《Nature》3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（2013年2月9日 ～ 2013年3月11日）：

光对发育中的眼睛至关重要
Nature 494 (2013年2月14日)

在发育中的眼睛中，随着视网膜脉管系统的形成，为玻璃体周围透明的玻璃膜提供血液的血管就会退化。这个过程在临床上是重要的，因为血管过度生长是早产儿失明的一个主要原因。出乎意料的是，这项研究发现，光参与了组织结构的这一主要变化。Richard Lang及其同事发现，光刺激小鼠发育中的玻璃体脉管系统的退化，通过光感受器“黑视素”发挥作用。在没有光或没有“黑视素”时， “脉管内皮生长因子A”被上调，导致异常视网膜血管生成。人眼发育是否也涉及到同样过程还有待确定。

“电子晶体”的一种新形式
Nature 494 (2013年2月21日)

“电子晶体”（电子在其中表现为阴离子的离子晶体）的物理性质在很大程度上取决于阴离子电子约束腔的拓扑。因此，实现“电子晶体”实际应用的一个重要步骤是，发现具有独特拓扑的新约束空间。被约束的二维电子层以前曾通过人工制造通常由半导体材料构成的异质界面结构实现过。本文作者将演示这种行为的材料范围延伸到了一种“电子晶体”——氮化钙(Ca2N)。这种化合物具有电子约束的理想性质：具有合适夹层间距的一个分层结构和允许松散结合的电子层在没有电子俘获的情况下存在的一个化学结构。通过为 “电子晶体”提供一个新材料图像(material image)，这项研究应能导致一系列具有独特物理性质的二维“电子晶体”问世。

海里有多少鱼？
Nature 494 (2013年2月21日)

全世界渔场的状况都很混乱。在一些地区，渔获量是稳定的，渔民也坚持认为一切都好。但有些研究人员报告说鱼类数量在急剧下降，并且呼吁对渔场进行限制。一个核心问题是，用渔民每年捕捞的鱼类数量的估计值来评估渔场的健康状况是否合适。在本期Nature的Comment文章中，我们试图弄清事实到底是什么。Daniel Pauly认为，渔获量（对很多渔场来说这是惟一数据）是鱼群健康状况的一个关键标志。今天的大部分渔民在相同水域所捕捞的鱼类数量都少于其前辈。渔获量数据能为研究人员提供帮助逆转这一趋势所需的信息。但这种观点却并不能说服Ray Hilborn 和 Trevor Branch。他们说，不仅是丰度，很多因素都决定渔民的捕捞量。虽然渔获量数据就渔场管理来说很重要，但仅该数据还不能回答这样一个问题：海里有多少鱼？

各种“组学”中有多少是必要的
Nature 494 (2013年2月28日)

刚开始时只有“基因组”和“基因组学”。现在有数千个不同的“组”和“组学”，其中有些已明确成为重要知识体系和研究领域。不过有些就不是这样，并且还被谴责为没有必要、无关紧要、毫无意义、不合语法等等。本期Nature上一篇News Feature文章对各种“组学”进行梳理，试图找出其中将会保留下来的一些。封面上的填字游戏揭示了这些单词当中的其中几个——“好”(good)、“坏”(bad)和“难看”(ugly)。请访问go.nature.com/7ihxut这个网址获取可打印出来的填字游戏。

抗糖尿病药物是“胰增血糖素”的对抗剂
Nature 494 (2013年2月14日)

高血糖是胰岛素抗性（胰岛素不能抑制肝脏的葡萄糖输出）的一个普遍后果。双胍类药物如“苯乙双胍”和“二甲双胍”经常被用来降低过高的葡萄糖，比如说用于2-型糖尿病患者。此前，“二甲双胍”被认为是通过激活由AMP激活的蛋白激酶来降糖的，但这项研究表明，它对抗“胰增血糖素”的作用。双胍增加细胞内AMP和相关核苷酸的水平，从而抑制“胰增血糖素”激活腺苷酸环化酶的能力。这导致 “环AMP”和 “蛋白激酶A”（后者阻断对于维持来自肝细胞的葡萄糖输出来说很重要的基质的磷酸化）的活性降低。这项工作表明，“胰增血糖素”的对抗剂可能有抗糖尿病潜力。

呼吸链拼图的最后一块
Nature 494 (2013年2月28日)

Complex I是线粒体电子传输链的第一个和最大的酶，此前它是呼吸链中没有一个完全已知结构的惟一成分。本文作者提出了整个Complex I的原子结构。该酶帮助两个电子从NADH向泛醌转移，其转移与四个质子穿过细菌或内线粒体膜的转位相耦合。该结构显示了几个出乎意料的特征，其中包括一个长“反应室”(reaction chamber)，它容纳憎水基质醌，使该酶能够利用其“氧化还原”能量。这种大型蛋白机器的异常机制涉及化学能源与四个分子泵之间的长距离机械耦合，以穿过细胞膜的一个质子梯度的形式存储能量。

中国氮沉积量在增加
Nature 494 (2013年2月28日)

大气氮排放自工业革命以来已有实质性增加，由此所造成的氮沉积对人类和生态系统健康会产生有害影响。但我们对当今发展最快的经济体中国的氮沉降的严重程度和环境后果却知之甚少。这篇论文报告，氮的年平均大体积沉积从上个世纪80年代到21世纪前十年增加了每公顷8公斤氮。在大体积沉积中，氮的主要形式为铵，而硝酸盐沉积的增长速度最大。氮沉积也增加了半自然生态系统中植物叶子的氮浓度，导致长期没有施肥的农田中作物氮吸收量升高。

科学界的性别歧视
Nature 495 (2013年3月7日)

科学在体制上仍然是存在性别歧视的。尽管取得了一些进步，但与条件相似的男科学家相比，女科学家薪酬仍然较低，晋升机会仍然较少，获得的研究经费资助仍然较少，离开科研工作的可能性仍然较大。本期特刊关注这一性别差异以及为了消除这一差异目前所采取的措施。本期杂志是为了纪念Maxine Clarke。在Maxine 作为Nature杂志的一名编辑为维护最高科学标准而努力奋斗的28年时间里，她经常是惟一提出这样一个问题的人：“女性都在哪里？”

一个实用的混合型量子系统
Nature 494 (2013年2月14日)

在量子信息技术这一新兴领域，今后要取得的进展预计涉及将不同类型的量子系统结合起来，以掌控不同的自由度。按照这种精神，这篇论文描述了将一个记忆元件（它有长寿命的量子态）和一个量子界面（它提供容易的读出）结合起来的一个固态系统的构建。这一点是通过将一个以“超导transmon量子位”形式存在的人造“二能级原子”耦合到两个不同的共振腔（一个微波共振腔和一个纳米机械共振腔）上实现的。在所得到的混合型器件中，低频声子腔存储来自量子位的量子信息，电微波共振腔与外部世界通信。

端粒阻止发生有害“修复”的保护机制
Nature 494 (2013年2月28日)

端粒结合蛋白TRF2阻止DNA损伤反应机制被染色体端部激活（否则它可能会被识别成一个DNA断裂），Eros Lazzerini Denchi及其同事发现，TRF2的“二聚”区域阻止ATM（对DNA损伤修复至关重要的一种激酶）的激活。另外，TRF2抑制在ATM激活的下游发生的信号作用事件。这一两个层次的抑制系统为DNA损伤反应蛋白为什么能够与端粒密切相关而不会触发全面DNA损伤反应提供了一个分子层面的解释。