昨日《Nature》精彩文章速览

4月12日《Nature》精彩文章速览

　　

封面故事：急性淋巴细胞性白血病的基因病灶

                             

利用SNP微阵列在整个基因组范围内对DNA版本数异常进行高分辨率分析的方法，被用来识别与儿童最常见的癌症—急性淋巴细胞性白血病有关的基因病灶。对来自242位患者的白血病母细胞所做的分析显示，在40% 的B-先祖细胞急性淋巴细胞性白血病病例中，为B-淋巴细胞发育的关键调控因子编码的基因发生删除、放大、点突变和结构重排等问题。PAX5是最常见的目标。所获得的数据表明，能够绕开这些基因病灶所造成障碍的小分子细胞分化诱导因子可以作为研究新的治疗方法的一个重点，并且更具有普遍意义的是，它们展示了人们所熟悉的整个基因组范围内进行分析的方法作为识别癌症中新的小分子病灶的一种手段所具有的潜力。封面图片所示为白血病细胞的荧光原位杂交，它显示了9p13染色体（红色）上的PAX5向18q11.2位置（绿色）上的ZNF521的融合。Page: 758

观测太阳系外地球一样行星的新方法

太阳系外像地球一样的行星是存在的，但我们是否有一天能够看到它们？ 这是一个很难回答的问题：这样一颗绕附近一颗恒星运行的行星要比方向夹角仅为十分之一弧秒或更小的一颗恒星暗1 × 1010 倍。但是现在，John Trauger 和 Wesley Traub报告了一种在实验室中得到演示的方法，该方法有可能用在一次太空探测任务中，来探测一颗跟地球一样的行星。他们的系统利用日冕观测仪原理来抑制星光，其简单的图像处理方法是以前所报告的实验室方法灵敏度的1万倍以上，并且超过地面天文台所获得的最好结果10万倍以上。Page: 771

“杀富济贫”与追求平等

一项行为学研究所提供的清楚证据表明，平等主义情感是在多边人际关系中实施惩罚的一个理由。在一项实验室游戏中，研究人员给选手们分配了不同数额的钱，然后选手们便能够通过给予或拿走一些钱来“奖励”或“惩罚”其他选手。最富有的选手被惩罚得最重，而最穷的选手被惩罚得最轻。选手们似乎受对不平等的一种情绪反应所驱使，因为他们是以个人的损失为代价来减少和增加其他人的收入的，即便并没有合作行为需要增强。平等主义的动机在人类的互惠和合作的演化过程中可能是一个重要因素。Page: 794

防止乳腺癌患者癌细胞转移的希望

研究人员在人类乳腺癌细胞中识别出一组4个基因，这一组基因负责新的肿瘤血管的形成，负责肿瘤细胞向循环系统中的释放，并且还负责通过循环肿瘤细胞来破坏肺部毛细血管、从而为癌细胞向肺部转移播下种子。 这4个基因分别是epiregulin、 COX2、 MMP1 和 MMP2，单独抑制其中每一种基因并不能阻止肿瘤的发展，但综合抑制所有4个基因，在一个有临床意义的乳腺癌模型中能够明显减少转移。这为设计特定药物组合来解决乳腺癌患者癌细胞转移问题提供了希望。Page: 765

多药物抗药性的机理

大多数多药物抗药性机理（对抗生素、抗菌剂、抗疟疾药物、杀虫剂、还有对人类的癌症化疗药物等多种药物的抗药性）涉及一种能够将药物抽出细胞的转运蛋白。研究人员对这种转运蛋白的原型分子—哺乳动物P-糖蛋白—几十年来已经做了大量研究，但只是在过去几年里才获得了充分的结构和生化数据，使我们能够从机理上对其有一个认识。Chris Higgins对我们当前关于4大类多药物转运蛋白的知识进行了综述。这4类转运蛋白之间的不同之处和相似之处正在为了解多药物抗药性是怎样实现的提供新的线索。这项工作尚未解决紧迫的临床问题，但也许能够为制定防止或绕过多药物抗药性的策略铺平道路。Page: 749

能够快速发生光致可逆变形的新材料

一些材料在光照下将改变大小或形状。这种在没有直接接触的情况下对机械变形的触发，为能够遥控操作的促动器带来了希望。但是，迄今所开发的光致变形聚合物和胶体其反应都比较慢，并且在变形后都不稳定。Kobatake等人所开发的一种新材料避免了这些缺点：基于二芳基乙烯（diarylethene）发色团、大小在10-100微米之间的分子晶体，可以通过分别用紫外线和可见光照射来在两种稳定态之间迅速、可逆地切换。而且，当置于光下时，由该材料附着在一个表面上而形成的一种棒状晶体甚至还能吸引和赶走一个微米大小的金颗粒。 读者可以在nature.com/nature上在线观看该晶体正在发生变化的视频流。Page: 778

光合作用的能量传输过程中的确涉及量子方式

光合作用为地球上几乎所有生命提供了初级能量来源。它的了不起的地方之一是，能量在由光合作用器官组成的可以利用光的复合物内传输的效率非常高。现在，对在光合作用核心的能量传输过程中可能涉及量子方式的怀疑，已经被一项新的光谱研究所证实。该研究显示，在来自绿硫菌（Chlorobium tepidum）的细菌叶绿素内存在波状能量运动典型的电子量子节拍。能量传输过程的这种波状特点可以解释光合作用的效率为什么极高，因为在光合作用中，巨大的相空间（phase space）可以被有效搜索，从而找到能量传输效率最高的通道。Page: 782

资源限制对生物多样性的影响

什么能解释生物多样性？一种理论认为，在各种不同资源都是有限的生态系统中，多样性将增加，因为生态系统中的条件将有利于那些能适应水、磷、氮等等都缺乏的环境的物种。在资源丰富时，生产率将提高，但优胜者将是那些能够最快生长并消灭对手的少数物种。虽然资源限制并不是可解释物种丰富程度的惟一因素，但Harpole 和Tilman研究表明，它能在美国加州塞奇威克的实验草地上解释植物的多样性，并且还能为人类活动（如富营养化等，它们往往会简化一个生活环境）引起的生物多样性减少提供另一种解释。Page: 791

丙肝病毒的一种共因子

Claudin-1是在人类的肝脏中所表达的一种紧密连接的蛋白，已经被确定为丙肝病毒的一种重要的进入共因子（entry co-factor）。 同以前确定的CD81共受体一样，claudin-1也跨过细胞膜四次，并有两个细胞外的环。它在丙肝病毒进入过程中的一个结合后和融合前的步骤上发挥功能。这一发现为了解病毒进入肝细胞的机理提供了线索，并为抗病毒药物提供了一个潜在的新目标。Page: 801

植物根和茎中干细胞体系之间的联系

植物有两个明显不同的干细胞体系，分别在根分裂组织和茎分裂组织中，它们不断分裂而产生新的组织和器官。以前的研究工作发现，在两个体系中有不同的发育模式和不同的控制基因，但Sarkar等人现在发现，二者之间在机理上有一个强烈的联系。两个体系的信号作用中心都利用相关的转录因子（茎中为WUSCHEL，根中为WOX5）来使相邻的肝细胞保持不分化，这两个因子在两个分裂组织中都发挥作用，以维持正常功能。这一发现提供的分子证据表明，干细胞调控系统起源于根和茎在作为现代高等植物祖先的陆地植物中分开之前。Page: 811