《Nature》9月最受关注的十篇论文

　　生物通报道：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（2012年8月22日 ～ 2012年9月21日）：  

“结合珠蛋白”怎样中和自由血红蛋白？
Nature 489 (2012年9月20日)

细胞外血红蛋白向血浆中的释放具有潜在危险性，因为暴露的“血红素基”是高活性的，因而也是高毒性的。循环蛋白“结合珠蛋白”解决这一问题的办法是，在一个稳定的复合物中吸收自由血红蛋白，该复合物通过与巨噬细胞清道夫受体CD163相结合而被从血液中清除。这篇论文介绍了二聚的猪“结合珠蛋白-血红蛋白”复合物的2.9-Å的晶体结构。该结构为血红蛋白由“结合珠蛋白”介导的识别提供了一个机制。（Link to Letter p. 456）

人类基因组的突变速度
Nature 488 (2012年8月23日)

新生突变之所以重要，是因为它们是演化中多样性的来源，也是因为它们对疾病有直接影响。来自“deCODE genetics”（总部设在冰岛的一个人类基因组研究机构）的科学家和他们的同事，利用来自78个“冰岛患者-后代三人组合”的全基因组测序数据来在整个基因组层面上研究人类的突变速度。他们发现，单核苷酸多态性突变速度的多样化是由父亲在母亲怀上孩子时的年龄支配的。受孕时父亲年龄每增加一岁，突变数量就增加约两个，同时一旦随机差异的效应被考虑进去，父亲的年龄估计就可以解释新生突变数量中几乎所有剩余的差异。而且，这些结果表明，影响男性生殖年龄的人口结构变化会对突变速度产生相当大的影响，因此也会对精神分裂症和自闭症等疾病的发病风险产生相当大的影响。

ENCODE项目的6篇论文
Nature 489 (2012年9月6日)

ENCODE (英文“DNA元素的百科全书”缩写)项目旨在描述人类基因组中所编码的全部功能元素。在其启动9年后的今天，该项目发表了30篇论文，其中6篇发表在本期Nature上。下面将分别对这6篇论文做简要介绍。


端粒为什么不能无限变长？
Nature 488 (2012年8月23日)

当线性染色体复制时，它们的端部（称之为端粒）会稍微变短。端粒酶是一种专门化的聚合酶，在细胞周期的S-阶段作用于“端粒重复DNA”上，使端粒重新变长大约60个核苷酸。现在，Joachim Lingner及其同事发现，三聚CST复合物与“端粒引子”(telomeric primer)和POT1–TPP1复合物发生相互作用，抑制S-阶段后期端粒酶活性。这样，不受限制的端粒变长便受到了控制，每个端粒在每个细胞周期中只被端粒酶拉长一次。


ENCODE: 转录因子的足迹
Nature 489 (2012年9月6日)

DNaseI 足迹分析(footprinting)检测受DNaseI保护而不发生解理的DNA序列，因为它们是被调控因子结合的。通过研究41种不同细胞和组织类型中的这些足迹，本文作者描述了为DNA结合蛋白保持了识别序列的数百万短序列元素。这项工作将人类顺式调控因子的数量几乎增加了一倍，提供了关于演化保守性的染色质状态和水平的线索。他们还介绍了与发育、分化和多能性的主要调控因子极相似的大量新型调控因子识别主题。


低热量饮食并不能保证长寿命
Nature 489 (2012年9月13日)

限制食物摄取被发现在不同物种中都能延长寿命和增进健康。这篇论文报告了对恒河猴的热量限制所做的一项长达23年的研究的结果。如果是在较大的年龄开始的，那么限制热量摄取不会提高生存率，但会改善猴子的代谢状况。采用热量摄取受到限制的一种饮食的年轻猴子，表现出与年龄相关的疾病的发病时间有所推后的一个趋势，但其寿命并没有增加。鉴于用人来进行寿命研究不实际，非人灵长类动物是我们能够得到的最接近人类的模型，同时这些结果也表明，限制热量摄取对长寿命动物的效应远不是那么简单的。


ENCODE: 人类DNA用户指南
Nature 489 (2012年9月6日)

“DNA元素的百科全书”(ENCODE)项目系统标绘出了转录、转录因子关联性、染色质结构和组蛋白修饰等区域。在这篇综述性文章中，项目组向读者介绍了该项目本身、所获得的数据及对它们所做的综合分析。现在，80%的人类基因组都至少被赋予了一个生物化学功能。除了扩大我们对关于基因表达在整个基因组范围内怎样被调控的认识外，新发现的功能性元素也应能帮助解读“全基因组关联研究”结果，因为它们很多都相应于与人类疾病相关的位点。


X-射线和光在金刚石中的混合
Nature 488 (2012年8月30日)

光与物质之间的相互作用是很多科学领域的关键问题，但由于在观测方面的困难，关于光何以能改变物质的微观细节仍不清楚。这些细节可以通过将X-射线和光波相混合来探测。这是一种X-射线散射方法，是近半个世纪前提出来的，但当时在技术上是做不到的。现在，随着自由电子激光的问世，具有足够强度的X-射线已经可以获得。在本期Nature上，用“Linac 相干光源”进行研究工作的Ernie Glover等人报告了在金刚石中对X-射线和光的混合（或者说“和频”的生成）。这个新成果也许能够使研究人员对化学键的生成和断裂直接进行可视化观察。


癌细胞的功能性层级
Nature 488 (2012年8月23日)

在一个成胶质细胞瘤小鼠模型中，Luis Parada及其同事利用在神经干细胞（肿瘤就是在这些细胞中出现的）中选择性表达的一种绿色荧光蛋白(GFP)“报告蛋白”(reporter protein)，来在一个内生环境中追踪癌细胞。该“报告蛋白”标记了一小类神经胶质瘤细胞，它们的增殖能力没有大部分肿瘤细胞那么强。然而，这些GFP+细胞却造成用细胞毒性药物“替莫唑胺”治疗后肿瘤的再生。GFP+细胞的选择性清除同时配合“替莫唑胺”治疗对抑制肿瘤生长更有效。GFP+细胞似乎处在癌细胞功能性层级的最高端，所以可能代表着癌症干细胞——能够维持肿瘤生长的一类肿瘤细胞。以这一类癌细胞和增殖能力更强的大部分癌细胞同时作为治疗目标，也许能导致更好的治疗效果。

液体的无泡沸腾
Nature 489 (2012年9月13日)
有纹理的超憎水表面众所周知，因其憎水特性而得名。Ivan Vakarelski等人发现，这样的表面可用来控制一种很不相同的特性——与一个热表面相接触的一种液体的沸腾状态。他们发现，可以对该热表面进行处理，使系统保持在所谓的“Leidenfrost”状态，即沸腾只以在热表面上的一个连续蒸汽膜的形式发生，而不是经历我们所熟悉的“泡核沸腾”的冒泡阶段。“泡核沸腾”的完全抑制在最好能够避免蒸汽爆炸的工业应用场合（比如在核电站中）可能会有优势。有纹理的憎水表面也许还可用来控制或防止其他相变，如冰或霜的形成。（Link to Letter p. 274）

（生物通：万纹）