11月18号Science内容选读

　　

生物通综合：
专题部分：用于与来自生物学的材料

本期封面是用生物启发的光学系统合成的一个人工复眼的共聚焦显微照片，其中每个微透镜各自对一个人工光柱和波导自动调整。本期专题部分聚焦自然界中的结构如何启发人们发展新的材料，以及如何设计新材料来探测和操纵生物学过程。专题新闻报道介绍了用纳米材料来诊断、成像、以及治疗癌症的研究。
专题介绍：Design for Living, Marc Lavine, Valda Vinson, and Robert Coontz

吃草的恐龙

研究人员在大约6500万年前的晚白垩世生活在如今印度的巨龙(sauropod)粪化石中发现了草形成的硅质微粒，这是第一次找到的吃草恐龙的证据。文章作者说，这一发现对了解草、恐龙生态、以及早期的植物-草食动物相互作用等的进化有重要意义。科学家发现的这种特殊的硅质结构被称为植物石(phytoliths)，它们在草和其它植物的细胞中形成。在恐龙粪化石中发现的不同草的植物石提出，晚白垩世的草科中的多样性比通常认为的要高。但是，从粪化石中发现的草植物石的量来看，草不是巨龙的主要食物。文章作者说，某些有神秘的、看起来适合处理研磨材料的牙齿的早期哺乳动物也许也吃过草。一篇相关的研究评述进一步讨论了这些发现。
报告：Dinosaur Coprolites and the Early Evolution of Grasses and Grazers, Wolfgang Haak, et al.
研究评述：Dinosaurs Dined on Grass, Ruben Nogueiras and Matthias Tschop

与精神分裂症有关的基因

DISC1基因是被列为可能使人易患精神分裂症的候选基因中的一个，新研究显示了这个基因是怎样以一种可能促成该病的方式工作的。人们认为精神分裂症和相关的情绪紊乱病是有遗传和环境两个方面的因素造成的，但是研究人员在确定涉及的具体基因上一直有小大的困难。虽然DISC1被发现与精神分裂症有关，但是这个基因所编码的蛋白质的功能人们不了解。J. Kirsty Millar和她英国的同事现在提供出基因和生物化学证据，显示DISC1蛋白质与一个叫PDE4B的酶相互作用，从而影响信号传递分子cAMP的活性。这个信号传递系统过去在其它试验系统中被发现与学习、记忆、以及情绪有关，这与该系统中的变化可能促成精神分裂症是一致的。一篇相关的研究评述指出，这些发现也许能帮助澄精神分裂症与其它情绪紊乱病之间的关系，也许能带来新的治疗策略，但是该文也指出是否能带来新的有效的治疗方法仍需要做大量的研究工作。
报告：DISC1 and PDE4B Are Interacting Genetic Factors in Schizophrenia That Regulate cAMP Signaling, J. Kirsty Millar, et al.
研究评述：Two Genes Link Two Distinct Psychoses, Akira Sawa and Solomon H. Snyder

蝴蝶翅膀胜过发光部件

在研究人员最早开始研究用来精确地反射和引导光的“高效发光部件”时，他们还不知道东部和中部非洲的燕尾蝴蝶早就掌握了这个过程。Peter Vukusic和Ian Hooper现在报告说，这些蝴蝶的翅基板中含有反射和引导入射光的天然“光子晶体”以及控制光发射方向的被称为“布拉格反射器”分层结构。这些学名为Papilio nireus的凤蝶科蝶种的翅基板充满了色素和二维光子晶体，它们所形成的结构使其产生很强的荧光，它们用的优化光输出的“高招”与高级发光部件所用的是一样的。作者在这篇简报中写道，“大自然和人工技术相互独立地演化出高效地引导来自光发射器的光的设计”。
简报：Directionally Controlled Fluorescence Emission in Butterflies, Pete Vukusic and Ian Hooper

细胞信号增强结肠癌细胞生长

新的发现将一个与发炎有关的分子与结肠癌细胞的异常生长联系起来，给为什么某些抗发炎药物有时能抑制结肠癌的发展提供了一个可能的解释。Maria Domenica Castellone和同事报告说，当促炎性分子前列腺素E₂与它的受体结合时，这个过程激活两个信号传递通道，这些通道最终汇集促进β-Catenin的稳定和核转位，β-Catenin是促进增加癌细胞增值的基因转录的一个蛋白。前列腺素E₂是COX-2酶的一个代谢物，它的活性被非甾体抗炎药(NSAIDs)阻碍。这些发现也许能使研究人员更好地了解NSAIDs如何在癌症治疗中起作用。
报告： Prostaglandin E₂ Promotes Colon Cancer Cell Growth Through a Novel G_s-Axin-β-Catenin Signaling Axis, Maria Domenica Castellone, et al.

发红外光的碳纳米管

研究人员在碳纳米管中发出了红外光，该发光过程的效率比常规发光二极管(LEDs)所用的高许多倍。在LED中，被注入到半导体一个区域内的电子与带正电荷的空穴结合，以光子的形式释放出能量。Jia Chen和同事显示，在悬浮的碳纳米管中，一种载流子的局域加速产生激子（一个激发的电子-空穴对）。在纳米管有限的空间中，这些激子复合释放出红外辐射。作者报告说，这个过程比LED中的电子-空穴复合的效率高100到1000倍。
报告：Bright Infrared Emission from Electrically Induced Excitons in Carbon Nanotubes, Jia Chen, et al.