7月19日《Nature》速览

　　

7月19日《Nature》速览

封面故事：壁虎竟跟贻贝粘到了一起

                    

本期封面所示为一只壁虎趴在一个贻贝的壳上。 这种罕见的情景源自这两个物种向某种东西上粘附的共同本领。壁虎甚至能向翻转的表面上粘附，这是因为它们的脚上有微小的毛。但它们的附着力只是暂时的，因为快速附着和脱开是其运动的关键。事实证明，要合成某种可以反复粘附的东西是很困难的，而且还存在另一个问题：壁虎的粘附力在水中会大大减小。一种新的粘合剂克服了对水的这种敏感性，办法是将壁虎一样的纳米结构与贻贝所采用的进行水下粘附的化学方法结合起来。这样所获得的杂合型粘合剂（它由一系列涂有一种聚合物的小柱子组成，这种聚合物类似于贻贝身上的粘性蛋白）在湿态和干态都表现出惊人的可逆粘附性，粘附周期超过1000次。这项进展有可能导致适合于一系列实际应用的可逆粘合剂的问世。（Letter p. 338; www.nature.com/podcast）封面图片：H. Lee, W. Lim 和 A. J. Kan Page: 338

人类非洲起源说得到解剖数据支持

关于人类起源的“走出非洲”争论让古人类学家兴奋了很多年。遗传分析倾向于支持认为现代人类来自非洲的单一起源说，但解剖测定却得出了不同的结果。现在这个矛盾已经解决：对关于颅骨测量结果的一个大型数据库所做的一项新的分析（此项研究工作是在受到关于（从解剖上来判断的）现代人类的古人口统计学所取得的进展启发后进行的，而这些进展之所以能够取得，是因为现在已经有了大型的遗传数据集），明确地支持现代人类来自非洲的单一起源说。Page: 346

由成纤维细胞生成了多能干细胞

寻找用来“哄骗”容易获得的细胞、使其显示胚胎干细胞（有可能分异成几乎任何类型的细胞）的“多能”活性的新方法的研究工作在继续进行。这项工作意义重大，因为如果能够对人类细胞安全地做到这一点，细胞移植治疗、甚至针对特定患者的特定治疗都将离我们更近一步。现在，两个研究小组报告了这个方向上的一个重要进展： 从小鼠成纤维细胞生成了多能干细胞。外成重新编码要求四个转录因子的表达，它们分别是Oct4、 Sox2、c-Myc和Klf4。所得到的细胞在生物功能和外成状态上都与胚胎干细胞相似。Page: 318

蛋白相互作用的热力学动态

了解蛋白-蛋白相互作用，需要对它们之间关系的热力学动态进行全面定性。过去，几乎没有可能从实验上来估计残留蛋白熵的变化，它是蛋白联系的自由能变化的一个具有潜在重要性的成分。现在Frederick 等人利用溶液核磁共振光谱发现，名为钙调蛋白（calmodulin）的蛋白质的内部动态的变化在与各种不同的目标域结合时明显不同。这表明，残留蛋白构型熵的变化能对蛋白-配体之间联系的自由能做出明显贡献。Page: 325

木星大星云中钠的来源

木星由钠组成的大星云是一个气体云，如果肉眼能够看到的话，它将是太阳系中能看到的最大天体。钠被认为来自火山活动活跃的“木卫一”。Mendillo等人采用一种新的观测方法来确定钠的精确来源。高分辨率光谱显示，存在两个钠逃逸区域。一个是在“木卫一”与从其本身喷射出去的等离子环（与“木卫一”共用一个轨道）发生相互作用的尾迹。第二个是“木卫一”周围一个球状外流区域，是由大气层溅射造成的。这个电离层尾迹（是“木卫一”半径的六倍）的程度是根据“伽利略”飞船的数据所做估计的两倍，说明它存在相当大的可变性。Page: 330

用电子进行二粒子干涉实验

本期Nature报告了关于一个捉摸不定的基本效应的实验演示：两个不能区分的、来自独立来源的粒子之间的量子干涉。这种干涉只能通过记录在两个不同地方的两个探测器中找到这两个粒子的一个联合概率来观测。用光子所做的实验迄今为止未能成功产生二粒子干涉，但这次该实验是用电子进行的，研究人员用在一种半导体二维电子气中制造成的一个巧妙设计的干涉仪来对这些电子进行操纵。Page: 333

MEDEA 基因的起源

通过基因组印迹进行基因调控（基因的活性取决于它来自父方还是母方）既见于哺乳动物，又见于开花植物，然而新印迹位点怎样能够随着演化时间的推移而出现仍然不清楚。现在，对拟南芥中三个“Enhancer of zeste-like”基因演化所做的重建表明，留下印迹的MEDEA 基因是在大约3500万年前通过全基因组复制从Brassicaceae中的SWINGER基因出现的。所以MEDEA 基因（是种子发育所必需的）在开花植物演化过程中出现的相对较晚。MEDEA 是由于积极的达尔文选择（自然选择）而留下印迹和获得其新功能的，而SWINGER则保留了祖先功能，没有留下印迹。Page: 349

细胞成群运动的方式

发育和肿瘤转移过程中成群细胞的运动是一个我们还很不了解的过程。果蝇卵巢中边界细胞的迁移（它是在活体中研究细胞迁移和引导之调控的一个强大模型），为我们了解这一过程提供了一个线索。Bianco等人利用果蝇复杂的遗传系统及创新的活体成像技术，发现边界细胞迁移分两个阶段进行，在第一个阶段，细胞快速向后迁移。在向后迁移的第二阶段和在向背部迁移过程中，边界细胞作为一个紧凑的群体缓慢运动，并且细胞开始在群体内进行重新排列。两个迁移模式对于受体酪氨酸激酶信号作用通道有很不相同的敏感性，细胞群作为一个整体、利用各个细胞之间信号作用水平的差别来处理信息。Page: 362

效应分子AvrPtoB的作用目标

Pseudomonas syringae（西红柿细菌性斑点病的病因）为了进行感染会将一系列效应分子注射进宿主细胞中。现在，其中的一种效应分子AvrPtoB被发现以宿主激酶Fen为作用目标，后者是一个在演化过程中高度保留下来的植物免疫系统通道的构成部分。为此，AvrPtoB利用了E3泛素连接酶的活性，后者能够促进蛋白分解，并且必须在演化过程中的某个阶段被这种细菌性病原体为这个目的所获得。Page: 370

衰老与抗癌的关系

p53蛋白及其调控因子ARF的肿瘤抑制活性，基于它们在探测和消除细胞损伤中所起作用。同癌症一样，衰老也是与细胞损伤的积累有关。从这个前提出发，Matheu等发现，p53 和Arf水平较高、但却能正常调控的小鼠不仅对癌症有抵抗力，而且寿命也比正常小鼠更长，尽管有癌症所产生的影响。让人惊异的是，衰老的各种不同生物和分子标记都表明，这些小鼠能够更长时间保持年轻。提升内生Arf/p53活性似乎能产生一种抗氧化效应，该效应不仅抑制癌症，而且延缓衰老。Page: 375