1月12日Nature选读

　　

生物通综合：

封面故事:磁重接的发生范围
磁重接是成对的磁力线进行合并、将磁场能转变成粒子能的一个过程。在合并的磁力线中所形成的缠结结构会产生一种“弹弓效应”，该效应对高速等离子喷射流进行加速，使其远离合并点。这个过程为干扰电网和通信的太阳耀斑和近地宇宙风暴提供能量。空间物理学家早就对磁重接是远距离发生的还是在局部地方随机发生的进行争论了。2002年2月2日，在星际空间相距很远的三艘飞船Cluster、ACE和Wind都在其经过的同一个“太阳磁场切变层”内探测到了类似的等离子喷射流。这是证明存在一个直径为250万公里的重接区域的直接证据，它证实磁重接可以在很长时间内在一个非常大的尺度上发生。本期封面所示为缠结的磁力线加速一对粒子喷射流的情形。

哥斯达黎加青蛙灭绝与全球变暖有关
上个世纪80年代，蒙特维得五彩青蛙和金蝉一起从哥斯达黎加的森林中消失了。为此，它们成为关于全球变暖和生物多样性的辩论中的一个焦点。有些人认为全球变暖是其消失的原因，而另一些人则认为是森林的砍伐破坏了它们的生存环境。一项将属于美洲热带地区本地种的这些物种和很多其他两栖类动物的灭绝与海平面和气温的变化联系起来的新的分析研究的结果，在这一轮辩论中可能会证明是具有结论性的。这项研究还发现了造成这些两栖类动物灭绝的可能的病原体：全球变暖趋势对一种名为Batrachochytrium dendrobatidis的真菌病原体是有利的，这种病原体是“壶菌病”的致病原因，它的增殖使得天平朝着不利于其寄主生存的方向发生了倾斜。

一个新的甲烷排放来源
热带森林上面温室气体甲烷的含量出乎意料之高以及最近大气中甲烷浓度增长速度的下降，都不能简单地用已经被人们所接受的全球甲烷预算来解释。现在，一项真正让人吃惊的发现为这些现象提供了一个可能的解释，并且还可能对通过模型研究过去和未来的气候具有参考意义。自然来源的甲烷过去被认为只能在厌氧条件下形成，比如说在沼泽中。事实上，活的植物以及死掉的残枝落叶在好氧条件下也能向大气中排放甲烷。这一额外的甲烷来源有可能占到年甲烷来源量的10%至30%，并且在过去的研究中被忽略了。

过热的冰已在实验中获得
将一种固体加热到超过其熔点而又不会让其真正熔化，可以通过用作高质量晶体的物质轻易实现。水为什么不能成为这些物质中的一员并没有根本性的原因。但水中将各个分子束缚在一起、使水具有很多独特性质的氢键网络使得我们难以生成无缺陷的水冰。因此，此前过热的冰只存在于理论中。但是现在，在一项实验中，研究人员通过将大块冰的内部在非常短的时间尺度上从零下3摄氏度加热到室温，从而生成了这样的物质。在该实验所持续的250皮秒内，实验用冰仍然保持固体状态，虽说当温度跨度超过大约20摄氏度时冰的确会融化。

提取胚胎干细胞而又不破坏胚胎的新方法
确定人类胚胎干细胞系的通常方法是有争议的，因为在这个过程中胚胎被破坏掉了。本期Nature上有两篇研究论文介绍了从小鼠获取这种细胞而又不失去一个克隆出的、有发育潜力的胚胎的不同方法。Meissner 和 Jaenisch描述了一个用小鼠做的原理验证实验，所采用的方法是ANT（改变的核转移），这是一个生成本身不能移植进子宫中的异常胚泡的方法。这个新方法需要阻断Cdx2基因的作用，但由于该基因在采用这些细胞进行的治疗方案中可能需要用到，所以将这种基因剔除做成是可逆的，当胚胎干细胞培养系确定以后，就可以将该基因再打开。ANT是在美国国会就是否能使用NIH（国家卫生研究院）的经费进行涉及干细胞的研究问题举行的听证会上所讨论的可选方法之一。Chung等人介绍了一种提取小鼠胚胎干细胞系的新方法，该方法不会破坏胚胎向子宫内移植并进行发育的能力。这个方法所依靠的是在不育症治疗中使用的“移植前基因诊断”（PGD），即对胚胎可能存在的遗传缺陷进行扫描诊断。如果胚胎是健康的，它们就会被移植进子宫中，让其正常发育。如果能将这种方法转移进已经进行过PGD的人类胚胎，也许就有可能生成人类胚胎干细胞系库，而不会对胚胎本身带来其他风险。

混交也有可取之处
混交的雌性能生出父亲为一个以上雄性的后代来。对一种胎生的伪蝎所做的新的研究表明，对那些无法避免与近亲交配的雌性来说，其后代有多个父亲可以是有好处的。在胎生物种中，近亲繁殖不仅增加隐性疾病的风险，而且还能干扰胚胎发育所必要的母亲和胎儿之间的交谈。近亲繁殖导致胎生伪蝎的自然流产率较高。然而，当雌性与一个兄弟和一个非近亲的个体交配时，“外交”产生的胚胎的存在会挽救其“内交”产生的同母异父兄弟姐妹，使得整胎幼仔都能成功发育到要出生的时候。

“神经管闭合”缺陷的发病机制
像“脊柱分裂”和“无脑颅症”这样的“神经管闭合”疾病在新生儿中的发病率为1/1000，但这些先天性畸形的内在原因基本上不清楚。用动物模型进行的研究工作曾表明，PCP（planar cell polarity）信号通道在胚胎形成过程中所发生的“神经管闭合”中扮演一个角色。现在Ciruna等人为这一过程中找到了一个新机制，即被称为Van Gogh-like 2的PCP蛋白沿着前/后轴方向极化神经前体。该蛋白是子细胞以层间插入的方式插入在“神经管闭合”前形成的一个被称为神经龙骨的中间结构中所需要的。PCP通道似乎将细胞分裂与形态的形成耦合起来，这个系统中的畸形可能是“神经管闭合”缺陷的一个以前未曾识别出的原因。
（生物通记者：张迪）