部分。中央复合体的功能过去曾被认为主要是集成两个脑半球中的信息，这项新的研究是首次将明确的行为功能归功于这一大脑区域。

预测疟疾爆发概率的新模型

博茨瓦纳整理了1982–2002年间疟疾发病情况的一个连续记录，为在一个沙漠边缘地区进行疟疾流行病学研究提供了一个独特的数据集。人们知道气候波动在疟疾流行的非洲部分地区是疟疾传播的主要决定因素。现在，根据气候波动与非洲各地疟疾发病率之间已经确立的定量关系，研究人员开发出了一个预测疫情多发区年际气候波动的新系统。这个被称为DEMETER的项目将很多领先的欧洲全球气候预测模型结合在了一起，能够成功预测博茨瓦纳长达5个月时间内爆发疟疾流行的概率，比当前的监测模型发出预警的时间多出4个月，在这4个月的时间内，有关方面可以做出关于资源分配的非常重要的决定来。

蛇与蜥蜴之间的关系

传统观点认为，在爬行动物中，毒液输送体系只在两个种系中形成：高级蛇类和毒蜥蜴，后者现在以“赫拉毒蜥”（Gila monster）和beaded lizard为代表，它们是被称为Monstersauria的古代的一组捕食性蜥蜴仅存的后代。一项新的研究显示，另外两个主要的蜥蜴种系，即Varanids 和Iguanians，也产生毒素，Iguanian蜥蜴甚至还可能有毒腺。这表明，蛇和蜥蜴之间的关系要比以前所认为的密切得多，蛇是由比较先进的蜥蜴演化来的，而不是由一个单独的演化辐射分支演化来的。
神经细胞的再生问题

成年哺乳动物大脑有显著的再生能力，这个事实使得神经移植干细胞疗法有一天可能成为现实的希望始终没有破灭。然而，新的神经细胞是怎样集成进已有大脑回路的？对这个问题我们很不了解。用小鼠所做的一项新的研究表明，新生神经细胞对已有神经活动是敏感的（通过神经传输物质GABA来感知），这是在活体中这些新的细胞向成年神经回路中集成的关键。（Letter p. 589）干细胞和癌症生物学中一个重要问题是，一个细胞是怎样选择进行增殖或分异的。果蝇卵为研究这个问题提供了一个很好的模型，因为大脑中的成神经细胞在每次细胞分裂时要经历自我更新，产生另一个成神经细胞和一个分异中的子细胞。对一系列果蝇突变体所做的研究表明，成神经细胞更新是由pins、lgl和aPKC基因控制的，这些基因以前被发现调控成神经细胞中的非对称细胞分裂。aPKC的过度表达诱发成神经细胞自我更新，这是一个也许最终会导致控制治疗中所用神经干细胞的方法的研究领域。

造血干细胞所需的一种受体

造血干细胞必须能够在胚胎形成过程中和在骨髓移植后进入骨髓。但Integrins是例外，对这些调控这一过程的分子我们基本不了解。现在，Adams等人发现，这个过程需要一个跨膜钙传感受体。缺少这一受体的造血干细胞能够正常分裂和形成新细胞，但不能往外迁移和进入骨髓。骨髓的高钙含量也许能吸引循环的干细胞，增强向这个小环境中的粘附。这些数据为干细胞的定位和“嫁接”过程确定了一个新的分子参与者，并且提供了一个影响这一过程的潜在目标。